VOD真空吹氧工艺特点你知道吗

  VOD(真空吹氧脱碳炉,如图1)是在真空或者减压气氛下,通过向钢水中吹入氧气进行脱碳,并进一步进行脱硫、脱磷、脱气、脱氧和调整成分的精炼设备。它主要用于精炼不锈钢及特殊钢。先将钢水装在精炼钢包里(见图1),然后将其放在真空槽中或者使精炼钢包自身成为真空容器。在精炼钢包底部设置搅拌钢水用的多孔塞对钢水进行搅拌。(工业中水环真空泵)

  VOD的操作特点是熔渣碱度变化范围大(0.6?4,甚至更大),操作温度高,抗热震性强,搅拌力大。因此,VOD精炼钢包内衬用耐火材料的使用条件与其他精炼操作条件相比是最苛刻的;并且,为了快速脱碳而增加吹氧速度,为了提高精炼效果而增加搅拌气体的吹人量等。所以,VOD法的技术动向说明它仍在向着操作条件更苛刻的方向发展。

  图2示出了VOD精炼钢包内衬使用的耐火材料。渣线部位使用MgO-Cr?O?系耐火材料或者MgO-CaO系耐火材料;侧壁一般使用MgO-Cr?O?系耐火材料,MgO-CaO系耐火材料等;底部亦使用MgO-Cr?O?系耐火材料,MgO-CaO系耐火材料和高铝质耐火材料。(广东水环真空泵)

  4.1.2 VOD工艺和VOD钢包里衬的损毁

  真空脱氧作业(VOD)工艺是为不锈钢精炼而开发的,它尤其适于超低碳钢的精炼,因为熔融钢流可以通过顶部吹氧气,底吹氩气进行搅拌。因此,真空脱氧作业中钢包不仅是不锈钢生产工序中盛钢水和钢水运输工具,而且也是不锈钢生产的主要设备(见图1)。VOD工艺由三个阶段(吹氧、脱气、还原)组成,其精炼操作是在高温和气体搅拌条件下间歇操作,钢水在钢包中操作时间长,并且其里衬在真空条件下,经受熔渣的冲刷、侵蚀及渗透,使用条件极为苛刻,使真空脱氧作业中钢包里衬遇到的条件恶劣,导致损毁非常迅速。(广东注塑行业中水环真空泵)

  一般来说真空脱氧作业中钢包的严重损毁部位是渣线,这意味着熔渣侵蚀是重要的损毁因素。如图3所示,在真空脱氧作业工艺中,熔渣状态在精炼过程中发生很大变化。

  真空脱氧作业精炼温度在脱碳时达到最高。然而,由于脱碳渣含有大量铬铁(25%?35%),所以渣的黏度很高。渣蚀试验证实,与还原渣相比,这种高黏度脱碳渣对镁铬砖侵蚀较小。真空脱氧作业工艺中渣组成的变化如图4所示。(广东水环真空泵的噪音)

  还原渣视还原剂种类有两种组成:一般不锈钢生产应用Si还原剂,还原渣的主要成分为钙和二氧化硅;特种不锈钢的生产应用铝还原剂,耐火材料受含氟化钙的CaO-Al?O?系高碱度渣的侵蚀。

  采用Si还原时,各生产厂家的最终渣中钙和硅比是不一样的,范围从1.2?2.8,即使是最终渣为高碱度时,根据还原期之前的脱碳渣为低碱度推测,在还原初期渣为低碱度,渣蚀试验结果如图5所示。低碱度渣的熔点低,镁的溶解度大。因此,认为真空脱氧工艺中钢包在对硅还原操作时,对低碱度渣的耐蚀性能是重要的。

  图5为应用硅质还原渣及铝质还原渣时,镁铬砖和渣蚀试验结果。使用铝质还原渣与使用硅质还原渣相比,渣侵蚀深度略大。生产特种不锈钢需要长时间冶炼,因此,处于铝质还原操作中的真空脱氧作业中钢包的渣线蚀损严重。(水环真空泵)

  在使用铝质还原渣的侵蚀试验中,观察到一个重要事实,即粗颗粒骨料保持原始形态,从工作面突露出来,认为这是由于侵蚀使基质先行损毁;另一个重要特征是铝质还原渣比硅质还原渣侵蚀严重,铝质还原渣这种特征是由于加入氟化钙降低了渣熔点及黏度的结果。

  上述两种熔渣组成各异,而且在特种钢的熔炼比率增多时,操作条件就更加苛刻,又由于CaO-Al?O?系熔渣的黏度比CaO-SiO?系熔渣低得多,因此,熔炼特钢的操作条件对于耐火材料的耐用性有很大影响。(广东罗茨真空泵)

  真空脱氧作业中钢包是间歇操作,内衬料容易产生剥落损毁。例如,对用于同一钢水部位的情况加以比较的话,真空脱氧作业中钢包用镁铬砖的损毁速率比连续操作的RH脱气装置或AOD钢包条件下的损毁速率大,可解释为由于间歇操作造成剥落所致。另外,提高真空脱氧作业中钢包的运转率对增加耐火材料的寿命很有效。真空脱氧作业中钢包用耐火里衬剥落与其说是热剥落,莫不如说是渣浸润后的浸润层所产生的剥落(结构剥落)更恰当。因此要想提高耐剥落性,抑制渣的浸润很重要。(广东2bv5水环真空泵)

  图6为真空脱氧作业中钢包设计范例。为了搅拌钢水、透气塞安装在钢包底部。如果透气塞设置在靠近某一侧壁的话,该侧壁的耐火里衬蚀损严重。使用结果表明,渣线砖蚀损速率随着透气塞与包壁之间距离的缩短而增加。(广东2bv水环式真空泵)


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