RH-IJ法(RH-injection)由日本新日鐵於1985年提出的鋼液進行RH處理的同時進行噴粉的工藝方法,該方法的特點是進行RH處理過程中,從真空室的外部向RH真空室上升管的底部插一支噴槍,向即將上升到真空室的鋼水噴吹合成渣料,以達到深脫硫的目的。渣料使用氬氣攜帶。
基本介紹
- 中文名:RH—IJ法
- 外文名:RH-injection
- 學科:冶金工程
- 領域:能源
- 範圍:冶煉
- 始於:1985年
簡介,特點,優點,鋼液真空脫氣,RH循環真空脫氣法,
簡介
RH-IJ法(RH-injection)由日本新日鐵於1985年提出的鋼液進行RH處理的同時進行噴粉的工藝方法,該方法的特點是進行RH處理過程中,從真空室的外部向RH真空室上升管的底部插一支噴槍,向即將上升到真空室的鋼水噴吹合成渣料,以達到深脫硫的目的。渣料使用氬氣攜帶。
特點
噴吹過程不會對鋼包表面的來自轉爐的氧化渣造成擾動,減輕了氧化渣對鋼水的影響。
優點
噴入的粉劑在鋼水中可以有較長的停留時間;強化了鋼包底部的攪拌;吹入的氣體進入RH上升管,可以加大鋼水的循環流量。
鋼液真空脫氣
鋼液在真空條件下脫去其中的氫和氮的過程。它是鋼液真空處理的主要套用。鋼中氣體主要是氫與氮。它們是煉鋼過程中溶入鋼液的,對鋼材性能危害很大。鋼液凝固過程中氫析出時要造成氣泡、白點、發紋及鋼錠上漲等缺陷。而未被析出的氫會降低鋼的強度極限、斷面收縮率、延伸率和衝擊韌性。鋼中的氮會產生鋼的時效脆化,降低鋼的衝擊韌性及引起鋼的冷脆。
氣體在鋼液中溶解時服從平方根定律,即氣體的溶解度與鋼液上方該氣體的分壓力的平方根成正比:
式中a[H] 為以%表示的鋼中氫濃度,以Fe-H系無限稀溶液為基準的活度,因f H ≈1,故a[H]≈[%H],從而得出氫在鐵液中的溶解度與其在同鐵液中平衡的氣相中分壓的關係:
[H]=KH (pH2)1/2
同理,對氮也得到同樣的關係式:
[N]=KN (pN2)1/2
由於在氣體溶解反應過程中,氣體的摩爾數有變化,當溫度一定時,液態金屬上面氣體分壓力變化可以引起平衡的移動,即金屬中氣體平衡濃度的變化。例如,當溫度為1600℃時,KH=0.0025,KN=0.04。與含氫2×10-6 和含氮0.003%的金屬平衡時,氣相中氫和氮的分壓(atm)為
可見,從熱力學平衡角度,使鐵液中的含氫量和含氮量降低到較小數值,並不需要在熔池上面保持很高的真空度,保持幾百帕(幾毫米汞柱)的壓力,就能使鋼液中溶解的氣體含量降到相當低的水平。真空脫氣設備的極限真空度多選在67Pa(0.5mmHg)以下,即可以使鋼中氣體含量降到很低。而實踐證明,鋼和合金經各種不同形式的設備處理後,能達到良好的脫氫效果,而真空脫氮則比較困難。導致脫氮困難的原因:一是鋼中常含有強氮化物生成元素,使氮處於化合物狀態;另一原因是反應動力學的因素。
RH循環真空脫氣法
RH精煉法功能如下:
1、真空脫氣。可生產ω[H]≤0.00015%,ω[N]≤0.002%的純淨鋼水;
2、真空脫碳。在25分鐘處理周期內可生產出ω[C]≤0.002%的超低碳鋼水;
3、脫硫。RH附加噴粉裝置或真空室內頂加脫硫劑處理後可生產出ω[S]≤0.001%的超低硫鋼水;
4、脫磷。經RH噴粉處理,可生產出ω[P]≤0.002%的超低磷鋼水;
5、升溫。
6、均勻鋼水溫度。可保持連鑄中間包鋼水溫度波動不大於5℃.
7、均勻鋼水成分和去除夾雜物。可生產出ωT[O]≤0.0015%的純淨鋼。
在國外,RH技術已經用於不同鋼種工藝流程。如日本山陽特殊鋼廠軸承鋼工藝流程:電爐-LF-RH-連鑄;日本大同特鋼廠及愛知鋼公司生產優質彈簧鋼工藝流程:電爐-LF-RH-連鑄。