雙工位RH拆分為兩套單工位RH的改造

供稿| 朱海亮/ZHU Hai-liang

雙工位RH拆分為兩套單工位RH的改造

Transformation of Twin Vessel RH Plant to Single Station RH Plant

供稿| 朱海亮/ZHU Hai-liang

內(nèi) 容 導(dǎo) 讀

RH真空精煉技術(shù)于1959年由德國(guó)Rheinstal Huttenwerke鋼廠開發(fā)成功，最初主要用于大鍛件、厚板等鋼種的脫氫處理。20世紀(jì)80年代后，隨著超低碳鋼產(chǎn)量的增加，RH裝置數(shù)量增長(zhǎng)的很快，功能也由最初的脫氫功能發(fā)展到深脫碳、脫氣（氧、氮、氫）、去除夾雜物、升溫等，目前RH已發(fā)展成為應(yīng)用非常廣泛的爐外精煉工藝之一。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)在改、擴(kuò)建時(shí)，選擇了RH精煉工藝，用于高端品種鋼的開發(fā)和生產(chǎn)。出于投資的考慮，或因廠房空間狹小的問題，很多企業(yè)選擇了雙工位RH的工藝型式，即兩個(gè)處理工位共用一套真空泵、一套液壓站及上料、投料系統(tǒng)。隨著IF鋼、硅鋼等超低碳、超低氧及高純凈鋼等高端品種鋼的開發(fā)，產(chǎn)品定位的提高，經(jīng)RH處理的鋼種和產(chǎn)量越來(lái)越多，RH的產(chǎn)能成了提高產(chǎn)品定位和產(chǎn)量的限制性環(huán)節(jié)。將雙工位RH拆分為兩套單工位RH可較大幅度增加產(chǎn)能，一定程度上解決該問題。本文對(duì)雙工位RH拆分成兩套單工位RH的可行性、改造內(nèi)容、投資及改造后的產(chǎn)能等進(jìn)行分析討論。

雙工位RH型式

雙工位RH分為簡(jiǎn)易雙工位（型式為兩車三位，見圖1）、標(biāo)準(zhǔn)雙工位（型式為兩車四位，見圖2；三車五位，見圖3）和豪華雙工位（四車六位，見圖4），各種型式分析如下。

圖1 簡(jiǎn)易雙工位（兩車三位）

簡(jiǎn)易雙工位

該種型式雙工位RH如欲拆分為兩套單工位，需延長(zhǎng)槽臺(tái)車軌道，在左右兩側(cè)各增加一個(gè)待機(jī)位，同時(shí)增加一套真空槽臺(tái)車（包括相應(yīng)的真空槽、熱彎管等），將增加的真空槽臺(tái)車置于現(xiàn)有的待機(jī)位，當(dāng)1#/2#處理位進(jìn)行換槽操作時(shí)，1#/2#槽臺(tái)車開至左/右側(cè)新增待機(jī)位，新增槽臺(tái)車開至1#/2#處理位進(jìn)行處理。此種型式即為兩套單工位RH共用一套備用真空槽，對(duì)作業(yè)率有一定影響，對(duì)生產(chǎn)調(diào)度、真空槽修砌、烘烤等提出了更高的要求。其他新增真空系統(tǒng)、液壓站、公輔系統(tǒng)改造等內(nèi)容見下文分析。

標(biāo)準(zhǔn)雙工位（兩車四位）

該種型式雙工位RH相比于兩車三位RH來(lái)說(shuō)多了一個(gè)待機(jī)位，故改造時(shí)在左側(cè)增加一個(gè)待機(jī)位、在現(xiàn)有1#待機(jī)位增加一套真空槽臺(tái)車即可，型式即同三車兩位改造之后效果相同。

改造前后產(chǎn)能分析

雙工位RH在節(jié)省投資、縮短處理時(shí)間、提高設(shè)備作業(yè)率方面有一定的效果。例如以某廠150 t四車六位雙工位RH為例進(jìn)行分析，RH處理時(shí)間分為處理前輔助時(shí)間4 min（包括吊包、鋼包臺(tái)車開到處理工位、鋼包頂升、真空泵預(yù)抽等）、純處理時(shí)間約26 min（包括化學(xué)升溫、脫碳、脫氫、脫氧及合金化等）、處理后輔助時(shí)間約5 min（包括鋼包下降、喂絲、吊包等）。采用雙工位RH，在一工位進(jìn)行處理時(shí)，另一工位可進(jìn)行喂絲等處理后操作和下一包的吊包、頂升等處理前操作，故可較大幅度降低處理周期，提高設(shè)備作業(yè)率。但由于真空系統(tǒng)和液壓站均為一套，不能兩個(gè)工位同時(shí)進(jìn)行真空處理（處理時(shí)間約為26 min），故制約了RH的產(chǎn)能。而將其拆分為兩套單工位RH后，即兩個(gè)工位可同時(shí)處理，大大的釋放了RH的產(chǎn)能。

改造內(nèi)容

雙工位RH拆分為兩套單工位RH，改造內(nèi)容涉及能源介質(zhì)系統(tǒng)改造、新增真空系統(tǒng)、新增液壓站、電氣系統(tǒng)改造、控制系統(tǒng)拆分等。具體為：

公輔設(shè)施

蒸汽：由于新增一套真空系統(tǒng)，故蒸汽需求量將會(huì)翻番。如煉鋼廠蒸汽量富裕，可直接將富裕蒸汽供新增真空泵使用；如煉鋼廠蒸汽富裕量不足新增真空泵使用（以150 t RH為例，～22 t/h），則需新上快速鍋爐來(lái)滿足蒸汽的供應(yīng)，同時(shí)需重新設(shè)計(jì)蒸汽管網(wǎng)。

濁環(huán)水：由于新增一套真空系統(tǒng)，濁環(huán)水量將會(huì)翻番。對(duì)濁環(huán)水冷卻塔的能力要求提高了很多，如果冷卻塔的處理能力滿足不了新增水量的要求，就需新上1臺(tái)冷卻塔。同時(shí)需重新設(shè)計(jì)給排水管網(wǎng)。

氧氣：雙工位拆分為兩套單工位以后，由于兩套頂槍將會(huì)同時(shí)工作，故氧氣需求量將會(huì)翻番。故需重新設(shè)計(jì)氧氣管道。因?yàn)镽H為間斷吹氧，且頻率不高，故對(duì)車間總耗氧量的影響不大。

氮?dú)狻鍤猓篟H中用氮?dú)膺M(jìn)行設(shè)備吹掃、真空復(fù)壓等操作，用氬氣進(jìn)行鋼包吹氬。這兩種介質(zhì)用量均不大，對(duì)車間影響很小。雙工位RH拆分為兩套單工位RH后，只需重新設(shè)計(jì)其管路即可。

高位料倉(cāng)系統(tǒng)

雙工位時(shí)，兩個(gè)處理工位共用一套合金上料及加料系統(tǒng)，拆分為兩個(gè)單工位后，也需將合金加料系統(tǒng)拆分為兩套。原有料倉(cāng)數(shù)量不能滿足兩套單工位RH的合金品種，故需新增高位料倉(cāng)及延長(zhǎng)其上料皮帶走行距離，保證每套單工位RH均有足夠的合金品種及合金儲(chǔ)量。同時(shí)改造合金投料系統(tǒng)，包括增加稱量料斗數(shù)量、延長(zhǎng)稱量料斗下加料用可逆皮帶機(jī)的長(zhǎng)度（如用溜管加料時(shí)，將新增料倉(cāng)合金料溜管與原加料溜管匯合，同時(shí)需考慮溜管角度大于合金料的最大安息角），保證合金料的正常投入。

真空系統(tǒng)

雙工位RH拆分為兩套單工位RH的核心改造內(nèi)容為新增一套真空系統(tǒng)，包括抽氣主管、真空主閥、氣冷器、真空泵，及其配套的測(cè)試岐管、真空復(fù)壓閥站、真空度測(cè)量閥站、回水裝置等。

因真空系統(tǒng)占地較大且有超長(zhǎng)件（如一級(jí)泵，有可能長(zhǎng)達(dá)18 m），需考慮廠房?jī)?nèi)是否有空間放置新增真空系統(tǒng)，及考慮其吊裝、安裝問題。

鋼包頂升液壓系統(tǒng)

雙工位RH中，只有一套液壓站，在一個(gè)工位頂升到處理位并鎖定高度后，才能進(jìn)行另一個(gè)處理位的頂升。如拆分為兩個(gè)單工位RH，需新增一個(gè)液壓站，使每一個(gè)工位都能獨(dú)立升降，互不影響。

電氣及自動(dòng)化控制系統(tǒng)

電氣及控制系統(tǒng)改造，包括以下幾方面內(nèi)容：

高壓變配電及低壓配電系統(tǒng)：由于拆分后用電負(fù)荷增加較多，包括新增真空系統(tǒng)電氣負(fù)荷、新增液壓站電氣負(fù)荷、新增回水電機(jī)負(fù)荷等，需校核原有變電器能力是否滿足，如不滿足，需新增變電器。同時(shí)需新增低壓配電及傳動(dòng)柜。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)：需要將雙工位的控制系統(tǒng)拆分為兩個(gè)單獨(dú)的控制系統(tǒng)。包括對(duì)本體控制系統(tǒng)、槍系統(tǒng)，合金投料系統(tǒng)的拆分，故需對(duì)聯(lián)鎖關(guān)系重新設(shè)定、新增供電柜、新增機(jī)旁箱遠(yuǎn)程站、新增電纜橋架等。

維修區(qū)

改造后，RH日處理爐數(shù)增加，原有維修區(qū)能力不夠，需對(duì)維修區(qū)進(jìn)行擴(kuò)建。包括新增修砌位、烘烤蓋、單梁吊、增加熱彎管存放位等。

配套設(shè)施

配套系統(tǒng)也需進(jìn)行改造，包括增加攝像機(jī)、增加風(fēng)動(dòng)送樣裝置、增加檢修電葫蘆、暖通系統(tǒng)等。同時(shí)需鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)是否能承受新增設(shè)備的載荷，必要時(shí)進(jìn)行加固處理。

結(jié)束語(yǔ)

在RH產(chǎn)能限制鋼鐵廠高端產(chǎn)品的產(chǎn)能、而車間布置緊湊位置狹窄不能再新上RH時(shí)，可考慮將現(xiàn)有雙工位RH拆分為兩套單工位RH。本文討論了各種型式的雙工位RH拆分為兩套單工位RH的可能性、改造前后產(chǎn)能、改造內(nèi)容等。經(jīng)討論，各種型式雙工位RH均可拆分為兩套單工位RH來(lái)提高設(shè)備作業(yè)率，提高產(chǎn)能，且改造費(fèi)用不高，經(jīng)濟(jì)效果顯著，為挖潛增效的可行方案。

近年來(lái)隨著鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品定位的提高，經(jīng)RH處理的鋼種越來(lái)越多，RH的產(chǎn)能成為提高產(chǎn)品定位和高端品種鋼產(chǎn)量的制約因素，將雙工位RH拆分為兩套單工位RH，可較大幅度增加產(chǎn)能。文章對(duì)雙工位RH拆分為兩套單工位RH的產(chǎn)能、可行性、改造內(nèi)容、改造投資等進(jìn)行了分析。

唐山鋼鐵國(guó)際工程技術(shù)有限公司，河北 唐山 063000

圖2 標(biāo)準(zhǔn)雙工位（兩車四位）

圖3 標(biāo)準(zhǔn)雙工位（三車五位）

標(biāo)準(zhǔn)雙工位（三車五位）

該種型式雙工位RH待機(jī)位和槽臺(tái)車均已滿足拆分為兩套單工位RH的需求，改造工程量相比以上兩種型式小的多，只需進(jìn)行新增真空系統(tǒng)、液壓站、公輔系統(tǒng)改造等即可。

圖4 豪華雙工位（四車六位）

豪華雙工位（四車六位）

該種型式雙工位RH待機(jī)位和槽臺(tái)車均已滿足拆分為兩套標(biāo)準(zhǔn)單工位RH的需求，且每套單工位RH均有兩套槽臺(tái)車和三個(gè)位置，改造后兩個(gè)單工位RH不互相影響，為最適合改造的RH型式。