丁 劍

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

RH 是各種精煉裝置中功能最全、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種[1]。RH真空精煉爐目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)高強(qiáng)度、超潔凈鋼的生產(chǎn)中，目前在各大鋼鐵廠(chǎng)中已被廣泛應(yīng)用，為了向鋼液中投入定量的合金成分，在處理鋼液的真空室上方設(shè)置加料系統(tǒng)，進(jìn)行真空狀態(tài)下加料[2]，真空加料裝置的作用是把各種合金物料、鋁、碳等加入到正在真空處理的鋼液中，用以調(diào)節(jié)鋼液中的合金成分，是RH 真空精煉爐中重要的成分控制環(huán)節(jié)，真空加料裝置主要包括合金料斗、鋁料斗、碳料斗[3]。

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“京唐公司”）真空加料裝置由一套合金料斗、一套鋁料斗和一套碳料斗組成，三套料斗中鋁料斗中安裝有稱(chēng)量裝置和振動(dòng)給料機(jī)，以便對(duì)加入的鋁量進(jìn)行精確控制。合金料斗的重新裝料通過(guò)合金加料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可在真空處理期間進(jìn)行重新裝料。鋁料斗和碳料斗的重新裝料必須在非處理間隙進(jìn)行。碳料斗上裝有旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，可以通過(guò)計(jì)量旋轉(zhuǎn)給料機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)控制碳的加入量。

投產(chǎn)初期，京唐公司的產(chǎn)品種類(lèi)比較單一，真空加料設(shè)備能夠滿(mǎn)足日常的生產(chǎn)需求。不過(guò)隨著產(chǎn)品品種的不斷增加及對(duì)于設(shè)備的要求越來(lái)越高，原有的真空加料系統(tǒng)暴露出來(lái)越來(lái)越多的問(wèn)題，逐漸無(wú)法適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，每次備料、下料時(shí)間較長(zhǎng)，造成真空處理時(shí)間長(zhǎng)、耐材通鋼增加、浸漬管侵蝕嚴(yán)重、真空槽壽命低、冶煉后期易發(fā)生增氮等現(xiàn)象。而增加帶稱(chēng)量真空料斗可以縮短真空處理時(shí)間，減少因下料輔助時(shí)間長(zhǎng)影響真空處理周期，提高RH 真空比例，降低能源消耗。IF 鋼冶煉過(guò)程如果遇溫度較高的情形，會(huì)大量加入廢鋼、延長(zhǎng)處理時(shí)間，造成RH 處理時(shí)間不能滿(mǎn)足快節(jié)奏生產(chǎn)的要求。RH 廢鋼每次只能加入≤1 t，加入時(shí)間間隔（4～5）min。因此，京唐公司決定對(duì)于RH爐真空加料系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 原系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題

1.1 真空料斗數(shù)量及容積已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)工藝的需求

RH 爐合金真空料倉(cāng)、真空鋁料倉(cāng)是合金成分調(diào)整的主要設(shè)備，鋁料倉(cāng)主要用于精確調(diào)整鋁成分控制，其他合金包括廢鋼主要由合金真空料倉(cāng)來(lái)完成。隨著鋼水冶煉品種的增加，每次加入的合金種類(lèi)及數(shù)量都有所增加，而加料必須要在前一批料加入鋼水后，關(guān)閉真空鎖才能重新備料，每次備料、下料時(shí)間長(zhǎng)，造成真空處理時(shí)間長(zhǎng)、耐材通鋼增加、浸漬管侵蝕嚴(yán)重、真空槽壽命低、冶煉后期易發(fā)生增氮等現(xiàn)象。廢鋼與合金同時(shí)采用一個(gè)料斗進(jìn)行加料，經(jīng)常發(fā)生堵料的情況。

1.2 碳料斗存在的問(wèn)題

碳料斗下料出口設(shè)置旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，上方設(shè)置真空鎖，真空鎖關(guān)閉后可以實(shí)現(xiàn)在真空狀態(tài)下進(jìn)行碳粉的投入。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于碳粉在旋轉(zhuǎn)給料機(jī)內(nèi)不均勻，經(jīng)常導(dǎo)致成分調(diào)整不準(zhǔn)確，容易造成生產(chǎn)的質(zhì)量事故。因此碳粉改由真空合金料斗進(jìn)行投料。但是由于碳粉密度較小，與其他合金一起投料時(shí)經(jīng)常發(fā)生被擠出真空給料機(jī)撒落而不能加入到鋼水中的情況。

1.3 鋁料斗存在的問(wèn)題

鋁料斗是三套料斗中唯一一套配有稱(chēng)量系統(tǒng)的料斗，料斗出口設(shè)有振動(dòng)給料機(jī)，上部設(shè)有真空鎖，確保在冶煉過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)真空狀態(tài)下進(jìn)行加料。由于稱(chēng)量系統(tǒng)使用一段時(shí)間后，測(cè)量數(shù)值會(huì)有所偏離，需要對(duì)測(cè)量壓頭進(jìn)行重新標(biāo)定。鋁料斗為密封料罐，整體解體后進(jìn)行砝碼校驗(yàn)，生產(chǎn)節(jié)奏不允許，因此每次校驗(yàn)壓頭都無(wú)法按照砝碼進(jìn)行校驗(yàn)，均是采用實(shí)物進(jìn)行比對(duì)校驗(yàn)。這樣的方式對(duì)于標(biāo)定的結(jié)果既不準(zhǔn)確、又需要設(shè)備停產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)還需要崗位人員手工進(jìn)行稱(chēng)量比對(duì)，實(shí)際操作難度比較大。

2 真空下料系統(tǒng)的改造及優(yōu)化方案

2.1 新增4.5 m3 廢鋼料斗

真空合金料斗使用比較集中，這使合金料斗已經(jīng)成為了RH 爐的一個(gè)咽喉要道。通過(guò)對(duì)比鋼水合金的調(diào)整情況綜合分析，確定新增加一套真空料斗。該真空料斗主要承擔(dān)廢鋼的加入工作，將廢鋼與其他合金的通道分開(kāi)，兩個(gè)通道不互相影響，兩個(gè)料斗可以提前進(jìn)行備料，減少備料時(shí)間。根據(jù)工藝需求，選擇廢鋼料斗的容積。需要在廢鋼料斗中存放10 t 廢鋼，經(jīng)過(guò)最終測(cè)算，確定料斗容積為4.5 m3，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 4.5 m3 廢鋼料斗功能參數(shù)

2.2 新增1.5 m3 碳料斗

對(duì)于原碳料斗加料過(guò)程中轉(zhuǎn)子給料機(jī)給料不均勻、導(dǎo)致轉(zhuǎn)子給料機(jī)下料精度低的問(wèn)題，計(jì)劃新增碳料斗。新增的碳料斗采用自帶稱(chēng)量功能，同時(shí)采用電磁震動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行均勻精準(zhǔn)下料。該料斗的設(shè)計(jì)上經(jīng)過(guò)與工藝的充分論證，最終確定了碳料斗的工藝布置（圖1）。由于碳在精煉過(guò)程中的影響作用較大，投入量必須準(zhǔn)確，而且在真空狀態(tài)下存放碳粉還要避免碳粉被真空泵負(fù)壓吸走。因此在碳料斗上部設(shè)計(jì)了真空鎖密封、在碳料斗電震出口設(shè)置了氣動(dòng)擋板，避免碳粉由于自身光滑的特性溜入鋼水中。碳料斗的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

2.3 新增鋁料斗稱(chēng)量系統(tǒng)校驗(yàn)裝置

鋼水真空冶煉中鋁是一個(gè)不可缺少的元素，鋁的使用在冶煉過(guò)程中最為普遍，幾乎每一爐鋼水的冶煉都離不開(kāi)鋁成分的調(diào)整，因此鋁加入量的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要，而鋁料斗的稱(chēng)量系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后，就需要對(duì)稱(chēng)量系統(tǒng)進(jìn)行校核，采用老的校核方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且對(duì)于連續(xù)化生產(chǎn)也是一個(gè)嚴(yán)重的制約，針對(duì)這種情況，根據(jù)鋁料斗結(jié)構(gòu)的自身特點(diǎn)，采用一種新型的微型校驗(yàn)裝置（圖2），采用一套液壓系統(tǒng)，將液壓缸安裝到壓頭上方，采用液壓系統(tǒng)加壓方法對(duì)壓頭加壓進(jìn)行校驗(yàn)，使校驗(yàn)工作更加簡(jiǎn)便快捷。

圖1 碳料斗的工藝布置

表2 碳料斗的技術(shù)參數(shù)

圖2 微型校驗(yàn)裝置

3 真空下料系統(tǒng)改造的效果

改造后，真空料倉(cāng)投入使用，通過(guò)4.5 m3料罐安裝后使用投放廢鋼，真空合金料罐未發(fā)生堵料事故，真空處理時(shí)間明顯縮短。目前低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼種真空處理時(shí)間小于25 min 的比例達(dá)到65%以上，IF 鋼真空處理時(shí)間小于30 min 比例達(dá)到50%以上，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

新4.5 m3料罐投用后不僅設(shè)備故障大大降低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)生間接的經(jīng)濟(jì)效益，在冶煉IF 鋼時(shí)真快處理時(shí)間減少5 min，降低轉(zhuǎn)爐溫度4 ℃，連鑄高拉速澆注減少溫降2 ℃，減少鋼包一次周轉(zhuǎn)時(shí)間約20 min，減少鋼包耐材蓄熱影響的溫降（4～6）℃，合計(jì)減少溫降月（10～12）℃，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度可降低（10～12）℃。

碳料斗的投入使用，使碳粉與其他合金可以分開(kāi)投料通道，使投料通道更加潔凈，投料準(zhǔn)確度大大提高，同時(shí)也消除了原來(lái)碳粉撒落的情況，減少了碳粉清理工作。

通過(guò)對(duì)稱(chēng)量系統(tǒng)的校驗(yàn)裝置的投入，平時(shí)利用日常的例修進(jìn)行稱(chēng)量系統(tǒng)校驗(yàn)，原來(lái)需要十多人的工作現(xiàn)在兩個(gè)人就能完成，大大減小了校驗(yàn)的難度，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。