高新技术

R H顶枪 长寿技术 的研究及 应用

董继亮 王 峰

( 河北 钢铁 集团唐钢公 司 ,河北 唐 山 0 6 3 0 1 6)

【 摘 要】 本文介绍 了唐钢 第一钢轧厂R H—K T B 顶枪装 置使 用

由上述顶枪工作机 理 以及顶枪现状可 以发 现,项枪 内部锈蚀严 重 ,是影响冷却效果 ,减 少顶枪寿命的主要 因素 。因此,先后对顶 枪套 管材质 以及顶枪过水层厚度进行 了研究改进。 3 . 1 R H顶枪枪身材质 的选择 原顶枪枪身 由四层无缝 钢管组成 ,材质为 2 0 G ;为 了减少冷却 水对 枪体的锈蚀 , 对顶枪枪体材质进 行进 行改进 , 外管材质仍为 2 0 G , 将水 管、煤气管、氧管材质换成不锈钢钢管 。

3 . 2 R H顶 枪 枪 身 结 构 的改 进

情 况 ,通过对顶枪 结构及 材质进行 了优化 ,顶枪 维修周期 由1 O 个月

提 高到2 年 ,提 高了顶枪使 用寿命 ,有效节约 了生产成本。 【 关键词 】 R I - I ;顶枪 ;K T B ;应 用 ; 优 化

前 言

目前, 国内大 型钢厂 都在 大力开发和优化生产 极低 碳、氮钢工

艺 ,通 过 采 用 多 功 能 R H 真 空装 置 精炼 转 炉 钢 液 。R H —K T B 是 日本 川 崎

制 铁公 司1 9 8 8 年在R H 的基础 上 开发 的一种 多功能 真 空精 炼脱 碳工 艺 ,文献 报道 了宝钢等 国内大型钢厂使R H — K T B 引用情况,宝钢R H 精 炼 中K T B 深脱 碳较 易进 行 ,R H 终点碳 的质 量分数可 稳定控制在 1 5 × 1 0 以下 。 梅钢通过优化 处理工艺 , 使I F 钢 终点碳 的质量分数降至平 均1 2 . 2 X 1 0 且控制稳定。 唐钢R H 精炼是唐钢 品种钢 生产基地, 目前主要 精炼 品种为低碳

钢 、超 低 碳 钢 、 I F 钢 、无 取 向 硅 钢 。 目前 第 一钢 轧 厂 建 成 一 套 R H 真

由于冷却水流量低 ,不能保证枪头 的冷却 效果 ,针对 目前的顶 枪结构 ,通 过对顶枪枪体套管结构进行优化 。 改进后 ,冷 却水 过水通道相应增加 0 . 0 5 m m ,加大 了过水量 ,在 改进枪 体材质的情况 下, 由于枪体隔水层套 管变 薄,进一步加大冷

却水过 水量,优化 了冷却 水对 枪头及枪体的冷却效果 ,在 使用过程

中,降低 了 R H顶枪枪体温度 ,增加 了使用寿命 。 3 . 3对 冷 却 水 流 量 及 冷 却 水 压 力 的 改进 目前净环水系统水量 、压 力不能满足顶枪 的使 用,净环水用于 R H氧枪等 高温 部位冷却,水温 3 5 ℃ 以下,进 口压力 0 . 4 5 M P a 。本次

对净环 水系统在车间内进行加压 , 在净环水进 口处增加加压泵两台, 开一各 一,将压力 由 0 . 4 5 M P a提高至 0 . 8 M P a 。进一步提高顶枪冷却 水 的流 量 ,保 证对 顶 枪 的 冷 却 效 果 。

3 . 4 R H生 产 低 碳 钢 的 工 艺 优 化 在 改进顶枪材质及介质等 前提下 ,优化工 艺结 构,通过提高转

空处 理装 置 ,建成后 的R H - K T B 顶枪装置具有处理及 非处理的在线加 热、 去 除真空室结瘤 、 吹氧脱碳 、 钢水加铝升温功 能。 本文 针对R H — K T B 顶枪装置在 唐钢 精炼过程生产应用情况状况 进行介 绍。 1 RH顶 枪主要设备介绍 R H顶枪设备由顶枪升降装置,顶枪、顶枪真空封装置 、密封装 置卡持机 构、顶 枪盖板 、顶枪 阀站组成 ,下面着重 介绍顶 枪及顶枪

能源介质 系统。

顶枪 采用四层套管结构 ,通 过氧气、氮气 、加 热煤 气和冷却水 软管 与顶枪 法兰固定 。顶枪喷 头为铜质的拉瓦尔喷 头。顶 枪移动过 程 中氮气作 为防堵气体从顶枪 喷口喷出 ,顶枪上部 设有 回火及熄火 检测 ,冷 却水报 警检测 ,与控制系统连锁 。 唐钢 R H 精炼设备投产 后,顶枪寿命普遍偏低 ,并 出现顶枪枪 体发红等 问题,通过对生产厂 家进行调研 ,现场解 剖枪 体 ,研究发

炉 出钢温度 ,减少转炉与精炼之 间的蹲 钢时间等 ,杜绝铝 氧升温: 对转炉 钢水 中的碳氧 比值 设定 合理的范围, 以减少强 制脱碳 。对脱 碳及加 铝升 温枪位,吹氧参数进 行调整优化 ,在保证 吹氧脱碳 ,加 铝升温效果 的同时,避 免顶枪粘钢。 4 工 业 应 用 情 况

自 唐钢 R H 顶枪改进 以来 , 顶枪 使用状态稳定 , 未 改造 前顶枪维

修周期 为 1 O个 月,优化后顶枪维修周 期为两年,有效 降低 了顶枪维 修成本 。 具体如下 : 顶枪维修 费用每 次为 ¨ 万元, 维修 周期三个月。 未 改造 前一根顶枪 年维修成本为 1 3 . 2万元 ;目前每根顶枪 年维修成 本为 5 . 5 万元 。 因此 , R H 双工 位两根顶枪 目前实际每年 降低成本 l 5 . 4

万元 。

现项枪冷 却水进 出水层套 管锈蚀 严重,锈蚀物在枪 头部位 沉积 ,进 而影响冷 却水流 量 ,达不 到应 有的冷却效果 ,导致 冶炼过程中顶枪

枪体发红 ,存在 较大的安全隐患 ,并造成 R H顶枪维修频繁 ,对 R H

的有效运 行影响极大 。针对 出现的 问题从剖析枪体套 管锈蚀机理为

主 线 找 出制 约 因 素 , 通过对 R H顶 枪 用 枪 体 套 管 材 质 、结 构 及 套 管

壁

厚和精炼 工艺的调整 ,顶 枪寿 命有 了明显提 高。在在 升级改造及试 生产过程 中,唐钢第一钢轧厂对 R H顶枪 设备、工艺、操 作进行不断 的完善及优化 ,使 R H顶枪装置更适合唐钢 第一钢 轧厂生产 。 2 RH 顶 枪功能简述 R H顶枪功能 : ( 1 )常压下加热真空室 即在炉 与炉间隙之间、浇次与浇次 间 隙之 间加 热真空室 ,使真空室耐材保 持高温 状态。 ( 2 ) 在线处 理中加 热钢水和耐火材料 ,减少钢水处理过程 中温 降,抑制 真空室中部结瘤 。 ( 3 )脱碳钢通过顶 吹氧 强制 并加速脱碳 。 ( 4 )通 过 顶 吹 氧 气 对 钢 水 进 行加 铝 升 温 作 业 。

( 5 )去 除 真 空 室 结 瘤 。 3 RH 顶 枪 长 寿 的 研 究 方 法

5 结 论

本文 介绍了R H — K T B 在唐钢 的使用情 况,针对影 响R H 顶枪 寿命主 要原 因进行 了分析 ,通 过如下措施对顶枪进行 了改造优化 : ( 1 )提高顶枪枪体材质,避免枪体锈蚀 ; ( 2 )降低 隔水层 厚度,增加过水量 ; ( 3 )提高冷 却水压力,加大冷却水流量 ; ( 4 )优化生产工艺,减少顶枪吹氧时 间; ( 5 )合理调整吹氧参数,避免顶枪粘钢 。

采用上述五项措施后提 高了顶枪 寿命,有效降低 了顶枪 的维修 成本 ,R H 双 工位两根顶枪 目前实际每年降低成本 1 5 . 4万元 。

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R H 顶枪工作状态 时钢水最高温度可达 N1 6 5 0 ℃ ,吹氧时造成枪 头近距离 接触钢 水 ,二次燃烧放热量大 ,使真 空室中部形成高温区 , 枪 头 部位 局 部 高 温 ,这 就 对 冷 却水 的 冷 却 效 果 提 出 了较 大 要 求 。 为顶枪枪体 内部冷 却水进出水层 的锈蚀情况 。 由于生产节奏 、 转炉 出钢 温度低等原 因,导致 唐钢R H 顶枪 的作业率 ,吹氧时间高居 不 下,项枪维修周期为十个月 ,远低 于行业 平均水平。

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