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基于生产运行数据的RH真空精炼装置可靠性分析

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LIU Xiangdong，JIANG Jiuhui，YANG Junbo （CISDI Research & Development Co. Ltd.，Chongqing 102249，China） Abstract: Although the productive process data of the process industry is massive，it does not directly reflect the operation status of the equip⁃ ment. It is necessary to take effective method to obtain the reliability data.From steelmaking workshop’s RH vacuum refining furnace continu⁃ ous produced data and the actual process，we acquired the failure data and fitted out the distribution function of the equipment’s Mean Time
的工业过程，钢铁冶金生产是典型的流程工业。RH 真 热量对钢液升温；或者喷入脱硫粉剂降低硫含量，获得
空精炼装置是现代冶金技术实现大规模生产高品质钢 高品质钢[1]。在两次真空处理间隙，需要用顶枪对真空
铁产品的必备装备，主要由真空抽气系统、真空槽系 槽加热烘烤和化冷钢，并对真空槽的浸渍管进行除渣
统、顶枪系统、钢包顶升系统等设备组成。其冶金工艺 和喷补维护。在真空槽耐材寿命到期后，需要下线更换
——————————————————————— 评价可修复设备的可靠性常用平均故障间隔时间、 真空槽产生脱气反应，并在其中一只浸渍管下部通入
平均维修时间和固有可用度等指标来衡量，需要有设 惰性气体带动钢包内的钢液继续不断进入真空槽，而
备运行状况的实时记录。许多流程工业虽然实时记录 脱气后的钢液则通过另一只浸渍管回到钢水包，并与
利用了钢液中的气体在不同的分压下具有不同溶解度 真空槽。在顶枪发生堵塞后，需要停机维护顶枪喷头。
的原理，通过真空抽气系统使钢液的表面压力低于大 双处理位的 RH 精炼装置共用一套真空抽气系统，依
气压，从而使钢液中的有害气体（主要是氢气）从钢液 次切换到两个相邻的处理位进行真空处理。因此，一般
中溢出，减少钢液中有害气体的含量，进而提高钢铁产 而言，双处理位 RH 的两个工位的设备是等同的，但是
相同的生产环境下，SCAP 顶枪和 KTB 顶枪对 RH 真空槽设备的运行可靠性影响相当，SCAP 顶枪好于 KTB 顶枪。
关键词：SCAP 顶枪；RH 真空精炼；故障间隔时间；可靠性
中图分类号：TG232.6
文献标志码：A
文章编号：1002⁃1639（2019）02⁃0063⁃06
Analysis of Reliability of RH Vacuum Refining Unit Based on Production Operation Data
品的品质。RH 真空精炼装置的使用特点是将真空槽的 如果配置不同的功能设备时，会对相关设备产生不同
了海量的生产运行数据，但往往并不包含与可靠性指 钢包内的钢液搅拌混和，再次被吸入真空槽，从而实现
标直接相关的基础数据，导致设备的可靠性评价和制 循环脱气。在此基础上，利用顶枪吹氧技术，实现真空
定设备维护计划常常难以获得可信的理论计算依据。 下的碳氧反应进而除去钢液中的碳，得到低碳钢和超
流程工业是指生产连续不间断或半连续批量生产 低碳钢；或者在加入铝粒的同时吹氧，使铝氧反应产生
2019 年 第 48 卷 第 2 期 Vol. 48 No .2 2019 DOI: 10.3969/j. issn. 1002-1639.2019.02.018
INDUSTRIAL HEATING
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基于生产运行数据的 RH 真空精炼装置可靠性分析
刘向东，姜玖辉，杨军波
（中冶赛迪技术研究中心有限公司，重庆 401122）
Between Failure and performed parameter estimation and hypothesis testing and finally determined the reliability evaluation index of RH fur⁃
nace. The study focused on the influence of RH top lance on vacuum refining furnace core function component vacuum vessel from the perspec⁃ tive of reliability analysis. The result shows that，the SCAP top lances and the KTB top lances have a considerable impact on the operational re⁃
摘要：流程工业的生产运行数据虽然海量，但一般不直接反映设备的运行状况，需要设计针对性的方法获取可靠性数据。由炼钢车间
的 RH 真空精炼炉连续生产记录数据和实际工艺流程，分离出故障数据，拟合出故障间隔时间分布模型，并进行参数估计和假设检验，
确定现有 RH 运行的可靠性评价指标，并从可靠性角度分析 RH 顶枪对真空精炼装置的核心功能部件真空槽的影响。研究结果表明：在
liability of RH vacuum vessel at the same production environment. The SCAP top lance is better than the KTB top ltop lance；RH vacuum refining；mean time between failure；reliability

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宝钢RH真空系统稳定运行的研究与实践

宝钢RH真空系统稳定运行的研究与实践

宝钢RH真空系统稳定运行的研究与实践郑奋怡【摘要】在炼钢厂生产高附加值的品种钢必须通过RH精炼工序,而RH装置中的真空系统是否稳定是决定钢水质量的关键因素.介绍RH真空系统故障的分类,包括能源介质的故障、漏气故障及真空元件的故障.对每类故障的原因进行分析,并结合现场实际案例,快速确认故障原因.从真空度维护方面介绍了几种有助于真空系统稳定运行的措施,经实践证明非常有效,对同类真空系统的运行有一定借鉴意义.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P22-25)【关键词】RH;真空系统;真空泵【作者】郑奋怡【作者单位】宝山钢铁股份有限公司炼钢厂,上海200941【正文语种】中文【中图分类】TF341.71 宝钢RH真空系统概况随着市场竞争的日益激烈，高附加值的品种钢日显重要。

生产这些品种钢必然需要RH精炼装置。

然而，真空系统是RH中最核心的设备，因为真空度的好坏直接关系到钢水质量，真空系统是否能稳定运行一直是设备维护工作中的重点。

宝钢自1985年一期炼钢投产建成第一台RH精炼装置后，目前一炼钢和二炼钢共有6台RH，容量都是300t，主要采用蒸汽喷射真空泵，在4RH、5RH和6RH 均采用了蒸汽喷射真空泵+水环泵的联合系统，6台RH的真空泵系统的主要参数如表1。

由于真空系统相当庞大，影响的因素也很多，因此一旦发生故障，查找相对困难。

如果因为真空度不佳停机则会对生产物流造成一定影响，对企业也会造成一定经济损失。

因此保持RH真空系统的完好、维持真空系统的稳定运行非常重要。

图1是典型的四级泵真空系统。

表1 宝钢RH真空泵系统的主要参数Table 1 The main parameters of RH vacuum pump systems in Baosteel序号真空泵系统形式抽气能力(67Pa)/(kg·h-1)布置形式设计厂商1RH 四级蒸汽喷射泵 1100 垂直布置西重所(改造)2RH 四级蒸汽喷射泵 1100 垂直布置德国GEA 3RH 四级蒸汽喷射泵 1000 垂直布置德国GEA 4RH 五级蒸汽喷射泵+水环泵 1500 斜布置日本JEE 5RH 五级蒸汽喷射泵+水环泵 1500 垂直布置日本JEE(改造)6RH 五级蒸汽喷射泵+水环泵1500 垂直布置日本JEE图1 典型的RH四级泵真空系统Fig.1 A typical four-stage vacuum system of RH2 RH真空系统的主要故障及原因真空系统的故障类型很多，总的来说可以分为以下几类故障:能源介质故障、漏气故障、真空泵内部故障。

RH精炼炉一级真空泵故障分析及对策

RH精炼炉一级真空泵故障分析及对策

ＲＨ精炼炉一级真空泵故障分析及对策许天琦①１　于宇２　李俊岩３（唐山钢铁集团有限责任公司热轧事业部　河北唐山０６３６１１）摘　要　机械真空泵作为精炼炉生产中最为关键的设备之一，对于生产冶炼以及产品质量有着至关重要的作用。

唐山钢铁集团有限责任公司热轧事业部ＲＨ精炼炉投产初期多次出现一级泵壳体炸裂、泵组温度高报警停泵等诸多问题，导致真空泵整体抽气能力下降，不足以保证最小真空度１ ２ｍｂａｒ的上限值，真空度不足导致影响脱碳效率、增加处理周期，不能满足公司整体品种攻关，本文主要针对机械式真空泵壳体炸裂、温高报警停泵两个原因进行调查、分析、研究，并采取相应的改进对策从根本上解决了真空泵故障问题，使得真空泵整体稳定运行。

关键词　真空泵　壳体　炸裂中图法分类号　ＴＦ７６９．４ 文献标识码　ＢＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２２ ０６ ０１８ＦａｕｌｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲＨＲｅｆｉｎｉｎｇＦｕｒｎａｃｅＦｉｒｓｔ ｓｔａｇｅＶａｃｕｕｍＰｕｍｐａｎｄＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓＸｕｔｉａｎｑｉ１　Ｙｕｙｕ２　Ｌｉｊｕｎｙａｎ３（ＴａｎｇｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＨｏｔＲｏｌｌｉｎｇＢｕｓｉｎｅｓｓＤｉｖｉｓｉｏｎ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３６１１）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｒｉｔｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｒｅｆｉｎｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖａｃｕｕｍｐｕｍｐｐｌａｙｓａｖｉｔａｌｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｓｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ．ＩｎｔｈｅｅａｒｌｙｓｔａｇｅｏｆＲＨｒｅｆｉｎｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｏｆＴａｎｇｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，ｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈａｓｐｒｉｍａｒｙｐｕｍｐｓｈｅｌｌｂｕｒｓｔ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌａｒｍｓｈｕｔｄｏｗｎ，ｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｕｍｐｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｖａｃｕｕｍｐｕｍｐ，ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔｅｎｏｕｇｈｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｖａｃｕｕｍｌｉｍｉｔｏｆ１ ２ｍｂａｒ，ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｃｕｕｍａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｙｃｌｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｍａｉｎｌｙｆｏｒｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖａｃｕｕｍｐｕｍｐｓｈｅｌｌｂｕｒｓｔａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌａｒｍｓｈｕｔｄｏｗｎ，ａｎｄｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｖａｃｕｕｍｐｕｍｐｗｉｔｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｖａｃｕｕｍｐｕｍｐ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｖａｃｕｕｍｐｕｍｐ　Ｓｈｅｌｌ　Ｂｌａｓｔｃｒａｃｋ１　前言河钢唐钢ＲＨ精炼炉真空泵系统由四级泵组组成，机械真空泵一级罗茨泵共２６台，由豪顿华（Ｈｏｗｄｅｎ）供货，二级、三级泵罗茨泵各１５台，由普旭（Ｂｕｓｃｈ）供货，四级螺杆泵１５台，由普旭（Ｂｕｓｃｈ）供货。

RH真空精炼循环流动数值研究进展

RH真空精炼循环流动数值研究进展

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
RH 真空精炼循环流动数值研究进展
RH 真空精炼循环流动数值研究进展
王晓冬1 韩杰1,2 闫熠1 张宇1 王维娜1 巴德纯1 屠基元3
(1.东北大学真空与流体工程研究所沈阳110819;2.辽宁石油化工大学职业技术学院抚顺113001;3.墨尔本皇家理工大学机械工程与航空学院澳大利亚3083)
摘要：RH 真空精炼是炉外真空精炼设备中处理量最大、处理果最好、发展最快的设备之一，是当前大批量制取纯净钢材的主要工艺手段。

RH 真空精炼循环流动受RH 几何参数、吹氩条件等因素影响，一直受到研究者和生产者的关注。

由于冶炼环境的限制，来至RH 真空精炼现场的实验数据较少，准确性难以保证。

采用水模型进行的RH 真空精炼物理模拟，其内部流动和均混时间的测定也受到实验条件、检测手段等限制，循环流量和流场结构对真空精炼效
率和精炼效果的影响研究以定性分析为主。

计算流体力学(CFD)作为研究单相流动、多相流与传热问题的重要手段，已经成为理解RH 真空精炼循环流动机制、研究RH 循环流动规律、改进RH 结构、优化吹氩条件的重要方法，并在实践中得到验证。

本文介绍了RH 循环流动数值模拟的理论模型、数值求解策略、特定RH 水模型结构参数和操作参数条件下的数值模拟结果，分析比较了不同上升管/下降管直径、上升管、下降管间距、浸入钢水深度、上升管/下降管与轴线的偏心距等对循环流动的影响，比较和分析了吹氩流量、吹氩管直径、吹氩管数量、
分布等吹氩条件对循环流动的影响，并与实验结果作了对比。

RH精炼炉真空碳脱氧速率研究

RH精炼炉真空碳脱氧速率研究

219管理及其他M anagement and otherRH 精炼炉真空碳脱氧速率研究白志坤，张文祥，张万庆，王子然（河钢集团唐钢新区，河北 唐山 063000）摘 要：热力学及动力学方面对HRH 真空精炼炉碳脱氧可行性进行了分析，并对低碳钢进行了小批量试验，通过试验验证了真空碳脱氧可行。

本文通过对RH 精炼炉在真空状态下运行设备工艺进行分析，结合在冶炼过程中热力学和动力学的学科内容，阐述了rh 精炼炉在中空状态下完成脱氧的可行性，通过生产实践研究，对低碳钢进行了部分冶炼试验，验证了可行性的同时明确指出了真空状态下脱氧速率的各种影响因素。

关键词：RH 精炼；脱氧；真空碳中图分类号：TF341 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0219-2 收稿日期：2020-12作者简介：白志坤，男，生于1988年，河北唐山人，本科，中级工程师，研究方向：炼钢工艺技术。

伴随着我国石油化工等工业企业的全面发展，对品种钢的质量有了更高的要求。

随之而来的是各类品种钢需求量越来越大，在品种钢的冶炼过程中主要是针对硫，严格的硼和气体检查，尤其是低硅钢的硼和气体检查，对于优化整个精炼炉的冶炼过程至关重要。

由于生产时间长，该产品采用渣油系列CaO-CaF-A12O，CaO-SiO 渣系统和CaO-CaF 液体系统采用精炼炉碳真空脱氧技术，可以满足应用要求。

1 RH精炼炉工艺流程RH 精炼炉也被称为RH 真空循环脱气方法。

首次使用时是在20世纪的中期，在德国被应用到炼钢中。

该技术主要是从实际生产中借用的。

人们发现在铸造过程中经常会发生结渣。

经过多次实验，可以得出结论，液态钢中的氢和氮是引起这种现象的主要原因，真空清洁技术。

伴随着钢铁冶炼中真空精炼技术的不断成熟，RH 在处理工程中周期短，效率高，被更多的转炉炼钢企业应用于生产实践。

RH 精炼炉是属于对精加工的一种二次加工方法，在整个工艺当中，主要是真空状态进行的，并且将所精炼的炉内壁上，镶嵌耐火衬，使其不收到高温的破坏。