供稿|陸斌，華國(guó)龍 / LU Bin, HUA Guo-long

隨著競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，各鋼鐵企業(yè)都通過(guò)提高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化工藝等手段降本增效，提高鋼鐵產(chǎn)品的盈利能力。包鋼薄板坯連鑄連軋廠CSP生產(chǎn)線加大力度，改變了僅有轉(zhuǎn)爐-LF精煉爐-CSP工藝的現(xiàn)狀。同時(shí)為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，提升產(chǎn)品檔次，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，于2013年建設(shè)了2#RH真空精煉爐，并月2014年7月熱試投產(chǎn)。該套R(shí)H精煉爐形成了設(shè)備設(shè)計(jì)、三電設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝調(diào)試一體化的成套集成技術(shù)，采用了機(jī)械真空泵、快速硅鐵料斗等多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，投產(chǎn)后效果顯著，實(shí)現(xiàn)了調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)化工藝水平的目的。RH精煉爐主要技術(shù)參數(shù)，詳見(jiàn)表1。

RH設(shè)備組成部分

2#RH鋼液真空精煉裝備主要由以下部分組成：

1) 鋼包臺(tái)車(chē)系統(tǒng)。鋼包臺(tái)車(chē)系統(tǒng)共2套，主要由鋼包臺(tái)車(chē)、鋼包升降裝置、鋼包升降液壓站、手動(dòng)測(cè)溫取樣定氧裝置、保溫劑投入裝置、喂絲裝置、浸漬管維修臺(tái)車(chē)、吹氬裝置等組成。

2) 鋼包升降和升降液壓裝置。鋼包升降裝置共2套，每個(gè)處理位下方的頂升坑內(nèi)設(shè)1套。鋼包升降裝置通過(guò)液壓缸帶動(dòng)升降框架可將鋼包頂升，使真空槽浸漬管插入到鋼包中進(jìn)行處理。本RH裝置為雙工位，液壓系統(tǒng)共用1套。

3) 浸漬管維修臺(tái)車(chē)。浸漬管維修臺(tái)車(chē)軌道與鋼包臺(tái)車(chē)軌道垂直。車(chē)上帶1套浸漬管除渣裝置和1套噴補(bǔ)機(jī)，可在處理的間歇，在線對(duì)浸漬管外表面進(jìn)行除渣和內(nèi)、外表面噴補(bǔ)。

4) 過(guò)渡車(chē)。利用過(guò)渡車(chē)將1臺(tái)浸漬管維修臺(tái)車(chē)在2套鋼包車(chē)軌道上實(shí)現(xiàn)平移過(guò)渡。車(chē)上設(shè)軌道與鋼包臺(tái)車(chē)軌道對(duì)接。

5) 真空室、熱彎管及真空式運(yùn)輸系統(tǒng)。真空室、熱彎管是連接處理鋼液與真空系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,分體的真空室可以整體吊裝, 熱彎管與真空室可以實(shí)現(xiàn)液壓頂升分離，真空室安裝真空槽運(yùn)輸車(chē)上, 提高了更換真空室時(shí)的運(yùn)輸效率, 更好地保證生產(chǎn)節(jié)奏。

6) 移動(dòng)彎管。移動(dòng)彎管分別連接真空泵系統(tǒng)和兩個(gè)處理工位抽氣管道，移動(dòng)彎管帶水冷盤(pán)管，可通過(guò)液壓缸升降，或移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行移動(dòng)。

7) 合金上料與高位料倉(cāng)儲(chǔ)料系統(tǒng)。該系統(tǒng)由垂直上料皮帶機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、布料皮帶機(jī)、料位計(jì)等設(shè)備組成，共設(shè)有20個(gè)高位料倉(cāng)。

表1 RH主要技術(shù)參數(shù)

8) 合金下料系統(tǒng)。該系統(tǒng)由4個(gè)稱(chēng)量料斗，主要用于稱(chēng)量除硅鐵的合金，2套大硅鐵真空料斗，用于稱(chēng)量低碳硅鐵，滿足硅鋼生產(chǎn)要求，2套小硅鐵真空料斗，2套合金真空料斗，2套鋁真空料斗，大硅鐵真空料斗、小硅鐵真空料斗、鋁真空料斗內(nèi)具有稱(chēng)量裝置，大硅鐵真空料斗、合金真空料斗可以在真空處理過(guò)程中向料斗內(nèi)加料。

9) 真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了4級(jí)泵：3級(jí)羅茨真空泵以及1級(jí)真空干式壓縮機(jī)，4套具有高除塵率(除塵率達(dá)到99.8%)并能耐高溫(900oC)的除塵過(guò)濾器。其中兩臺(tái)過(guò)濾器將用于RH自然脫碳處理階段，第三臺(tái)過(guò)濾器用于RH的強(qiáng)制吹氧脫碳階段，而最后一臺(tái)過(guò)濾器則是作為熱備用。安裝有一套真空主閥和一套真空輔閥和對(duì)應(yīng)管道等。

10) 頂槍系統(tǒng)。兩個(gè)工位各安裝一套頂槍系統(tǒng)，主要由頂槍升降裝置、槍體、閥站、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成，安裝在真空槽的上部， 具有吹氧脫碳和噴吹燃?xì)鈱?duì)真空槽進(jìn)行加熱等功能。頂槍工作時(shí), 為保持真空槽內(nèi)的真空度, 槍體與槽孔之間需設(shè)置一套動(dòng)密封組件。該頂槍可在真空處理的間隔進(jìn)行加熱作業(yè)。頂槍通過(guò)傳動(dòng)裝置、鏈條等驅(qū)動(dòng), 速度由電機(jī)變頻調(diào)節(jié), 在升降的端頭位置設(shè)置極限開(kāi)關(guān)。當(dāng)突然斷水停電時(shí), 由EPS應(yīng)急驅(qū)動(dòng)電源帶動(dòng)的事故驅(qū)動(dòng)裝置可將槍提升防止槍體燒壞。頂槍本體設(shè)計(jì)成水冷多層管式，氧氣、氮?dú)饣驓鍤狻⒓訜崽烊粴夂屠鋮s水是通過(guò)軟管與槍體法蘭連接，頂槍具有自動(dòng)點(diǎn)火功能。同時(shí)頂槍頂槍升降采用齒輪減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鏈輪鏈條帶動(dòng)升降小車(chē)和頂槍上下運(yùn)動(dòng)。采用旋轉(zhuǎn)編碼器和行程開(kāi)關(guān)對(duì)頂槍升降進(jìn)行定位，并且頂槍具有選擇功能。

11) 真空槽離線烘烤裝置。離線烘烤共有兩個(gè)工位，真空槽整體烘烤和下部槽烘烤位，真空槽整體烘烤主要用于真空槽耐材的干燥、升溫。下部槽烘烤主要用于下部槽干燥，離位烘烤采用烘烤蓋方式烘烤，烘烤蓋為鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面為澆注耐材，烘烤蓋通過(guò)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。蓋中央設(shè)燒嘴，燒嘴有自動(dòng)點(diǎn)火及火焰檢測(cè)裝置。在現(xiàn)場(chǎng)操作柜進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火，依靠火焰監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)視是否點(diǎn)火成功和正常燃燒。

12) 電氣設(shè)備。電氣設(shè)備主要包括低壓電氣設(shè)備、儀表設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備。低壓電氣設(shè)備括低壓開(kāi)關(guān)柜、控制臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制開(kāi)關(guān)、TV攝像機(jī)、UPS系統(tǒng)、電纜和安裝材料。儀表設(shè)備包括儀表柜、控制回路和現(xiàn)場(chǎng)儀表、電子稱(chēng)量系統(tǒng)。自動(dòng)化設(shè)備包括基礎(chǔ)自動(dòng)化(L1)系統(tǒng)、操作和監(jiān)視系統(tǒng)(OMS)、通訊總線、可編程控制單元(熱備冗余PLC系統(tǒng))、過(guò)程計(jì)算機(jī)(L2 )、冶金模型。

RH設(shè)備的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

1) 合理的布置設(shè)計(jì)。整個(gè)廠房設(shè)計(jì)成L型, 兩車(chē)兩工位布置, 合金上料系統(tǒng)和加料系統(tǒng)、真空泵和真空管道布置在南側(cè)。在線真空槽均布置在平臺(tái)北側(cè), 是L型的底部，由于采用了將熱彎管與真空室可通過(guò)液壓系統(tǒng)在線分離，真空槽在真空室運(yùn)輸車(chē)上、頂槍可旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)將真空槽整體移出，此種RH結(jié)構(gòu)布置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得設(shè)備安置更為合理，節(jié)約空間, 真空槽上線和下線方便, 更換真空室的難度與強(qiáng)度大大降低。

2) 快速下料系統(tǒng)。整個(gè)下料系統(tǒng)采用合金溜管和水平可逆皮帶機(jī)搬運(yùn)設(shè)計(jì)，整個(gè)合金加料搬運(yùn)過(guò)程沒(méi)有多余路程，至上而下加料，大硅鐵真空斗內(nèi)和小硅鐵斗設(shè)有稱(chēng)量裝置，減少了真空處理過(guò)程的硅鐵反復(fù)稱(chēng)量過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了下料速度和合金微調(diào)的完美結(jié)合，從而節(jié)省了各種合金的加料時(shí)間，縮短了處理周期，保證RH處理時(shí)間滿足鑄機(jī)高拉速的要求。

3) 采用節(jié)能型離線烘烤真空槽方式。離線烘烤裝置采用烘烤蓋烘烤，這種方式熱量損失小，烘烤速度快，并可以設(shè)置烘烤曲線，按曲線烘烤，保證了烘烤效果和耐材使用壽命。烘烤完成后可直接吊至處理位進(jìn)行生產(chǎn)，離線烘烤介質(zhì)采用轉(zhuǎn)焦煤氣、空氣(空氣+氧氣)方式，由于轉(zhuǎn)焦煤氣成本低，節(jié)約了在線烘烤天然氣成本。

4) 采用了高抽氣能力低耗能的四級(jí)機(jī)械真空泵。RH四級(jí)機(jī)械真空泵額定抽氣能力831400 m3/ h，帶預(yù)抽的情況下，可實(shí)現(xiàn)3.5 min以?xún)?nèi)將真空度抽至50 Pa以下(鎮(zhèn)靜鋼)，極限真空度可達(dá)20 Pa以下，能耗指標(biāo)為3.66 元/ t 鋼，與原210 t1#RH的蒸汽泵能耗11.7 元/ t鋼相比，降低8.04 元/ t鋼，節(jié)能效果明顯。

5) 采用過(guò)渡車(chē)節(jié)省投資。利用過(guò)渡車(chē)將1臺(tái)浸漬管維修臺(tái)車(chē)在2套鋼包車(chē)軌道上實(shí)現(xiàn)平移過(guò)渡。通過(guò)這種方式設(shè)計(jì)，減少了一套浸漬管維修臺(tái)車(chē)的費(fèi)用。同時(shí)2#RH采用將鋼包座在鋼包車(chē)上，通過(guò)一套液壓系統(tǒng)控制兩套鋼包升降裝置將鋼包車(chē)和鋼包進(jìn)行整體頂升，改變?cè)瓉?lái)設(shè)計(jì)中將鋼包座在鋼包車(chē)框架上。頂升框架和鋼包的方式，避免了頂升框架無(wú)法落回鋼包車(chē)上造成鋼包傾翻事故的發(fā)生，同時(shí)為保證鋼包車(chē)精確定位，采用多種方式進(jìn)行聯(lián)合定位方式，保證頂升安全。

從2014年7月熱試以來(lái), 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定, 故障率低, 達(dá)到原設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，冶煉周期短，可將鋼中碳含量脫至10×10-6左右，成功開(kāi)發(fā)了無(wú)取向硅鋼、汽車(chē)用鋼等系列鋼種。

結(jié)束語(yǔ)

該RH真空精煉工程工藝設(shè)計(jì)合理、技術(shù)可靠。大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明所有工藝設(shè)備運(yùn)行狀況良好, 處理效果達(dá)到國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。通過(guò)該套真空精煉的投產(chǎn)，不僅加大品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整, 提高高附加值品種鋼比例。 而且隨著硅鋼連退生產(chǎn)線的投產(chǎn)，已經(jīng)打通硅鋼生產(chǎn)全流程工藝，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整。

[1] 王學(xué)新. 萊鋼煉鋼廠2#RH鋼液真空精煉裝備設(shè)計(jì)創(chuàng)新與應(yīng)用. 重型機(jī)械, 2010(3): 40-44.

[2] 陸斌, 王宏盛, 王建林. 210 tRH精煉爐脫氫工藝研究與應(yīng)用. 包鋼科技，2012(1): 11-13.