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河津市汇恒锻铸有限公司

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海普瑞真空泵
多用于真空精炼、熔炼、烧结、焊接、热处理、脱气、浇铸等工段。钢液真空脱气 (VD)是钢液真空处理的主要应用。钢中气体主要是氢与氮,它们是炼钢过程中溶入钢液的,对钢材性能危害很大。真空脱气设备的极限真空度多选在67Pa(0.5mmHg)以下,即可以使钢中气体含量降到很低。

钢液真空脱气 (vacuum degassing)是钢液真空处理的主要应用。钢中气体主要是氢与氮。它们是炼钢过程中溶入钢液的,对钢材性能危害很大。钢液凝固过程中氢析出时要造成气泡、白点、发纹及钢锭上涨等缺陷。而未被析出的氢会降低钢的强度极限、断面收缩率、延伸率和冲击韧性。钢中的氮会产生钢的时效脆化,降低钢的冲击韧性及引起钢的冷脆 。
从热力学平衡角度,使铁液中的含氢量和含氮量降低到较小数值,并不需要在熔池上面保持很高的真空度,保持几百帕(几毫米汞柱)的压力,就能使钢液中溶解的气体含量降到相当低的水平。真空脱气设备的极限真空度多选在67Pa(0.5mmHg)以下,即可以使钢中气体含量降到很低。而实践证明,钢和合金经各种不同形式的设备处理后,能达到良好的脱氢效果。
(一)概述

钢液真空脱气处理就是把钢液置于真空中进行脱气。这样可以使从平炉、转炉、电炉中熔炼出来的钢液免受大气污染,防止氢、氮、氧等气体存在钢中产生缺陷,解决了炼钢中的脱氢问题。目前,钢液真空脱气处理已不是单纯的脱气,而是同时采用了搅拌和加热技术,使钢液组织均化.提高精炼效果.确保浇注温度。

(二)钢液真空脱气及排除夹杂原理

提高大钢锻件生产中的脱氢问题,是促进俐液真空处理的基本原因,如果钢中氮含量过高。会导致形成白点。过去消除钢中白点的方法是在1200℃-1400℃下对锻件进行长时间的退火。借以降低钢中氢的浓度,这种方法效率低,除气不彻底。而钢液进行真空处理除氮效果好。
对钢脱碳的常规工艺是常压下添加铁矿石或吹氧,只有在非常高的氧含t下才能达到低的含碳量。但是过高的氧含童会导致炉渣中氧化铁含量增加而造成铁的大量损失。然而采用真空处理则比较容易降低碳含量,因为真空中熔体上方的CO分压较低。所以经过真空处理过的变压器钢、奥氏体不锈钢均比常规生产的同类钢种有较高的质量。
真空处理的脱氧过程也是脱硫过程。为了得到含硫量极低的钢种.在具有较强搅拌和电弧加热的设备中还可以采用冶锭脱硫的方法。采用了对硫有强亲和力的一些元素作为脱硫剂而脱硫。

(三)钢液真空处理设备的抽气系统

设计钢液真空处理设备的抽气系统最主要的是选择真空泵、系统元件的配置以及系统的合理布置等。由于钢液真空处理时放气量大,而且会产生高温度气体,因此要求抽气系统应具有抽气能力大、短时间抽气即可达到所需真空度的特点。
工业规模钢液脱气处理初期,多采用机械泵抽气系统(如油封式机械泵、罗旅泵、水环泵等)。但是,这些泵易被粉尘污染而损坏,而且热的废气也必须用专门的冷凝器把它冷却到真空泵能够工作的温度。使用水蒸气喷射泵只要在泵的管道前设置相当小的旋风式除尘器或粉尘捕集器,即可解决粉尘对泵的污染和沉积。蒸气喷射泵系统有获得低压范围宽,抽气量大,工作可靠,操作方
便,使用寿命长,结构简单,占地面积小,既可安装在车间也可安装在厂房之外,可以利用冶金生产过程中的余热和废气,有利于综合利用等一系列优点,缺点是燕气耗量大,用水量多。

钢液脱气气工艺对真空系统的挑战:
VD工艺
· 真空系统必须处理全部气载和钢液放气凝结后产生的大量粉尘。
· 通常在除气压强(约0.67mbar)下所需的抽速在50,000m3/h与250,000m3/h之间。
· 所需的抽空时间:约4-6分钟。由于钢液在除气过程中会不断冷却,因此快速抽空非常重要。
· 为了避免‘溢渣’,通常还需要对抽空过程进行控制。
VOD工艺
· 脱碳工艺需要真空系统在低真空下持续运行,工作压强约50-200mbar,通常需要5,000m3/h到20,000m3/h的抽速用于抽除气载。
· 真空系统必须能够处理携带大量未完全反应氧气的气载。
RH/RH-OB工艺:
· 工艺上的挑战类似于VD/VOD,由于吨位更大以及氧枪需要大量的惰性气体保护,在除气压强(约0.67mbar)下,所需的抽速通常会>1,000,000m3/h。
· 在脱碳工艺阶段,真空系统需要在低真空下长期持续运行。
· 高效的气体冷却器至关重要,否则抽出的灼热气体会导致真空系统和过滤器过热。
· 粉尘过滤器需要能充分地捕获工艺中产生的大量粉尘。
· 粉尘颗粒通常易自燃,设计过滤器时必须加以考虑。

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