补充资料：钢液真空处理

钢液真空处理
vacuum treatment

　　薰敷羹薰gangye Zhenkong ehuli Mn、Cr士0.02%，Ni、Mo士0.01%，AI士0.0025%。对钢液真空处理(vacuum treatment)将钢成分的这种严格要求只有通过炉外精炼才能达到。液置于低于大气压力条件下进行冶炼操作的一种炉外(4)将碳脱至极低程度(C<0.01%)，以提高钢的精炼技术。一般来说，只有当钢液表面的压力低于深冲性能电磁和耐腐蚀性能，这对铬镍不锈钢更具有10oPa时方可取得显著的处理效果。重要的意义。 随着现代科学技术的发展，尤其是原子能工业，宇(5)将磷、硫脱至极低程度，以提高钢的冲击性能、宙空间技术、海洋钻探技术、燃气发动机技术、汽车工减少层状断口，消除回火脆性，及连铸坯表面缺陷。业、飞机制造业、高速列车等高技术工业的迅速声展，(6)控制硫化物和氧化物夹杂形状，可以减少机械对钢铁材料的寿命、可靠性提出了越来越高的要求。而性能的方向差别，防止氢致裂纹以及浇注过程的水口钢中某些元素的存在是危害钢铁材料的可靠与长寿的堵塞。重要因素，而其中有些元素在大气条件下进行的冶炼(7)利用真空铸锭和真空保护浇注，防止钢液的二无法去除，因此在20世纪50年代初，人们提出了真空次氧化。处理方法。早期的钢液真空处理设备很简单(如图)，真碳氧反应反应方程式为空处理效界并不明显。自50年代末期大功率蒸汽喷射〔C〕+〔O〕一CO气泵间世后，钢液的真空处理技术有了较大发展。现代科此反应是溶解在钢液中的碳与钢液中的氧反应生成不学技术的发展，促进了真空处理工艺的迅速发展，在工溶解于钢液中的气体生成物co。降低钢液表面的压业发达国家，经真空处理的钢产量已达60%以上。已力，也即降低co的分压力就可以促反应向右进行。在采用的钢液真空处理技术有:钢液真空脱气、钢液倒包一定含碳量的条件下真空处理钢液，就可以使钢液中真空处理，钢液真空提升脱气法(DH法)、钢液真空循的氧含量不断降低。工业规模真空处理的钢液，可使钢环脱气法(RH法)以及真空铸锭。中氧含量达10只10一6的水平。这就是真空碳脱氧的过 程。如果向钢液中不断吹入氧气，就可以不断脱除钢中 /一\的碳。这就是真空下吹氧脱碳生产低碳钢的原理。真空 ‘，_Ll脱气反应双原子气体(主要指氢和氮)在金属中 }1{mm排*二，的溶解度服从西华特定律，即与该气体在金属表面的 川竹卜一百飞:二君户、川一分压力的平方根成正比: 日l饥v0介川l〔%H〕一KH、/力H_ }l}、U。了。uI!〔%N〕一KN、/力N_ 匹呈里墓到二三一一」式中KH、尤N为与温度有关的常数。在一定的温度下， 钢液表面H:或NZ的分压降低100倍，就可以使HZ或 早期的钢液真空处理装置示意N。在钢液中的溶解度降低10倍。工业规模的真空处组毅 155中富集，如钢中的Ni、CO、P等就容易富集。 耐火材料与钢液之间的反应耐火材料一般由Mgo、A1203、5102、zroZ等组成，而钢液中含有一定的 碳量，因此在真空条件下，钢液中的碳就可能还原耐火 材料并发生耐火材料的分解反应，如: Mg。固一Mg气+音02气一A1203固一ZAI。气+合02气 5102固一510气+合02气 由于耐火材料的分解向钢中供氧，钢液中的氧含量就会增加，当真空下碳氧反应进行到一定程度时，耐火材料向钢液中的供氧与氧的脱除达到动态平衡，脱氧过程虽在进行，但钢中氧含量却保持一定的数值，不再发 生变化。 促进反应的措施为了获得好的处理效果，缩短真空处理时间，采用了各种改进措施，如电磁搅拌和吹气搅拌。在搅拌的作用下将含氧、氢、氮高的钢液尽快输送到气液相界面以加速反应过程，而吹入的气泡也可以作为形核核心，每个小气泡又相当于一个小真空室，更加速反应去气的过程。 有了各种现代化的真空处理设备，钢液真空处理 的水平不断提高，表现在处理量不断增加，同时钢中.氮、氢、氧等杂质的含量下降到很低水平。现在已可使 钢中总氧量达2火10一6，大批量生产的钢中，总氧量可达5只10一6，氢达0.5 x10一“，氮达10x10一气由于钢中 有害杂质的不断降低，钢材的使用寿命与可靠性都大大提高。以轴承钢为例，当钢中总氧量由30x10一G降 至15又10一6，其疲劳寿命(Llo)提高5倍;降至10只 10一“，其疲劳寿命提高15倍;降至5只10一“，其疲劳寿命则可提高30倍。 通常钢水表面总是有一层渣覆盖，由于渣层的静 压力作用，增大了气泡形核阻力。因此真空处理时要少 带渣或者不带渣。LF炉、ASEA一SKF精炼炉和VAD 炉处理钢水时，钢水表面总要带渣，而RH法、DH法 是将钢液抽进真空室进行处理，钢液完全暴露在高真 空气氛中，故它们的脱气效果优于LF炉、ASEA一 SKF精炼炉和VAD炉。 (王平马廷温)
　　

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