1RH真空循环脱气炉发展概论及相关设备讲解.ppt

* RH脱硫 RH脱气原理 1、RH脱氢原理及影响因素 A：氢在钢液中的溶解度取决于于温度和压力,在常压常温下氢在钢中的溶解度≤1.5ppm，超过将析出形成白点； B：白点在钢坯冷却至200℃时形成，将使其内部产生无数小裂纹，塑性急剧下降； C：在冶炼过程中影响氢含量的因素：加入石灰的数量和状态；加入合金的品种和数量；冶炼方法； D：脱氢：[%H]=K [H] *（PH2）1/2，，式中K [H] 为温度的涵数，Lg K [H] =--167/T—1.68,在1600℃时K [H] =0.00268，则[%H]= 0.00268（PH2）1/2。从左式可以看出氢含量与温度和压力的关系； E：Cr、Mn、Ti、Nb将提高氢在钢中的溶解度，C、Si、Al将降低氢在钢中的溶解度； F：影响RH脱氢的因素：原始氢含量，原材料品种、状态、数量，气候，耐火材料，钢水的脱氧程度，真空度和处理时间。 * 脱 氢 RH脱氢效率很高，处理脱氧钢水，脱氢效 率?H≥65%；处理弱脱氧钢水，由于剧烈的C-O 反应使≥70%。RH的?H 值决定于循环次数（N） 。RH处理后钢水含H量为： 式中：N为钢水循环次数。为保证良好的脱氢效 果，要求： 由于RH的真空度很高，脱氢速度可表示为： 经测定对200tRH，吹Ar流量为2000~2500Nl/min时，kH为0.16min-1。增大吹Ar流量使kH值提高。如对340tRH，吹Ar量从0增加到2500Nl/min时，kH可提高1倍。 采用RH喷粉工艺后，由于钢水中存在大量细小弥散的固体粉剂，明显增强了钢水中气泡异相形核的能力，有利于脱氢反应。 RH喷粉法和RH法处理钢的氢含量对比 * RH脱氢处理工艺 以X60钢种为例，这种处理是在1.33mbar压力下对脱氧钢水所进行的处理。通过脱氢处理同时可使钢水中T[O]降低至20ppm以下以得到纯净度极高的钢水。脱氢处理的要点是使钢水在1.33mbar以下保持10min以上。该类钢种由于合金元素含量较高添加铁合金及最终脱氧的时间需3-5min。 RH脱气原理 2、RH脱氮原理及影响因素 A：氮主要以化合物形态存在于钢中； B：氮可作为提高钢的硬度、耐磨性、抗蚀性的合金元素； C：对低碳钢Fe4N的析出将造成时效和蓝脆，达到一定程度时形成气泡和疏松，使钢的塑性下降，对超低碳钢影响更大； D：氮在α-Fe、δ-Fe中的溶解度随温度升高而增加，在γ-Fe中相反； E：就氮在钢中的溶解度而言，遵循以下规律：[%N]=K [N] *（PN2）1/2 ，在1600℃、1mbar下K [N] =0.045%,所以[%N]= 0.045%（PN2）1/2； F：V、Cr、Nb、Mn将提高N在钢中的溶解度，Si、C、Ni将降低其溶解度； G：影响因素：原始氮含量、RH处理时间、真空度、钢中[O]、[S]的含量、真空系统的泄漏率、环流量等。 * RH脱氮效率及强化脱氮工艺措施 RH的脱氮效率（?N）比较低，并和初始氮含量有关：当初始[N]=100×10-6时，?N≈20%；对于较低的初始氮含量，RH处理基本不脱氮。其原因主要是： （1）钢中氮的溶解度高，约是氢的15倍。 （2）钢中硫、氧等表面活性元素含量的增加，使钢水脱氮速度降低。 （3）RH浸入管漏气造成钢水吸氮。 强化RH脱氮的工艺措施 ?提高真空度和抽气速度； ?尽量降低钢中氧、硫含量； 进行脱碳后镇静处理时△N和初始N含量的关系 时间（min） l/n（%-1） ?采用浸入管吹氩密封技术； ?采用喷粉工艺。 喷粉时间和钢水氮含量的关系 RH脱气原理 3、RH脱氧原理及影响因素 A：氧在钢中的溶解度随温度升高而升高； B：采用沉淀脱氧的方法能脱氧但将有部分脱氧产物溶解在钢液中，污染钢液； C：在真空状态下脱氧与脱碳同步； D：脱氧按下式进行：[O]+[C]={CO}，产生的一氧化碳气泡被抽走，不污染钢液； E：在真空处理前，如已加入Si、Al等强脱氧元素，则脱碳反应就无法进行； F：注意事项：采用低真空度操作，缓慢提高真空度，防止钢水飞溅，当脱氧达到一定程度时应采用Si、Al终脱氧。 RH脱碳反应速率 加快脱碳速率的措施： 快速提高真空度(降低Ptotal)； 加强真空槽内钢水搅拌混合(增加kCO和 kS)； 加大钢水环流速率Qm。 增大环流速率Qm的措施： 快速提高真空度(降低Ptotal)； 增加浸渍管内径(D)和提升气体 流量(G)。 RH装置参数(举例) 近年来新建的主要用于IF钢精炼的RH装置，均选择了强大真空系统(抽气能力）