提高RH浸漬管、環(huán)流管耐材壽命的研究

湯海明

摘要：針對河鋼邯鋼250噸RH真空爐耐材使用壽命偏低，影響品種鋼兌現(xiàn)的問題，通過對下線槽體浸漬管、環(huán)流管耐材侵蝕出現(xiàn)環(huán)縫及磚型等方面分析，提出了對浸漬管上部環(huán)流管平整相接的兩環(huán)磚改為相互交叉的兩環(huán)磚的改進方案；闡述了從槽體上線前在待機位烘烤至900度，通過不同階段對溫度進行控制等方面所采取的措施，提高了RH浸漬管、環(huán)流管的壽命。

關(guān)鍵詞：RH耐材壽命；浸漬管；環(huán)流管；砌筑優(yōu)化

河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠RH精煉爐是一座標(biāo)準(zhǔn)型雙工位帶頂槍的250t RH真空精煉裝置，真空槽本體設(shè)計為分體式，主要由熱彎管、上部槽、下部槽、浸漬管、環(huán)流管組成，整個真空槽系統(tǒng)中侵蝕最快的部位為浸漬管、環(huán)流管，浸漬管的壽命高低直接制約著品種鋼產(chǎn)量的兌現(xiàn)。自投產(chǎn)以來真空槽耐材使用壽命偏低，尤其在2016年2—4月份3個月期間穿鋼4次，最低壽命46爐，最高壽命66爐，直接影響公司品種鋼合同的兌現(xiàn)，隨著公司汽車板的提檔上量，對RH爐真空槽浸漬管的壽命要求越來越高，為減少對生產(chǎn)的沖擊，浸漬管、環(huán)流管壽命的提高迫在眉睫。

1 工藝及設(shè)備組成

RH處理鋼水時先通過液壓系統(tǒng)將鋼包車頂升至鋼水淹沒浸漬管，浸漬管插入鋼水后，真空泵開始抽真空，槽內(nèi)和槽外形成壓差，鋼液就從浸漬管上升到與壓差相等的高度（即所謂的提升高度）。與此同時，從上升管下部約三分之一處吹入驅(qū)動氣體（Ar或N2），該氣體由于受熱膨脹和壓力降低，引起等溫膨脹，氣泡體積成倍增加，使鋼液比重變小，從而驅(qū)動鋼液上升，使其像噴泉一樣向真空槽噴出。隨著氣泡的破裂，鋼水成為細(xì)小的液滴，使脫氣表面積大大增加（20～30倍），加速了脫氣過程。氣體自鋼液內(nèi)析出，被抽走，而脫氣后的鋼水由于重量的差異，經(jīng)下降管返回鋼包。未經(jīng)脫氣的鋼液又不斷從上升管進入真空槽，從而形成連續(xù)循環(huán)過程。

當(dāng)真空槽內(nèi)壓力為133pa時，鋼水的循環(huán)高度為1.33米，鋼水在真空槽內(nèi)的熔池高度約0.5m，（圖1RH真空槽示意圖），可以看出鋼水在循環(huán)過程中對浸漬管、環(huán)流管區(qū)域沖刷嚴(yán)重，隨著煉鋼爐數(shù)的增加，沖刷次數(shù)的增多使得在浸漬管、環(huán)流管處穿鋼，槽體異常下線。

圖1RH真空槽示意圖 圖2浸漬管、環(huán)流管連接處穿鋼

2 穿鋼原因分析

槽體下線后對浸漬管解體分析，浸漬管壽命低的主要原因分析如下：

1）、由于在每爐鋼冶煉過程中浸漬管直接插入鋼水500mm，在鋼水循環(huán)過程中浸漬管內(nèi)耐火磚在鋼水處理過程，由于受鋼水沖擊力的影響逐漸下沉，從而在環(huán)流管和浸漬管接縫處產(chǎn)生縫隙。鋼水在冶煉過程中不斷沖擊縫隙處磚體，使磚體侵蝕嚴(yán)重，在浸漬管和環(huán)流管處產(chǎn)生較大和較深的環(huán)縫，從而縮短浸漬管的使用壽命。

2）、環(huán)縫出現(xiàn)后，現(xiàn)場噴補維護人員在操作過程中對侵蝕部位不能直接觀察，導(dǎo)致環(huán)縫逐步擴大。環(huán)縫表現(xiàn)明顯后，噴補時不能很好的彌補環(huán)縫，以致環(huán)縫變寬變深，最終導(dǎo)致從環(huán)縫處穿鋼。

3）、環(huán)流管預(yù)組生產(chǎn)中存在的環(huán)面不平整情況導(dǎo)致環(huán)流管砌筑時火泥灰縫過大。由于磨床等機械設(shè)備的差別，環(huán)流管預(yù)組生產(chǎn)以及環(huán)流管與浸漬管對接面加工時，存在環(huán)面不平整情況。現(xiàn)場砌筑過程中會出現(xiàn)火泥灰縫過大的現(xiàn)象，而火泥與磚相比不耐鋼水沖刷侵蝕，在精煉過程中鋼水通過侵蝕火泥，導(dǎo)致環(huán)縫逐步變深，最終穿鋼。

浸漬管、環(huán)流管耐材材質(zhì)為電熔再結(jié)合鎂鉻磚Cr20

理化指標(biāo)

3 方案實施及改進

為了提高浸漬管、環(huán)流管的使用壽命，針對以上原因，最終與耐材廠多次探討溝通，確定方案：

1）環(huán)流管兩環(huán)磚由平整相接調(diào)整為交叉相接，由單磚砌筑調(diào)整為整體砌筑。環(huán)流管平整相接的兩環(huán)磚改為相互交叉的兩環(huán)磚，可以避免環(huán)流管兩環(huán)磚之間出現(xiàn)環(huán)縫，而且兩環(huán)磚交叉相接可以提高環(huán)流管的整體性，在鋼水處理過程中可有效降低鋼水沖擊造成磚體下沉的形變量，達(dá)到減輕浸漬管和環(huán)流管接縫處的縫隙寬度，延長浸漬管使用次數(shù)。

2）環(huán)流管兩環(huán)磚按照預(yù)組編號進行整體砌筑，可以較好的控制火泥灰縫的大小，降低環(huán)縫出現(xiàn)的幾率，噴補工在噴補過程中減少盲區(qū)。在噴補過程中嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化操作，每爐鋼冶煉完成后，噴補工要對浸漬管、環(huán)流管狀態(tài)進行檢查，對薄弱環(huán)節(jié)進行重點維護，對浸漬管噴補要嚴(yán)格執(zhí)行熱、快、薄的原則進行維護。對于浸漬管外部鋼殼頸部要定期使用紅外線打點儀進行打點、測溫，溫度高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要采用風(fēng)冷措施進行降溫，防止穿鋼。

3）真空槽砌筑好后要吊至預(yù)熱位烘烤，烘烤溫度要嚴(yán)格按照烘烤曲線進行烘烤，將溫度升至900°，保溫24小時，確保槽子移室后磚接觸鋼水不炸裂。

4 結(jié)論

（1）河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠RH精煉爐浸漬管、環(huán)流管平均壽命由原來的78爐提高到目前95.4爐。

（2）真空循環(huán)時間由最初的2300分鐘提高到了3100分鐘，減少了槽體下線次數(shù)，提高了RH精煉爐的作業(yè)率，為冶煉汽車板、家電板、管線鋼等高附加值鋼種提供了有利保障。

參考文獻：

[1]成國光，蕭忠敏，姜周華等，新編鋼水精煉暨鐵水預(yù)處理1500問。中國科學(xué)技術(shù)出版社，2007年03月。

（作者單位：河鋼邯鋼集團邯寶煉鋼廠）