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摘要：
介紹了MFB頂吹氧槍技術、水環真空泵技術和干式機械泵技術等3種節能技術在rh真空精煉工藝的應用。國內某鋼廠300tRH真空精煉系統的應用表明：應用MFB頂吹氧槍技術，RH處理過程鋼液溫降可減少15．8℃；應用水環真空泵技術，可降低RH噸鋼生產成本約2．25元；應用干式機械泵技術，可降低RH噸鋼生產成本約6．05元。
關鍵詞：
RH精煉；節能技術；MFB頂槍；水環真空泵；干式機械泵
RH真空精煉工藝1959年由德國Rheinstahl和Hutlenwerke公司開發。經過近60年的發展，RH真空精煉工藝具有吹氧脫碳、脫氣（脫氫、脫碳）、成分微調、均勻鋼水成分和溫度等多種功能，能極大提高鋼水品質，改善鋼材質量，提高經濟效益，同時還具有大批量快速處理鋼水的能力，能很好地與轉爐和連鑄的快速生產節奏匹配。因此，RH真空精煉技術成煉鋼工藝最重要的精煉工藝之一［1］。2008年以來，我國鋼鐵產業受金融危機和產能過剩雙重影響，行業經營舉步維艱。鋼鐵公司對于生產成本的控制越來越嚴格，對于各種節能的冶煉工藝和設備應用也越廣泛，作為重要二次精煉工藝之一的RH真空精煉，近年來節能生產工藝也有長足發展［2］。
1MFB多功能頂吹氧槍技術
MFB多功能頂吹氧槍裝置由頂槍槍體、頂槍升降旋轉裝置及密封通道組成。MFB頂槍主要冶金功能包括：1）吹氧脫碳，向真空室吹氧氣進行強制脫碳，提高RH脫碳速率，縮短冶煉周期；2）加熱升溫功能，鋼水在真空室內循環時，會產生較大的溫降，對于鋁鎮靜鋼會向鋼水表面投放鋁粒對鋼水進行加熱升溫，同時通過頂吹氧氣促進鋁的燃燒；3）處理間隙烘烤真空室，保持真空室溫度在1400℃以上，減少處理時的留鋼和留渣，降低鋼水處理過程中溫降；4）化冷鋼，處理間隙通過富氧強化加熱，將殘留在真空室內的冷鋼和鋼渣融化，從插入管流出，為冶煉純凈鋼和超低碳鋼創造良好的生產條件。MFB頂槍真空吹煉處理期間向真空室內吹氧主要存在下面反應：應用MFB多功能頂槍技術后溫度補償見表1。MFB頂吹氧氣技術通過頂吹氧氣強制脫碳可以提高RH精煉工藝的脫碳速率，在相同的脫碳時間下，可以使轉爐出鋼鋼水的w（C）由0．025％提高到0．050％，同時通過向鋼水中吹氧氣加熱可以減少處理過程鋼水溫降，可以降低轉爐出鋼鋼水溫度，起到節能降耗的目的［3－4］。
2RH高效水環泵技術
RH真空精煉技術發展初始，對于真空系統產生設備的選擇就是整個工藝技術的重中之重。通過不斷的工藝實踐，蒸汽噴射泵技術因強大的獲得真空的能力、低廉的造價和維護成本成為首選。生產實踐中，蒸汽噴射泵主要使用轉爐余熱蒸汽并輔助鍋爐蒸汽或自備電廠蒸汽。但是，蒸汽噴射泵也存在蒸汽耗量大、車間蒸汽難以平衡等弱點，而RH高效水環泵技術能夠較大地降低RH工藝的蒸汽消耗［5］。水環泵工作原理：水環泵工作液（水）通過進水口，當葉輪如圖1中順時針旋轉時，水由于離心力的作用被拋向四周，形成1個封閉水環。水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸，此時葉輪和水環之間形成1個月牙的空間，葉輪以下部0°為起點，葉輪旋轉的前180°時腔體的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，葉輪旋轉過程中腔體變小，吸入氣體被壓縮，葉輪繼續旋轉，當腔體與排氣口連通時，吸入氣體排水，完成1個抽氣過程。如圖2水環泵抽氣性能曲線所示，在壓力100～20kPa，水環泵工作效率高，抽氣速度較快。結合表2RH精煉工藝蒸汽噴射泵的工作模式綜合考慮，水環泵能夠很好地替代蒸汽噴射泵系統中的第5級噴射泵，形成水環泵加4級噴射泵組成的真空系統。增加水環泵后真空系統的工作模式（如表3）：開始抽氣時，啟動水環泵WB1和WB2，使真空壓力快速降低到35kPa，然后再依次開啟四級噴射泵、三級噴射泵、二級噴射泵和一級噴射泵將系統壓力降到67Pa左右，完成1個抽氣過程。國內某鋼廠300tRH通過對蒸汽噴射泵系統進行水環泵改造后，蒸汽耗量由41t／h降低到31t／h，節約蒸汽耗量24．39％。300tRH每年可生產合格鋼水267萬t，每年可節約生產成本600．75萬元，在緩解轉爐煉鋼系統蒸汽平衡的同時，極大地降低了RH生產成本［6］，見表4。
3RH干式機械泵真空系統
干式機械真空泵很早就出現了，一般來說，能在1個大氣壓到100Pa的壓力范圍內工作；在泵的抽氣流道（泵腔）中，不使用任何油類和液體，排氣口與大氣相通，能連續向大氣中排氣的泵稱為干式泵。RH精煉工藝發展伊始，對于真空獲得設備就存在2種選擇，即多級蒸汽噴射泵和干式真空泵。干式泵由于自身設備機械精密性高，對于進入泵腔的氣體粉塵含量有很高要求，RH真空精煉工藝發展伊始，由于除塵設備不能滿足工藝要求，干式機械真空泵在RH真空精煉工藝中沒有實際運用。隨著除塵工藝進步，進入泵腔的氣體粉塵含量能滿足干式機械泵的工作要求，干式機械泵在RH真空精煉工藝終于有用武之地，并在國內多家鋼鐵公司實現運用［7］。國內現在應用比較廣泛的干式機械泵抽氣系統由三級螺桿泵和一級羅茨泵組成，如表5為國內某鋼廠300tRH干式機械泵真空系統主要設備配置。真空系統由1級13臺抽氣能力91800m3／h的螺桿泵，二級13臺抽氣能力19050m3／h的螺桿泵，三級8臺16000m3／h的螺桿泵，四級8臺抽氣能力2500m3／h的羅茨泵組成。最大抽氣能力可達到1248000m3／h，設備總裝機容量3924kW。按照300tRH精煉系統年可處理267萬t合格鋼水計算，采用全機械泵年可節約生產成本1615．35萬元。全干式機械真空泵系統與全蒸汽噴射泵系統和水環泵加蒸汽噴射泵系統相比，雖然一次投資成本大，但系統抽氣性能穩定，可根據生產工藝連續可調，且生產成本極低見表6，長遠
4結語
RH真空精煉工藝經過近60年的發展，工藝設備日趨完備，工藝效果也有極大提高，已成為煉鋼工藝不可或缺的工藝之一，是提升鋼水品質行之有效的工藝手段。隨著技術進步，生產模式由粗放式管理向精細化管理轉變，對于生產過程成本的控制成為企業管理控制的重中之重。因此，節能技術在RH真空精煉工藝中也不斷得到應用，極大降低了RH工藝生產成本，促進了RH工藝的健康發展。
［參考文獻］
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［3］陳英．武鋼二煉鋼RH－MFB吹氧技術的應用［J］．鋼鐵研究學報，2008，20（8）：60－62．
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［5］鄭奮怡．寶鋼4號RH高效水環泵－蒸汽噴射真空泵系統的應用實踐［J］．真空，2008，45（3）：32－33．
［6］易紅兵．210tRH真空爐真空泵改造后節能效果分析［J］．江西冶金，2016，36（2）：26－27．
［7］楊乃恒．干式真空泵的原理、特征及其應用［J］．真空，2000（3）：2－6．
［8］張昭．干式機械泵在包鋼210tRH中的生產應用［J］．包鋼科技，2016，42（2）：7－8．
［9］董榮華．干式（機械泵）真空系統應用于RH工藝的實踐［J］．中國冶金，2011，21（4）：43－45.
作者:楊錦 成劍明 許海虹 李智 葉丹 單位:中冶南方工程技術有限公司
