332 工程科学学报，第42卷，第3期 manganese migration during the vacuum process.By improving the vacuum pressure drop mode,a stepwise vacuum is used to reduce the loss of elemental Mn from the original 2x10to 1x10 The results have considerable significance for on-site production,and steel can be effectively restrained by improving the vacuum pressure drop mode.Additionally,the splashing and volatilization of liquid reduces the loss of the alloying element Mn KEY WORDS RH vacuum treatment;Mn gasification;splash;nodulation;step vacuum H精炼炉是重要的二次精炼装备，由于其高 象，设计和跟踪了不同真空压降模式下，RH真空 效的脱气、脱碳、去夹杂能力，被广泛应用于特殊 过程Mn的损失和挥发行为，结合RH真空内壁不 钢的生产中，不同于汽车板生产过程中H要满 同位置结瘤物和抽气管道灰的物相表征，并对锰 足的高效脱碳功能，在特钢生产中，由于钢液入 元素在真空下的挥发条件和规律进行了热力学计算， RH前已经进行脱氧，RH真空处理过程更多起到 在此基础上确定RH真空过程锰元素的迁移规律. 对钢液脱气和去除夹杂物的作用-但合金含量 1试验方案和方法 高的钢液在真空处理过程中会遇到一个关键问题 是：钢液中易挥发合金元素的损失量大，且造成钢 为确定锰元素在RH真空过程的损失规律，对 液真空喷溅的结瘤及对后续钢液的二次氧化6)刀 现场连续100炉次实验钢种RH真空处理过程的 关于金属冶炼过程中合金的挥发有相关报道⑧-川， 成分和真空工艺条件进行数据分析，确定真空过 但是RH过程中合金元素Mn挥发的研究较少，本 程影响锰元素挥发的主要因素，在此基础上进一 文通过数据调研和数据处理，系统的分析RH过程 步提出了不同压降模式对真空过程Mn元素挥发 中的合金元素锰的损失 影响的研究方案.实验钢种成分见表1(As代表 某企业含锰钢RH真空处理过程中真空室顶 钢中的酸溶铝)：试验炉次RH主要技术参数见表2； 部摄像头监控发现：含锰量高的钢种RH预抽真空 真空过程进行系统取样跟踪分析不同压降模式下 过程前期存在着巨大的烟气和喷溅，而在低锰钢 锰元素的挥发条件和迁移规律，为降低真空过程 处理过程中该现象得到大幅度减缓；通过调节真 Mn元素的损失提供依据，现场两次球拍样取样方 空压降模式能一定程度降低烟气量和减少喷溅 案见表3；两种真空压降模式方案如图1，方案A 锰的蒸气压较高，钢液真空处理过程中，锰元素不可 表1实验钢种A化学成分（质量分数） 避免的会发生挥发，明确易挥发元素在真空过程的 Table 1 Chemical compositions of the target steel grades A % 挥发行为、降低真空处理过程锰元素的损失对于 C Si Mn P Als 精确控制钢液中锰含量有着重要的指导意义2-， 0.48-0.51026~0.300.60-0.90<0.0200.0150.020-0.030 基于以上背景，本文以某钢厂120tRH为研究对 表2实验钢厂120tRH主要技术参数 Table 2 Main technical parameters of 120 t RH in the experimental steel plant Parameter Value Parameter Value Height inside the vacuum chamber/mm 9910 Length of dipping tube/mm 975 Inside diameter of vacuum chamber/mm 1744 The flow of increase gas(Standard state)/(Lmin) Max.120 Inside diameter of dipping tube/mm 500 Centerline distance of dipping tube/mm 1244 Number of argon supply nozzles 公 Ultimate vacuum/Pa ≤28 Suction capacity of vacuum pump/(kg h) 500-2800 表3取样方案 Table 3 Sampling plan The outbound The arrival Time after vacuum 100 Pa The broken Time after soft blowing The outbound Plan number ofLF ofRH 0min 5 min 10min 15 min ofRH 5 min 10 min 15 min of RH Option one Sample 1 Sample 2 Sample 3 Option two Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5 Sample 6 Sample 7 Sample 8 Sample 9 Sample 10 Sample 11manganese migration during the vacuum process. By improving the vacuum pressure drop mode, a stepwise vacuum is used to reduce the loss of elemental Mn from the original 2×10−4 to 1×10−4. The results have considerable significance for on-site production, and steel can  be  effectively  restrained  by  improving  the  vacuum  pressure  drop  mode.  Additionally,  the  splashing  and  volatilization  of  liquid reduces the loss of the alloying element Mn. KEY WORDS    RH vacuum treatment；Mn gasification；splash；nodulation；step vacuum RH 精炼炉是重要的二次精炼装备，由于其高 效的脱气、脱碳、去夹杂能力，被广泛应用于特殊 钢的生产中. 不同于汽车板生产过程中 RH 要满 足的高效脱碳功能，在特钢生产中，由于钢液入 RH 前已经进行脱氧，RH 真空处理过程更多起到 对钢液脱气和去除夹杂物的作用[1−5] . 但合金含量 高的钢液在真空处理过程中会遇到一个关键问题 是：钢液中易挥发合金元素的损失量大，且造成钢 液真空喷溅的结瘤及对后续钢液的二次氧化[6−7] . 关于金属冶炼过程中合金的挥发有相关报道[8−11] ， 但是 RH 过程中合金元素 Mn 挥发的研究较少，本 文通过数据调研和数据处理，系统的分析 RH 过程 中的合金元素锰的损失. 某企业含锰钢 RH 真空处理过程中真空室顶 部摄像头监控发现：含锰量高的钢种 RH 预抽真空 过程前期存在着巨大的烟气和喷溅，而在低锰钢 处理过程中该现象得到大幅度减缓；通过调节真 空压降模式能一定程度降低烟气量和减少喷溅. 锰的蒸气压较高，钢液真空处理过程中，锰元素不可 避免的会发生挥发，明确易挥发元素在真空过程的 挥发行为、降低真空处理过程锰元素的损失对于 精确控制钢液中锰含量有着重要的指导意义[12−14] . 基于以上背景，本文以某钢厂 120 t RH 为研究对 象，设计和跟踪了不同真空压降模式下，RH 真空 过程 Mn 的损失和挥发行为，结合 RH 真空内壁不 同位置结瘤物和抽气管道灰的物相表征，并对锰 元素在真空下的挥发条件和规律进行了热力学计算， 在此基础上确定 RH 真空过程锰元素的迁移规律. 1    试验方案和方法 为确定锰元素在 RH 真空过程的损失规律，对 现场连续 100 炉次实验钢种 RH 真空处理过程的 成分和真空工艺条件进行数据分析，确定真空过 程影响锰元素挥发的主要因素，在此基础上进一 步提出了不同压降模式对真空过程 Mn 元素挥发 影响的研究方案. 实验钢种成分见表 1（Als 代表 钢中的酸溶铝）；试验炉次 RH 主要技术参数见表 2； 真空过程进行系统取样跟踪分析不同压降模式下 锰元素的挥发条件和迁移规律，为降低真空过程 Mn 元素的损失提供依据，现场两次球拍样取样方 案见表 3；两种真空压降模式方案如图 1，方案 A 表 1    实验钢种 A 化学成分（质量分数） Table 1    Chemical compositions of the target steel grades A % C Si Mn P S Als 0.48～0.51 0.26～0.30 0.60～0.90 <0.020 <0.015 0.020～0.030 表 2 实验钢厂 120 t RH 主要技术参数 Table 2 Main technical parameters of 120 t RH in the experimental steel plant Parameter Value Parameter Value Height inside the vacuum chamber/mm 9910 Length of dipping tube/mm 975 Inside diameter of vacuum chamber/mm 1744 The flow of increase gas（Standard state）/(L·min−1) Max.120 Inside diameter of dipping tube/mm 500 Centerline distance of dipping tube/mm 1244 Number of argon supply nozzles 10 Ultimate vacuum/Pa ≤28 Suction capacity of vacuum pump/(kg·h−1) 500~2800 表 3 取样方案 Table 3 Sampling plan Plan number The outbound of LF The arrival of RH Time after vacuum ≤100 Pa The broken of RH Time after soft blowing The outbound of RH 0 min 5 min 10 min 15 min 5 min 10 min 15 min Option one ― Sample 1 ― ― ― ― Sample 2 ― ― ― Sample 3 Option two Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5 Sample 6 Sample 7 Sample 8 Sample 9 Sample 10 Sample 11 · 332 · 工程科学学报，第 42 卷，第 3 期