摘要：
介绍了MFB顶吹氧枪技术、水环真空泵技术和干式机械泵技术等3种节能技术在RH真空精炼工艺的应用。国内某钢厂300tRH真空精炼系统的应用表明：应用MFB顶吹氧枪技术，RH处理过程钢液温降可减少15．8℃；应用水环真空泵技术，可降低RH吨钢生产成本约2．25元；应用干式机械泵技术，可降低RH吨钢生产成本约6．05元。
关键词：
RH精炼；节能技术；MFB顶枪；水环真空泵；干式机械泵
RH真空精炼工艺1959年由德国Rheinstahl和Hutlenwerke公司开发。经过近60年的发展，RH真空精炼工艺具有吹氧脱碳、脱气（脱氢、脱碳）、成分微调、均匀钢水成分和温度等多种功能，能极大提高钢水品质，改善钢材质量，提高经济效益，同时还具有大批量快速处理钢水的能力，能很好地与转炉和连铸的快速生产节奏匹配。因此，RH真空精炼技术成炼钢工艺最重要的精炼工艺之一［1］。2008年以来，我国钢铁产业受金融危机和产能过剩双重影响，行业经营举步维艰。钢铁公司对于生产成本的控制越来越严格，对于各种节能的冶炼工艺和设备应用也越广泛，作为重要二次精炼工艺之一的RH真空精炼，近年来节能生产工艺也有长足发展［2］。
1MFB多功能顶吹氧枪技术
MFB多功能顶吹氧枪装置由顶枪枪体、顶枪升降旋转装置及密封通道组成。MFB顶枪主要冶金功能包括：1）吹氧脱碳，向真空室吹氧气进行强制脱碳，提高RH脱碳速率，缩短冶炼周期；2）加热升温功能，钢水在真空室内循环时，会产生较大的温降，对于铝镇静钢会向钢水表面投放铝粒对钢水进行加热升温，同时通过顶吹氧气促进铝的燃烧；3）处理间隙烘烤真空室，保持真空室温度在1400℃以上，减少处理时的留钢和留渣，降低钢水处理过程中温降；4）化冷钢，处理间隙通过富氧强化加热，将残留在真空室内的冷钢和钢渣融化，从插入管流出，为冶炼纯净钢和超低碳钢创造良好的生产条件。MFB顶枪真空吹炼处理期间向真空室内吹氧主要存在下面反应：应用MFB多功能顶枪技术后温度补偿见表1。MFB顶吹氧气技术通过顶吹氧气强制脱碳可以提高RH精炼工艺的脱碳速率，在相同的脱碳时间下，可以使转炉出钢钢水的w（C）由0．025％提高到0．050％，同时通过向钢水中吹氧气加热可以减少处理过程钢水温降，可以降低转炉出钢钢水温度，起到节能降耗的目的［3－4］。
2RH高效水环泵技术
RH真空精炼技术发展初始，对于真空系统产生设备的选择就是整个工艺技术的重中之重。通过不断的工艺实践，蒸汽喷射泵技术因强大的获得真空的能力、低廉的造价和维护成本成为首选。生产实践中，蒸汽喷射泵主要使用转炉余热蒸汽并辅助锅炉蒸汽或自备电厂蒸汽。但是，蒸汽喷射泵也存在蒸汽耗量大、车间蒸汽难以平衡等弱点，而RH高效水环泵技术能够较大地降低RH工艺的蒸汽消耗［5］。水环泵工作原理：水环泵工作液（水）通过进水口，当叶轮如图1中顺时针旋转时，水由于离心力的作用被抛向四周，形成1个封闭水环。水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触，此时叶轮和水环之间形成1个月牙的空间，叶轮以下部0°为起点，叶轮旋转的前180°时腔体的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，叶轮旋转过程中腔体变小，吸入气体被压缩，叶轮继续旋转，当腔体与排气口连通时，吸入气体排水，完成1个抽气过程。如图2水环泵抽气性能曲线所示，在压力100～20kPa，水环泵工作效率高，抽气速度较快。结合表2RH精炼工艺蒸汽喷射泵的工作模式综合考虑，水环泵能够很好地替代蒸汽喷射泵系统中的第5级喷射泵，形成水环泵加4级喷射泵组成的真空系统。增加水环泵后真空系统的工作模式（如表3）：开始抽气时，启动水环泵WB1和WB2，使真空压力快速降低到35kPa，然后再依次开启四级喷射泵、三级喷射泵、二级喷射泵和一级喷射泵将系统压力降到67Pa左右，完成1个抽气过程。国内某钢厂300tRH通过对蒸汽喷射泵系统进行水环泵改造后，蒸汽耗量由41t／h降低到31t／h，节约蒸汽耗量24．39％。300tRH每年可生产合格钢水267万t，每年可节约生产成本600．75万元，在缓解转炉炼钢系统蒸汽平衡的同时，极大地降低了RH生产成本［6］，见表4。
3RH干式机械泵真空系统
干式机械真空泵很早就出现了，一般来说，能在1个大气压到100Pa的压力范围内工作；在泵的抽气流道（泵腔）中，不使用任何油类和液体，排气口与大气相通，能连续向大气中排气的泵称为干式泵。RH精炼工艺发展伊始，对于真空获得设备就存在2种选择，即多级蒸汽喷射泵和干式真空泵。干式泵由于自身设备机械精密性高，对于进入泵腔的气体粉尘含量有很高要求，RH真空精炼工艺发展伊始，由于除尘设备不能满足工艺要求，干式机械真空泵在RH真空精炼工艺中没有实际运用。随着除尘工艺进步，进入泵腔的气体粉尘含量能满足干式机械泵的工作要求，干式机械泵在RH真空精炼工艺终于有用武之地，并在国内多家钢铁公司实现运用［7］。国内现在应用比较广泛的干式机械泵抽气系统由三级螺杆泵和一级罗茨泵组成，如表5为国内某钢厂300tRH干式机械泵真空系统主要设备配置。真空系统由1级13台抽气能力91800m3／h的螺杆泵，二级13台抽气能力19050m3／h的螺杆泵，三级8台16000m3／h的螺杆泵，四级8台抽气能力2500m3／h的罗茨泵组成。最大抽气能力可达到1248000m3／h，设备总装机容量3924kW。按照300tRH精炼系统年可处理267万t合格钢水计算，采用全机械泵年可节约生产成本1615．35万元。全干式机械真空泵系统与全蒸汽喷射泵系统和水环泵加蒸汽喷射泵系统相比，虽然一次投资成本大，但系统抽气性能稳定，可根据生产工艺连续可调，且生产成本极低见表6，长远
4结语
RH真空精炼工艺经过近60年的发展，工艺设备日趋完备，工艺效果也有极大提高，已成为炼钢工艺不可或缺的工艺之一，是提升钢水品质行之有效的工艺手段。随着技术进步，生产模式由粗放式管理向精细化管理转变，对于生产过程成本的控制成为企业管理控制的重中之重。因此，节能技术在RH真空精炼工艺中也不断得到应用，极大降低了RH工艺生产成本，促进了RH工艺的健康发展。
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作者:杨锦 成剑明 许海虹 李智 叶丹 单位:中冶南方工程技术有限公司
