RH和VD真空處理的脫氣效果

鋼包中鋼水的真空處理的主要目的是從鋼中去除盡可能多的氣體。循環(huán)（RH），批量（DH）和鋼包（VD）真空處理方法已在世界范圍的生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛使用。白俄羅斯鋼鐵廠在鋼水爐加工廠外的電冶煉廠，包括循環(huán)和鋼包真空處理設(shè)備以及鋼包爐。鋼是在100噸電弧爐中制成的。優(yōu)質(zhì)鋼類(lèi)型包括合金結(jié)構(gòu)鋼，碳素鋼和調(diào)質(zhì)鋼。兩個(gè)真空裝置由泵系統(tǒng)控制，以確保殘余應(yīng)力<100pa。真空泵系統(tǒng)由一個(gè)5級(jí)蒸汽噴射泵和2個(gè)水環(huán)泵組成。系統(tǒng)功率相當(dāng)于70pa時(shí)300kg h和20kpa時(shí)120kg="" h。噴嘴設(shè)備用于確保vd和rh真空設(shè)備的有序應(yīng)用。比較這兩種裝置在鋼水處理中的作用具有實(shí)際意義。文本cshma清楚地表明，氣泡的數(shù)量由于碳的強(qiáng)烈氧化和鋼水的滲透而顯著增加。非脫氧鋼的真空處理效果優(yōu)于脫氧鋼。有鑒于此，本文研究了非脫氧碳鋼和合金鋼的脫氣狀態(tài)。熔體的真空脫氣效果必須通過(guò)氫的行為來(lái)評(píng)估。與氧和氮不同，氫含量與復(fù)雜的脫氧物理化學(xué)過(guò)程無(wú)關(guān)，并且與非金屬夾雜物的形成和去除無(wú)關(guān)。氫可以根據(jù)控制平衡圖精確計(jì)算。在除去熔融物中的溶解氣體的過(guò)程中，氫被用作清除氣體，因?yàn)閮H氫溶解在鋼水中并且不與熔融物中存在的其他元素反應(yīng)。這種機(jī)理可與氫在真空處理過(guò)程中分解成液滴的過(guò)程中氫直接從鋼水轉(zhuǎn)移到熔體上方的空間或熔體周?chē)目臻g相媲美。第二種機(jī)制等效于在熔體中自動(dòng)形成氣泡或所謂的均勻晶體形成時(shí)的理論脫氣條件。第三種機(jī)理是均勻地形成粗糙的晶體，當(dāng)在鋼水和固體耐火磚石之間的界面處產(chǎn)生氣泡時(shí)，進(jìn)行分離，然后氣泡從鋼水上浮。第四機(jī)制的特征在于，當(dāng)噴射惰性氣體時(shí)，鋼水被脫氣，并且惰性氣體通過(guò)爐底排氣磚或噴嘴進(jìn)入熔體。鋼水中溶解的氣體被噴嘴噴射的氣體包圍，并被送至鋼水表面。在鋼水工業(yè)的除氣裝置中，通常同??時(shí)使用幾種機(jī)構(gòu)。它們可能相互影響，并且其影響在處理過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)，通常對(duì)熔體施加不同的機(jī)理，并且不能單獨(dú)評(píng)估不同機(jī)理對(duì)熔體脫氣的影響，并且不能確定在指定的中間時(shí)間內(nèi)它們的綜合作用。該測(cè)試采用elektro-nitehidris系統(tǒng)快速測(cè)量氫氣含量的方法。在使用rh循環(huán)真空處理設(shè)備進(jìn)行處理時(shí)脫氣。循環(huán)真空裝置設(shè)有內(nèi)徑為320mm的連接管。將氮?dú)庖?00至500l="" min的強(qiáng)度供應(yīng)到吸入管中。鋼水通過(guò)連接管的線性循環(huán)速度為100m="" s，相當(dāng)于35t="" min的平均速度。因此，真空處理循環(huán)時(shí)間不超過(guò)30分鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，100噸重熔完全通過(guò)了真空裝置。研究表明，在5個(gè)真空處理周期（min）內(nèi)，氫含量降至初始含量的85-90％。此時(shí)，在將材料添加到真空裝置中之后，由于含碳材料和鐵合金進(jìn)入一定的濕度，因此氫含量沒(méi)有顯著增加。因此，從添加材料到真空裝置到真空處理結(jié)束的時(shí)間應(yīng)不少于67分鐘。根據(jù)該過(guò)程的合理性是，在真空操作的真空出口處進(jìn)行真空脫氧后，必須在57min內(nèi)進(jìn)料，并且可以根據(jù)廢氣曲線圖使用氣體分析儀記錄真空脫氧。分析曲線表明，在真空處理之前的17-20min之后，以及在添加所有的增碳劑和脫氧劑之后，co和co2的含量迅速降低并接近零。從20分鐘開(kāi)始，真空處理只會(huì)幫助鋼水在先前喂入的材料之前均勻且平穩(wěn)地移動(dòng)。根據(jù)以上所述，非脫氧調(diào)質(zhì)鋼（使用rh裝置進(jìn)行真空處理時(shí)）不超過(guò)25分鐘，并且根據(jù)電弧爐的拉爾，鋼包爐的拉爾，rhrarr，鋼包爐在加熱過(guò)程中的溫度真空處理過(guò)程溫度降至45至60°c。基于真空處理過(guò)程中氫的測(cè)量結(jié)果，比較了以下鋼中解吸過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程：對(duì)于淬火和回火鋼：ln（[h]="" [對(duì)于合金鋼，h0]）="-0.082t-0.020：ln（[H]" [h0]）="－" 0.078t－0.031式中，[h]和[h0]的mdash對(duì)應(yīng)于氫含量（ppm）在時(shí)間t以及添加鐵合金之前的時(shí)間。在vd鋼包真空處理設(shè)備中進(jìn)行處理。標(biāo)準(zhǔn)工藝用于電弧爐rarr，鋼包爐rarr，vdrarr，鋼包爐，在真空處理之前必須清除爐渣，這是在vd脫氣裝置中處理鋼水的基本過(guò)程。在處理過(guò)程中，鋼水吹入ar，鋼水表面露出。用vd裝置處理鋼水后，在鋼包爐中將300至400kg的石灰和80至100kg的螢石添加到鋼水中以進(jìn)行篩分電弧。根據(jù)電弧爐rarr，vdrarr，鋼包爐工藝，鋼水被用作儲(chǔ)備工藝以確保連續(xù)鑄造系統(tǒng)。真空處理后，調(diào)節(jié)鋼的化學(xué)成分，并在鋼包爐中制渣。在將熔煉爐轉(zhuǎn)移到連鑄機(jī)之前，鋼中的平均氫含量為2.0和2.1="" ppm，這與工藝流程一致。根據(jù)鋼桶從煉鋼到vd的重定位時(shí)間以及從vd到鋼桶的重定位時(shí)間，渣的拾取時(shí)間，在vd裝置中處理鋼水的平均時(shí)間分別相當(dāng)于流程的63min和48min。在真空處理過(guò)程中（根據(jù)澆包的位置和排渣時(shí)間），鋼水的溫度降至70-80°c。對(duì)于vd真空裝置中鋼水的脫氣條件，動(dòng)力學(xué)方程為如下：對(duì)于調(diào)質(zhì)鋼：ln（［h]="" ［h0］）="－" 0.028t－0.004對(duì)于合金鋼：ln（［h]="" [h0]）="-0.041t-0.011根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程，在所有條件下，RH真空裝置的脫氣反應(yīng)速率系數(shù)均明顯高于VD鋼包真空裝置。此外，研究表明，添加0千克石灰和40千克螢石會(huì)導(dǎo)致氫含量增加1" ppm，而喂入硅-硅芯線則會(huì)導(dǎo)致0.51="" ppm的增加。根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，比較鋼中氫含量增加與鐵合金添加量之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式：ln（[h]="" [h0]）="-0.0003m-0.027，其中[H]" [h0]對(duì)應(yīng)于在鐵合金前后添加鋼中的氫含量（ppm）。對(duì)試軋?zhí)幚斫Y(jié)果的分析表明，當(dāng)碳鋼中的氫含量為4="" ppm，合金鋼中的氫含量為2.0和2.5="" ppm時(shí)，超聲測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)浪費(fèi)的可能性大大增加。當(dāng)鋼中的氫含量高于上述值時(shí)，必須在緩冷坑中進(jìn)行軋制的抗白點(diǎn)處理。同時(shí)，在使用rh="" vd真空處理時(shí)，始終可以達(dá)到規(guī)定的氫含量。調(diào)質(zhì)鋼中的氫小于4.0ppm，常規(guī)碳鋼小于2.0ppm，合金鋼小于2.5ppm。結(jié)論molten在循環(huán)真空脫氣過(guò)程中鋼水的高速脫氣是因?yàn)殇撍谋砻媾cv接觸。由于鋼中大量的co氣泡和惰性氣體飄浮，因此比鋼包真空脫氣要大。最終可以通過(guò)rh和vd裝置進(jìn)行真空脫氣時(shí)，可以比較鋼中的最終氫含量。在真空中長(zhǎng)期保溫和用vd處理的情況下，可以保證最終含量，而不會(huì)在鋼包中結(jié)渣。循環(huán)真空設(shè)備中的整個(gè)處理過(guò)程持續(xù)30-40分鐘，而使用vd進(jìn)行處理則需要50-70分鐘。="">