鋼液真空循環(huán)脫氣法(RH法)是西德魯爾公司(Ruhrstal)和海拉斯公司(Heraeus)于1957年共同研制成功的,取兩公司名稱的字頭,稱作RH法。
RH裝置的工作原理是:鋼液在一個砌有耐火材料內(nèi)襯的真空室內(nèi)進(jìn)行脫氣。真空脫氣室下部有兩根插人管,即鋼液上升管和下降管。進(jìn)行真空處理時,將這兩根管子插到鋼液內(nèi),由 于真空室內(nèi)已被抽成真空,鋼液將從兩根管子內(nèi)上升到壓差高度。同時,從上升管下部的三分之一處吹人驅(qū)動氣體(氬氣或氮氣),由于湍流作用,上升管內(nèi)會形成大量氣泡核,鋼液中的氣體向氬氣(或氮氣)泡內(nèi)擴(kuò)散,體積會成百倍地增大,鋼液以
RH裝置工作原理圖如圖12-54所示。
RH法主要設(shè)備有真空脫氣室、升降裝置、加熱裝置、抽氣裝置主要設(shè)備有真空脫氣室、升降裝置、加熱裝置、抽氣裝置和鐵合金添加裝置等,如圖12-55所示。
真空脫氣室呈細(xì)長狀,兩根插人管一般是平行的,其形狀取決于脫氣效率、鋼液攪拌的情況、 成分調(diào)整的準(zhǔn)確性、室內(nèi)鋼液面上升狀況和熔滴飛濺的高度等方面。其形狀如圖12-56所示。 真空脫氣室的支持方式有:
(1)脫氣室上下旋轉(zhuǎn)運動方式。
(2)脫氣室上下升降式。
(3)脫氣室固定式等。
目前,普遍采用脫氣室固定方式。升降裝置一般采用液壓裝置來升降鋼包,以使鋼包在脫氣室下面垂直升起,鋼包一般用臺車運送到脫氣室下面。
加熱裝置用于預(yù)熱真空脫氣室,以減少真空處理中鋼液的溫降,和防止飛濺液滴粘附到室內(nèi) 耐火材料上。可以釆用各種氣體(焦?fàn)t煤氣、高爐 煤氣、天然氣等)或液體燃料(重油、煤油等)通過預(yù)熱孔噴人燃燒的方式進(jìn)行加熱,還可釆用在真空脫氣室內(nèi)插入電加熱器的方式進(jìn)行輻射加熱。???
抽氣裝置采用普通蒸氣噴射泵方式。鐵合金添加裝置一 般安裝在真空脫氣室的上部,用密封料斗和振動加料器等加入合金料。
RH脫氣法與其他精煉處理方法相比有如下優(yōu)點:
(1)脫氣效果較好。由于輸入驅(qū)動氣體,形成了大量氣泡核,進(jìn)人真空室的鋼液會噴射成非常細(xì)小的液滴,使鋼液脫氣面積大大增加,因此有利于脫氣的進(jìn)行。
(2)鋼液溫降小。一般一次處理后鋼液溫降只有30?50℃左右,而且在脫氣過程中還可加熱。
(3)脫氣室適用范圍較大??稍谕辉O(shè)備處理不同容量的鋼液,也可在電爐和感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行處理。
(4)可處理的鋼種多。有鍛造用鋼、高強度鋼、結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹鋼、電工鋼、深沖鋼等。
(5)設(shè)備操作靈活,運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。
RH裝置是在高溫與真空條件下工作的,上升管中吹入驅(qū)動氣體,鋼液連續(xù)不斷地向上噴濺。真空脫氣室的中、下部耐火材料,承受著鋼液噴濺和鋼液環(huán)流的沖刷作用,損毀較為嚴(yán)重。插入管的耐火材料,內(nèi)壁會受到高速氣流(流速高達(dá)每秒數(shù)米)和鋼液的沖刷作用,外壁和底部受到鋼水的劇烈沖擊,熔渣的化學(xué)侵蝕以及急冷急熱作用,也械性損耗嚴(yán)重,易產(chǎn)生熱剝落。
與其他脫氣法相比,RH法耐火材料的侵蝕較為嚴(yán)重,其中插入管的耐火材料的工作環(huán)境特別惡劣,是RH裝置最薄弱的環(huán)節(jié)。
裝置采用的耐火材料有:高鋁耐火磚、鎂白云石磚、方鎂石尖晶石磚、鎂磚、鎂鉻磚及耐火搗打料和耐火澆注料等。
目前,各國趨向于采用直接結(jié)合鎂鉻磚作真空室內(nèi)襯,插人管襯體一般用高鋁質(zhì)耐火搗打料或耐火澆注料,也有用堿性散狀料進(jìn)行制作。下圖為RH裝置用耐火材料的性能和使用部位。
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