鋼液真空提升脫氣法（DH法）

鋼液真空提升脫氣法是早期出現的鋼液真空處理技術之一。由聯邦德國Dortmund Horder公司1956年設計製造，取公司名稱的頭兩個字母命名為DH真空脫氣法，簡稱DH法。

基本介紹

• 中文名：鋼液真空提升脫氣法（DH法）
• 外文名：DHvacuum degassing
• 出現時間：1956年
• 發明人：Dortmund Horder公司
• 簡稱：DH法
• 設備：真空室、提升機構、加熱裝置等

設備構成

真空提升脫氣設備主要由真空室、提升機構、加熱裝置、合金加入裝置及真空抽氣系統組成。(見下圖1)鋼液的脫氣反應在真空室內進行。主要設備參數有真空室內直徑、真空室內高度、吸嘴長度等。真空室內直徑與處理量有關。真空室高度一般為3～5m。加熱系統用以減少鋼液在處理過程降溫，防止鋼液粘結在真空室上。可採用電阻、煤氣、重油等加熱方式。真空抽氣系統一般由多級蒸汽噴射泵組成。

圖1

脫氣原理

真空提升脫氣法是根據壓力平衡原理進行工作的。工作時首先將真空室下部的吸嘴插入鋼包的鋼液中。這種插入過程可以是鋼包台車將鋼包抬高，也可以是真空室上部的鉸鏈機構將真空室放下，也可以是二者兼而有之。此時真空系統開始工作。隨著真空度的提高，由於真空室內外壓力差的作用，鋼液進入真空室內。真空處理過程中進入真空室的鋼液表面壓力大大降低，鋼液中所溶解的氣體的分壓力也隨之降低，脫氣過程鋼液中[C]+[O]=CO反應也向著生成CO的方向進行。從而實現了脫氫、脫氮、真空碳脫氧。當鋼包下降或真空室上升時，處理完的鋼液返回鋼包，完成一次處理過程。鋼包上升或真空室下降，又一個處理過程開始。這樣周期性的處理直至達到所要求的處理效果。

工藝參數

真空提升脫氣法主要的工藝參數有：(1)處理容量，即鋼包內待處理的鋼水量。(2)鋼液吸入量，即每次升降時吸入真空室內的鋼液量。一般為鋼包內鋼液量的10%～15%。(3)循環因數，即進入真空室的鋼液量與未處理時鋼包內鋼液量之比。(4)升降次數，指處理過程中鋼液分批進入真空室的次數。(5)停留時間，即鋼液在真空室停留的時間。一般處理過程中鋼液要在真空室內停留6～7s。下降過程中鋼液要在最低位置停留5s左右，使鋼液完全返回鋼包。(6)升降速度，即處理過程中鋼包或真空室相對運動的速度。升降速度大，鋼液流速也大，在有效時間內，鋼液受真空作用的時間多，可以獲得更好的脫氣效果。早期的DH升降速度一般為6～7m/min，現在一般設計為10～15m/min。(7)提升行程，指鋼包與真空室相對運動的距離。此參數取決於處理容量、鋼水吸入量、真空室和鋼包直徑。處理鎮靜鋼時，真空室內熔池的深度一般不超過450mm;處理沸騰鋼時，該深度不超過600mm為宜。

工藝流程和工藝特點

DH法的工藝流程可分8步：(1)處理前根據精煉鋼種和出鋼量確定需要配加的合金種類和數量，並將其裝入料罐內;(2)調整上下行程;(3)給吸嘴安裝擋渣帽;(4)給真空室加熱;(5)將裝有鋼液的鋼包運至處理工位，取樣、測溫、將吸嘴插入鋼液內;(6)啟動真空泵，使真空度達到13kPa左右，升降機構開始自動升降，使鋼液進入真空室，開始脫氣反應，鋼液產生沸騰和噴濺。處理後的鋼液回流到鋼包，產生攪拌和混勻。這樣升降30次左右，鋼液經3次循環，真空度達極限值，脫氣基本完成;(7)加入合金料再升降數次，使合金混勻;(8)破真空、測溫取樣、澆鑄。

DH法的工藝特點可歸納為：(1)處理過程中鋼液分批進入真空室並產生劇烈沸騰和噴濺，使脫氣表面增大，脫氣效果好。(2)用較小的真空室處理大量的鋼液。(3)真空室可用石墨電極、重油、煤氣烘烤，處理過程中鋼液的溫降小。(4)由於處理過程鋼液不與氧化性爐渣接觸及鋼液的充分脫氧，處理過程中加入合金料的收得率高。

精煉效果及發展前景

DH處理可使鋼中的氫含量降低到2×10以下，氧含量降低到20×10左右、氮含量降低到15×10左右、碳含量降低到10～20×10左右。由於鋼中氧含量大幅度降低，使鋼中的夾雜物含量也大為減少，達到了很好的純淨鋼液的效果，因此適用於各種特殊要求的鋼種的處理。當今世界上已經有100台以上的DH設備投入使用。由於DH法與鋼液循環脫氣法(RH法)的功能相似，設備投資及比消耗與RH法相近，處理速度卻比後者慢得多，因此自20世紀80年代後期已無新的DH設備投入運行。