武鋼第二煉鋼廠2號(hào)RH真空處理裝置1988年從前聯(lián)邦德國(guó)引進(jìn)，設(shè)計(jì)能力為年處理鋼水量50萬(wàn)t。這套裝置通過(guò)蒸汽噴射泵對(duì)真空室抽真空，在大氣壓差和引入的驅(qū)動(dòng)氣體膨脹做功的作用下，推動(dòng)鋼液經(jīng)上升管進(jìn)入真空室底部，再經(jīng)下降管返回盛鋼桶中，形成鋼水循環(huán)，從而在真空條件下對(duì)鋼水進(jìn)行脫碳、脫氧、合金化、凈化和減少鋼中夾雜等的鋼質(zhì)精煉處理。它是武鋼生產(chǎn)鋼材的關(guān)鍵設(shè)備。二煉鋼廠在不斷消化吸收*進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)這套設(shè)備的在線加熱系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并取得成功。 
 1改造前的電加熱裝置 
 2號(hào)RH真空處理裝置原設(shè)計(jì)為在線電加熱。通過(guò)安裝在真空室中部的石墨電極兩端與直流電聯(lián)接，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，保證真空室內(nèi)壁溫度維持在1100℃左右（見(jiàn)圖1）。
 電加熱能防止真空室結(jié)瘤，避免合金孔和烘烤孔堵塞，還能避免真空室內(nèi)襯因急冷急熱引起的剝落。但是， 它存在著致命的缺點(diǎn)，在處理鋼水過(guò)程中，因電極斷裂落入鋼水中，引起鋼水增碳的事故時(shí)有發(fā)生。因此，造成鋼水碳含量波動(dòng)范圍大,很難適應(yīng)超低碳鋼的生產(chǎn)和對(duì)鋼種成份范圍越來(lái)越窄的工藝要求。另外，耗電量大，每年耗電2.92×106kWh。電極消耗高，平均每天消耗三套電極。工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗時(shí)長(zhǎng)且成本高，越來(lái)越不能適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)和市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的要求。 
 目前，國(guó)外類(lèi)似設(shè)備普遍應(yīng)用天然氣/氧氣加熱裝置取代電加熱裝置進(jìn)行在線加熱。如英國(guó)Part Talbot工廠，在1993年進(jìn)行了此種改造，在降低能源消耗方面取得了令人矚目的成效。 
 1996年8月，武鋼第二煉鋼廠對(duì)2號(hào)RH真空處理進(jìn)行了焦?fàn)t煤氣/氧氣在線加熱取代電加熱的技術(shù)改造，并且一次試車(chē)成功。 
 2在線加熱改造 
 2.1將在線電加熱改造為焦?fàn)t煤氣/氧氣加熱 
 武鋼第二煉鋼廠2號(hào)RH設(shè)計(jì)為兩個(gè)真空室交替處理鋼水；A室在線處理鋼水時(shí),只能使用電加熱,同時(shí)B室在待機(jī)位置用煤氣加熱（見(jiàn)圖2）。
 取消了電加熱裝置后，處于處理位置的真空室在處理鋼水的間隙時(shí)間內(nèi)，只需使用改造前只能在待機(jī)位置使用的焦?fàn)t煤氣/氧氣加熱裝置——烘烤槍進(jìn)行加熱作業(yè)，并能可靠地消除真空室內(nèi)壁的鋼渣結(jié)瘤。 
 經(jīng)改造后，兩個(gè)真空室都用焦?fàn)t煤氣/氧氣加熱裝置烘烤。只是處在處理位置的真空室的烘烤是在處理鋼水的間隙時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的（見(jiàn)圖3）。
 2.2增設(shè)氮封裝置 
 真空室在煤氣烘烤過(guò)程中產(chǎn)生的熱廢氣上升會(huì)對(duì)真空泵系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，而且廢氣中的水份等會(huì)對(duì)管道閥門(mén)產(chǎn)生腐蝕作用。因此，改造時(shí)在真空泵系統(tǒng)的滑閥之前加一氮封裝置（見(jiàn)圖4）。
 在廢氣管道附近通上氮?dú)猓拐婵栈y到真空室頂部的廢氣管道區(qū)域形成微正壓區(qū)，這樣可使燃燒火焰流向插入管，對(duì)真空泵系統(tǒng)及滑閥、防爆閥等起到保護(hù)作用。 
 2.3改造烘烤槍升降裝置 
 2號(hào)RH真空處理裝置的烘烤槍升降裝置原設(shè)計(jì)為鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。由于烘烤槍孔道結(jié)瘤，經(jīng)?？ㄗ『婵緲?zhuān)瑢?dǎo)致傳動(dòng)鏈條斷裂，處理這類(lèi)故障時(shí)間長(zhǎng)，而在線煤氣加熱又只能在處理兩爐鋼水的間隙進(jìn)行，鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)就很不適應(yīng)。這次改造中，用鋼繩卷?yè)P(yáng)傳動(dòng)取代鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，投入使用半年來(lái)未發(fā)生過(guò)斷繩故障，烘烤槍升降裝置的故障率大大降低。實(shí)踐證明，它比原設(shè)備更快捷可靠。 
 2.4增設(shè)煤氣加熱遙控裝置 
 煤氣加熱裝置原設(shè)計(jì)為待機(jī)位置作業(yè)，只能采用就地手動(dòng)操作，而操作柜遠(yuǎn)離處理位置的主控室，不適合于頻繁啟用烘烤裝置的要求。改造后，重新在主控室內(nèi)增設(shè)了煤氣加熱控制柜，并在烘烤槍附近安裝了攝像頭，監(jiān)視烘烤槍及烘烤孔蓋的動(dòng)作情況，實(shí)現(xiàn)了在操作室中的遙控操作，這樣就適應(yīng)了在線煤氣加熱的時(shí)間限制和頻繁啟動(dòng)的要求（見(jiàn)圖5）。
 由于點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)了遙控自動(dòng)化操作，從而縮短了每次點(diǎn)火的操作時(shí)間，使處理兩爐鋼水的間隙時(shí)間充分用于烘烤流渣（見(jiàn)表1）。
 表1改造前、后一次點(diǎn)火所需時(shí)間比較 
 
 2.5增設(shè)接渣盆 
 原電加熱作用是阻止結(jié)瘤，改造后在線煤氣加熱是在每爐處理鋼水后，把處理鋼水過(guò)程中形成的結(jié)瘤熔化掉，并通過(guò)插入管流出真空室。為此，設(shè)計(jì)了一個(gè)小渣盆，安放在盛鋼桶運(yùn)輸車(chē)上，用于接收從插入管流出的熔渣。這樣便于運(yùn)輸、更換接渣盆和接渣時(shí)的準(zhǔn)確停位。 
 2.6封閉電極孔和取消電加熱設(shè)備 
 由于用煤氣加熱取代了電加熱，取消了電極孔的異型磚砌筑，便于真空室修砌，同時(shí)取消了直流電加熱的龐大整流設(shè)備，停止了相關(guān)的冷卻水運(yùn)作，使現(xiàn)場(chǎng)變得寬敞。 
 3改造效果 
 3.1碳含量波動(dòng)范圍變小 
 用電加熱時(shí)，由于石墨電極質(zhì)量差，安裝質(zhì)量不高，電極斷裂的事故時(shí)有發(fā)生，斷裂的電極落入處理的鋼水中，造成鋼水碳含量增高（見(jiàn)表2）。
 表2斷電極時(shí)對(duì)鋼水碳含量的影響 
 
 表2列舉的是斷電極時(shí)影響鋼水碳含量波動(dòng)的典型情況。第434爐次處理到10～15min之間，發(fā)生電極斷裂，鋼水碳含量突然大幅度上升，這種情況對(duì)于超低碳鋼生產(chǎn)是個(gè)嚴(yán)重威脅。改為煤氣加熱后，電極斷裂增碳的情況杜絕了，從而使鋼水碳含量的波動(dòng)范圍從1996年上半年的0.002%～0.0124%縮小到1997年上半年的0.0019%～0.0047%，為提高二煉鋼廠超低碳鋼質(zhì)量和煉成率，發(fā)揮了很大作用。 
 3.2降低能耗，節(jié)約成本 
 由于武鋼有豐富的焦?fàn)t煤氣資源，而電能又很緊張，且價(jià)格貴。為了充分利用現(xiàn)有資源，使用煤氣在線加熱真空室，噸鋼成本顯著下降。表3和表4分別示出在線電加熱和煤氣加熱的主要能耗指標(biāo)。
 表3電加熱主要能耗指標(biāo)（1996年1～6月） 
 
 根據(jù)表3計(jì)算，電加熱成本為9.485元/t鋼；根據(jù)表4計(jì)算，煤氣加熱成本為0.281元/t鋼。采用煤氣加熱取代電加熱后，2號(hào)RH真空處理在線加熱噸鋼成本降低了9.204元。按武鋼第二煉鋼廠2號(hào)RH真空處理裝置年處理能力為50萬(wàn)t鋼水計(jì)算，每年可降低成本460萬(wàn)元，節(jié)省電耗2.92×106kWh。
 表4煤氣加熱主要能耗指標(biāo)（1997年1～6月）
 3.3真空室無(wú)結(jié)瘤 
 在RH處理的脫碳期，由于在真空狀態(tài)下碳氧反應(yīng)劇烈，引起鋼水噴濺，一般噴濺高度為3～5m，濺起的鋼渣附著在真空室內(nèi)壁上形成結(jié)瘤。當(dāng)真空室結(jié)瘤嚴(yán)重時(shí)，會(huì)堵塞合金溜槽和烘烤孔。RH真空處理在線電加熱時(shí)，就是為了熔化附著在真空室內(nèi)壁的結(jié)瘤，保證合金溜槽和烘烤孔暢通。在線煤氣加熱取代電加熱后，在處理兩爐鋼之間的間隙時(shí)間內(nèi)，采用煤氣加熱來(lái)消除結(jié)瘤，也能保證合金溜槽和烘烤孔暢通。改造半年來(lái)，未發(fā)生過(guò)一起堵塞合金溜槽和烘烤孔的事故。 
 4工藝操作效果 
 4.1更利于控制全連鑄生產(chǎn) 
 用RH處理鋼水周期時(shí)間一般是輕處理40min，本處理為60min。采用在線電加熱時(shí)，更換電極只能在處理鋼水間隙時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，一般要耗時(shí)10min。當(dāng)出現(xiàn)電極孔粘鋼等異常情況時(shí)，更換電極時(shí)間會(huì)長(zhǎng)達(dá)20min以上，且這種情況都是突發(fā)性的。這樣就會(huì)造成連鑄澆鋼周期時(shí)間緊張，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成斷澆，或者被迫降低連鑄拉坯速度，造成鑄坯質(zhì)量問(wèn)題，影響全連鑄生產(chǎn)。使用在線煤氣加熱后，烘烤槍動(dòng)作一次時(shí)間僅為1.5min，基本上不影響連鑄澆鋼生產(chǎn)周期。 
 4.2*消除了電極孔漏氣 
 由于電極孔經(jīng)常開(kāi)啟，容易導(dǎo)致密封不嚴(yán)，是真空室經(jīng)常出現(xiàn)漏氣的地方，給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。取消在線電加熱后，原電極孔封死,*消除了電極孔漏氣現(xiàn)象。 
 4.3降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度 
 使用在線電加熱，由于采用了人工更換電極，且工作環(huán)境嚴(yán)劣，增多次發(fā)生職工在工作時(shí)中暑昏倒事件。由于勞動(dòng)強(qiáng)度高且環(huán)境差，導(dǎo)致了電極安裝質(zhì)量無(wú)法保證，這也是造成電極斷裂的原因。使用煤氣在線加熱后，取消了更換電極操作，實(shí)現(xiàn)了煤氣點(diǎn)火烘烤自動(dòng)化，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 
 5結(jié)論 
 （1）武鋼2號(hào)RH真空處理在線電加熱改造為焦?fàn)t煤氣/氧氣加熱系統(tǒng)，工藝合理，設(shè)備安全、可靠，操作檢修方便，成效顯著。 
 （2）*消除了因電加熱帶來(lái)的鋼水增碳事故，使處理鋼水碳含量波動(dòng)范圍減小。 
 （3）降低了生產(chǎn)成本，使2號(hào)RH真空處理裝置在線加熱費(fèi)用從9.485元/t鋼降低到0.281元/t鋼，每年降低生產(chǎn)成本460萬(wàn)元，省電2.92×106kWh。