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冶金冶金,没有这些真空精炼设备的加持,哪来的高品质金属?

文章出处:今日头条责任编辑:发表时间:2020-07-08【

幸运飞艇官网我们介绍了钢水真空脱气及炉外精炼的发展历程,并认为钢水真空脱气正逐渐开始向炉外精炼方法转变。大力发展钢水的炉外精炼,已经成为各产钢国家的共同趋势。下面再简要介绍几种真空精炼的方法和特点。

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1真空提升脱气法(DH法)


DH法脱气装置,如图1所示,其名称来源于西德企业“Dortmund-Horder”,故称DH法。是借助压力达到13。3~66。7Pa的真空室与钢包的相对运动,将钢水分批通过插入管吸入到真空室,进入真空室内的钢水剧烈沸腾,喷溅增大了钢水的脱气表面积,加速了除气过程。钢水脱气后,真空室上升(或钢包下降)到规定的位置时,钢水返回到钢包中,钢水经过如此多次上下循环,即可达到整个钢包内钢水的脱气目的。


1-钢液;2-钢包;3-双层耐火套管;4-真空室;


5-抽气口;6-料斗(脱氧剂和合金)


幸运飞艇官网目前采用的相对运动有两种主要方案:


第一种方案的装置中采用四个活塞的液压系统来改变真空室虹吸高度。真空泵安在单独房间,用真空软管与真空室相连。钢包放在专用台车上送来(图2)。第二种方案中,真空虹吸管放车摇杆的末端(图3),摇杆用液压设备带动。


2真空循环脱气法(RH法)


幸运飞艇官网RH法在1975年由西德Ruhrstahl公司与Heraeus公司首先采用,故称RH法。图4为真空循环脱气原理。


1-钢包;2-钢水上升管;3-钢水回流管;


4-真空室;5-料斗;6-抽气口;7-惰性气体入口


钢水脱气是在砌有耐火材料内衬的真空室内进行的。在真空室的下部有两个插入管(即钢水上升管和钢水下降管),在上升管内装有驱动气体(Ar气)管道,当上升管插入钢水中后,将真空室抽成真空状态,同时在上升管内通入驱动气体。由于两相流湍流作用,氩气在上升管内瞬间产生大量气泡,气泡在高温低压的作用下,体积成百倍地增大,带动钢水流向真空室沸腾喷成滴状,此时从钢水中脱离的气体被抽出。脱气后的钢水汇集在真空室的底部,不断地从下降管回流到钢包中,钢水经过连续数次循环,即达到全部钢水脱气的目的。


如果只就钢水吸引管中上升或返回钢包中这一传送过程而论,则D-H法和简单的活塞泵的原理相似,而RH法则和旋转泵的原理相似。吸取相同的流量时,活塞泵的尺寸要比旋转泵的尺寸更大。


从图5不难发现,上部的除气曲线有些相似。每条曲线下面面积可以用来确定排除的气体量。气体可用装在真空泵系统出口处气体流量表来测量分析并记录。RH法除气的光滑曲线表明:钢水在真空室中除气过程没有发生中断。而D-H法在真空室内除气过程是脉动的时断时续。旋转泵的操作和活塞泵的操作不同,不是一先一后相继进行的,而是连续进行的。就脱气来说,这两种方法都要在除气室内有最佳的反应条件,正如对钢水中逸出气体的动力学研究指出:反应时间极短。然而最重要的是使钢水的实际表面积与其体积之比要尽可能的大。


幸运飞艇官网3钢包精炼法(ASEA-SKF法)


幸运飞艇官网该法是1965年瑞典斯凯孚轴承公司(SKF)与佛斯特罗电炉制造厂(ASEA)合作,建成了具有电源加热、电磁搅拌功能的新型装置,故称ASEA-SKF法精炼装置。


精炼时,当初炼炉内的钢水的含碳量和温度合适后,倒入钢包中,再吊入搅拌器内,除掉初炼炉熔渣,换造新渣,在电磁搅拌的钢包内进行电弧加热1.5h左右。盖上真空盖进行真空脱气15~20min,同时进行电磁搅拌,脱气后加入合金调整钢水成分,再进行加热,到合适的温度后进行浇注。


4真空吹氧脱碳法(VOD法)


真空吹氧脱碳法(VOD法)是在西德维顿特殊钢厂在梅素公司协助下研制成功并于1965年投入工业生产。


VOD法精炼过程是:首先在转炉或电炉内将钢水进行吹氧脱碳,再调整其成分和温度,达到要求的指标时,将钢水倒入钢包内,置于真空室中,这时从钢包顶部吹入氧气,同时抽真空。当压力降到6。67×103Pa时,开始吹炼,要此过程逐渐提高真空度,在较高的真空度下,利用碳氧反应进一步脱氧,可获得纯度高的钢材。

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5真空电弧加热法(VAD法)


真空电弧加热法(VAD法)是美国芬克尔公司发明的,其精炼过程与VOD法基本相同,在真空条件下,用电弧加热,并以钢包底部的多孔砖吹氩搅拌。


6氩氧混吹法(AOD法)


氩氧混吹法(AOD法)是1968年首次在美国投产。它是在常压下向钢水中吹氩稀释的方法,降低CO的分压加速碳氧反应,精炼末期吹入混合气体以去除氮气和氢气,并搅拌钢水夹渣上浮。


7 RH-KTB真空精炼设备


RH-KTB真空精炼设备是1997年上海宝钢引进的具有先进水平的真空精炼设备。它是RH真空脱气精炼设备并有上部吹氧功能,其生产能力为(250~300)t/炉。其设备如图6所示。


幸运飞艇官网1-槽车;2-真空室;3-双料仓漏斗;


4-称量漏斗;5-合金料仓


它的结构有真空室,加热系统、真空室旋转和升降系统,合金加料系统,真空抽气系统(抽气量为1000kg/h),抽速大,一般(4~6)min就能进入高真空。此外还有测量控制系统。设备高达37m。抽气系统多为高架式蒸汽喷射泵。


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