RH爐的工作原理

采用氣泵原理實現真空循環除氣。先抽真空，把鋼液從浸漬管吸進真空腔，然后用上升管的側壁把氬吹到鋼液中。由于鋼液的高溫以及真空室上壓低的作用，這些氬氣迅速膨脹，鋼液混合氣的密度沿著浸入管的高度逐漸減小，并在密度差引起的壓差作用下，將鋼液送入真空腔。鋼液和氣體的混合物進入真空室，在高真空狀態下釋放出氣體，同時鋼液變成鋼珠。鋼水珠里要去除的氣體在高真空狀態下向真空釋放的過程中，再把鋼水珠子變成較小的鋼珠，從而達到非常好的脫氣效果。排出氣體的鋼液沿下降管回到鋼包內。通過循環真空脫氣，鋼液中的氫氣和夾雜可去除鋼液中的氫氣。

目前RH真空精煉爐由于增加了吹氧、噴脫硫粉劑等設備，具有脫氧脫碳、提溫、脫硫、除氣、非金屬夾雜物.控制鋼液組分.有利于合金均勻化等功能；對鋼質量有保證，近年來，RH精煉爐得到了很大程度的凈化鋼種，對RH爐的開發和推廣非常迅速，已經成為許多鋼鐵企業普遍采用的一種精煉高質量超低碳鋼等鋼種的方法。全球現有RH精煉爐約200余臺。

RH精煉設備主要由以下幾個部件組成：真空腔.浸漬管(上升管.下降管).真空除氣裝置(真空排氣管).合金加料器.鋼水循環用氬氣噴吹裝置.鋼包及鋼包升降裝置.真空室預熱裝置。工作時將兩根浸漬管的真空室插入鋼包的鋼水內，通過一根管子進入氬氣，利用空氣壓力使鋼水循環，從而達到除氣、除碳、除氧和調節成分的目的。

 

RH真空脫氣耐火材料的選用原則

目前，隨著鋼產量的不斷提高，正在大力推廣提高環流、大放氣法，以實現超低碳鋼的穩定生產和高速加工。循環流量的增加，則使耐火襯里的磨損增大，冷風吹量的增加引起了高溫剝落，而鋼包熔渣吸入量的增加又加劇了結構剝落和腐蝕。上述因素加速了襯里耐火材料的破壞速度。所以，現在的RH/RH-OB襯里就是直接與MgO-Cr聯合在一起了。O?Cr-Cr-是用于磚塊的主流，在RH-OB的OB口(吹氧口)周圍進行半再結合，還是MgO-Cr-O?部分磚塊采用MgOC磚。

RH裝置上、上槽襯里用的耐火材料，因其與鋼液、爐渣不直接接觸，一般較下部損壞較小。

由于接觸鋼水、爐渣，或因高溫剝落，中間槽段的中間槽段，損壞耐火襯里。

下槽包括浸漬管的耐火襯里，即設備的高腐蝕區域，常決定其使用壽命。下槽襯砌時，由于熔渣的滲入使磚內部形成了變質層，并且在變質層和未變層之間產生了與工作面平行的龜裂，以致剝落，造成超前破壞。與此同時，由于滲出的熔渣，內襯材料的顆粒結合力被切斷，使得顆粒易流失。所以，這一部位應選擇組織低劣化.熔渣不易滲人，即使滲入也能保持顆粒之間的結合和抗剝落能力強的耐火材料。

 

因噴氣造成鋼液沖刷和溫度變化而造成浸水管損壞的原因如下：

1.氣體噴射造成風嘴周圍損壞；

2.在管道末端產生的分層碎屑；

3.澆鑄耐火材料出現開裂現象。

在超溫燃燒時，由于鋼液沖刷對風嘴有很大影響，所以在高溫下將Mg0-Cr直接結合在一起。O?

在這一部位用磚有佳的使用效果。

RH爐對鋼液的處理一般要經過除氣、氣兩種工藝，噴射狀態下耐火材料的磨損較大。

由于爐內結構對爐體厚度的限制，以及復雜形狀的耐火材料需要再加熱兩次才能使爐體具有足夠的壽命，因此，任何一種耐火材料都不能有足夠的壽命。

另外，OB在RH-OB爐中對耐火材料的使用也有很大影響，在采用上噴方式時，其所受的氧和鋼水中鐵等元素的氧化作用(耐火材料的表面會迅速腐蝕耐火材料)和高溫反應氣體引起破壞。所以，選擇高Cr2O3含量的MgO-Cr2O3磚，才能延長使用壽命。但在高溫氣下，選擇了Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3磚，其綜合使用性能更佳。

 

RH爐耐火材料破壞機理研究

1.鋼液高速循環流動的沖蝕。

2.溫度波動導致建筑開裂。

3.真空吹氧對鎂鉻轉的破壞。

4.鐵硅酸渣對真空室下爐襯的腐蝕。

5.脫硫粉末的侵蝕。

6.由于浸漬管耐火材料襯里易腐蝕的其他原因。

 

RH精煉爐耐火襯里層結構

RH精煉爐耐火材料內襯是真空、高溫的工作環境。RH爐這種細長的容器可分成上、中、下幾段，一部分可更換，一部分浸入鋼水中，耐火材料的使用壽命取決于所裝的部位，越低的使用壽命越短，升降管的壽命就越短。

RH精煉爐用耐火材料襯里的腐蝕因素，RH精煉爐用耐火材料襯里一般采用質鎂鉻磚或堿式整體襯里，或根據局部使用情況，對其進行分區砌襯。

1)熱彎管

熱彎管是RH真空槽排煙管道，由工質、保溫層、保溫層等組成。為了適應頻繁的溫度變化，工作層須具有較好的抗熱震穩定性和煙氣沖刷性。絕熱層及隔熱層要求選擇導熱系數小、體積穩定的耐火磚或絕熱材料。

2)上部槽

上槽口無直接接觸，無劇烈沖刷，但在處理鋼水時會有一定量的鋼水濺到這里，并且這里的使用溫度要比熱彎管高，所以選用半再結合鎂鉻磚作為耐火內襯。

3)合金進料口。

鋁合金裝料口是在鋼液中添加合金的通道，合金裝料口承受著合金材料拋射的機械沖擊磨損，工作環境惡劣，設計要求高。因為合金供料口的特殊工作環境，垂直下料沖擊區域具有較高的機械磨損，常在沖擊區形成沖擊凹坑，降低了合金加料口的使用壽命。所以該部位一般采用高強電熔復合鎂鉻磚。

4)下部槽

下槽與鋼液在真空循環除氣處理過程中直接接觸，由于高溫.熱循環.真空和鋼液高速流動，下部槽體工作環境十分惡劣。下槽爐襯沖刷主要是由渣與耐火材料的熱面作用以及流動鋼液對耐火材料的磨蝕和熱剝落所造成的，所以這一部位常采用電熔鎂鉻磚。

5)浸管，循環管。

RH處理時，浸漬管的工作環境惡劣，使用壽命短，其主要原因是鋼液沖刷及處理間隙急熱所造成的表面熱剝落。外襯層的破壞主要是由于鋼渣氧化造成的沖刷，下口掉料的原因除了本身熱破壞外，還與內部鋼膽的高溫膨脹變形有關，考慮到該部位的重要性和特殊性，浸漬管的砌筑好采用整體預裝配的方式。

循環腐蝕機理與浸管基本相同，主要是由于鋼液沖刷和處理間隙急冷急熱引起的表面熱剝落，因此這里還采用了抗沖刷性能好的電熔再結合鎂鉻磚砌筑。

 

RH精煉爐內主要控制耐火砌塊

1.RH精煉爐內壁采用導火面砌筑；

2.RH精煉爐工作層砌體宜干砌，內表面上.底層間錯縫不得超過2mm；

3.環流管和浸水管道宜采用組合磚砌筑，組合磚高度的允許偏差為0-3mm，每組磚塊尺寸允許偏差范圍±1mm；

4.組合式磚豎縫應錯開，磚環中心線和法蘭盤中心線的允許偏差應在0-3mm之間；組合磚環間宜采用耐火泥砌筑；

5.用耐火澆注料澆鑄浸漬管外膽時，應振搗密實，并按規定養護.烘烤；

6.底槽環流管裝配時，與浸漬管的偏心度不能超過3mm；底槽磚和環流管周圍的磚頭應仔細加工；當使用耐火材料或耐火澆注料時，應留置50mm-70mm的間隙，并用木楔臨時固定，待槽底磚砌筑完成后，再搗打或澆注；

7.底槽和中槽上一圈磚應該低于法蘭面15mm-20mm，并應鋪設耐火陶瓷纖維氈，其厚度應在完全壓實后不低于法蘭面；

8.底槽和中部槽.中間槽與上槽對接時，密封槽應嚴密密封，法蘭栓應牢固連接。