RH真空鋼液循環(huán)脫氣法是德國(guó)蒂森公司所屬魯爾鋼鐵公司和海拉斯公司于1956年共同開(kāi)發(fā)成功的，命名為RH真空脫氣法，簡(jiǎn)稱(chēng)RH法。
真空循環(huán)脫氣是利用空氣揚(yáng)水泵的原理。首先在真空室抽真空，將鋼水從浸漬管吸入真空室，接著上升管的側(cè)壁向鋼水內(nèi)吹入氬氣。這些氬氣在鋼水的高溫和真空室的上部低壓的作用下迅速膨脹，導(dǎo)致鋼水與氣體的混合體的密度沿著浸入管的高度方向不斷降低，在密度差產(chǎn)生的壓力差的作用下，使鋼水進(jìn)入真空室。進(jìn)入真空室的鋼水與氣體的混合體在高真空的作用下釋放出氣體，與此同時(shí)使鋼水變成鋼水珠。鋼水珠內(nèi)欲脫除的氣體在高真空的作用下向真空釋放的過(guò)程中，又使鋼水珠變成更小鋼水珠，從而達(dá)到十分好的脫氣效果。釋放了氣體的鋼水沿著下降管返回到鋼包中。鋼液經(jīng)過(guò)循環(huán)真空脫氣，可以脫去鋼液中氫等氣體，并除去夾雜物。
現(xiàn)在的RH真空精煉爐由于增設(shè)了吹氧與噴脫硫粉劑等裝置，具有吹氧脫碳、提溫、脫硫、脫氣、非金屬夾雜物、控制鋼液成分、有利于合金均勻化等功能;對(duì)鋼質(zhì)量有保證，可精煉出許多潔凈鋼種;因此，近年來(lái)，RH精煉爐發(fā)展與推廣極為迅速，已成為許多鋼鐵公司精煉優(yōu)質(zhì)超低碳鋼等鋼種的一種普遍流行方法。目前全世界大約有200多臺(tái)RH精煉爐。
RH爐剖面圖（圖片來(lái)源：自立股份）
RH精煉設(shè)備主要由以下幾部分構(gòu)成：真空室、浸漬管(上升管、下降管)、真空脫氣裝置(真空排氣管道)、合金加料裝置、鋼水循環(huán)用氬氣噴吹裝置、鋼包及鋼包的升降裝置、真空室預(yù)熱裝置。操作時(shí)將帶有兩根浸漬管的真空室插到鋼包的鋼水中，由1根管送入氬氣，借助于氣壓使鋼水循環(huán)，從而達(dá)到對(duì)鋼水脫氣、脫碳、脫氧和調(diào)整成分的目的。
1.高速循環(huán)流動(dòng)鋼液沖刷侵蝕
RH精煉過(guò)程中,由于真空室抽真空,浸漬管的上升管吹A(chǔ)r，使鋼液產(chǎn)生速度很大的循環(huán)流動(dòng)。例如265t的RH爐，其循環(huán)流動(dòng)鋼液的速度高達(dá)200t/min。高速流動(dòng)的鋼液會(huì)使與其接觸的真空室下部、底部、喉口與浸漬管等通道的耐火材料襯受到很大的沖刷，不斷地產(chǎn)生新的表面而使侵蝕加劇。
2.溫度波動(dòng)造成的結(jié)構(gòu)剝落
RH精煉為間歇式生產(chǎn)，爐次之間的間歇時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成爐內(nèi)溫度有很大的波動(dòng)。熔渣與耐火材料都是氧化物體系，它們之間的潤(rùn)濕性較好;熔渣易滲入耐火材料氣孔中，并與耐火材料相互作用，形成一層很厚的與原磚(即未變層)化學(xué)、物理性質(zhì)不同的致密變質(zhì)層。變質(zhì)層與未變層之間熱膨脹性不同，當(dāng)溫度發(fā)生大的波動(dòng)時(shí)，變質(zhì)層與未變層的邊界處會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力就導(dǎo)致一些平行于熱面(匯作面)的裂紋產(chǎn)生，從而使材料開(kāi)裂、剝落。這種剝落稱(chēng)為結(jié)構(gòu)剝落。結(jié)構(gòu)剝落對(duì)耐火材料襯造成的危害要比高溫下熔體的熔蝕大得多。根據(jù)對(duì)各鋼廠RH精煉爐用后鎂鉻磚的觀察、測(cè)量，發(fā)現(xiàn)皆在距熱面 10~30mm處有平行于熱面的裂紋，證明確實(shí)存在結(jié)構(gòu)剝落。
3.真空、吹氧對(duì)鎂鉻磚的損害
在RH精煉過(guò)程中，既有吹氧，又有抽真空。在抽真空時(shí)，氧壓很低，鎂鉻磚中的 MgO、Mg0.Cr203會(huì)按上述高溫、低氧壓下的反應(yīng)以氣體形式從磚中逸出。吹氧時(shí)，氧 壓較高，鎂格磚中的MgO、MgO-Cr2O3會(huì)按上述高溫、髙氧壓條件下的反應(yīng)以氣體形式 逸出。在真空與吹氧條件下，鎂鉻磚中的一些成分的氣化逸出，會(huì)導(dǎo)致鎂鉻磚中晶?；蝾w 粒之間的結(jié)合減弱、松弛，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)惡化，在高速鋼流的沖擊下，很容易被沖蝕掉。
4.鐵硅酸性渣對(duì)真空室下部爐襯的侵蝕
RH-OB是在真空室下部爐壁吹氧孔進(jìn)行吹氧，RH-KTB是從爐頂插人的氧槍吹氧。吹 氧會(huì)使鋼液中的脫碳反應(yīng)C+=CO(g)加速，同時(shí)，由于CO二次燃燒，以及鋼液中Fe、Si、Mn等元素氧化，使鋼液升溫，并形成氧化鐵含量高的酸性渣FeO-SiO2-MnO-Al2O3。這種氧化鐵含量高的酸性渣流動(dòng)性很好，易滲入耐火材料內(nèi)。
5. 脫硫粉劑的侵蝕
鋼的精煉過(guò)程中都要脫硫。脫硫粉劑主要由螢石與石灰構(gòu)成，屬CaF2-CaO-Al2O3渣系。脫硫粉劑無(wú)論從鋼包向上升管?chē)娙?，還是從頂部插入的氧槍噴入，一般都會(huì)在循環(huán)流 動(dòng)的鋼液中保留一定時(shí)間，以達(dá)到好的脫硫效果。這種保留在循環(huán)鋼流中的CaF2-Ca〇-Al2O3 渣，熔點(diǎn)較低，黏度低，流動(dòng)性好，對(duì)耐火材料的侵蝕與滲透嚴(yán)重。滲入耐火材料內(nèi)的熔 渣會(huì)溶解耐火材料顆粒之間的一些結(jié)合物或基質(zhì)，減弱結(jié)合，降低髙溫強(qiáng)度，從而更易被 高速流動(dòng)的鋼液沖刷帶走。
6.浸漬管耐火材料襯易蝕損的其他原因
浸漬管耐火材料襯是RH爐精煉過(guò)程中蝕損最快的部位。造成浸漬管耐火材料易蝕損 的原因除髙速流動(dòng)鋼液的沖刷侵蝕、溫度波動(dòng)造成的熱剝落與結(jié)構(gòu)剝落、真空吹氧對(duì)鎂鉻 磚的損害、鐵硅酸性渣與含CaF2脫硫粉劑的侵蝕等因素外，還有以下一些特殊因素：
(1) 由于抽真空與從浸漬管吹A(chǔ)r產(chǎn)生的抽力，會(huì)使鋼包中的堿性渣(從轉(zhuǎn)爐帶來(lái) 的)卷入，進(jìn)入浸漬管內(nèi)，而在抗堿性渣的侵蝕方面，鎂鉻磚并不是很好的。
(2) 浸漬管浸入鋼包鋼液中，浸漬管內(nèi)外的耐火材料都同時(shí)處于髙溫狀態(tài)下,加劇了 其侵蝕與損害。浸漬管外壁一般用的是A1203含量較高的剛玉-尖晶石質(zhì)整體澆注料，它 直接與鋼包中的堿性渣接觸，如果抗堿性渣的侵蝕性不好，渣線部位的耐火材料襯厚度會(huì) 變薄，就起不到保護(hù)浸漬管鋼殼的作用，鋼殼的溫度就會(huì)升高，導(dǎo)致鋼殼的過(guò)度膨脹與變形。鋼殼的膨脹會(huì)引起澆注的整體襯出現(xiàn)裂紋，當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)，這些裂紋就會(huì)擴(kuò)展，鋼液就會(huì)滲入鋼殼，從而導(dǎo)致澆注料襯脫落的事故發(fā)生。而浸漬管鋼殼支撐著浸漬管內(nèi)砌的鎂鉻磚。鋼殼的膨脹與變形，又會(huì)使浸漬管內(nèi)砌的鎂鉻磚襯受力松動(dòng)，使磚縫侵蝕加速。
