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        冶金冶金,沒有這些真空精煉設備的加持,哪來的高品質金屬?

        作者:翔宇粉末冶金制品

        發布時間:2020-07-08

        來源:本站 閱讀數量:66次 點贊數量:28次

        導讀:此欄目為您提供粉末冶金行業新聞,翔宇-15年專注粉末冶金加工定制,交期短,高質量且穩定。

        我們介紹了鋼水真空脫氣及爐外精煉的發展歷程,并認為鋼水真空脫氣正逐漸開始向爐外精煉方法轉變。大力發展鋼水的爐外精煉,已經成為各產鋼國家的共同趨勢。下面再簡要介紹幾種真空精煉的方法和特點。

        冶金冶金,沒有這些真空精煉設備的加持,哪來的高品質金屬?

        1真空提升脫氣法(DH法)


        DH法脫氣裝置,如圖1所示,其名稱來源于西德企業“Dortmund-Horder”,故稱DH法。是借助壓力達到13.3~66.7Pa的真空室與鋼包的相對運動,將鋼水分批通過插入管吸入到真空室,進入真空室內的鋼水劇烈沸騰,噴濺增大了鋼水的脫氣表面積,加速了除氣過程。鋼水脫氣后,真空室上升(或鋼包下降)到規定的位置時,鋼水返回到鋼包中,鋼水經過如此多次上下循環,即可達到整個鋼包內鋼水的脫氣目的。


        1-鋼液;2-鋼包;3-雙層耐火套管;4-真空室;


        5-抽氣口;6-料斗(脫氧劑和合金)


        目前采用的相對運動有兩種主要方案:


        第一種方案的裝置中采用四個活塞的液壓系統來改變真空室虹吸高度。真空泵安在單獨房間,用真空軟管與真空室相連。鋼包放在專用臺車上送來(圖2)。第二種方案中,真空虹吸管放車搖桿的末端(圖3),搖桿用液壓設備帶動。


        2真空循環脫氣法(RH法)


        RH法在1975年由西德Ruhrstahl公司與Heraeus公司首先采用,故稱RH法。圖4為真空循環脫氣原理。


        1-鋼包;2-鋼水上升管;3-鋼水回流管;


        4-真空室;5-料斗;6-抽氣口;7-惰性氣體入口


        鋼水脫氣是在砌有耐火材料內襯的真空室內進行的。在真空室的下部有兩個插入管(即鋼水上升管和鋼水下降管),在上升管內裝有驅動氣體(Ar氣)管道,當上升管插入鋼水中后,將真空室抽成真空狀態,同時在上升管內通入驅動氣體。由于兩相流湍流作用,氬氣在上升管內瞬間產生大量氣泡,氣泡在高溫低壓的作用下,體積成百倍地增大,帶動鋼水流向真空室沸騰噴成滴狀,此時從鋼水中脫離的氣體被抽出。脫氣后的鋼水匯集在真空室的底部,不斷地從下降管回流到鋼包中,鋼水經過連續數次循環,即達到全部鋼水脫氣的目的。


        如果只就鋼水吸引管中上升或返回鋼包中這一傳送過程而論,則D-H法和簡單的活塞泵的原理相似,而RH法則和旋轉泵的原理相似。吸取相同的流量時,活塞泵的尺寸要比旋轉泵的尺寸更大。


        從圖5不難發現,上部的除氣曲線有些相似。每條曲線下面面積可以用來確定排除的氣體量。氣體可用裝在真空泵系統出口處氣體流量表來測量分析并記錄。RH法除氣的光滑曲線表明:鋼水在真空室中除氣過程沒有發生中斷。而D-H法在真空室內除氣過程是脈動的時斷時續。旋轉泵的操作和活塞泵的操作不同,不是一先一后相繼進行的,而是連續進行的。就脫氣來說,這兩種方法都要在除氣室內有最佳的反應條件,正如對鋼水中逸出氣體的動力學研究指出:反應時間極短。然而最重要的是使鋼水的實際表面積與其體積之比要盡可能的大。


        3鋼包精煉法(ASEA-SKF法)


        該法是1965年瑞典斯凱孚軸承公司(SKF)與佛斯特羅電爐制造廠(ASEA)合作,建成了具有電源加熱、電磁攪拌功能的新型裝置,故稱ASEA-SKF法精煉裝置。


        精煉時,當初煉爐內的鋼水的含碳量和溫度合適后,倒入鋼包中,再吊入攪拌器內,除掉初煉爐熔渣,換造新渣,在電磁攪拌的鋼包內進行電弧加熱1.5h左右。蓋上真空蓋進行真空脫氣15~20min,同時進行電磁攪拌,脫氣后加入合金調整鋼水成分,再進行加熱,到合適的溫度后進行澆注。


        4真空吹氧脫碳法(VOD法)


        真空吹氧脫碳法(VOD法)是在西德維頓特殊鋼廠在梅素公司協助下研制成功并于1965年投入工業生產。


        VOD法精煉過程是:首先在轉爐或電爐內將鋼水進行吹氧脫碳,再調整其成分和溫度,達到要求的指標時,將鋼水倒入鋼包內,置于真空室中,這時從鋼包頂部吹入氧氣,同時抽真空。當壓力降到6.67×103Pa時,開始吹煉,要此過程逐漸提高真空度,在較高的真空度下,利用碳氧反應進一步脫氧,可獲得純度高的鋼材。

        冶金冶金,沒有這些真空精煉設備的加持,哪來的高品質金屬?

        5真空電弧加熱法(VAD法)


        真空電弧加熱法(VAD法)是美國芬克爾公司發明的,其精煉過程與VOD法基本相同,在真空條件下,用電弧加熱,并以鋼包底部的多孔磚吹氬攪拌。


        6氬氧混吹法(AOD法)


        氬氧混吹法(AOD法)是1968年首次在美國投產。它是在常壓下向鋼水中吹氬稀釋的方法,降低CO的分壓加速碳氧反應,精煉末期吹入混合氣體以去除氮氣和氫氣,并攪拌鋼水夾渣上浮。


        7 RH-KTB真空精煉設備


        RH-KTB真空精煉設備是1997年上海寶鋼引進的具有先進水平的真空精煉設備。它是RH真空脫氣精煉設備并有上部吹氧功能,其生產能力為(250~300)t/爐。其設備如圖6所示。


        1-槽車;2-真空室;3-雙料倉漏斗;


        4-稱量漏斗;5-合金料倉


        它的結構有真空室,加熱系統、真空室旋轉和升降系統,合金加料系統,真空抽氣系統(抽氣量為1000kg/h),抽速大,一般(4~6)min就能進入高真空。此外還有測量控制系統。設備高達37m。抽氣系統多為高架式蒸汽噴射泵。


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