工程科学学报.第42卷，第3期：331-339.2020年3月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.3:331-339,March 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.08.006;http://cje.ustb.edu.cn 含锰钢RH真空过程锰的迁移行为 宋磊)，王敏)区，李新)，高振波)，李小虎2)，包燕平) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山243000 ☒通信作者，E-mail:worldmind@163.com 摘要Ruhrstahl Heraeus(RH)精炼炉是重要的二次精炼装备，但在真空处理过程中会遇到钢液易挥发合金元素的损失量大 的问题，且造成钢液真空喷溅的结瘤及对后续钢液的二次氧化.针对含锰钢H真空处理过程锰的气化导致的元素损失及真 空喷溅等问题，跟踪和研究了120tRH不同真空处理模式下钢液中M元素的变化规律及迁移行为.分析了锰元素损失与其 挥发和真空喷溅的关系，并在RH真空室内壁不同位置结瘤物的解剖实验中得到验证.研究表明，钢液中M元素在RH真空 过程中存在着明显损失，真空前期损失量最大：RH真空室内壁结瘤物中锰氧化物的质量分数整体占比高达14%~70%：热力 学计算结果显示：温度、钢中M的含量以及真空度对M的挥发行为均有着很大的影响，是真空过程锰迁移的关键影响因 素.通过改进真空压降模式，采用步进式抽真空，元素锰的损失由原先的2×104降低至1×10一4，结果对现场生产具有很强的指 导意义，通过改进真空压降模式可以有效的抑制钢液的喷溅和挥发，进而减少合金元素锰的损失 关键词RH真空处理：Mn气化：喷溅：结瘤：步进式抽真空 分类号TF769.4 Manganese migration behavior in the RH vacuum process of manganese-containing steel SONG Lei,WANG Min,LI Xin,GAO Zhen-bo,LI Xiao-hu.BAO Yan-ping 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan 243000,China Corresponding author,E-mail:worldmind@163.com ABSTRACT The Ruhrstahl Heraeus(RH)refining furnace is a piece of important secondary refining equipment that is widely used in the production of special steel owing to its high efficiency of degassing,decarburization,and de-intercalation.However,molten steel that has a high alloy content will encounter key problems in the vacuum treatment process,and the loss of volatile alloying elements in the molten steel is considerable,resulting in the nodulation of the molten steel vacuum splashing and secondary oxidation of the subsequent molten steel.To address the problems of elemental loss and vacuum splashing caused by manganese (Mn)gasification during the vacuum processing of manganese-containing steel using RH,the variation and migration behavior of Mn in molten steel under different vacuum treatment conditions of 120 tRH were examined.This study analyzed the relationship between manganese elemental loss and its volatilization and vacuum splattering,and it was verified in an anatomical experiment of the nodule at different positions inside the RH vacuum chamber.The results show that elemental Mn in the molten steel shows obvious loss during the vacuum process of RH,and the loss in the early stage of the vacuum process is the largest.The composition of manganese oxide in the nodule of the RH vacuum chamber is as high as 14%-70%,and the thermodynamic calculation results show that temperature,the content of Mn in the steel,and the degree of vacuum have a considerable influence on the volatilization behavior of Mn,which is the key influencing factor for 收稿日期：2019-04-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51874021)含锰钢 RH 真空过程锰的迁移行为 宋    磊1)，王    敏1) 苣，李    新1)，高振波2)，李小虎2)，包燕平1) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083    2) 马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山 243000 苣通信作者，E-mail：worldmind@163.com 摘    要    Ruhrstahl Heraeus（RH）精炼炉是重要的二次精炼装备，但在真空处理过程中会遇到钢液易挥发合金元素的损失量大 的问题，且造成钢液真空喷溅的结瘤及对后续钢液的二次氧化. 针对含锰钢 RH 真空处理过程锰的气化导致的元素损失及真 空喷溅等问题，跟踪和研究了 120 t RH 不同真空处理模式下钢液中 Mn 元素的变化规律及迁移行为. 分析了锰元素损失与其 挥发和真空喷溅的关系，并在 RH 真空室内壁不同位置结瘤物的解剖实验中得到验证. 研究表明，钢液中 Mn 元素在 RH 真空 过程中存在着明显损失，真空前期损失量最大；RH 真空室内壁结瘤物中锰氧化物的质量分数整体占比高达 14%～70%；热力 学计算结果显示：温度、钢中 Mn 的含量以及真空度对 Mn 的挥发行为均有着很大的影响，是真空过程锰迁移的关键影响因 素. 通过改进真空压降模式，采用步进式抽真空，元素锰的损失由原先的 2×10−4 降低至 1×10−4，结果对现场生产具有很强的指 导意义，通过改进真空压降模式可以有效的抑制钢液的喷溅和挥发，进而减少合金元素锰的损失. 关键词    RH 真空处理；Mn 气化；喷溅；结瘤；步进式抽真空 分类号    TF769.4 Manganese  migration  behavior  in  the  RH  vacuum  process  of  manganese-containing steel SONG Lei1) ，WANG Min1) 苣 ，LI Xin1) ，GAO Zhen-bo2) ，LI Xiao-hu2) ，BAO Yan-ping1) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Maanshan Iron and Steel Co., Ltd., Maanshan 243000, China 苣 Corresponding author, E-mail: worldmind@163.com ABSTRACT    The Ruhrstahl Heraeus (RH) refining furnace is a piece of important secondary refining equipment that is widely used in the production of special steel owing to its high efficiency of degassing, decarburization, and de-intercalation. However, molten steel that has a high alloy content will encounter key problems in the vacuum treatment process, and the loss of volatile alloying elements in the molten steel is considerable, resulting in the nodulation of the molten steel vacuum splashing and secondary oxidation of the subsequent molten  steel.  To  address  the  problems  of  elemental  loss  and  vacuum  splashing  caused  by  manganese  (Mn)  gasification  during  the vacuum processing of manganese-containing steel using RH, the variation and migration behavior of Mn in molten steel under different vacuum treatment conditions of 120 t RH were examined. This study analyzed the relationship between manganese elemental loss and its volatilization and vacuum splattering, and it was verified in an anatomical experiment of the nodule at different positions inside the RH vacuum chamber. The results show that elemental Mn in the molten steel shows obvious loss during the vacuum process of RH, and the loss  in  the  early  stage  of  the  vacuum  process  is  the  largest.  The  composition  of  manganese  oxide  in  the  nodule  of  the  RH  vacuum chamber is as high as 14%–70%, and the thermodynamic calculation results show that temperature, the content of Mn in the steel, and the  degree  of  vacuum  have  a  considerable  influence  on  the  volatilization  behavior  of  Mn,  which  is  the  key  influencing  factor  for 收稿日期: 2019−04−08 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51874021） 工程科学学报，第 42 卷，第 3 期：331−339，2020 年 3 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 3: 331−339, March 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.08.006; http://cje.ustb.edu.cn