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1、http://www.gtjia.comRH真空精煉原理及工藝簡(jiǎn)介孫利順（唐山鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心唐山郵編063016）摘要：本文簡(jiǎn)要分析了RH真空處理的鋼水循環(huán)“氣泡泵”原理、真空脫氣原理、真空脫氧原理、真空脫碳原理與合金化原理，介紹了本處理、輕處理、深脫碳處理等處理模式。關(guān)鍵詞：真空精煉；氣體；夾雜物1鋼中的氣體、非金屬夾雜物及其對(duì)鋼質(zhì)量的影響鋼中除了含有各種常規(guī)元素和合金元素外，還含有微量的氣體(氫、氮和氧)及非金屬夾雜物。由于氧在鋼中與合金元素結(jié)合成各種類型的氧化物以非金屬夾雜物形式存在于
2、鋼中，所以鋼中的氣體通常是指溶解在鋼中的氫和氮，其含量大致波動(dòng)在1—100ppm之間。雖然鋼中氣體和非金屬夾雜物的含量不高，但對(duì)鋼的質(zhì)量和性能會(huì)產(chǎn)生較大影響，甚至導(dǎo)致鋼材報(bào)廢。1．1氫對(duì)鋼質(zhì)量的影響鋼中含氫有害無利，它對(duì)鋼的不良影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面；(1)氫脆。氫脆是氫對(duì)鋼的機(jī)械性能不良影響的重要表現(xiàn)。隨著鋼中含氫量的增加，鋼的強(qiáng)度特別是塑性和韌性將顯著下降，使鋼變脆，稱為氫脆。氫脆隨鋼強(qiáng)度的增高而加劇，因此對(duì)高強(qiáng)度鋼來說，氫脆尤為突出，高強(qiáng)度鋼平均含氫量不到1ppm就可能出現(xiàn)氫脆。(2)白點(diǎn)。
3、氫以氫原子形式溶解在鋼中，在鋼液中的溶解度比在固態(tài)鋼中大得多。當(dāng)溫度下降時(shí)，氫在鋼中的溶解度降低，氫原子便擴(kuò)散到顯微孔隙、夾雜物附近或晶界間，結(jié)合成氫分子(2[H]={H2})。氫分子在該處不斷地聚集，同時(shí)產(chǎn)生巨大的壓力，當(dāng)其聚集壓力超過該處鋼的強(qiáng)度極限時(shí)，產(chǎn)生裂紋，使鋼的機(jī)械性能(特別是塑性)降低，甚至斷裂。裂紋的部位常呈銀白色圓點(diǎn)，稱為白點(diǎn)。(3)鋼中含有較多的氫還會(huì)使鋼錠產(chǎn)生點(diǎn)狀偏析，以及使鋼錠上漲或產(chǎn)生內(nèi)部疏松。1．2氮對(duì)鋼質(zhì)量的影響氮對(duì)鋼質(zhì)量的影啊表現(xiàn)為不良和有益兩個(gè)方面。不良影響主要表現(xiàn)在
4、以下幾個(gè)方面：(1)氮使鋼產(chǎn)生時(shí)效硬化。氮在低溫下它是過飽和狀態(tài)，必然從鋼中析出。但是鋼中的氮不是以氣體存在，而是呈彌散的固態(tài)氮化物緩慢地從鋼中析出，逐漸地改變著鋼地性能，使鋼的強(qiáng)度和硬度增加，塑性和沖擊韌性顯著降低，這種現(xiàn)象稱為老化或時(shí)效。。老化時(shí)還引起磁導(dǎo)性降低，電阻增大。(2)鋼中含氮是導(dǎo)致藍(lán)脆的主要原因。所謂藍(lán)脆是指在250—450℃這個(gè)溫度范圍內(nèi)鋼的強(qiáng)度升高，沖擊韌性降低；由于鋼在這個(gè)溫度下加熱時(shí)，表面發(fā)藍(lán)而得名。(3)鋼液中含氮高時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鋼錠疏松甚至產(chǎn)生氣泡，如果皮下氣泡距鋼錠表面太近，
5、熱軋時(shí)容易引起開裂使鋼錠報(bào)廢。(4)在氮和氫同時(shí)存在的條件下，使氫的腐蝕更加劇烈，這是由于氮能生成比碳化物更穩(wěn)定的氮化物，使碳從碳化物中分解出來。從而加快了氫和碳的反應(yīng)。1．3氧對(duì)鋼質(zhì)量的影響氧在鋼中主要以FeO形式存在。氧對(duì)鋼性能的影響即破壞鋼錠的合理結(jié)構(gòu)，降低鋼的機(jī)械性能(如鋼的塑性、韌性)，殘留在鋼中的FeO能同鋼中的FeS形成910℃的低熔點(diǎn)共晶體(機(jī)械混合物)，分布在晶界上，從而加劇硫?qū)︿摰臒岽嘈浴?．4非金屆夾雜物對(duì)鋼質(zhì)量的影響鋼中非金屬夾雜物按其化學(xué)成分不同可分為氧化物、硫化物、氮化物等
6、，而以氧化物(如FeO，SiO2，Al2O3http://www.gtjia.com)，硫化物(主要是FeS，MnS)以及它們組成的各種不同成分的硅酸鹽等復(fù)雜化合物，占鋼中夾雜物的絕大部分。按鋼中夾雜物來源可分為內(nèi)在夾雜物和外來夾雜物兩類。內(nèi)在夾雜物是鋼水在熔煉和冷凝過程中物理化學(xué)反應(yīng)生成的、未能從鋼水中排除的反應(yīng)生成物，如MnO、SiO2、MnS、TiN等，這是鋼中非金屬夾雜物的主要部分。外來夾雜物是在熔煉、出鋼和澆鑄過程中落入和混入鋼水的耐火材料和爐渣(如與生鐵、廢鋼等一起進(jìn)入爐內(nèi)的非金屬物質(zhì))。
7、鋼中非金屬夾雜物所占數(shù)量或總體積雖然不多，但它們?cè)阡撝谐湿?dú)立存在，與鋼本身性質(zhì)完全不同，它破壞了鋼的基體的連續(xù)性，造成了組織上的不均勻，從而降低了鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性，使鋼的冷熱加工性能乃至某些物理性能變壞。2RH真空處理的意義隨著氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐幾十年的發(fā)展，該種煉鋼法的生產(chǎn)節(jié)奏、鋼的冶煉品種與質(zhì)量等都己基本挖掘到極限。而現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼的產(chǎn)量、品種和質(zhì)量等又提出了越來越高的要求，這就迫使煉鋼工作者尋求新的煉鋼工藝，于是產(chǎn)生了爐外精煉法(即二次冶煉)。爐外精煉是把由煉鋼轉(zhuǎn)爐初煉的鋼水倒入鋼包或?qū)Ｓ萌?/p>
8、器內(nèi)進(jìn)一步精煉的一種方法，即把全部冶煉任務(wù)只由轉(zhuǎn)爐完成的一步煉鋼法，轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)爐只承擔(dān)熔化、粗脫碳、去磷、初調(diào)成分及溫度等初煉任務(wù)，然后通過二次精煉，完成脫氣、脫硫、脫磷、脫碳、合金微調(diào)、溫度調(diào)整等功能的分步煉鋼法，從而大大地縮短了轉(zhuǎn)爐的冶煉周期，提高了鋼的質(zhì)量，并能生產(chǎn)出用一步煉鋼法不能生產(chǎn)的某些鋼種(如超低碳鋼等)。實(shí)現(xiàn)了高效、低耗、優(yōu)質(zhì)和多品種的最佳化生產(chǎn)。爐外精煉法起始于二十世紀(jì)50年代初期，80年代后獲得了迅速發(fā)展。RH真空處理是眾多的爐外精煉法
