鋼液真空循環(huán)脫氣法 (RH-Vacuum degassing)
一種鋼液真空處理技術(shù)。是1956年由聯(lián)邦德國(guó)魯爾(Ruhrstahl)鋼公司和海拉斯(Heraeus)公司共同開發(fā)的，故以兩公司名的字頭命名為RH真空脫氣法，簡(jiǎn)稱RH法。
脫氣原理和工藝過程 真空循環(huán)脫氣是利用空氣揚(yáng)水泵的原理。首先將鋼水吸入真空室，接著在兩個(gè)浸入管的一個(gè)的側(cè)壁向鋼水內(nèi)吹入氬氣。這些氬氣在鋼水的高溫和真空室上部的低壓作用下迅速膨脹，導(dǎo)致鋼水與氣體的混合體的密度沿著浸入管的高度方向不斷降低，在由密度差產(chǎn)生的壓力差的作用下，使鋼水進(jìn)入真空室。進(jìn)入真空室的鋼水與氣體的混合體在高真空的作用之下釋放出氣體，與此同時(shí)，使鋼水變成鋼水珠，鋼水珠內(nèi)欲脫除的氣體在高真空的作用下向真空中釋放的過程中又使鋼水珠變成更小的鋼水珠，從而達(dá)到了十分好的脫氣效果。釋放了氣體的鋼水沿著下降管返回到鋼包中。脫氣設(shè)備如圖所示。
真空循環(huán)處理設(shè)備的主要參數(shù)有：處理容量；循環(huán)因數(shù)；脫氣時(shí)間；循環(huán)流量；真空度以及工作真空度下真空泵的抽氣能力。處理容量即鋼包中盛裝的鋼水量，過小的鋼水量會(huì)使溫度降低過快而達(dá)不到處理目的。鋼包一般容量≥30t。當(dāng)鋼水容量較大時(shí)，熱穩(wěn)定性較好，可以從容地進(jìn)行處理，達(dá)到好的處理結(jié)果。真空循環(huán)脫氣設(shè)備的真空室的壓力在50～100Pa左右，經(jīng)過3個(gè)循環(huán)完成對(duì)鋼水的脫氣處理，每個(gè)循環(huán)需要3min，3次共需10min，再加5min進(jìn)行合金化及其他操作，共需20min。因此真空循環(huán)脫氣具有處理節(jié)奏快的特點(diǎn)，可與轉(zhuǎn)爐治煉的節(jié)奏相配合。在電弧爐車間里使用的真空循環(huán)脫氣設(shè)備的節(jié)奏可以慢一點(diǎn)。真空循環(huán)的循環(huán)流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過上升管的鋼水量(t／min)。影響循環(huán)流量的因素有上升管或下降管的直徑；提升氣體流量；提升氣體距離真空室鋼水面的距離。增加這幾個(gè)參數(shù)的值可以提高鋼水的循環(huán)流量。但是過大增加會(huì)使鋼水與氣體混合體密度太小，氣體阻塞鋼水的通過而降低了循環(huán)流量。真空泵必須有足夠的能力以保證在脫氣處理時(shí)的真空水平，保證鋼水的處理質(zhì)量。循環(huán)因數(shù)也稱循環(huán)次數(shù)，是指處理過程中通過真空室的鋼水量與鋼包中鋼水量之比。一般循環(huán)因數(shù)為3，即經(jīng)過3次循環(huán)完成脫氣過程。
處理效果 經(jīng)過30多年的發(fā)展，真空循環(huán)處理法可以完成以下功能：(1)鋼水的脫氣、脫氧。使鋼水中[H]≤1×10-6 ，[N]≤10×10-6 。；[T.O]≤10×10-6 ；(2)脫碳。在減壓下向真空室內(nèi)的鋼水面吹氧，可以使鋼水內(nèi)的碳含量降低到10×10 -6 ；(3)脫硫。向真空室內(nèi)的鋼水表面噴吹合成渣，可以使鋼水內(nèi)的硫含量降低到3×10-6 的水平；(4)成分精調(diào)。經(jīng)過真空循環(huán)處理的鋼水處于良好的還原狀態(tài)，進(jìn)行成分的調(diào)整可以獲得準(zhǔn)確的成分精度；(5)加熱。真空循環(huán)處理時(shí)可以采用化學(xué)熱法對(duì)鋼水進(jìn)行加熱，使鋼水迅速升溫，以滿足鋼水后續(xù)處理的要求。經(jīng)過真空循環(huán)處理的鋼水可以滿足用戶對(duì)品種的多樣化和高質(zhì)量的要求。處理的鋼種不受限制，從極低碳的IF鋼到碳含量很高的軸承鋼和合金含量很高的不銹鋼都可以進(jìn)行處理，而且都可以得到滿意的處理結(jié)果。
發(fā)展與展望 鋼液真空循環(huán)脫氣法發(fā)展過程中又出現(xiàn)了一些增加其功能的新的處理方法，如安裝噴氧槍進(jìn)行深脫碳的RH-OB法，在真空室上部增設(shè)水冷氧槍的RH-KTB法和在RH處理過程同時(shí)進(jìn)行噴粉處理的RH-IJ法等。RH輕處理則是利用鋼水中的碳和氧和真空條件，同時(shí)降低鋼水中碳和氧的方法。即通過真空循環(huán)處理將鋼水中的碳和氧從大氣下的平衡轉(zhuǎn)入50Pa下的平衡，降低鋼水中的溶解氧含量。此后向鋼水里加鋁，以達(dá)到穩(wěn)定的鋁收得率。再通過RH的環(huán)流攪拌使鋼水成分均勻，使鋼水中鋁的收得率得到穩(wěn)定的控制。
真空循環(huán)脫氣法作為一種爐外精煉手段，在煉鋼流程中的使用趨勢(shì)是與LF爐配合使用，發(fā)揮LF爐精煉過程脫氧和脫硫優(yōu)勢(shì)和RH法的脫氣優(yōu)勢(shì)。
總之，RH-真空循環(huán)處理經(jīng)過近40年的發(fā)展，精煉功能不斷擴(kuò)大，已經(jīng)從一個(gè)單純的脫氣設(shè)備變成一個(gè)多功能的處理設(shè)備。其快速處理的特點(diǎn)使它可以與轉(zhuǎn)爐的快節(jié)奏配合，真空循環(huán)處理特別適用于大批量鋼水的快速處理，與大容量的電弧爐或轉(zhuǎn)爐都可以滿意地配合。由于真空循環(huán)處理方法的優(yōu)點(diǎn)，使它成為當(dāng)今發(fā)展最快的爐外精煉設(shè)備之一?？梢哉fRH的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了該發(fā)明之初冶金工作者對(duì)它的期望。已經(jīng)成為具有脫氣、脫氧、脫碳、脫硫、升溫、成分控制、超低碳鋼精煉、不銹鋼冶煉等多功能精煉設(shè)備。而RH又具有操作簡(jiǎn)單、處理鋼水量大的優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展很快。
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