IR—UT法是继CAS—OB法后新开发的又一新型的炉外精炼方法。该技术设置了吹氧枪和供搅拌(或喷粉)用的浸入式两支枪。钢水加热后,可同时进行脱硫和夹杂物形态的调整操作。
A CAS—OB法的工艺原理
原CAS法是一种钢包内的成分微调法,系日本新日铁八幡技术研究所开发的新技术。这种精炼工艺除保留以往向钢包内喷吹惰性气体均匀钢水成分和温度的功能外,还能进行成分微调,并可提高合金元素的收得率和消除钢中大型夹杂,无需复杂的真空设备。
CAS法存在不足之处是钢水易降温,为补偿CAS法工序中的温降,在隔离罩上再增加一支氧枪进行吹氧,故称为CAS—OB法。其工作原理如图9—20所示。处理时,先将钢包运至处理站,对位后,由钢包底部的透气砖强吹氩气,吹开钢液表面渣层后,立即下罩,同时测温,取样,加入合金元素,进行搅拌。吹氩结束,将隔离罩提升,待钢水合格后即可进行浇铸。在处理过程中,为使钢水保持一定温度,上部氧枪还需吹氧,进行加热调温,其对钢水的加热属化学加热法,利用加入的铝或硅铁与氧反应所放出的热量,直接对钢水进行加热。故其操作方便,且成本低、效率高。
生产实践证明,采用CAS—OB法加铝时,钢水升温速度可达到5~10℃/min,对小钢包则可达20℃/min。由于实现钢水再加热,则有助于转炉降低出钢温度,提高炉龄和钢质量,并可协调转炉和连铸的生产,促进多炉连浇,提高劳动生产率。
在CAS—oB法操作中,应注意吹氩量和压力确保冲开包内渣面。此外,必须让吹氩后露出的钢液面正好与放下的隔离罩同等面积或略大些,确保罩内无渣,这样就能使加入合金元素不被烧损而直接进入钢液中。但吹氩量也不能过大,否则会导致钢液喷溅。如国内300t钢包,每包吹氩量约4m(300~400L/min)。
B IR—UT法工艺原理
IR—UT法主要由氩枪和提升装置、氧枪和提升装置、带隔离罩的包盖和提升装置、喷吹(石灰粉、Ca—Si粉)罐及软管、合金料仓、除尘系统等组成,如图9—21所示。
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IR—UT法的主要特点是取消了钢包底部的多孔透气砖,氩或其它惰性气体由上部喷枪吹入,使钢水得到强烈搅拌,使钢液成分均匀。
IR—UT法配置有光谱显示仪、风动送样装置,可根据原始成分分析结果与目标成分范围,自动地加入所需合金原料。
同CAS—OB法一样,氧枪向钢包中吹入氧气后和铝反应放热,使钢水迅速加热。如对10t或25t小钢包,当吹氧量在41~48m/h时,钢水加热速度可达20℃/min。若钢水过热度较大时,还可通过磁盘吊车加入冷却废钢,使钢温得到调整。
由于这种设备配置有喷粉罐,能使钢水含硫量降至0.001%~O.010%的水平。此方法因取消了底部吹氩用的孔砖,所以不必在处理前连接透气砖管线,并解决了透气砖处的漏钢问题。表9—2和图9—22分别示出了不同钢包容量的加热速度和夹杂物的下降情况。
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9.6.2.4 钢包精炼法(ASEA—SKF)
前述RH法由于增加了动力因素,使钢水中气体含量降低,但在真空脱气中钢水温度下降较大。为获得纯净度高的钢,必须对钢水升温。1965年瑞典滚珠轴承公司(SKF)与佛斯特罗电炉厂(ASEA)合作,建成了具有电极加热,电磁搅拌动能的新装置,称为ASEA—SKF法。
A精炼方法
其工艺流程如图9—23所示,将初炼炉的钢水,在含碳量和温度合适后倒入专用钢包中,将钢包吊入搅拌器内进行脱气(9—23b),并除掉初炼炉熔渣、造新渣。然后在电磁搅拌的钢包内进行电弧加热1.5h左右,盖上真空盖进行真空脱气15~20min,同时进行电磁搅拌。脱气后加入合金调整钢水成分,必要时还进行脱硫、真空吹氧脱碳,最后将钢水加热到要求温度进行浇铸。精炼时间一般在1.5~3h。
B设备组成
钢包精炼炉由钢包和钢包车、感应搅拌装置、电弧加热系统、真空密封炉盖及真空系统、铁合金加料装置等组成。此外,根据工艺要求还可配有吹氧、吹氩装置、扒渣机等辅助设备及仪表控制系统等。
钢包精炼炉型式有两种:一种是钢包固定式(或称炉盖旋开式),钢包放在固定的感应搅拌器内,加热炉盖与真空炉盖分别旋转与钢包配合,如图9—24a所示。另一种是钢包移动式,将钢包与搅拌器放在钢包车上,当钢包车移动时,分别与固定在一定位置上的加热炉盖和真空炉盖相配合,而加热炉盖和真空炉盖对钢包只作上下运动,如图9—24b所示。台车移动式比较灵活,应用较多,而固定或只有较小吨位的炉子才使用。
钢包精炼炉的主要优点是:由于采用电磁搅拌,钢水成分均匀,偏析少,真空脱气效率高;生产品种多,如优质碳素钢和各种合金钢,设置吹氧装置还能精炼出含碳量极低的不锈钢。此法缺点是电磁搅拌装置较贵,钢包结构复杂,造价高;精炼时间每炉需1.5~3h,故生产率低。
自日本大森厂把钢包精炼法设备中造价昂贵的电磁搅拌装置改为氩气搅拌后,出现了