精炼功能和技术特点.docx

精炼功能和技术特点 RH炉、VD炉精炼功能和技术特点 1.1RH工艺简述RH装置的主要用途是脱氢、轻处理、脱碳和生产硅钢除此之外，将碳含量降到最低值已成为RH装置的主要生产目标 1.1.1脱氢钢中含有氢是使钢脆性增加和形成白点的主要缘由，因此对锻造钢坯、轨梁钢、管线钢和厚板等特别要求的钢种尤其须要进展脱氢处理在脱氢时，真空室内的压力、提升气体和一氧化碳气量是很重要的参数为获得最低的含氢量，真空室压力必需到达150Pa以内，处理时间应限制在15至20分钟之间在RH处理时即使是全冷静钢也可使其脱氢并获得低的氢含量，这是因为提升气体强化了脱气反响 1.1.2轻处理在RH装置中进展合金化可提高合金收得率，并可连续添加合金，加料速度与真空室循环速度有关在真空条件下充分搅拌，获得较大的钢水熔池面积，因而，幸免了空气氧化及夹渣，这对于需添加增碳剂这类低密度、含水较高的原料尤其重要真空下脱氧的优点是节约合金和脱氧剂钢水在非冷静或半冷静条件下出钢，然后在20kPa的真空下利用一氧化碳的反响脱氧，并生成气体产物因而，钢中大量的自由氧以气体形式得以解除，与此同时，钢水也进展了脱碳10-12分钟后，加铝进展最终脱氧，随后的几分钟在低真空下使钢水匀称化和从钢水熔池中解除夹渣。

采纳称之为轻处理的这种方法，与传统的出钢时在钢包中加铝脱氧比拟每吨钢可节约大于lkg此外，在RH装置中加铝脱氧还可防止传统方法下的吸氮，这是很重要的 1.1.3真空碳脱氧在真空碳脱气时利用碳在低压(真空)下脱氧，脱氧产物是气体，因此可使钢水变得很干净RH装置的操作过程是通过对真空泵的分级启动来实现的即：通过压力在6．5至2．5kPa时，出现大量的一氧化碳反响，约10—15分钟后，压力再降到150Pa以下处理起先时采纳EMF法(电动势)测出的全氧和氧的活度是不同的，但在处理完毕时，这两个值便相等，这就说明钢水中实际已无夹渣，因此，在不添加铝和当钢中含硅低的条件下，也可生产出全冷静钢由于脱氧剂(A1、Si、Mn)的参加量少，因此极大地防止了夹渣的形成通过RH真空碳脱氧，大大改良了材料性能，特殊是提高了低温下材料的韧性除此之外，使氧气转炉钢的质量可与电炉钢质量相等 1.1.4自然脱碳在压力降低后，碳和氧生成一氧化碳的反响对这两种元素均带来必须的影响降碳的平衡值是相当低的在1600℃和一氧化碳分压为lOOPa时，碳含量大约为1ppm然而，在实际操作中，最终到达碳含量受脱碳动力学限制通过真空处理，在良好的动力学和热力学条件下，可获得小于30ppm的极低碳含量。

采纳先进的工艺技术已稳定地提高了脱碳速率脱碳速率的改良导致了每台RH装置处理时间上的改良，因为： ——循环速率高缘由是正确设计了连通管直径和运载气体流速值——真空压力正确设计了真空泵的抽气实力，真空度的限制以到达最低真空度除到达最终碳含量要求外，生产时间也同样起着很重要的作用目前，设计的快节奏生产前提是 连铸的周期时间为约30分钟，假设转炉允许出钢碳含量在0．03～0．04％时，那么RH法特殊适用 1.1.5强制脱碳当转炉出钢中的碳含量大于0．04％时，采纳向RH真空室吹氧可连续进展脱碳处理，以便在正确的周期时间内到达如自然脱碳同样的最终碳含量同时，配置吹氧设备后，还可通过加铝对钢水进展化学加热 1.2 RH技术主要特点如下：〔1〕反响速度快，外表脱碳速度常数可到达3.5min-1 处理周期短，生产效率高，长于转炉配套运用〔2〕反响效率高，钢水干脆在真空室内进展，可生产w[H]≤0.5×10-6 、w[N]≤25×10-6 、w[C]≤10×10-6 的超纯洁钢〔3〕可进展吹氧脱碳和二次燃烧进展热补偿，削减热处理降温 2.1VD炉精炼功能钢水真空处理法—VD 法, 是一种钢水炉外二次精炼的重要方法。

它对于进一步降低钢中氢、氧、氮等气体和其它夹杂物含量, 改善钢的质量, 提高生产的经济性, 具有重要意义另外, 由于连铸生产的特点, 对钢水牢靠、刚好的真空处理, 对于连铸生产的连续性、牢靠性、经济性极为重要, 更是整条短流程生产线的关键环节 然而, VD 系统投入运用四年多来, 虽然在总体上, 其脱气功能已根本到达原设计要求, 即: 在脱气室耐火材料完全枯燥, 系统漏气量7. 5kg / h以内的条件下, 4. 5min 内系统压力由1个大气压下降至66. 66Pa但目前状况是:系统真空度经常只能到达333. 3Pa;系统真空度提高速度较慢, 影响钢水精炼的质量, 处理时间增加, 不能适应连续生产须要复原系统的工作实力, 提高系统的牢靠性是当务之急 2.2 钢液真空脱气系统的主要组成与工作原理 2.2.1 主要构造1) 水蒸汽喷射真空泵: 主要由多级主、辅泵体与多个冷凝器两大局部组成各级泵体均由拉瓦尔喷咀、吸入室和扩压器组成冷凝器由筒体、淋水板和冷却水布水管组成2) 真空揭盖车、真空室与真空管道: 真空室由一个可放置钢包的真空罐和真空盖组成, 罐侧有一根真空管道与蒸汽喷射泵联接 3) 水、汽系统: 水包、汽包、汽水分别器等。

4) 限制局部: PLC 电气限制系统和仪控系统 2.2.2工作原理VD 系统简图如图1所示依次启闭启动泵, 多级主、辅喷射泵, 通过拉瓦尔喷咀将工作蒸汽的喷射速度提到1. 5马赫以上, 利用同时产生的压差, 使之与吸入口处的高温炉气混合成为混合气体, 在经过扩压器喉部后减速增压进入后级冷凝器内, 经过后级冷凝器冷却后, 被冷凝物质随冷却水一起由冷凝器底部的下水口流至水封池内, 局部被抽炉气由冷凝器上方的出口排至下一级喷射泵或排放大气中, 在这过程中产生的真空, 使大气和真空室之间形成压力差, 迫使钢液中的气体溢出, 并在氩气的搅拌作用下, 底部钢液中的气体和杂质不断上浮,随炉气排出, 完成钢液脱气过程由此可见, 真空的形成和保持是实现钢液脱气的关键 2.3VD功能：2.3.1脱碳：VD的主要精炼功能是真空脱气，另一方面，VD也具备必须的脱碳实力，这主要是因为真空下一氧化碳分压降低，促进了碳氧反响国际上有利用VD生产低碳钢的做法；法国Sollac厂l套VD月产低碳钢12万吨n1：法国Dunkerque厂利用该厂的1套VD生产低碳钢，年处理量101万t，分担该厂RH一0B冶炼低碳钢的任务，解放了RH一0B生产超低碳钢的实力。

2.3.2脱硫：VD在钢包内可造碱性复原顶渣，可脱去铝脱氧钢中80％的硫，与LF协作，终点[S]可降到lOppm以下2.3.3脱氢：VD可造真空、吹氩，脱氢实力强，常在‘LF后脱气，马钢即采纳“LF—VD”生产车轮钢阳1，经LF 46min和VD 26min精炼，钢中平均[H]=1．2ppm 2.3.4脱氮：VD脱氮实力强，钢水初始[N]50％，极限[N]<20ppm重要原因是，RH在钢包内的钢液会吸收空气中的氮，而VD不存在这个问题Italy某冶金工程公司认为传统形式RH不能脱硫，而硫的表面活性作用会阻碍有效脱氮，而VD一般承接来自LF的低硫钢水，本身亦可脱硫，并且在VD处理中，钢包整体处于真空，避免了钢液和空气接触，因此VD是理想的脱氮手段 2.3.5搅拌：VD的搅拌主要靠底部吹氩，在搅拌强度上不如RH，但是由于VD处理时间长，有顶渣吸附，去除大颗粒夹杂和混匀钢液的能力也较强，首钢三炼钢经过VD单联生产的低碳硅铝冷静钢，钢中夹杂物降低约40％2.3.6脱氧：VD和RH均可生产低氧含量的干净钢，VD可在<266pa快速自然脱氧“1，脱氧能力强，自然脱氧3—5min后，加铝终脱氧，去夹杂。

比常压脱氧，真空下碳自然脱氧节省了脱氧剂，节约量根据不同出钢条件有所不同，统计数据表明，平均吨钢约节省0．4kg铝部分自然脱氧可以减少固体脱氧产物，减轻去除夹杂的负担 2.4VD特点VD炉主要是抽真空，钢水在真空下〔67Pa〕以下，钢水中的杂质上浮到外表，加上吹Ar 搅拌，钢水质量得到提高VD 炉由于抽气量小，在20 吨以下的炉子大多采纳机械泵组，配上二级除尘和冷却烟气的管道，就能采纳机械泵组抽气，此时此刻机械泵组都选用罗茨真空泵和水环真空泵组成，将抽气实力、抽气速度和运用寿命大大提高，与蒸汽喷射泵的抽气实力相差还比拟大与RH相比的特点：(1)VD和RH的脱氢、脱氧实力相当：RH在脱碳、去除小颗粒夹杂方面强于VD；VD在脱氮、脱硫、去除大夹杂方面占据优势；(2)RH比VD须要更大的空间；RH的耐材消耗和设备维护量都大于VD；VD要求更大的钢包净空；(3)RH(120t)工程总投资约1．4亿元，120t VD总投资约0．4亿元；不考虑高附加值钢的效益，仅计运行本钱，RH比VD要高8．2美元／吨钢；(4)RH的冶炼周期比VD短，可与大吨位转炉、板坯连铸机单配生产低碳／超低碳钢；VD可布置在电炉、小转炉车间，接方坯连铸机，生产中高碳钢，或作为LF和RH的补充，弥补精炼实力的缺乏。

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