·338 工程科学学报，第42卷，第3期 Vacuum tank 液液滴与真空环境的接触面积，更容易发生M的 (d) Mnl 气化，使得真空前期的合金元素损失相对而言比 较剧烈.在热力学计算中，可以得出温度、钢中 Mnl Mn Mn的含量以及精炼真空度对Mn的挥发行为均有 [Mn]d 着很大的影响，是真空过程锰挥发和迁移的关键 Blow Ar (b) 影响因素 (3)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降低至1×10， Steel slag layer三 (Mn) Layer (a)[Mnloy 损失区间降低了1×10；并且采用新的真空压降 模式后，真空室烟气量明显减少，高清摄像头可以 Molten steel已 看见内部情况的时间也提前：结果对现场生产具 图11RH内部Mn的迁移机理图.(a)钢-渣扩散过程；(b)RH内部 有指导意义，通过改进真空压降模式可以有效的 挥发传质过程：(c)RH真空室内壁中部激冷凝固：(d)RH顶部由于物 抑制钢液的喷溅和挥发进而减少对合金元素锰的 理拾升附着内壁 损失 Fig.11 Schematic diagram of the migration mechanism of Mn in RH: (a)Steel slag diffusion process,(b)RH internal volatilization and mass 参考文献 transfer process;(c)RH vacuum chamber condensed and solidified in the [1]Li Y H,Bao Y P,Wang M,et al.Influence of process conditions middle of the wall;(d)RH top attached to the inner wall due to physical lifting during Ruhrstahl-Hereaeus refining process and effect of vacuum degassing on carbon removal to ultra-low levels.Ironmaking (3)夹带Mn的钢液由于钢水喷溅的作用，被 Steelmaking,2015,42(5):366 带到H真空室内壁，具体包括两个部分 [2] Zhao L H,Guo JL,Xu JL,et al.Complex bubble formation in the (a)部分大颗粒的喷溅物，与RH真空室内壁 vacuum chamber and the up leg of the Rheinsahl-Heraeus.Chin 瞬间接触，由于激冷凝固附着在H真空壁内，见 Eng,2018.40(4):453 图11中所注(c): (赵立华，郭建龙，徐佳亮，等.RH真空室内气泡行为的研究.工 程科学学报，2018,40(4)：453) (b)另一部分小颗粒的喷溅物，由于真空室的 [3] Li Y J,Gao H C,Wu Y G,et al.Optimization of secondary 压力泵的往上抽真空以及提升气体气流对小液滴 refining process for ultra-low carbon steel.Steelmaking,2010, 的抬升作用，一些小颗粒的喷溅物被抬升RH真空 26(5):11 室的顶部，最终由于自身重力和提升气体的作用 (李应江，高海潮，吴耀光，等.超低碳钢炉外精炼工艺的优化 减少而附着在RH中上部壁上，见图11中所注(d) 炼钢，2010,26(5)：11) 因此，控制含锰钢液H过程锰的损失，应该 [4]Yoshioka T,Nakahata K,Kawamura T,et al.Factors to determine 结合其损失途径弱化各个环节锰元素迁移的动力 inclusion compositions in molten steel during the secondary 学条件，从而降低其损失达到稳定控制的目的 refining process of case-hardening steel.IS//Int,2016,56(11): 1973 3结论 [5]Wang M,Bao Y P,Zhao L H,et al.Difference analysis in steel cleanness between two RH treatment modes for SPHC grade./S// （(1)RH真空处理过程中存在着合金元素锰的 lm,2015,55(8:1652 损失，RH抽真空前期工作环境恶劣，钢液内部喷 [6]Lei H,Yang S X,Huang D H.The control of decarburization 溅严重，喷溅物接触到温度较低的真空室内壁形 process spitting is optimize /Proceedings of the 15th Steelmaking 成冷钢，真空处理阶段，由于锰元素的挥发行为， Academic Conference.Xiamen,2008:276 导致锰以锰蒸气的形式挥发损失，实验二反映了 (雷辉，杨森祥，黄登华.H脱碳过程喷溅控制的工艺优化∥第 RH处理不同阶段的均存在着锰的损失，RH真空 十五届全国炼钢学术会议文集.厦门，2008：276) [7]Wu Q M.The control of splashing in decarburization process of 室内壁结瘤物中锰氧化物的成分整体占比高达 RH fumnace.Vacuum,2012,49(5):21 14%~70%,管道灰中的锰氧化物的成分质量分数 (吴全明.RH真空炉脱碳过程喷溅的控制.真空，2012,49(5)： 高达70%，证实了RH内部的锰的迁移行为. 21) (2)RH抽真空前期工作环境恶劣，钢液内部 [8]Zhan WL,Wu K,Fu P,et al.Establishment and application of the 喷溅严重，钢液喷溅严重从动力学角度改变了钢 Rist operating line for the COREX melter gasifier.J Univ Sci（3）夹带 Mn 的钢液由于钢水喷溅的作用，被 带到 RH 真空室内壁，具体包括两个部分. （a）部分大颗粒的喷溅物，与 RH 真空室内壁 瞬间接触，由于激冷凝固附着在 RH 真空壁内，见 图 11 中所注（c）； （b）另一部分小颗粒的喷溅物，由于真空室的 压力泵的往上抽真空以及提升气体气流对小液滴 的抬升作用，一些小颗粒的喷溅物被抬升 RH 真空 室的顶部，最终由于自身重力和提升气体的作用 减少而附着在 RH 中上部壁上，见图 11 中所注（d）. 因此，控制含锰钢液 RH 过程锰的损失，应该 结合其损失途径弱化各个环节锰元素迁移的动力 学条件，从而降低其损失达到稳定控制的目的. 3    结论 （1）RH 真空处理过程中存在着合金元素锰的 损失，RH 抽真空前期工作环境恶劣，钢液内部喷 溅严重，喷溅物接触到温度较低的真空室内壁形 成冷钢，真空处理阶段，由于锰元素的挥发行为， 导致锰以锰蒸气的形式挥发损失，实验二反映了 RH 处理不同阶段的均存在着锰的损失. RH 真空 室内壁结瘤物中锰氧化物的成分整体占比高达 14%～70%，管道灰中的锰氧化物的成分质量分数 高达 70%，证实了 RH 内部的锰的迁移行为. （2）RH 抽真空前期工作环境恶劣，钢液内部 喷溅严重，钢液喷溅严重从动力学角度改变了钢 液液滴与真空环境的接触面积，更容易发生 Mn 的 气化，使得真空前期的合金元素损失相对而言比 较剧烈. 在热力学计算中，可以得出温度、钢中 Mn 的含量以及精炼真空度对 Mn 的挥发行为均有 着很大的影响，是真空过程锰挥发和迁移的关键 影响因素. （3）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 ， 损失区间降低了 1×10−4；并且采用新的真空压降 模式后，真空室烟气量明显减少，高清摄像头可以 看见内部情况的时间也提前；结果对现场生产具 有指导意义，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对合金元素锰的 损失. 参    考    文    献 Li Y H, Bao Y P, Wang M, et al. Influence of process conditions during Ruhrstahl-Hereaeus refining process and effect of vacuum degassing  on  carbon  removal  to  ultra-low  levels. Ironmaking Steelmaking, 2015, 42（5）: 366 [1] Zhao L H, Guo J L, Xu J L, et al. Complex bubble formation in the vacuum chamber and the up leg of the Rheinsahl-Heraeus. Chin J Eng, 2018, 40（4）: 453 （赵立华, 郭建龙, 徐佳亮, 等. RH真空室内气泡行为的研究. 工 程科学学报, 2018, 40（4）：453） [2] Li  Y  J,  Gao  H  C,  Wu  Y  G,  et  al.  Optimization  of  secondary refining  process  for  ultra-low  carbon  steel. Steelmaking,  2010, 26（5）: 11 （李应江, 高海潮, 吴耀光, 等. 超低碳钢炉外精炼工艺的优化. 炼钢, 2010, 26（5）：11） [3] Yoshioka T, Nakahata K, Kawamura T, et al. Factors to determine inclusion  compositions  in  molten  steel  during  the  secondary refining  process  of  case-hardening  steel. ISIJ Int,  2016,  56（11）: 1973 [4] Wang M, Bao Y P, Zhao L H, et al. Difference analysis in steel cleanness between two RH treatment modes for SPHC grade. ISIJ Int, 2015, 55（8）: 1652 [5] Lei  H,  Yang  S  X,  Huang  D  H.  The  control  of  decarburization process spitting is optimize // Proceedings of the 15th Steelmaking Academic Conference. Xiamen, 2008: 276 （雷辉, 杨森祥, 黄登华. RH脱碳过程喷溅控制的工艺优化// 第 十五届全国炼钢学术会议文集. 厦门, 2008：276） [6] Wu  Q  M.  The  control  of  splashing  in  decarburization  process  of RH furnace. Vacuum, 2012, 49（5）: 21 （吴全明. RH真空炉脱碳过程喷溅的控制. 真空, 2012, 49（5）： 21） [7] Zhan W L, Wu K, Fu P, et al. Establishment and application of the Rist  operating  line  for  the  COREX  melter  gasifier. J Univ Sci [8] Vacuum tank [Mn](s) [Mn](g) [Mn](g) [Mn]* (g) Blow Ar [Mn](l) [Mn](l) (Mn) (d) (c) (b) (a) Steel slag layer Molten steel Layer 图 11    RH 内部 Mn 的迁移机理图. （a）钢-渣扩散过程；（b）RH 内部 挥发传质过程；（c）RH 真空室内壁中部激冷凝固；（d）RH 顶部由于物 理抬升附着内壁 Fig.11    Schematic diagram of the migration mechanism of Mn in RH: (a) Steel slag diffusion process; (b) RH internal volatilization and mass transfer process; (c) RH vacuum chamber condensed and solidified in the middle of the wall; (d) RH top attached to the inner wall due to physical lifting · 338 · 工程科学学报，第 42 卷，第 3 期