真空處理
真空處理
真空處理,是採用真空容器,將盛鋼桶內部分鋼液反覆提升至器內或在器內循環,進行脫氣處理。
真空處理就是把煉好的鋼液,在真空室中放置一段時間,使原來溶解在鋼液中的氣體盡量排出,以提高鋼的質量。常用下面兩種方法:
第一種:將裝滿鋼液的盛鋼桶,置於真空室中,抽成真空后靜置片刻,然後吊出真空室再行澆注。
第二種:將一盛鋼桶鋼液注入另一置於真空室里的盛鋼桶中,利用倒桶的過程使鋼液進行較完全的脫氣,然後進行澆注。
早在十九世紀末,就有人提出在真空下能更好地排除鋼中各種氣體的設想。由於當時沒有相應的真空設備和技術,這一設想直到二十世紀五十年代才得以實現。1952年西德博胡姆公司第一次建成了一台工業性的40~150噸真空澆注設備。此後,真空處理就迅速地發展起來,在世界各國獲得了廣泛的應用。真空處理設備的型式,初期是以真空澆注為主,到六十年代後期,就以DH和RH為主了,而且設備平均容量都比較大,最大達400噸。
我國從1955年開始進行鋼水真空處理的試驗。1956年相繼在撫順、大冶等鋼廠建立了盛鋼桶處理和倒包處理設備。1964年上海機修總廠自己製成了蒸氣噴射真空泵,並在冶金工業上得到廣泛應用。此後我國又安裝DH設備和RH設備。
真空處理是爐外處理工藝中使用較普遍的一種。從50年代初以來,它隨著對鋼質量要求的不斷提高而迅速發展,同時,大型、高效的真空設備,特別是蒸氣噴射泵的出現又為其發展創造了條件。目前,鋼水真空處理的方法大致可以分為四類:液面脫氣法、滴流脫氣法、提升脫氣法和循環脫氣法。
真空處理
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真空下碳的脫氧能力
真空處理
脫氧:
真空處理
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由上述反應式可見,鋼中的平衡氣體含量與熔池溫度和氣相中該氣體分壓有關。減壓是各類真空處理的基本手段。在減壓條件下,氣相中、、、分壓下降,從而可以降低鋼中的氣體含量。對脫氧來說,在減壓條件下碳氧反應平衡向產生CO的方向移動,鋼中下降,即減壓條件下提高了碳的自脫氧能力,如右圖可見,在減壓條件下碳的脫氧能力可以提高到和硅、鋁的脫氧能力相當的水平。
真空處理的方法很多,綜合起來可分為三大類:滴流處理法、盛鋼桶處理法和部分處理法。
滴流處理法
如右圖(a)所示是倒包處理法。其過程是先把盛鋼桶放在真空室中,並且通過鋁板(或閥門)把連通口封閉。在倒包澆注前,預先把真空室抽真空。澆注開始后,鋁板被鋼水溶化(或開啟閥門)而使鋼水注入到真空室的盛鋼桶中。
如右圖(b)所示是真空澆注法。該法與倒包處理法的不同就在於這裡用鋼錠模代替了真空室中的盛鋼桶。
如右圖(c)所示是出鋼處理法。這裡鋼水由鍊鋼爐出來通過中間罐直接流入抽真空的盛鋼桶中。
盛鋼桶處理法
部分處理法
1957年西德Ruhrstahl公司與Heraeus公司首先使用真空循環除氣法。故又稱為RH法,如右圖(b)所示。真空室下部有二個伸入鋼水中的管,即上升管和下降管;通過上升管側壁吹入氬氣,由於氬氣氣泡的作用,鋼水被帶動,上升到真空室以除氣,除氣后的鋼水由下降管返回到盛鋼桶里。這樣使盛鋼桶中的鋼水連續地通過真空室而進行循環,達到除氣的目的。
上述這些處理法中,在發展的初期,滴流處理設備建造較多,但由於此設備處理鋼水溫降比較嚴重等原因,到六十年代後期,DH法和RH法就迅速發展了起來。而RH法又由於幾乎原封不動地保存了DH法的所有優點,同時取消了真空室或盛鋼桶的周期性升降運動,簡化了設備,故被廣泛地用於工業生產中。