转炉及电炉炼钢2 - 图文(5)

2019-03-29 14:52

电炉炉顶装料器具目前多用料筐装料,对特大电炉可用加料槽装料。当用料筐装料时,料可一次或分几次装入炉内,为保护炉衬,加速炉料熔化,装料时应把大块料,重的料装在炉子中间,而将轻的炉料装在炉子的底部及四周。

料筐有扇形活底式(图9—14)和柔性底式(图9—15)两种。扇形活底料筐由刚性筐体1和两个扇形活底2组成。装料时,用钢绳把两个活底拉开,料就倒入炉内。柔性底料筐由刚性筐体1和数个钢板制成的扇形链片2组成,用废钢绳或圆钢把扇形链片锁在一起,装料时将钢绳烧断或抽掉,或用脱锁装置3将链片脱开,料就倒入炉内。我国多用柔性底料筐。

9.6炉外精炼的工艺原理和方法

9.6.1炉外精炼的工艺原理 炉外精炼的基本原理有两个:一是利用真空下碳氧反应进行脱碳和脱气。当温度和含碳量较高的钢水经初炼炉移到精炼炉后在真空下吹氧时,氧主要和碳反应,生成cO,而钢水中的铬不易被氧化,使铬的收得率提高,并能炼出碳含量较低的不锈钢。在真空状态下且容易除去钢水中氢和氮,利用碳氧反应脱氧。

如目前使用的VOD法、ASEA—SKF法、LF法、VAD法和RHOB法等均利用此种原理。

二是在常压下向钢液中吹入Ar(或其它惰性气体)的混合物,其中氧参与脱气反应,而惰性气体不参与化学反应从熔池中逸出,它的上升气泡相当于一个小真空室,这就降低了CO的分压,促进了碳氧反应的进行,使钢水中的含碳量迅速降低而获得含碳量极低的不锈钢,并且还能保护钢水中的铬不被氧化烧损。这种方法通常称为稀释气体脱碳法。利用这种原理工作有AOI)法、CLU法、CAS、CAS—OB、IR—UT法等。 9.6.2炉外精炼设备

目前炉外精炼设备方法已多达几十种,但其工艺原理不外乎是搅拌、加热、真空或气体稀释三方面的不同组合。下面仅介绍几种设备较简单,精炼效果较好的精炼方法。 9.6.2.1 真空提升脱气法(DH法)

真空提升脱气法,如图9—16a所示。其真空室下部有一个吸入管,当把吸入管插入钢水后,真空室抽成真空,并与外界有压力差,钢水在此压力差的作用下,沿吸入管升入真空室而达到除气目的。当压力差一定时,盛钢桶与真空室之间的液面差保持不变,然后提升真空室(或下降盛钢桶),便有一定量钢水返回到盛钢桶里。这样将钢水经过吸入管分批送入真空室内进行脱气处理。真空室多次升降,就可使钢水全部得到处理。目前世界上的真空提升脱气设备最大达360t,最小的只有10t。DH法真空脱气的特点是容量大,脱气过程中可以加热,能保持钢液温度,适合各种炼钢炉的钢液处理。因此,该法发展较快,据不完全统计,自1956年原西德赫施钢铁公司第一台DH真空脱气设备投产以来,目前世界上已有90多台,是应用较广的一种。

9.6.2.2真空循环除气法设备(RH法)

真空循环除气法是由原西德Ruhrstahl公司与Heraeus公司在1 957年首先使用的,故又称RH法,其工作原理如图9一16D所示。带有上升管与下降管的真空室插入盛钢桶内,在上升管一侧通入氩气,与钢液混合形成气泡,使上升和下降管之间产生压力差,从而带动钢液不断上升。钢液进入真空室内进行脱气,接着由下降管再回到盛钢桶内,这样盛钢桶内的钢水连续地通过真空室而进行循环,达到除气目的。 从实质来看,钢液的真空也是一种精炼,只是其功能限于把冶炼完毕的钢液进一步进行脱气。

RH法设备主要由真空室、加热设备、真空室旋转和升降设备、铁合金加料设备、抽空系统和电气、测量、控制仪表等组成,如图9—17所示。 A真空室

真空室是RH装置的关键设备之一,其室型参数的选定直接关系到精炼效果、精炼时间、设备作业率和精炼费用。真空室的参数应使钢水脱气效果好,在室内停留时间长,而热量损失小。

真空室(图9—17中2)外壳为焊接的钢制圆柱形容器,由上部、下部和插入管组成,各部分之间用法兰联接。真空室上部设有排气管、观察钢水处理过程的窥视孔、加合金料的漏斗以及与加热设备相连接的装置。插入管二根,一根是上升管,一根是下降管。为减小钢流循环阻力,一般上升管和下降管均是垂直设置。

真空室内部衬有耐火材料,其内形常见有圆柱形和倒锥形两种。倒锥形便于室内脱气,但目前一般采用修砌炉衬方便的圆柱形。而真空室底部一般采用平底。 真空室主要尺寸是它的内径和高度。其内径大小与钢水循环流量、插入管直径及钢水在真空室内停留时间等因素有关。真空室高度主要适应钢水处理时喷溅所需要的自由空间。表9—1列出了不同钢包容量的真空室有关参数。

B升降和旋转设备

精炼时.应先将真空室转至盛钢桶的上方,然后下降,将插入管插入钢水中,因而需设置真空室升降和旋转机构。如图9—18所示,真空室1通过金属悬挂在摆动臂2和3上,摆动臂可绕轴10转动,摆动臂尾部有平衡重¨。真空室升降机构6固定在旋转平台4上,电动机通过减速器传动两个相同的小齿轮,再转动两个固定在下摆动臂上的弧形齿轮5。因而可使摆动臂绕轴lO摆动,这样真空室可上下升降。

真空室的旋转是由旋转机构9实现的,通过电动机、减速器、开式齿轮传动而使旋转平台4绕立柱8转动。

上述利用真空室下降使插入管插入钢水的方法称为上动法。上动法的优点是设备比较简单、重量轻,但随着盛钢桶容量的增大,真空室也增大,若再用真空室升降,连接管处密封问题不易解决。这时可用液压装置来升降盛钢桶,此法称为下动法。故上动法适用于小型设备。

C合金加料设备

合金加料设备见图9—17所示。合金料仓7通过下口处电磁振动给料器,使合金进入称量漏斗6内,称量后,预定重量的料送入真空室顶部的双料钟真空漏斗5内,再经电磁振动给料器,溜槽加入真空室内。双料钟漏斗5可以使加料在真空状态下进行。

对碳、铝加入剂,一般用量较少,故将其装在几个容积较小的小料斗4内,由小料斗下面的旋转给料器3向真空室内加料。旋转给料器可以精确地调整加入剂的容量。

D真空泵系统

RH法对真空度要求不高,一般真空度在1 3.33~1 33.32Pa就能满足生产工艺要求。由于真空处理时,被抽气体中含有大量的烟尘,而且温度较高,而蒸气喷射泵无运动件,故不受烟尘及高温影响,运转可靠,使用寿命长。在冶金工厂中得到广泛应用。

蒸气喷射泵的结构原理如图9—19所示。工作蒸气在拉瓦尔喷嘴渐扩部分得到膨胀,蒸气压力能转变成动能,减压增速,并获得超音速。当被抽气体由真空室引入时,在混合室3内与高速蒸气混合。然后通过扩压器4,混合气体压缩,压强增加,从出口喷出。

如果要得到大的压缩量,可以串联多级喷射泵,在采用多级泵工作时,为了冷凝来自前级的混合气体,在各级泵之间设置有冷凝器,这样可减少蒸气消耗量及泵体尺寸。

9.6.2.3 CAS—OB法和IR—UT法

CAS—OB法是在原来CAS法的基础上增加了在隔离罩(浸渍管)内的吹氧。实践证明,CAS—OB法是一种高效率、能高速升温的新型炉夕}精炼工艺。与RH法相比,设备投资和

操作费用都有明显降低,在国内外已逐步推广应用。


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