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RH精炼技术的发展及现状 --走自主设计和技术创新之路 ――中国重型机械研究院炉外精炼研究所董伟光任彤摘要：阐述了RH 钢水真空精炼技术及设备的开发、发展及现状，介绍了几种主要工艺技术的特点和发展趋势；对国内RH精炼技术同国外技术之间进行了比较；讨论了国内如何通过自主设计和技术创新来成套RH 设备的必要性和成功范例。关键词 RH顶枪RH-0B RH-KTB RH-MFB 真空循环脱气一．引言 1959年西德鲁尔钢公司（Ruhrstahl）和海罗尔斯公司（Heraeus）共同开发了RH（钢水真空循环脱气）工艺，距今已有近五十年的发展历史。随着RH精炼功能的不断扩大，已经从一个单纯的脱氢设备变成了一个多功能的炉外精炼设备。真空循环处理特别适用于大批量钢水的快速处理，其快速处理的特点使它可以与转炉及连铸的快节奏相配合。由于真空循环处理方法的优点，使它成为当今发展最快的炉外精炼设备之一。二．RH技术的发展当初，开发RH的主要目的是对钢水进行脱H2处理，以防止钢中白点的产生，因而RH仅用于处理对气体有较严格要求的钢种，如大型锻件用钢、厚板钢、硅钢及轴承钢等，由此造成RH应用范围很有限。上世纪六十年代，国内也曾引进过小型RH设备如上海重型机器厂和大冶钢厂。当时从世界范围内说RH的总体水平还不高。这二台设备，处理的钢种以电炉冶炼的合金结构钢为主，也有部分轴承钢等其它钢种，此后的很长时间内，RH技术在国内一直在原地踏步不前，而国外在这一时间段内RH技术有了飞跃的发展。日本引进RH 技术的时间仅比我们早几年，但在RH技术的发展和完善过程中却起到重要作用。1963年日本引进第一台RH设备后，进行了大量的研究工作，在脱氢的基础上又开发了脱碳、脱氧、吹氧升温、喷粉脱硫和成分控制功能，使改进后的RH法能进行多种冶金操作，大大提高了RH 的处理能力和处理效果，更好地满足了增加处理钢种和提高钢材质量的要求。开发主要的技术有以下几点： 1. RH吹氧技术 1.1RH-OB真空吹氧技术 1972年新日铁Muroran厂依据VOD法生产不锈钢的原理开发了RH-OB真空吹氧技术，顺利地生产出含铬不锈钢。之后新日铁Qita厂在此基础上发展了RH-OB真空精炼工艺技术，利用RH-OB真空吹氧法进行强制脱碳、加铝吹氧升温等技术，从而减轻了转炉负担，提高了转炉作业率，降低了脱氧铝耗。宝钢85年引进投产的300吨RH即采用了RH-OB技术，可处理几十多个钢种。因为脱碳速度高，RH-OB技术得以迅速推广，但同时该技术也存在OB水冷喷嘴寿命低，（降低了RH设备作业率）；喷溅严重，真空室结瘤严重（需花费大量时间清理冷钢），增加了辅助作业时间；对真空泵抽气能力要求较高等。这些问题阻碍了其进一步的应用。 1.2 RH-KTB真空吹氧技术 1986年，日本川崎制铁（现JFE）为满足汽车工业对超低碳钢深冲性能的进一步要求，努力降低钢中的含碳量，以保证其具有良好的塑性、拉伸性，在其千叶厂开发了顶吹氧的KTB技术，如下图所示：该装置在生产超低碳钢时显示出了极大地优越性，转炉出钢终点碳由200～300ppm提高到400～500ppm；由于在KTB吹氧脱碳过程中产生大量CO气体，在钢液面上方与O2混合后产生二次燃烧，释放出的热量即可以使耐火耐火材料表面保持较高的温度，减少冷钢的粘结；又可以补偿钢水的热损，可降低转炉出钢温度。同RH-OB技术相比吹氧脱碳时飞溅减少，真空槽结冷钢现象减少，减少了Ar 的消耗，使用更加灵活、简便，使RH-KTB技术得以迅速推广，川崎制铁的千叶厂和水岛厂6台RH均加装了KTB设备。我国宝钢1995年引进的250吨3#RH，武钢二炼钢80吨2#RH也采用了RH-KTB技术。 1.3 RH-MFB真空吹氧技术出于竞争的要求，继川崎制铁开发KTB技术之后，新日铁于1992年开发了“RH多功能烧嘴”（即MFB）真空顶吹氧技术，并于1993年8月在其广畑建成第一台RH-MFB设备；该技术冶金功能类似于KTB，可进行吹氧脱碳及加铝升温的操作；在真空吹氧的基础上增加了吹燃气功能，即在处理过程中吹入一定量的燃气和氧气进行燃烧反应达到加热钢水的目的；在处理间隙可对耐材表面进行加热，使之保持一定的温度，避免处理是冷钢的粘结。我国攀枝花钢铁公司1997年引进的由MESSO公司提供的130吨上动式RH设备上装备了该技术（MESSO公司购买了新日铁公司的许可证）。 1.4 RH-MESID真空吹氧技术在购买了新日铁公司的许可证之后，MESSO公司于1994年9月在示范厂比利时SIDMAR厂投入使用的RH设备上安装了其开发的MESID喷枪技术，该技术与MFB的区别在于采用吹氧是采用脉冲气流工作，从而减少氧气流对真空室内钢液面的影响。同时，该设备具备喷粉功能，可在处理过程中向熔池表面喷吹用于脱硫的固体混合料，这对生产对终点硫有限制的低碳钢来说尤其重要。我国宝钢1999年9月投产的一炼钢2#RH即采用了该技术。　　　　 MESID枪原理图 MESID枪冶炼IF钢废气成分图 2．RH喷粉技术 2.1 RH-PB喷粉技术 1987年新日铁名古屋厂开发成功了RH-PB法，不仅进行脱氧、脱硫（【S】＜10ppm），还可以用来冶炼超低磷钢。该设备是在原有的RH-OB基础上增加了一套喷吹装置，利用原有的OB喷嘴通过载气将粉剂吹入钢液，不影响原RH-OB的冶炼效果。该厂采用RH-PB法处理钢水在初始【S】20～30ppm的情况下，喷吹脱硫剂4㎏/t，终点【S】为5ppm；初始【P】150～300ppm的情况下，处理结束终点【P】≤20ppm； 2.2 RH-KPB技术川崎制铁公司在原有RH-KTB技术基础上增加了喷粉功能，同样拥有脱硫、脱磷功能。该装置采用顶枪喷粉，具有如下特点：（1）无喷嘴堵塞问题；（2）无耐火材料消耗；（3）因无钢水阻力，载气量较小。武钢2#RH采用了该技术，在高牌号取向硅钢的生产中取得良好效果。 2.3 RH-MFB的喷粉技术新日铁公司在其MFB枪上开发的喷粉技术，其特点是利用燃气作为载气（同时利用燃气通道作为粉剂喷吹的通道），粉剂在熔融状态下喷入钢液，粉剂不会被抽走，提高了利用率，并减少了钢水的温降。 2.4 RH-MESID枪的喷粉技术如图所示，MESID枪在开发时即带有喷粉功能，与MFB所不同的是在燃气通道中又加入一根钢管作为粉剂喷吹的通道，载气为氩气或氮气。表3 RH-MESID枪的喷粉脱硫效果原始硫 % 目标硫 % 脱硫剂消耗㎏/t 喷吹时间 mine 温降 ℃ 0.006 0.003 4.5 9 ≤28 0.005 0.001 6 13 ≤36 MESID枪喷粉系统原理图三．RH技术的现状及创新 3.1工艺技术的现状 RH技术发展到今天，不论是KTB、MFB，还是MESID枪，均具备诸如吹氧脱碳、加铝升温、喷粉脱硫磷及吹燃气加热的功能；各家的区别仅是设备结构方面的不同。其基本工艺中大都包括先行处理工艺、本处理（脱氢）工艺、深脱碳（脱碳本处理）工艺、轻处理和中间处理工艺、深脱氧工艺喷粉工艺等。正确地选择和组合这些基本工艺，合理地制定不同钢种的处理方法（真空度，真空下保持时间和循环次数，环流气体流量的变化，顶吹供氧量、喷吹粉剂成分及数量等）。即可生产大多数高附加值钢种（如IF钢及DI材等超低碳钢、冷轧取向和无取向硅钢、管线钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、SPCC类一般深冲用、焊接高强度钢、耐候钢、锅炉及压力容器用钢等）。表1 不同RH处理方法冶金效果比较处理方法对比项目 RH RH-OB RH-KTB RH-MFB RH-MESID 主要冶金功能真空脱气（H）、减少杂质、均匀温度和成分同RH功能，并能够加热钢水，吹氧强制脱碳同RH功能，能够吹氧强制脱碳，利用二次燃烧提高钢水及真空室耐材温度；可喷粉脱硫同RH功能，能够吹氧强制脱碳，利用吹入煤气燃烧提高钢水及真空室耐材温度；可喷粉脱硫同RH功能，能够吹氧强制脱碳，利用吹入煤气燃烧提高钢水及真空室耐材温度；可喷粉脱硫处理效果 [H]≤2ppm，去氢率50%～80% [N]≤40ppm去氮率15%～25% [O]≤20～４０ppm 减少夹杂物65%以上同RH；且可以使终点[C]≤30ppm [H]≤1.5ppm [N]≤40ppm [O]≤20ppm [C]≤20ppm [H]≤1.5ppm [N]≤40ppm [O]≤20ppm [C]≤20ppm [H]≤1.5ppm [N]≤40ppm [O]≤20ppm [C]≤20ppm 吹氧方式无侧吹顶吹顶吹顶吹处理时加热方式加铝、吹氧升温加铝、吹氧升温加铝、吹氧升温二次燃烧加铝、吹氧升温燃气加热加铝、吹氧升温燃气加热真空室加热无侧部烧嘴侧部烧嘴顶枪吹燃气顶枪吹燃气下表为某300吨RH招标时各家的参数比较，由此可看出目前RH设备的冶金效果及装备水平。表2 RH工艺方案比较表投标单位方案中国日本欧洲备注真空排气系统 2E+3B+3C O.5Torr/1000kg/h 2E+2B+3C O.5Torr/1000kg/h 2E+3B+3C O.5Torr/1000kg/h 真空槽系统整体真空槽，环流管内径Ф750mm，真空槽内径Ф2584mm，热弯管形式整体真空槽，环流管内径Ф700mm，真空槽内径Ф2400mm，热弯管形式整体真空槽，环流管内径Ф750mm，真空槽内径Ф2300mm，热弯管形式顶枪系统水冷带煤气加热氧枪（加热、吹氧）水冷带煤气加热氧枪（加热、吹氧）水冷带煤气加热氧枪（加热、吹氧）合金系统 20个 20个 16个预加热系统烘烤盖/预热枪侧枪型烧嘴烘烤盖钢包顶升系统钢包液压顶升钢包液压顶升钢包液压顶升水处理系统 / 有完整的水处理介绍 / 三电控制系统 L1、L2，完整的控制系统及数学模型 L1、L2，完整的控制系统及4个数学模型 L1、L2，完整的控制系统备注 16根吹氩管，不带真空泵自动清洗 18根吹氩管，带真空泵自动清洗 16根吹氩管，带真空泵自动清洗表3 RH功能比较表投标单位中国日本欧洲备注功能脱（H）、脱（C）、脱（O）成分、温度调整升温 Ca除处理同左同左表4主体设备比较表4.1 RH真空排气系统投标单位中国日本欧洲备注真空泵能力 1atm—0.5torr 3.5min 0.5torr 1000kg/h 60torr 7000kg/h 蒸汽耗量： 32t/h 水耗量： 1800t/h 冷却水温度：35℃ 1atm—1torr 3.5min 0.5torr 1000kg/h 50torr 3000kg/h 100torr 5000kg/h 蒸汽耗量： 35t/h 水耗量： 1785t/h 冷却水温度：35℃ 1atm—0.76torr 3.5min 0.5torr 1000kg/h 50torr 5000kg/h 蒸汽耗量： 32t/h 水耗量： 1600t/h 冷却水温度：35℃ 特征有预抽真空不带真空泵自动清洗功能蒸汽压力1.2-1.4 MPa 无预抽真空真空泵带自动清洗功能蒸汽压力1.5减为0.8MPa 气冷器设计不合理有预抽真空不带真空泵自动清洗功能蒸汽压力1.6MPa 表4.2 RH真空槽系统投标单位中国日本欧洲以环流速度通用计算式 Q=3.8×10-3×Du0.3×Dd1.1×G0.31×Hf0.5 t/min 式中： Du : cm；Dd : cm；G: Nl/min；Hf: cm D=75 G=3500 H=1.49 Q=244 t/min D=70 G=3500 H=1.49 Q=221 t/min D=75 G=3500 H=1.49 Q=244 t/min 真空槽内径mm Ф2584 Ф2400 Ф2300 表4.3 RH顶枪、预加热系统投标单位中国日本欧洲顶枪系统功能：煤气加热吹氧脱碳加AL升温功能：煤气加热吹氧脱碳加AL升温功能：煤气加热吹氧脱碳加AL升温预热系统形式： l 烘烤盖+烧嘴 l 预热枪形式： l 侧面烧嘴形式： l 烘烤盖+烧嘴由上表可以看出，目前国际上RH的设计思路趋于一致，主要有以下几点 1．采用顶枪工艺各家均采用了不同结构的水冷氧枪来达到吹氧脱碳、加铝升温、吹燃气加热耐材、清除冷钢等目的；而且均可以按要求增加喷粉功能来完成脱硫要求；目前脱碳保证值大多按小于15ppm，而实际生产中可达到10 ppm以下；脱氢保证值大多按小于1.5ppm，而实际生产中可达到1.0 ppm以下；脱硫保证值大多按小于20ppm，而实际生产中可达到15 ppm以下；吹燃气保证值大多按升温至1450℃，加热温度50℃/h 。单单从冶金保证值上国内已和水平已经达到国际一流水平。 2．采用大抽气量真空系统（水蒸气喷射泵系统或水蒸气喷射泵+水环泵系统）：真空泵系统是RH精炼设备中的核心设备，通常选择水蒸气喷射泵作为抽真空的设备。除大型企业水蒸汽资源丰富之外，还因为水蒸气喷射泵抽气量大（最高可达1000kg/小时以上），对被抽介质的粉尘含量、温度、有无腐蚀性气体等无很高的要求，工作安全可靠，运转费用低廉，操作维修方便等原因之故；在蒸汽量不足无法平衡时，为减少水蒸汽的消耗，可用水环泵代替最末一级水蒸汽喷射泵。设备能力方面，极限真空和工作真空也基本上是一致的（25Pa和67Pa），所不同的是各家的抽气曲线略有不同，但抽气时间的要求大家是一样的（带预抽3.5mine，不带预抽4mine）。由于连铸技术的快速发展，铸机拉速提高，连浇炉数增加，对RH设备的处理周期提出了更高的要求，为减少处理周期，提高真空泵的抽气能力、减少系统的体积均可提高处理速度，但二者本身又是相互矛盾的，这就要求设计中必需进行大量的优化；同时，增加抽气能力和减少能源消耗也存在相同的问题，如何平衡之间的关系是非常重要的。不同容积抽气系统的脱碳曲线及压力变化曲线３．加大环流速度和脱气面积由于处理周期的要求，在真空室设计时，在钢包口径允许的情况下（不影响测温取样），尽量加大浸渍管、真空室内径；适当加大环流气体量（环流气体量的增加会加剧钢液的飞溅）；250~300吨的RH设备浸渍管内径达到750mm（有的可达780mm）；真空室内径可达2550~2600mm；环流气体量可达4000l/mine。不同直径浸渍管的脱碳曲线不同氩气吹入量的脱碳曲线４．增加喂丝吹氩功能针对某些钢种的要求，为改变钢水中夹杂物形态，在RH真空处理结束后进行喂Si-Ca丝并吹氩搅拌。５．喷粉脱硫在冶炼对硫含量有要求的钢种时，为进一步降低钢液中硫含量，有些钢厂要求RH具备脱硫功能；但由于受喷入粉剂量的限制，RH脱硫的效果并不十分理想，仅作为一种补偿手段。另外，由于铸机的速度发展很快，单台RH对一台高效连铸机时不能满足连浇要求，为达到炉机匹配的要求,设计中采用了不同形式的双工位设计,即设两个处理工位,共用一套真空系统；两套顶升装置，液压系统共用，如下图所示。 3.2机械设备的现状　　国内早期引进的ＲＨ设备如大冶钢厂、武钢二炼钢１＃、宝钢一炼钢１＃机械、电气、仪表设备均由外方整体供货；后期的如宝钢３＃、鞍钢１＃、２＃本钢１＃、２＃攀钢１＃、２＃等都采用了外方整体负责，国内制造分交的供货方式；宝钢２＃第一次采用了国内技术总负责，关键设备引进的方式，由西重所设计液压系统、钢包车、真空槽移送台车等在线设备，开创了国内自主设计ＲＨ成套设备的先河；梅钢、上钢一厂ＲＨ仅仅引进了国外的成套顶枪技术，其它主体设备设计均由西重所设计；宝钢１＃改造及５＃建设中则只是购买了枪体，其它均由国内自主完成；而由西重所成套供货的莱钢１＃ＲＨ已经完全由国内设计、制造，完全没有外方的影子。下面就几个关键设备介绍一下目前国内外的发展水平：３.２.１真空泵系统的设计与制造真空系统是RH精炼装置的心脏，到上世纪九十年代引进的RH和VD设备中，真空泵系统全作为A 类设备，全部由外商供货。，随着时间的推移和对设计制造的理解不断加深，RH、VD设备引进过程中真空泵系统经历了逐步过渡到全部由国内独立设计和制造的过程。表5宝钢集团内真空系统设备的供货发展真空泵系统主要部件 1985年宝钢300t 1#RH 1998年宝钢275t 3#RH 1999年宝钢300t 2#RH 2003年梅山150t RH 2004年宝钢一钢 120tVOD 2004年宝钢一钢 160tRH 2004年宝钢300t1＃RH改造 200６年宝钢 275t 5＃RH 增压泵壳体 NSC MEVAC MEVAC 国内国内国内国内国内喷嘴 NSC MEVAC MEVAC 国内 MEVAC 国内国内国内气体冷却器 NSC 国内国内国内国内国内国内国内冷凝器外壳 NSC MEVAC 国内国内国内国内国内国内内壳 NSC MEVAC 国内国内 MEVAC 国内国内国内喷射泵 NSC MEVAC MEVAC 国内 MEVAC 国内国内国内热井 NSC 国内国内国内国内国内国内国内西重所是国内最早进行水蒸汽喷射泵研制的单位，从60年代起就开始这方面的实验研究，国内首台水蒸汽喷射泵就诞生在这里；九十年代初，西重所通过国家“八五”重点科技项目（攻关）—冶金部炉外精炼一条龙项目，校核国外引进的蒸汽喷射真空泵性能，消化吸收引进部分的先进内容，针对当代精炼超低碳，超纯钢的工艺要求，研究与总结了一套工艺要求相适应的设计方法，重点突破了塔式喷淋冷凝器的技术难关，并验证和修订了蒸汽喷射真空泵的计算机数学模型和计算方法，使蒸汽喷射真空泵的效率明显提高，结构更为简单合理，性能更为先进可靠。通过与德国曼内斯德马克Masso、Vacmetal以及日本新日铁，川崎的合作设计制造，已完全掌握其设计、制造、检验标准，经过三十年设计、制造及工业应用，已积累了一定的制造方法和经验，从而使我国的蒸汽喷射真空泵技术更上一个新的台阶，已达到世界领先水平；2001年西重所和宝钢共建了一套蒸汽喷射泵实验室，每一组泵设计完了后首先在实验室中做模拟试验然后对某些参数、尺寸再作出修改，因而制造的蒸汽喷射泵性能稳定、运行良好。现在国内不但能设计制造蒸汽喷射泵，而且对国外在这方面的动态也很了解，对国外设计的技术也能作出自己的判断。目前梅山及宝钢一钢、宝钢5#RH的真空泵系统运行情况很好，而由国外设计、制造及合作制造的几套四级泵运行情况却并非全都很理想。表6 国内近年建设真空精炼装置—真空泵系统能耗指标一览表用户宝钢二炼3# 宝钢一炼攀钢1# 梅钢宝钢一炼2* 武钢2*RH 武钢1*RH 宝钢二炼5# 供货商 VACMETAL 新日铁 MESSO 西重所 MESSO-XZS MESSO 西重所西重所精炼炉 275 RH-KTB 300RH-OB 130RH-MFB 150RH 300RH-MFB 80RH 80RH—KTB 275 RH 投产日期 1998 1986 1999 2002 1999 1992 1998 2007 真空泵四级六级四级四级四级 6级 6级四级抽气量 0.5乇设计值 1000 kg/h 950 kg/h 550 kg/h 600 kg/h 1100 kg/h 400 kg/h 1000 kg/h 1200 kg/h 实测值 850 kg/h 1000 kg/h 490 kg/h 600 kg/h 1000 kg/h 550 kg/h 850 kg/h kg/h 工作真空度（实测值） 0.7乇 0.8乇 0.9乇 0.5乇 0.7乇 0.6乇 0.4乇 0.7乇汽耗 29 t/h 37.6 t/h 18 t/h 20.9t/h 35 t/h 13.4 t/h 18.1 t/h 29 t/h 汽压 1.3 Mpa 0.8 Mpa 1.2 Mpa 1.2Mpa 1.3 Mpa 0.8Mpa 0.8Mpa 1.3 Mpa 水耗 1300 t/h 2320 t/h 940 t/h 1160 t/h 1680 t/h 1150 t/h 1280 t/h 1300 t/h 水温 33 ℃ 33 ℃ 35 ℃ 35 ℃ 34 ℃ 35 ℃ 35 ℃ 33 ℃ 能耗指标单位汽耗 29×1000/850 = 34.1 37.6×1000/ 1000 = 37.6 18×1000/ 490 = 36.7 20.9×1000/ 600 = 34.8 35×1000/ 1000 = 35 18.1×1000/ 550 = 33 29×1000/850 = 34.1 13.4×1000/ 310 = 43.2 单位水耗 1300/29 = 45 2320/37.6 = 62 940/18 = 52 1160/20.9 = 55 1680/35 = 48 1280/18.1 =70.7 1300/29 = 45 1150/13.4 = 85 目前，真空泵系统除个别元器件（如真空主阀及仪表）采用进口外，全部由国内设计制造。近几年由西重所承包的多台VD及RH设备中的真空泵系统也全部由该所设计与制造并且多次对进口泵组进行过改造。并且同德国及日本的生产厂家进行过交流，新日铁和JFE均对国内的真空系统设计和制造水平考察后均表示满意并提出合作意向，认为优于日本，由此可以看出我国水蒸汽喷射泵的设计、制造水平已经位于世界先进行列。 3.2.2液压系统钢包升降系统是RH设备中最重要的系统之一。由于钢包升降系统在RH设备所属各系统中非常重要，系统复杂、可靠性要求很高，各钢铁企业都将其视为神经系统，所以在1997年之前，我国无论规格大小的RH钢包升降系统，都是从国外引进的。在1997年，经过西重所与宝钢充分论证，宝钢一炼钢2号RH钢包升降系统决定由国内设计制造，这是我国钢包容量最大的300吨RH钢包升降系统。西重所在承担了主持宝钢一炼钢2号RH钢包升降系统开发和设计的工作后，相关设计人员充分认识到设计工作的难度和风险，而强烈的责任感又使得他们勇敢地面对挑战，经过艰苦努力，克服了同类进口设备中的许多不足之处。例如当时同类进口设备中液压泵采用3000伏高压电机驱动，这样不但电气控制复杂，而且安全可靠性也低，我们科学合理地将原3000伏高压电机改为380伏普通电机，经自主创新，提出了一套不同于同类进口设备的可靠合理控制方法，使系统的可靠性、自动化程度和其它性能都有很大提高。钢包升降系统还有一个关键设备就是钢包顶升油缸，这种油缸由于规格尺寸大、结构复杂、可靠性要求高，在此之前一直整缸进口，西重所宝钢一炼钢2号RH钢包升降系统相关技术人员在经过艰苦努力和科学合理的设计后，终于攻克了这一难关，设计制造出了可取代国外产品的钢包顶升油缸，后来生产表明，其性能优于国外产品。在投产一年后宝钢所举行的该项目总结会上，宝钢一炼钢项目组对该系统国产化的成功给予了高度评价，认为宝钢一炼钢2号RH工程项目中，钢包升降系统是其各系统中最成功的国产化系统，此后在生产中该系统优良的表现更说明了这一点。宝钢一炼钢2# RH钢包升降系统开发设计成功，打破了RH钢包升降系统必须进口的局面，使西重所随后设计了梅钢RH钢包升降系统、上钢一厂RH钢包升降系统，都取得了良好的效果。为适应RH钢包升降系统新的功能要求，与原有压力变量泵控钢包升降系统不同，进一步优化了系统配置和设备结构，大大提高了系统的先进合理性，又开发了具有全新控制思想的比例泵控钢包升降系统和双工位RH钢包升降系统，已分别成功用于攀钢RH钢包升降系统、本钢双工位RH钢包升降系统中、唐钢双工位RH钢包升降系统、宝钢双工位5# RH钢包升降系统、莱钢双工位RH钢包升降系统、浦钢RH钢包升降系统中。目前邯钢双工位RH钢包升降系统、新余钢厂双工位RH钢包升降系统、通化钢厂双工位RH钢包升降系统正在设计或制造中，这些系统的技术水平、可靠性和综合性能甚至优于当今世界最高水平RH钢包升降系统。目前，西重所开发并已成功使用的RH钢包升降系统，具有泵控系统和阀控系统两类，而泵控系统又分为压力控制伺服变量泵\马达系统、比例压力控制伺服变量泵\马达系统、比例控制变量泵\马达系统等，可适用不同用户的具体要求。泵控系统在钢包顶升时，电机驱动泵为钢包顶升油缸提供压力油使钢包顶升，而在钢包下降时利用钢包的重力在钢包顶升油缸中形成的压力油反而驱动泵带动电机旋转，使电机处于发电状态，可使钢包的重力势能转化为电能回馈电网，所以泵控系统更加节能和环保。2002年本钢在建设的150tRH虽然是DEMAG技术总承，在用户要求下，SMS才改变了一直采用的效率很低的阀控系统，也开始使用与我们类似的泵控系统；其液压系统设计任务书由西重所提供，所以说液压系统的设计国内已超过国外。 1999年 2002年 2003年 2004年 2006年 2006年 2002年宝钢一炼钢2#tRH 梅山150tRH 宝钢一钢160tRH 宝钢一炼钢1#RH改造宝钢二炼5#300tRH 梅山150tRH 梅山150tRH 液压站主泵力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐控制泵力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐力士乐系统集成国内国内国内国内国内国内国内液压缸缸体国内国内国内国内国内国内国内密封件 Parke Parke Parke Parke Parke Parke Parke 油箱及配管国内国内国内国内国内国内国内顶升托架国内国内国内国内国内国内国内 3.2.3顶枪、烘烤枪予热装置顶枪有KTB、MFB等形式，分别是川崎制铁与新日铁专利技术并已在我国专利局登记注册。该部分目前国内虽可制造，但涉及知识产权，在梅钢和上钢一厂项目中我们采取向国外购买单体设备的方式。在购买合同中，只购买枪体，其它如提升机构，升降导轨等，可通过合作制造方式由国内制造，可以说这一过程已于十年前完成了。烘烤枪与顶枪情况相类似，如采取烘烤盖则已全部国内制造。予热装置如离线砌筑区的烘烤器则早已国产化了。但是我们不可能总是在该问题上受制于人，为了开发出自主知识产权的顶枪系统，国内做了大量的工作，取得了令人满意的效果。在莱钢项目中，由于厂房轨面标高只有２８米，行车大梁底标高只有２７.５米，在和新日铁、ＪＦＥ交流中均无法布置下对方的顶枪系统，ＳＭＳ也表示这样的标高无法布置，在没有退路的情况下，通过大量细致周密的分析，科学严谨的计算，采用全新的枪头结构，加大出口马赫数，保证氧气射流到达钢液面时的强度和面积，缩短了枪体长度；即满足工程的要求，又规避了外方的专利保护，现在已生产了六百多炉，各方面表现都很令人满意，成为第一支成功投产的自主设计的多功能顶枪。在宝钢３＃ＲＨ改造中，开发了RH-GTL顶枪系统，该系统是在RH-KTB基础上开发的多功能顶枪喷粉系统。该装置以GTL顶枪为核心，实现同一通道兼具吹氧与喷粉两大功能，喷粉所用物料以CaO-CaF2系为主，由氩气携带向真空室内钢水进行喷吹以达到深脱硫及控制夹杂物形态等目的。其主要组成部分包括粉剂贮存罐、气力输送系统、喷吹罐及顶枪等。目前该系统已于近期在宝钢3#RH投入使用。另外，在顶枪系统中，顶枪密封通道在使用寿命上，国外尚无法很好的解决，国内已经解决此问题，并已成功运用于宝钢对2＃RH顶枪口改造以及1＃RH改造工程及５＃ＲＨ项目中；此技术已申请国家专利。　　　　　综上所述，通过自主设计和技术创新，在顶枪系统中，我们已经规避了外方的专利保护并在技术上已超越国外产品。 3.2.3真空槽、热弯管、真空料斗等该系统自1998年投产的宝钢275tRH建设起一直采取合作制造形式，由国外作基本设计，国内转化设计，国内制造。经过国内消化，自1999年投产的宝钢2#300tRH设备起已全部由国内设计、制造，国内制造设备目前使用情况良好，国产材料也完全替代了进口。目前在真空槽的结构设计中，我们采用自主创新的专利结构，延长了钢水在槽内的停留时间，增加了脱气效率；使用效果明显优于原结构，缩短了RH处理时间，使炉机匹配更加容易实现。 3.2.4钢包台车、真空槽台车和维修车等早在宝钢2#RH就已完成了从合作制造到国内独立设计、独立制造的过程，目前可根据不同用户要求及不同的布置方式设计各种形式、吨位的车辆。 3.3三电设备从1999年宝钢300t2#RH起的几套RH设备中的三电及控制部分已完全由国内（宝信软件、西重所、攀钢托日公司）独立设计成套和调试。硬件采用国际知名品牌如西门子、AB、施耐德的产品，自己进行系统设计和软件编程；二级系统及控制模型的开发也已经趋于成熟，在宝钢几套RH及莱钢、攀钢项目中均以成功使用。三、耐火材料。与其它炉外精炼设备相比，RH真空槽各部分耐火材料在处理过程中承受着最为严酷的环境，除了高温钢水及炉渣的侵蚀外，还承受着钢水的高速冲刷和温度的急剧变化。尤其是浸渍管内壁钢水通过速度达1～1.5m/s，而外壁又承受着炉渣的侵蚀，损坏最快；而且国内耐材厂家无法进行砖型设计，另外耐火材料压制及烧制工艺不过关，强度及精度都无法满足生产需要。因此很长时间内RH耐火材料一直由日本黑崎、欧洲奥镁两大公司占领我国市场。上世纪末到本世纪初，国内几家耐材厂不断努力开发和更新设备、改进烧制工艺，采用原有外方设计的砖型图，利用国内镁砂和高纯矾土的资源，生产高质量的镁铬砖（用于真空槽壁、底的工作层浸渍管内衬，及热弯管工作层等处）及刚玉质浇注料。这些耐材已在宝钢RH设备上使用，其寿命不低于国外同类型产品。同时这些耐材已开始出口到日本。日本钢铁企业的评价是“又好又便宜”。经过不断与设备设计单位及用户的沟通结合，现在国内已经完全可以自主开发全套RH耐材的砖型，在宝钢的1＃RH改造及5#RH建设中，整套耐材已完全由国内进行砖形设计。 RH各部分耐材示意图用户名称序号装备规格浸渍管寿命下部槽寿命中上部槽寿命武钢二、三炼钢厂 1# RH炉 80t 61次 135次 1800次 2# RH炉 80t 61次 135次 1800次 3# RH炉 250t 160次 453次 3500次宝钢炼钢厂 1# RH炉 300t 91次 262次 2500次 2# RH炉 300t 136次 367次 3200次 3# RH炉 250t 127次 355次 2800次宝钢不锈钢公司炼钢厂 1# RH炉 120t 115次 242次 2500次攀钢提钒炼钢厂方坯RH炉 120t 68次 208次 1000次板坯RH炉 120t 80次 221次 1200次备注：以上是国内RH精炼处理量比较大的及青花公司RH耐材供应重点用户，其他如鞍钢、首钢、太钢等RH用户耐材使用寿命统计数据不详，暂时无法提供。近年投产或设计的250～300tRH设备技术参数比较表建设厂比较项目富山钢厂 4＃250tRH-PB 宝钢二炼钢 3＃275tRH-KTB 宝钢一炼钢 2＃300tRH-MESED 巴西BV钢厂 300tRH 邯郸钢铁公司新区炼钢厂 300tRH 马鞍山钢铁公司新区炼钢厂 300tRH 武钢三炼钢2# 300tRH 宝钢二炼钢 5＃275tRH 投产年 1995 1998 1999 停建 2006 生产产品硅钢、IF钢硅钢、IF钢、管线钢 IF钢、管线钢 IF钢、管线钢（X65以下） IF钢、管线钢（X65以下）硅钢、IF钢、管线钢真空室尺寸 (mm) 外径 3500mm 3500mm 3500mm 3200mm 3250mm 3500mm 内径 2218mm 2610mm 2584mm 2584mm 2334mm 2400mm 2584mm 耐材厚度 420mm 433mm 433mm 433mm 400mm 433mm 耐材工作层 250mm 250mm 250mm 250mm 250mm 250mm 浸渍管 (mm) 外径 1490mm 1490mm 1500mm 1414mm 1370mm 1490mm 内径 600mm 750mm 750mm 750mm 750mm 700mm 750mm 耐材厚度 370mm 370mm 375mm 375mm 335mm 370mm 环流气体流量 5Nm3/min(max) max 3.5 Nm3/min(2.5) 3.5 Nm3/min 4 Nm3/min 4 Nm3/min 4 Nm3/min 2.5 Nm3/min 环流速度 190.4t/min 227.4t/min(203.3 t/min) 227.4 t/min 239 t/min 239 t/min 218 t/m

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