鋼液真空循環脫氣法是一種鋼液真空處理技術。是1956年由聯邦德國魯爾(Ruhrstahl)鋼公司和海拉斯(Heraeus)公司共同開發的，故以兩公司名的字頭命名為RH真空脫氣法，簡稱RH法。
基本介紹
- 中文名：鋼液真空循環脫氣法（RH法）
- 外文名：RHvacuum degassing
- 發明時間：1956年
- 發明方：聯邦德國魯爾鋼公司和海拉斯公司
- 領域：鋼鐵冶煉
- 簡稱：RH法
脫氣原理和工藝過程,工藝參數,處理效果,套用優點,發展與展望,
脫氣原理和工藝過程
真空循環脫氣是利用空氣揚水泵的原理。首先將鋼水吸入真空室，接著在兩個浸入管的一個的側壁向鋼水內吹入氬氣。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，在由密度差產生的壓力差的作用下，使鋼水進入真空室。進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，使鋼水變成鋼水珠，鋼水珠內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。
脫氣設備如圖所示。
設備
工藝參數
真空循環處理設備的主要參數有：處理容量;循環因數;脫氣時間;循環流量;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，過小的鋼水量會使溫度降低過快而達不到處理目的。鋼包一般容量≥30t。當鋼水容量較大時，熱穩定性較好，可以從容地進行處理，達到好的處理結果。真空循環脫氣設備的真空室的壓力在50～100Pa左右，經過3個循環完成對鋼水的脫氣處理，每個循環需要3min，3次共需10min，再加5min進行合金化及其他操作，共需20min。因此真空循環脫氣具有處理節奏快的特點，可與轉爐冶煉的節奏相配合。在電弧爐車間裡使用的真空循環脫氣設備的節奏可以慢一點。真空循環的循環流量是指單位時間內通過上升管的鋼水量(t/min)。影響循環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。增加這幾個參數的值可以提高鋼水的循環流量。但是過大增加會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流量。真空泵必須有足夠的能力以保證在脫氣處理時的真空水平，保證鋼水的處理質量。循環因數也稱循環次數，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。一般循環因數為3，即經過3次循環完成脫氣過程。
處理效果
經過30多年的發展，真空循環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的鋼水面吹氧，可以使鋼水內的碳含量降低到10×10-6;
(3)脫硫。向真空室內的鋼水表面噴吹合成渣，可以使鋼水內的硫含量降低到3×10-6的水平;
(4)成分精調。經過真空循環處理的鋼水處於良好的還原狀態，進行成分的調整可以獲得準確的成分精度;
(5)加熱。真空循環處理時可以採用化學熱法對鋼水進行加熱，使鋼水迅速升溫，以滿足鋼水後續處理的要求。經過真空循環處理的鋼水可以滿足用戶對品種的多樣化和高質量的要求。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鏽鋼都可以進行處理，而且都可以得到滿意的處理結果。
套用優點
RH脫氣法與其他精煉處理方法相比有如下優點：
(1)脫氣效果較好。由於輸入驅動氣體，形成了大量氣 泡核，進入真空室的鋼液會噴射成非常細小的液滴，使鋼液 脫氣面積大大增加，因此有利於脫氣的進行。
(2) 鋼液溫降小。一般一次處理後鋼液溫降只有30～ 50℃左右，而且在脫氣過程中還可加熱。
(3)脫氣室適用範圍較大。可在同一設備處理不同容量 的鋼液，也可在電爐和感應爐內進行處理。
(4)可處理的鋼種多。有鍛造用鋼、高強度鋼、結構鋼、 軸承鋼、工具鋼、不鏽鋼、電工鋼、深沖鋼等。
(5) 設備操作靈活，運轉穩定可靠。
RH裝置是在高溫與真空條件下工作的，上升管中吹入 驅動氣體，鋼液連續不斷地向上噴濺。真空脫氣室的中、下 部內襯，承受著鋼液噴濺和鋼液環流的沖刷作用，損毀較為 嚴重。插入管的內襯，內壁會受到高速氣流(流速高達每秒 數米) 和鋼液的沖刷作用，外壁和底部受到鋼水的劇烈衝擊，熔渣的化學侵蝕以及急冷急 熱作用，機械性損耗嚴重，易產生熱剝落。
與其他脫氣法相比，RH法耐火材料的侵蝕較為嚴重，其中插入管襯體的工作環境特別 惡劣，是RH裝置最薄弱的環節。
RH裝置採用的耐火材料有：高鋁磚、鎂白雲石磚、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。
發展與展望
鋼液真空循環脫氣法發展過程中又出現了一些增加其功能的新的處理方法，如安裝噴氧槍進行深脫碳的RH-OB法，在真空室上部增設水冷氧槍的RH-KTB法和在RH處理過程同時進行噴粉處理的RH-IJ法等。RH輕處理則是利用鋼水中的碳和氧和真空條件，同時降低鋼水中碳和氧的方法。即通過真空循環處理將鋼水中的碳和氧從大氣下的平衡轉入50Pa下的平衡，降低鋼水中的溶解氧含量。此後向鋼水裡加鋁，以達到穩定的鋁收得率。再通過RH的環流攪拌使鋼水成分均勻，使鋼水中鋁的收得率得到穩定的控制。
真空循環脫氣法作為一種爐外精煉手段，在煉鋼流程中的使用趨勢是與LF爐配合使用，發揮LF爐精煉過程脫氧和脫硫優勢和RH法的脫氣優勢。
總之，RH-真空循環處理經過近40年的發展，精煉功能不斷擴大，已經從一個單純的脫氣設備變成一個多功能的處理設備。其快速處理的特點使它可以與轉爐的快節奏配合，真空循環處理特別適用於大批量鋼水的快速處理，與大容量的電弧爐或轉爐都可以滿意地配合。由於真空循環處理方法的優點，使它成為當今發展最快的爐外精煉設備之一。可以說RH的發展遠遠超出了該發明之初冶金工作者對它的期望。已經成為具有脫氣、脫氧、脫碳、脫硫、升溫、成分控制、超低碳鋼精煉、不鏽鋼冶煉等多功能精煉設備。而RH又具有操作簡單、處理鋼水量大的優點，所以發展很快。
