董曉光，尹 寬，趙 艷
( 唐山不銹鋼公司 技術質量科，河北 唐山 063016)
摘要: 分析了影響 110t RH 精煉爐浸漬管壽命的原因，通過優化噴補操作、真空槽底及接管的維護、改進生產工藝等措施，浸漬管壽命由投產初期的 85 爐提高到 98 爐，能夠滿足 ＲH 真空精煉爐的使用要求。
關鍵詞: 精煉爐; 浸漬管; 壽命; 實踐
0 引言
RH 精煉爐處理鋼水能力大，周期穩定，處理的鋼水純凈度高，且運行成本較低，合金收得率較高等特點，在國內逐漸得到廣泛應用，極有取代 LF 精煉爐的趨勢［1］。由于浸漬管需插入鋼水液面以下，真空槽內壁長時間受到鋼液及提升氣體的強力沖刷，工作環境極其惡劣，所以浸漬管壽命普遍較低，制約了真空精煉的發展。隨著河鋼唐鋼不銹鋼公司( 以下簡稱“不銹鋼”) 品種比的不斷上升，對 RH 穩定生產提出了更高的要求。投產初期，由于對使用和維護方面認知不足，ＲH 浸漬管壽命平均僅有 85爐，且不銹鋼的 ＲH 屬改建項目，在線沒有烘烤位，不能及時更換真空槽，一個周期結束后通常需要至少 2 天時間進行更換真空槽和預烘烤，通常更換 3次浸漬管時更換 1 次下部槽磚，所以浸漬管的壽命是影響 RH生產率的重要因素。因此，延長浸漬管壽命可以降低耐材成本，提高產品的市場競爭力。
1 浸漬管的結構
浸漬管位于真空槽的最底部，在鋼水冶煉時直接與高溫鋼水接觸，不生產時直接暴露于大氣; 工作條件非常惡劣，是影響 RH 正常生產的關鍵部位。因鎂鉻磚在堿性條件下高溫使用過程中產生高價鉻，隨溫度的升高而加劇，而六價鉻為人體致癌物質，故不銹鋼選用無鉻耐材替代鎂鉻質耐材。浸漬管由耐材廠家供貨到現場，在現場進行與真空槽下部槽的焊接。提升氣體管共 6 根，每根分 2 路，共計12 路提升氣體管。浸漬管的本身質量、焊接質量以及使用時的維護是影響其壽命的幾個因素，根據不同的現象采取對應的措施來提高壽命。
2 影響浸漬管壽命的因素
經過長時間生產經驗摸索，不銹鋼影響浸漬管壽命的因素主要有以下幾個方面。
( 1) 由于真空槽變形嚴重，冶煉過程中焊接點開裂，從而導致冶煉終止，造成浸漬管壽命低。
( 2) 使用過程中澆注料剝落，重點噴補，導致單工位連續冶煉，從而導致 A /B 工位浸漬管壽命偏差較大下線。
( 3) 冶煉過程中提升氣體管漏氣，造成液面翻騰，將兩路提升氣體管關閉后，提升氣體不能滿足冶煉要求，被迫下線。針對以上現象，我們把真空槽與浸漬管的焊接維修、浸漬管使用過程中的噴補等作為提高浸漬管使用壽命的手段，同時對耐材管理和工藝優化方面做了相應的工作。
3 改進措施
3． 1 提高噴補人員操作技能和認識
與廠家結合修訂噴補維護標準，提高噴補效果。通過對噴補人員的培訓，不但提高了噴補作業重要性的認知程度，還提高了噴補作業的技能，減少了班組差異帶來影響。對噴補設備的周期維護確保在線使用，減少人工噴補，避免噴補盲區。
3． 2 修訂真空槽拱底和接管更換標準
金屬材料受高溫環境影響會出現碳流失，長期使用易變性。另外，由于更換浸漬管過程需要重復對法蘭位置進行切割、焊接，而法蘭長期不更換導致法蘭焊接性能變差，同時增加法蘭焊接難度。因此，需要定期對浸漬管連接法蘭進行更換，更換標準有如下幾點。
( 1) 更換真空槽拱底及接管后: 當 δ≥70 mm 時( 圖 1) ，組織真空槽接管的更換。
( 2) 更換接管后: 當 δ≥70 mm 時，組織真空槽拱底及接管的更換。
現場對下線真空槽和拱底變形量進行測量( 圖2) ，記錄每次下線后的變形量，達到規定范圍時組織出廠維修，更換真空槽下部槽底及法蘭。
3． 3 焊接方式的明確和改進
真空槽的泄漏點多在焊縫處出現。針對這一情況，要求廠家對焊工進行技能培訓，焊接時使用氣保焊，焊接結束后使用探傷儀進行探傷。通過這些措施，焊縫質量明顯提高，近一年時間未出現焊縫泄露的事故。
3． 4 物料分配器和噴槍的改造
對RH浸漬管廣泛采用的維護技術是熱態下的噴補。RH浸漬管涂層的噴補質量很大程度上取決于噴補料噴射到浸漬管上的黏附力，此黏附力又與噴槍相對于浸漬管的角度、距離有關。噴射距離過大，會使噴射到浸漬管表面的噴補料因黏附力不夠而掉下; 噴射距離過小則可能使噴補料因噴射沖擊力過大而回彈濺落，其噴射距離宜保持在一定的范圍內; 另一個重要的影響因素是噴射角度，噴射角度過大，同樣會因黏附力不夠而掉下; 噴射角度過小，則浸漬管某些損毀嚴重的部位( 如浸漬管接觸鋼水的端面) 就噴補不到，而這些地方又恰恰是最需要維護的部位。
考慮上述兩種因素，一方面增加噴補車噴槍的整體剛度，以保證噴槍的噴射距離，防止因噴槍在噴補過程中振動大而導致噴射距離不穩定; 另一方面經過不斷的模擬、試驗，改進噴槍噴頭的角度，充分發揮噴槍的有效作用，保證浸漬管的噴補質量。
3． 5 槽底材質的選擇
真空槽拱底在使用過程中，受鋼水高溫輻射，表面溫度可達到 500 ℃以上。另外，在處理浸漬管粘渣過程中有可能受到機械應力影響，真空槽拱底極易變形。因此，為了提高真空槽拱底高溫強度、抗氧位能力以及腐蝕能力等綜合力學性能，選用12Cr2Mo1R 鋼作為真空槽拱底材料。
3． 6 ＲH 工藝優化
3． 6． 1 縮短處理時間
通過操作優化，提高轉爐直接出鋼比例和 ＲH進站溫度，減少升溫吹氧量，縮短吹氧時間。通過對機械真空泵系統工藝參數優化，對環流氣體以及真空度進行調整，改善了脫碳效果，縮短了處理時間。
3． 6． 2 頂渣改質
爐渣的堿度不同，侵蝕后生產的產物不同，因而侵蝕的程度也不同。由CaO－SiO2－MgO－Al2O3相圖可知，高堿度爐渣中 C2S 和 C3S 發達，爐渣黏度大，對浸漬管澆注料的侵蝕減小［1］。因此，采用加石灰和高鋁復合精煉渣的方法對鋼包頂渣進行改質，減少熔渣對浸漬管澆注料和內壁磚的侵蝕作用。
4 改進效果
通過改進浸漬管焊接、真空槽的維修、線上噴補維護及工藝優化等措施，不銹鋼RH真空槽壽命明顯提高，從投產初期的平均 85 爐提高到 98 爐。
5 結語
通過近一年時間的摸索和實踐，除了浸漬管本身質量之外，影響RH浸漬管使用壽命的因素主要是: 真空槽變形嚴重、維護技術的有效性、浸漬管的焊接質量、適宜的生產工藝條件。在生產廠家提高浸漬管質量的同時，針對上述因素進行合理優化，RH浸漬管的使用壽命會大大提高，能夠滿足RH真空精煉爐的使用要求。