RH真空脫氣裝置脫氣效果研究

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1、第36卷第4期江蘇冶金Vol.36No.42008年8月JiangsuMetallurgyAug.2008XRH真空脫氣裝置脫氣效果研究陶鑣(南京鋼鐵聯(lián)合有限公司,江蘇南京210035)摘要:介紹了南鋼150tRH真空脫氣裝置在處理低碳鋼水時不同氣體在鋼水中含量的變化情況。關鍵詞:RH裝置;真空脫氣+中圖分類號:TF131.3引言近年來,市場對高質量鋼板的需求在不斷增加,其中高強度、高韌性鋼種占有的比重越來越大,因鋼中[O]、[H]、[N]對該類鋼種的性能有較大的負面影響,所以客戶對其中氣體含量的要求越來越高,脫除這些氣體成為煉鋼工序中生產(chǎn)高質量鋼種的一個重

2、要環(huán)節(jié)。圖2鋼水到達RH工位時溫度情況RH真空脫氣裝置是高效生產(chǎn)該類鋼種的較好工具,弄清不同氣體在真空條件下的脫氣規(guī)律,對保鋼水中的Mn控制在:018%～110%;Si控制證產(chǎn)品質量、更經(jīng)濟地使用RH真空設備有著重要在:0112%～0125%。意義。2鋼水脫氣1原始條件211鋼水脫氧[O]試驗所需的鋼種為低合金高強度鋼種,該鋼種生產(chǎn)的工藝路線為:BOF2RH2CC工藝。采用RH真空脫氧工藝是利用鋼中的[C]與鋼轉爐出鋼條件:出鋼碳[C]≤0107%,出鋼溫中[O]進行反應來脫氧的過程,該脫氧產(chǎn)物是CO氣度:T≥1680°C,出鋼后鋼水到達RH工位的溫度平體,

3、能從鋼水中完全排除,不會產(chǎn)生傳統(tǒng)硅、鋁脫氧均為1606°C。實際試驗爐次鋼水碳[C]含量和鋼水所產(chǎn)生的非金屬夾雜物,因此,該脫氧工藝對生產(chǎn)高RH所測溫度如圖1、2所示。質量的純凈鋼水非常有利,該反應如下:[C]+[O]→COKc=Pco?(acao)=Pco?(fc[C%]ao)(1)在溫度1600°C的較窄范圍內,萬谷志郎在1962年提出了關系式為lgKc=1160?T+21003(2)若取冶煉溫度為1580°C,則lgKc=21629。也即lg{Pco?(fc[C%]ao)}=21629,由煉鋼手冊相關數(shù)據(jù)可計算得到該鋼液成分的lgfc=010134,圖

4、1鋼水到達RH工位進含碳量的變化情況則X收稿日期:2008202218作者簡介:陶鑣(1966—),男,高級工程師。電話:13382071997第4期陶鑣:RH真空脫氣裝置脫氣效果研究53lgPco=21642+lg[C%]+lg(ao)(3)位。若鋼水真空度為200Pa,鋼水溫度為1580°C,經(jīng)-9-6若RH的真空度為1197×10MPa、鋼水含碳上述公式計算可得氫的活度aH=1116×10。量0105%時,由式(3)計算可得鋼水氧活度ao=0189實際生產(chǎn)中,處理前鋼水中氫的活度平均在416-6-6×10?！?0,在經(jīng)最低真空度≤200Pa,處理時間在

5、10～-6在實際生產(chǎn)中,該類鋼種在真空度200Pa左右12min后,鋼水中氫的活度平均達aH=1166×10,處理15min后,最終平均鋼水氧活度可達ao=2106平均脫氫率達:64%,見圖4所示。-6×10,見圖3所示。圖4RH真空處理后鋼水中氫活度的情況圖3RH處理后鋼水中含氧量狀況由上述分析及實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以看出,氫在真從以上情況可以看出,碳在真空條件下脫氧能空處理后其活度可達較低含量的水平,且理論分析-6值與實際所能達到的數(shù)值相差不大,最終所達到的力是很強的,鋼中氧活度平均值可達2106×10,最-6氫含量完全滿足不同鋼種的質量要求。大值不超過3×1

6、0,這個氧含量已完全滿足純凈鋼對氧含量的要求。實際情況鋼水所能達到的氧活度213鋼水脫氮[N]與理論相比還有一定的差距的,其原因是實際鋼水中碳脫氧是在鋼水熔池中進行,其中CO的分壓與鋼水的氮[N]通常也是鋼中的有害元素,高質真空室的真空度并不相等,另外在鋼液中碳原子的量鋼種對其含量也有要求,如管線鋼X70,一般客戶擴散速度不夠快,在一定的冶煉時間內并不能達到要求鋼中的[N]含量要低于60mg?kg有的甚至更反應平衡。由此可以認為,低碳高強度鋼在真空條件低,因此,對于煉鋼過程中氮的控制也是一項重要任下脫氧,鋼水中氧含量可達非常低的水平,完全達到務,真空脫氮的研

7、究更有其實際意義。理論研究認為純凈鋼水對氧的質量要求。真空脫氮及鋼水吸氮過程與氫的行為相同,符合平方根定律:212鋼水脫氫1?2N2→[N](7)氫對鋼的性能影響較大,尤其對高強度鋼種更lgKN=-564?T-11095(8)1?2是明顯,在冶煉過程中由于加入的原材料所帶的水a(chǎn)N=KN(pN)(9)分的影響,鋼中所溶解的[H]含量可達較高水平,尤式中KN是氮在鐵液中溶解平衡常數(shù),aN是氮在其對于已進行脫氧的鋼水其吸氫能力大大增強,對鐵液中的活度,pN是氣相中氮的分壓以大氣壓為單于在1600°C的鋼水中氫的含量可達2615mg?kg,位。若鋼水真空度為200P

8、a,鋼水溫度為1580°C,經(jīng)而在常溫固態(tài)鋼中其溶解