RH精煉真空槽設(shè)備的研究

程紅兵，孟 娜，付 康，焦志遠(yuǎn)

(中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司，陜西 西安 710032)

0 前言

21世紀(jì)是全球化技術(shù)發(fā)展的時(shí)代，冶金行業(yè)也迎來(lái)了技術(shù)的全面創(chuàng)新，尖端、高端鋼材的研發(fā)對(duì)RH爐外精煉技術(shù)提出了更高的要求。作為RH系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，真空槽是RH真空精煉冶金反應(yīng)的熔池，大部分的化學(xué)反應(yīng)都是在真空槽內(nèi)完成的。整個(gè)精煉過(guò)程是在絕對(duì)壓力約為67 Pa的真空環(huán)境中進(jìn)行的，因此需要真空槽設(shè)備具有良好的氣密性，以提高脫氣、脫碳能力，縮短處理時(shí)間，減少設(shè)備故障率，提高精煉效率。

在新動(dòng)態(tài)藝術(shù)正如火如荼地在世界各地開(kāi)展的同時(shí)，仍然有一些體現(xiàn)自然 哲思的活動(dòng)雕塑在世界的另一角隨風(fēng)飄搖著。實(shí)際上，動(dòng)態(tài)雕塑的發(fā)展也不是絕對(duì)依賴(lài)著科技，動(dòng)態(tài)雕塑的發(fā)展就是不斷對(duì)運(yùn)動(dòng)觀念的拓展，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，其中所體現(xiàn)的也是對(duì)一切造型藝術(shù)美的追求。

某鋼廠在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生真空槽與熱彎管接口處密封件更換頻繁(一槽次一換)的問(wèn)題；以及真空槽下料口隔熱接頭翻板閥回轉(zhuǎn)軸由于受熱經(jīng)?？ㄋ赖膯?wèn)題等等。頻繁更換真空槽口處密封圈使真空槽的更換成本高，而隔熱接頭的卡死又會(huì)造成真空精煉過(guò)程意外中斷。為了提高精煉效率，本文提出階梯形支口方式和帶冷卻的截止型隔熱擋板機(jī)構(gòu)的改進(jìn)方案。改造后提高了RH設(shè)備的穩(wěn)定性，大大降低了生產(chǎn)故障率，有效地節(jié)約生產(chǎn)和備件成本。

1 RH的生產(chǎn)狀態(tài)

1.1 工藝流程

配有2臺(tái)200 t轉(zhuǎn)爐，1臺(tái)RH真空精煉裝置，2臺(tái)板坯連鑄機(jī)，主要用于生產(chǎn)管線鋼、壓力容器鋼、超低碳鋼和熱軋雙相鋼。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

1.2 真空槽設(shè)備

真空槽系統(tǒng)主要由真空槽、熱彎管、熱彎管提升裝置、高溫?cái)z像頭、真空槽附件、隔熱接頭以及熱彎管專(zhuān)用吊具等組成，如圖2所示。

圖2 真空槽結(jié)構(gòu)

真空槽組成為

隔熱接頭1套真空槽本體1套 -真空槽支撐座2個(gè) -合金溜槽1個(gè) -熱電偶管座2個(gè) -耐材托環(huán)1套 -更換用耳軸2個(gè) -防熱板1套浸漬管2個(gè)

要掌握作文的基本寫(xiě)作方法，首先要學(xué)會(huì)如何表明文章“中心思想”，文章的中心思想要簡(jiǎn)明扼要，符合邏輯，語(yǔ)言簡(jiǎn)明。其次是要注重知識(shí)的積累。寫(xiě)好作文的第一要素就是要積累豐富的詞匯，否則寫(xiě)作就等于“無(wú)源之水，無(wú)本之木”。所謂“源”與“本”，即豐富多彩的詞語(yǔ)積累。學(xué)生有了足夠的詞語(yǔ)積累并理解掌握，才可以把心中所想用文字表達(dá)出來(lái)。教師要注重基礎(chǔ)詞匯的教學(xué)和本身意義的闡述，學(xué)以致用，選擇最恰當(dāng)?shù)脑~語(yǔ)，寫(xiě)下最美的文字。

2 使過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

閥板在氣缸的伸縮帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥板開(kāi)閉。將原隔熱接頭閥板回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)改造為垂直直線移動(dòng)，避免了回轉(zhuǎn)軸卡死造成的生產(chǎn)故障。

圖3 真空槽口結(jié)構(gòu)

圖6為改進(jìn)后的隔熱接頭結(jié)構(gòu)，一種帶水冷和風(fēng)冷的氣動(dòng)截止型隔熱擋板機(jī)構(gòu)。合金伸縮接頭采用夾套式長(zhǎng)圓筒形水冷結(jié)構(gòu)，隔熱水箱本體上部與氣缸相連，下部與真空槽的合金溜管口采用螺栓連接，在水箱本體側(cè)部設(shè)一接管，其與垂直中心線夾角為40°～45°，該接管與合金伸縮接頭相連。氣缸缸桿前端經(jīng)過(guò)渡軸與閥板鉸接連接。閥板與閥體密封座接觸面為球冠形，以保證密封性，且閥板內(nèi)部設(shè)有冷卻氣體，閥體密封座閥座位于隔熱水箱本體下部，采用耐磨合金材料以提高使用壽命。

圖4 隔熱接頭

3 改進(jìn)方案

3.1 真空槽口結(jié)構(gòu)

在新上線真空槽就位后，熱彎管下降，支口式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)利于了熱彎管與真空槽的自動(dòng)對(duì)中和連接，階梯形法蘭阻隔了熱輻射對(duì)密封件的損傷；真空槽與熱彎管合攏后微量N2吹掃阻擋了熱傳導(dǎo)；進(jìn)而保證了真空槽口的密封性。更換真空槽或熱彎管時(shí)，熱彎管上升。此時(shí)N2全力吹出形成氮?dú)饽缓?，屏蔽了真空槽或熱彎管在移?dòng)過(guò)程中熱輻射對(duì)密封圈的灼燒。

真空槽本體采用圓筒型板焊鋼結(jié)構(gòu)整體槽形式，是進(jìn)行真空處理的真空室。真空槽通過(guò)熱彎管及水冷彎管與真空泵系統(tǒng)連接一體。真空槽在處理一定爐次后需更換維修，更換時(shí)需先將真空槽或熱彎管移出，再用行車(chē)將真空槽吊出。

圖5 改進(jìn)后的真空槽口結(jié)構(gòu)

對(duì)真空槽上口進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和制造，如圖5所示。將真空槽上口外側(cè)向內(nèi)倒角，熱彎管法蘭固定在熱彎管上，熱彎管法蘭內(nèi)側(cè)倒角，并與真空槽形成上下對(duì)接的支口式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，又使對(duì)中和導(dǎo)向更為方便、可靠；將真空槽法蘭固定在真空槽上，這樣熱彎管法蘭和真空槽法蘭形成了對(duì)接的階梯形法蘭，采用上下扣邊結(jié)構(gòu)。密封件位于真空槽法蘭和熱彎管法蘭之間，密封件與真空槽內(nèi)部形成臺(tái)階，大大減少熱傳導(dǎo)和輻射的溫度影響。并在真空槽法蘭內(nèi)側(cè)設(shè)吹掃N2氣，吹掃孔環(huán)真空槽法蘭一周，為密封件阻擋熱輻射和隔絕熱量傳導(dǎo)，大大延緩密封件碳化變脆的時(shí)間，使其壽命大大增加，可以使用3～5個(gè)真空槽次，節(jié)約了更換成本和人利資源。

3.2 隔熱接頭結(jié)構(gòu)

(2)隔熱接頭經(jīng)常出現(xiàn)的卡死、開(kāi)關(guān)不到位等問(wèn)題。隔熱裝置采用隔熱接頭，如圖4所示。這種設(shè)備是帶水冷的氣動(dòng)翻板機(jī)構(gòu)，氣缸推動(dòng)曲柄回轉(zhuǎn)帶動(dòng)翻板開(kāi)閉而達(dá)到通斷的目的。真空處理期間，需要加合金時(shí)打開(kāi)翻板，合金加入真空槽內(nèi)的鋼液中；其它工況則關(guān)閉翻板，防止真空槽的高溫?zé)崃總鲗?dǎo)至真空料倉(cāng)內(nèi)。但是在使用中發(fā)現(xiàn)諸多問(wèn)題：由于隔熱接頭處在高溫區(qū)域，氣缸受熱輻射的影響使密封圈老化失效，會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性無(wú)法正常工作的現(xiàn)象；翻板回轉(zhuǎn)軸由于受熱熱脹而發(fā)生偶發(fā)性卡死，無(wú)法動(dòng)作，且發(fā)生在RH階段的真空加料過(guò)程中，造成處理延誤或中斷。另外翻板與閥座連接的不緊密而隔熱不良，致使熱氣上竄而損害真空料倉(cāng)的密封及稱(chēng)重儀表的壽命等。

在真空處理期間，需要加合金時(shí)閥板被氣缸提起，合金經(jīng)隔熱接頭下入真空槽內(nèi)，合金加料完成后由氣缸驅(qū)動(dòng)落下閥板。非加料期間，閥板保持關(guān)閉狀態(tài)。為保證閥板與閥體密封座配合緊密，閥板結(jié)合部采用球冠形封頭表明加工而成，且與連接軸饒性連接，在閥板落下后可緊密地與閥座結(jié)合；為防止閥板受熱變形，閥板內(nèi)部通冷卻氣體降溫；為延長(zhǎng)使用壽命閥體密封座材料采用耐磨合金加工制作而成。

圖6 改進(jìn)后的隔熱接頭結(jié)構(gòu)

(1)真空槽口密封件極易損壞。如圖3所示，真空槽與熱彎管的連接接口采用平口法蘭連接的形式，在連接法蘭外側(cè)設(shè)有對(duì)中定位裝置和為保護(hù)密封件不被高溫?zé)龘p的N2吹掃環(huán)。生產(chǎn)過(guò)程中，真空槽內(nèi)存在較高溫度的熱傳導(dǎo)和熱輻射，密封件極易受到溫度的不間斷影響，橡膠碳化變脆，喪失彈性而失去密封效果，每次更換真空槽就必須更換密封件，使用成本較高。熱彎管與真空槽的對(duì)接導(dǎo)向采用外置導(dǎo)向卡，繞真空槽法蘭一周設(shè)3～4組，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)繁瑣且現(xiàn)場(chǎng)操作不便，并且更換真空槽或熱彎管時(shí)不易對(duì)中。同時(shí)，由于吹掃管為外置，只能在法蘭未合口前進(jìn)行N2吹掃冷卻，且極易受到外部碰撞而損壞。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)以±s表示，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，多樣本均數(shù)間比較采用單因素方差分析（one-way ANOVA），組間兩兩比較采用LSD法。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

4 結(jié)論

(1)采用階梯形支口結(jié)構(gòu)方式。熱彎管與真空槽的連接面為上下兩層臺(tái)階，阻擋了熱輻射對(duì)密封件壽命的影響；真空槽內(nèi)側(cè)N2吹掃起到了阻擋高溫?zé)醾鲗?dǎo)和熱輻射密封圈的損害；真空槽與熱彎管錐形支口結(jié)構(gòu)使連接的對(duì)中、定位更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。此結(jié)構(gòu)使真空槽與熱彎管的上下對(duì)接簡(jiǎn)便，密封可靠，密封圈的壽命大大增加，可以達(dá)到3～5個(gè)真空槽次。在保證生產(chǎn)率的前提下，大大地節(jié)省了生產(chǎn)和維護(hù)成本。

然而，在當(dāng)前的數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，很多教師因?yàn)閿?shù)形結(jié)合的教學(xué)意識(shí)不強(qiáng)、疏于對(duì)數(shù)形結(jié)合教學(xué)技能的練習(xí)，無(wú)法在教學(xué)過(guò)程中準(zhǔn)確、規(guī)范、清晰、高效的繪制出便于學(xué)生理解與記憶的圖形。很多教師仍然沿用過(guò)去死記硬背、題海戰(zhàn)術(shù)的教學(xué)方法，學(xué)生的積極性在復(fù)雜繁重又提高不明顯的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中時(shí)常受到打擊，教育教學(xué)的水平成績(jī)始終得不到長(zhǎng)足發(fā)展和進(jìn)步。

由于經(jīng)濟(jì)犯罪案件現(xiàn)場(chǎng)勘查以現(xiàn)場(chǎng)訪問(wèn)為主的偵查實(shí)踐，造成經(jīng)濟(jì)犯罪偵查人員的潛意識(shí)里沒(méi)有或少有實(shí)地勘驗(yàn)的意識(shí)。一些本應(yīng)及時(shí)提取的物質(zhì)痕跡因未提取而使偵查破案工作費(fèi)盡周折，甚至使得一些案件陷入偵查僵局。

(2)采用帶冷卻的截止型隔熱擋板機(jī)構(gòu)，將原隔熱接頭閥板回轉(zhuǎn)式開(kāi)閉結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪敝本€移動(dòng)方式。帶冷卻吹掃的閥板與閥體密封座接觸面為球冠形，閥板落下關(guān)閉更緊密，有效地防止了真空槽內(nèi)高溫?zé)崃總鲗?dǎo)至真空料倉(cāng)內(nèi)的問(wèn)題。垂直直線移動(dòng)方式，有效地解決了原回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)的卡死、開(kāi)關(guān)不到位等問(wèn)題。隔熱接頭的故障率由以往的8～15次/年降到幾乎零故障的程度。且制造和維護(hù)成本低廉，更換簡(jiǎn)便、易行，大大降低了生產(chǎn)故障率。

(3)對(duì)真空槽進(jìn)行改造后，經(jīng)過(guò)一年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，RH生產(chǎn)的穩(wěn)定性顯著提高。此改造滿足了RH精煉工藝的要求，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，方便現(xiàn)場(chǎng)更換真空槽，延長(zhǎng)密封件的使用壽命，降低了備件成本。