RH精炼炉工艺

1、目录•RH炉外精炼概述•RH主要设备及功能•RH耐火材料•RH工艺参数的选择考虑因素•RH工艺原理•RH模型研究•国内主要钢企RH情况•典型钢种的RH精炼•RH生产过程事故处理RH炉外精炼概述•钢铁冶金工艺路线RH炉外精炼概述•大型联合企业冶炼工艺流程铁水脱硫转炉复吹CAS-OB板坯连铸产品热轧钢板冷轧深冲钢板镀层板，涂层板锅炉板、桥梁板造船板RH/KTB/PB板坯连铸产品IF钢电工用钢石油管线钢低温用钢超深冲钢LFRH炉外精炼概述•特殊钢厂冶炼工艺路线废钢生铁DRI/HBIUHP电炉铁水脱硅脱磷转炉复吹LF精炼VD精炼RH精炼大方坯连铸轴承钢齿轮钢优质弹簧钢硬线钢帘线钢石油套管AODSS-VODRH-OB/KTB大板坯连铸不锈钢轴承钢齿轮钢优质弹簧钢硬线钢帘线钢石油套管脱硫RH炉外精炼概述•短流程钢厂冶炼工艺路线铁水脱硫转炉CAS-OB废钢小方坯连铸LF炉电炉各类建材普碳钢普通低合金钢机械工程用钢易切削钢废钢生铁DRI/HBIUHP电炉LF精炼薄板坯连铸普通热轧板冷轧板镀层板RH炉外精炼概述•炉外精炼的概念及目的概念：炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼。

2、的过程，也称二次精炼。目的：把传统的炼钢方法分为两步，即初炼+精炼。初炼—在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱P、脱C和合金化。精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行深脱C、去气、脱氧、去夹杂物和夹杂物变性处理，调整成分，控制钢水温度等，从而优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低成本增加经济效益。RH炉外精炼概述•炉外精炼的分类按精炼手段分类常压下处理法真空精炼法真空和加热法：渣洗法：合成渣洗、同炉渣洗Ar精炼法：Gazal、CAB、AOD、CLU脱气为主:钢包除气法、DH、RH脱C、O、气为主:VOD、RH-OB、RH-PIASEA-SKF、VAD、LFRH炉外精炼概述•炉外精炼的分类按精炼的主要用途分类3）DH、RH,不同形式的流滴去气法和真空吹Ar法,可脱除钢中气体、氧和夹杂,但无加热设备,适应于普通钢和中低合金钢的真空脱气处理;4）同炉渣洗法主要用于电炉出钢过程中对钢水脱S、脱O和去除夹杂。2）桶炉，VAD（VHD）和LF具备加热搅拌功能对温度控制灵活,可去气、脱氧、去除夹杂和合金化;1）AOD、CLU、VOD、RHOB和VODC适合冶炼低碳和超低碳钢;RH炉外。

3、精炼概述•炉外精炼的主要手段RH炉外精炼概述•炉外精炼的主要手段各种真空精炼方法的技术比较现代RH传统RHVDVODDH真空钢包炉碳含量/10-6≤15≤200.05-1.0≤5030-4040-50最大脱碳速率/min-10.350.1~0.1500.200.080.09脱碳时间/min1315无脱碳功能40-5015-2020脱氢能力/10-6≤1.0≤1.5≤2.0≤2.0≤2.0≤2.0钢中T.O/10-6≤15≤25≤10≤30≤30≤30脱硫率/%40-60080-9080-9070-8580-90化学加热有无无有无无相对投资成本10.8-0.90.5-0.60.6-0.70.4-0.50.3-0.4相对操作成本1.11.21.01.20.90.8RH炉外精炼概述•炉外精炼的主要手段新一代钢铁材料的发展趋势是：超洁净、高均匀和微细组织结构控制。RH可以满足各类高品质钢材洁净度的要求。对于同时要求超低碳、超低硫的钢种（如电工硅钢）和同时要求超低碳、超低氮的钢种（如IF钢）以及同时要求低碳、低硅的钢种（如涂镀钢板）RH是唯一最佳的精炼设备。而对于要求氧、硫含量的钢种（如低。

4、合金高强度钢和特殊钢）可以选择RH也可以选择LF-VD（或LF-RH）。而对于不锈钢冶炼VOD是最佳的冶炼设备，但日本许多钢厂也采用RH取代VOD生产不锈钢。RH炉外精炼概述•炉外精炼的主要手段各种高品质钢的性能和洁净度要求及其相适应的精炼方法钢类代表钢种技术特点纯净度要求10-6精炼工艺性能指标SBrEL/%超低碳钢IF钢要求同时降低钢中[C]、[N]和T.O[C]20,[N]20,[S]50,T.O20,dS50mRH105~170280~3182.540低碳铝镇静钢TIRP钢准确控制成份、夹杂物和组织结构，保证表面质量[C]≤0.2,[Si]≤0.03,[Mn]=1.5RH4508000.926低合金高强度钢X80X100超低硫精炼，严格控制钢中夹杂物和钢材组织结构[S]10,[P]80[O]20,[N]50,[H]1LF-RHLF-VD55069021高级电工钢35W230要求同时降低C、N含量和S含量，精确控制成份和析出物形态[C]24,[S+N]30[Si]2.6~2.9%[S]10,[N]25RHP1.5/50(W/kg)2.20B50(T)1.68超纯铁素体不锈。

5、钢409L444严格控制钢中C、N和S的含量，降低晶间腐蚀[C+N]≤120[S+N]≤80VODRH2204001.430特殊钢（轴承钢）GCr15严格控制钢中T.O含量、夹杂物和碳化物析出，提高疲劳寿命T.O10,[Ti]≤30不允许出现液析碳化物、网状碳化物RHLF-VD滚动疲劳寿命107RH炉外精炼概述•炉外精炼的主要手段目前，RH已成为世界上最主要的炉外精炼设备。其特点是：精炼功能强、处理能力大、处理周期短、处理后钢水的洁净度水平高，因此在世界上广泛的应用于转炉炼钢厂，并成为生产低碳冷轧钢板所必须的炉外精炼设施。和其它真空精炼设备相比，RH的处理时间最短，处理后钢水的洁净度最高。从投资成本比较，现代RH比传统RH略有增加，但和其它真空精炼设备相比，投资成本约高出50%。但其操作成本低于传统RH，与VD炉大体相当。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH真空精炼技术起源于50年代，1957年阿尔贝德公司申请了钢水真空精炼脱气法的技术专利，这是真空脱气法发展的开端。1958年德国Rheinstahl（莱茵钢公司）和Heratus（赫拉乌斯）真空泵厂合作成功地进行了工业性生产实验，。

6、取得了可喜的处理效果，在1959年德国冶金工作者协会上引起了同行的极大关注，定名RH。以后各国都在真空循环脱气法上开展了研究。其中以日本发展最为迅速。新日铁在1972年发明了RH-OB法，能起到铝升温的作用。80年代中期，大分厂、名古屋厂为了得到低硫钢水，采用喷吹脱硫剂的方法生产出S≤10ppm的RH钢。80年代后期～90年代初期，日本川崎发明了RH－KTB，实现了二次燃烧和吹O2脱C，和KPB(MFB)用顶枪喷吹脱S剂。中国的RH发展是在90年代以后开始的，但近几年来随着低碳钢在市场上所占比例越来越高，RH的用途越来越广。目前，一般中、大型钢厂都配置有RH炉。RH新技术的发展：新日铁发明的KPB（MFB）利用外加能源介质，实现了处理位上的真空槽烘烤，其吹氧脱碳的功能，使生产出C≤20ppm的超低碳钢。RH炉外精炼概述•RH的发展简史DH=DortmundHörde，1956attheDortmund-Hörder-Hüttenunion..DH-OB=DortmundHördewithOxygenBlowingRH=RuhrstahlHeraeus，RH精练法是德国钢铁公司R。

7、uhrstahl和Heraens联合于1958年成功开发的真空循环脱气法RH-OB=RuhrstahlHeraeuswithOxygenBlowing.1972年新日铁室兰厂根据VOD生产不锈钢的原理，开发了RH－OB真空吹氧技术。RH-KTB=RuhrstahlHeraeusKawasakiTopBlowing.1986年日本原川崎钢铁公司(现已和NKK重组为JEE公司)在传统的RH基础上，成功地开发了RH顶吹氧(RHKTB)技术，将RH技术的发展推向一个新阶段。RH－MFB＝RuhrstahlHeraeusMultifunctional.1992年日本新日铁公司广畑厂在日本原川崎公司开发RH－KTB精炼技术之后，为降低初炼炉的出钢温度以及脱碳的需要，开发了多功能喷嘴的RH顶吹氧技术RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-OB法1972年新日铁室兰厂依据VOD技术生产不锈钢原理，开发了RH-OB真空吹氧技术。图是RH-OB法示意图，其与转炉配合，用于生产含铬不锈钢。紧接着新日铁大分厂在室兰厂基础上发展了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、加铝吹氧升高钢水温。

8、度、生产铝镇静钢等技术，从而减轻了转炉负担，提高了转炉作业率，降低了脱氧铝耗。我国宝钢1985年11月投产的RH装置即采用了RH-OB技术，可处理40多个钢种，按照新日铁和曼内斯曼企业标准检验，钢种合格率为99.3%，钢管钢等钢种的杂质物明显减少。RH-OB吹氧技术由于脱碳速度快得到了迅速推广，但同时也暴露了其自身的弱点，即RH-OB喷嘴寿命低，降低了RH设备的作业率，喷溅严重，RH真空室易结瘤，辅助作业时间延长，要求增加RH真空泵的能力，这些问题阻碍了RH-OB真空吹氧技术的进一步发展。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-IJ法1982年，徐匡迪发表了RH-IJ技术的实验室报告，同年，新日铁开始研究此组合技术，并于1985年开始工业性实验。RH-IJ技术即RH喷粉技术，图是RH-IJ技术的示意图，这项技术可在一次操作中同时完成脱硫、脱氢、脱碳、减少非金属夹杂和调整成分的目的。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-PB法新日铁名古屋厂于1987年研制成功RH-PB法，不仅可以生产出超低硫、极低碳和超低磷钢来，而且在处理过程中氢含量也是降低的。它利用原有RH-OB法真空室下部底吹氧喷嘴。

9、，使其具有喷粉功能，依靠载气将粉剂通过OB喷嘴吹入钢液。RH真空室下部装有两个喷嘴，可以利用切换阀门来改变吹氧方式还是喷粉方式。同时通过加铝可使钢水升温。此法还具有良好的去氢效果，不会影响传统的RH真空脱气的能力，更不会有吸氮之忧。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-KTB法由于RH操作过程中钢液温降比较大，因此采用普通的RH真空脱碳工艺，就要要求转炉较高的出钢温度。1986年，日本川崎钢铁公司为满足汽车工业的飞速发展，要求努力降低钢板中的碳含量，以保证冷轧板具有良好的塑性、拉伸性、非时效性。为改进冷轧超低碳钢的生产工艺，开发出了RH-KTB真空吹氧技术，将RH技术发展推向一个新阶段。第一台RH-KTB真空吹氧设备安装在川崎钢铁公司千叶厂。KTB法是用水冷氧枪向真空室内的钢液供给氧气的工艺方法，如图所示。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-KTB法与常规的RH工艺相比，应用RH-KTB的效果主要有：在RH-KTB方法中，有30%的氧用于CO气体的二次燃烧，二次燃烧率达60%，使RH处理过程中的热损失得以补偿，因此可降低转炉出钢温度约26℃。提高脱碳速率。在不延长RH真空处理时间。

10、的条件下，可在较高转炉出钢含碳量下生产超低碳钢。实践证明，使用RH-KTB工艺时，转炉出钢终点[C]含量可从0.025%提高到0.05%，因而可以使转炉的负担减轻。应用RH-KTB法，稳定地降低脱气结束时渣中的(%TFe)和钢水中的T[O]。从而使连铸时由于钢水中的Al2O3造成的浸入式水口的堵塞得到缓解，提高了板坯的表面质量。RH炉外精炼概述•RH的发展简史RH-KTB法减轻了RH真空室的冷钢粘结。以前，RH真空室内粘附的残钢成为精炼超低碳钢时增碳的原因。另外，在修补时由于真空室下部槽的更换和真空室上部砖的拆运，需要长时间清理残钢，造成RH运转率低。用RH-KTB氧枪后，不仅可以使在KTB处理期间形成的残钢量少，而且还可以为处理凝聚在真空室内壁形成的残钢提供一种有效的清理工具，从而提高了真空室的寿命、减少耐火材料的消耗。减少脱氧耗铝量。由于KTB法处理后钢中[O]比普通RH低100×10-4%，可节约用铝量0.1125kg/t钢。RH-KTB法与RH-OB法相比有很大进步。RH-OB吹氧，其氧气利用率不如RH-KTB，二次燃烧效果也很微弱，为。