董曉光，尹 寬，趙 艷
( 唐山不銹鋼公司 技術(shù)質(zhì)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(yōu)化噴補(bǔ)操作、真空槽底及接管的維護(hù)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝等措施，浸漬管壽命由投產(chǎn)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(guān)鍵詞: 精煉爐; 浸漬管; 壽命; 實(shí)踐
0 引言
RH 精煉爐處理鋼水能力大，周期穩(wěn)定，處理的鋼水純凈度高，且運(yùn)行成本較低，合金收得率較高等特點(diǎn)，在國內(nèi)逐漸得到廣泛應(yīng)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(nèi)壁長時(shí)間受到鋼液及提升氣體的強(qiáng)力沖刷，工作環(huán)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(fā)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(wěn)定生產(chǎn)提出了更高的要求。投產(chǎn)初期，由于對使用和維護(hù)方面認(rèn)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(xiàng)目，在線沒有烘烤位，不能及時(shí)更換真空槽，一個(gè)周期結(jié)束后通常需要至少 2 天時(shí)間進(jìn)行更換真空槽和預(yù)烘烤，通常更換 3次浸漬管時(shí)更換 1 次下部槽磚，所以浸漬管的壽命是影響 RH生產(chǎn)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(chǎn)品的市場競爭力。
1 浸漬管的結(jié)構(gòu)
浸漬管位于真空槽的最底部，在鋼水冶煉時(shí)直接與高溫鋼水接觸，不生產(chǎn)時(shí)直接暴露于大氣; 工作條件非常惡劣，是影響 RH 正常生產(chǎn)的關(guān)鍵部位。因鎂鉻磚在堿性條件下高溫使用過程中產(chǎn)生高價(jià)鉻，隨溫度的升高而加劇，而六價(jià)鉻為人體致癌物質(zhì)，故不銹鋼選用無鉻耐材替代鎂鉻質(zhì)耐材。浸漬管由耐材廠家供貨到現(xiàn)場，在現(xiàn)場進(jìn)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(jì)12 路提升氣體管。浸漬管的本身質(zhì)量、焊接質(zhì)量以及使用時(shí)的維護(hù)是影響其壽命的幾個(gè)因素，根據(jù)不同的現(xiàn)象采取對應(yīng)的措施來提高壽命。
2 影響浸漬管壽命的因素
經(jīng)過長時(shí)間生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)摸索，不銹鋼影響浸漬管壽命的因素主要有以下幾個(gè)方面。
( 1) 由于真空槽變形嚴(yán)重，冶煉過程中焊接點(diǎn)開裂，從而導(dǎo)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(diǎn)噴補(bǔ)，導(dǎo)致單工位連續(xù)冶煉，從而導(dǎo)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(guān)閉后，提升氣體不能滿足冶煉要求，被迫下線。針對以上現(xiàn)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(bǔ)等作為提高浸漬管使用壽命的手段，同時(shí)對耐材管理和工藝優(yōu)化方面做了相應(yīng)的工作。
3 改進(jìn)措施
3． 1 提高噴補(bǔ)人員操作技能和認(rèn)識
與廠家結(jié)合修訂噴補(bǔ)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，提高噴補(bǔ)效果。通過對噴補(bǔ)人員的培訓(xùn)，不但提高了噴補(bǔ)作業(yè)重要性的認(rèn)知程度，還提高了噴補(bǔ)作業(yè)的技能，減少了班組差異帶來影響。對噴補(bǔ)設(shè)備的周期維護(hù)確保在線使用，減少人工噴補(bǔ)，避免噴補(bǔ)盲區(qū)。
3． 2 修訂真空槽拱底和接管更換標(biāo)準(zhǔn)
金屬材料受高溫環(huán)境影響會出現(xiàn)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(fù)對法蘭位置進(jìn)行切割、焊接，而法蘭長期不更換導(dǎo)致法蘭焊接性能變差，同時(shí)增加法蘭焊接難度。因此，需要定期對浸漬管連接法蘭進(jìn)行更換，更換標(biāo)準(zhǔn)有如下幾點(diǎn)。
( 1) 更換真空槽拱底及接管后: 當(dāng) δ≥70 mm 時(shí)( 圖 1) ，組織真空槽接管的更換。
( 2) 更換接管后: 當(dāng) δ≥70 mm 時(shí)，組織真空槽拱底及接管的更換。
現(xiàn)場對下線真空槽和拱底變形量進(jìn)行測量( 圖2) ，記錄每次下線后的變形量，達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)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(jìn)
真空槽的泄漏點(diǎn)多在焊縫處出現(xiàn)。針對這一情況，要求廠家對焊工進(jìn)行技能培訓(xùn)，焊接時(shí)使用氣保焊，焊接結(jié)束后使用探傷儀進(jìn)行探傷。通過這些措施，焊縫質(zhì)量明顯提高，近一年時(shí)間未出現(xiàn)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(hù)技術(shù)是熱態(tài)下的噴補(bǔ)。RH浸漬管涂層的噴補(bǔ)質(zhì)量很大程度上取決于噴補(bǔ)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(guān)。噴射距離過大，會使噴射到浸漬管表面的噴補(bǔ)料因黏附力不夠而掉下; 噴射距離過小則可能使噴補(bǔ)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(nèi); 另一個(gè)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(yán)重的部位( 如浸漬管接觸鋼水的端面) 就噴補(bǔ)不到，而這些地方又恰恰是最需要維護(hù)的部位。
考慮上述兩種因素，一方面增加噴補(bǔ)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(bǔ)過程中振動(dòng)大而導(dǎo)致噴射距離不穩(wěn)定; 另一方面經(jīng)過不斷的模擬、試驗(yàn)，改進(jìn)噴槍噴頭的角度，充分發(fā)揮噴槍的有效作用，保證浸漬管的噴補(bǔ)質(zhì)量。
3． 5 槽底材質(zhì)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(dá)到 500 ℃以上。另外，在處理浸漬管粘渣過程中有可能受到機(jī)械應(yīng)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(qiáng)度、抗氧位能力以及腐蝕能力等綜合力學(xué)性能，選用12Cr2Mo1R 鋼作為真空槽拱底材料。
3． 6 ＲH 工藝優(yōu)化
3． 6． 1 縮短處理時(shí)間
通過操作優(yōu)化，提高轉(zhuǎn)爐直接出鋼比例和 ＲH進(jìn)站溫度，減少升溫吹氧量，縮短吹氧時(shí)間。通過對機(jī)械真空泵系統(tǒng)工藝參數(shù)優(yōu)化，對環(huán)流氣體以及真空度進(jìn)行調(diào)整，改善了脫碳效果，縮短了處理時(shí)間。
3． 6． 2 頂渣改質(zhì)
爐渣的堿度不同，侵蝕后生產(chǎn)的產(chǎn)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(fā)達(dá)，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(fù)合精煉渣的方法對鋼包頂渣進(jìn)行改質(zhì)，減少熔渣對浸漬管澆注料和內(nèi)壁磚的侵蝕作用。
4 改進(jìn)效果
通過改進(jìn)浸漬管焊接、真空槽的維修、線上噴補(bǔ)維護(hù)及工藝優(yōu)化等措施，不銹鋼RH真空槽壽命明顯提高，從投產(chǎn)初期的平均 85 爐提高到 98 爐。
5 結(jié)語
通過近一年時(shí)間的摸索和實(shí)踐，除了浸漬管本身質(zhì)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(yán)重、維護(hù)技術(shù)的有效性、浸漬管的焊接質(zhì)量、適宜的生產(chǎn)工藝條件。在生產(chǎn)廠家提高浸漬管質(zhì)量的同時(shí)，針對上述因素進(jìn)行合理優(yōu)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。