VODC法

VODC法

VODC法(Vacuum Oxygen-Argon Decarburization Converter),是轉爐真空吹氧脫碳法的簡稱。是德國於1976年開發的,其目的主要在降低AOD法冶煉不鏽鋼過程的巨大氬耗量(15~20m3/t)。

基本介紹

  • 中文名:VODC法
  • 外文名:Vacuum Oxygen-Argon Decarburization Converter
  • 發明時間:1976年
  • 原名:轉爐真空吹氧脫碳法
  • 對比:AOD、VOD
  • 作用:提高鋼的純淨度
背景介紹,設備,精煉過程,重要作用,

背景介紹

從世界範圍來看,鑄鋼生產上採用爐外精煉技術,是以冶金工業的發展為基礎的。目前國內外在鑄鋼生產方面套用較多的是氬氧脫碳精煉(AOD)法,其次是真空氬氧脫碳精煉(VOD)法以及由這兩種方法結合而成的真空氬氧脫碳轉爐(VODC)法。鋼包噴粉精煉(SL)法也逐漸被引入到鑄鋼行業中來。我國近15年來,在鑄鋼生產中也愈來愈多地採用爐外精煉技術。
在一些生產鑄鋼件的廠家中,已有近10台AOD精煉設備已經建成投產或正在建造之中一。這些精煉設備主要是用來生產不鏽鋼鑄件的。VOD和VODC精煉設備在鑄鋼行業中也有套用,其中有容量達100t的大型VOD爐,也有容量為3t的小VOD爐,還有容量為5.5t的VODC爐。此外,在重型機器製造廠中,有採用容量為20t的鋼包電弧加熱(LF)精煉爐的,也有採用鋼包噴粉精煉爐的,用於生產大型鑄鋼件。可以預料,今後將會有更多的精煉工藝和設備,在我國的鑄鋼生產行業中得到套用。

設備

真空氧氬脫碳轉爐精煉法一般簡稱為VODC(Vacuum Oxygen-Argon DecarburizationConverter)法。VODC精煉方法所用的設備實際上是VOD爐與AOD爐的結合,也可說是AOD爐(或VOD爐)的變種。
VODC精煉法所用的設備見下圖。
VODC設備VODC設備
其容器的形狀和爐體轉動裝置與AOD爐基本相同。不同之處是這種方法採用從容器底部吹氬。而從頂部吹氧。此外,在容器的上方有一個可以移動的真空罩。當需要對容器抽吸真空時,可將容器轉至豎直位置,將真空罩平移至容器口的位置,然後將罩壓緊在容器口上,實現罩與容器之間的密封,然後抽吸真空。當不需要抽真空時,可將真空罩從容器口處鬆開,並將罩移走。

精煉過程

VODC法的精煉過程可大體分為兩個階段:
前一階段是在不加真空條件下進行氧氬脫碳的過程,待鋼液含碳量接近(稍高於)鋼的規格成分要求時,將真空罩蓋上,進行後一階段。即在真空條件下,進行吹氬精煉,進一步清除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物,並將超過規格的一小部分含碳量氧化掉。在添加合金進行鋼的化學成分調整後,即可鬆開和移走真空罩,傾爐出鋼。
這種方法特別適用於冶煉低合金鋼。VODC法在生產套用方面比VOD法更為靈活和方便。這種精煉方法目前在鑄鋼生產方面套用得還較少,但可以預料,它在今後會得到更多的套用。

重要作用

1、提高鋼的純淨度
鑄鋼件的內在質量與鋼液的純淨度有很大的關係。近年來,國內外在生產高強度鋼和超高強度鋼方面,日益強調對鋼中氣體和非金屬夾雜物的控制,提出了“清潔鋼”的要求。在一般的煉鋼方法中,為了清除鋼液中的氣體和夾雜物,是利用脫碳反應形成的鋼液沸騰,而為此就需要使鋼液強烈氧化,而下一步為了除去鋼液中殘留的大量的氧[FeO],就需要將鋼液進行脫氧,並因此又產生大量的夾雜物,這是在一般煉鋼方法中難以解決的矛盾。採用爐外精煉方法,以真空和惰性氣泡來代替一氧化碳氣泡的作用來實現精煉的過程,從而免除了採用脫氧劑進行脫氧的工藝要求,這就從根本上改革了煉鋼的工藝,而所煉得的鋼液在純淨度方面大幅度提高,因而鋼的力學性能,特別是韌性有很大的改善。
2、減少合金元素的燒損
在採用電弧爐(平爐等)與爐外精煉相結合的煉鋼工藝方法中,合金元素(鐵合金、純金屬),一般都是在爐外精煉過程中加入的。在真空或惰性氣體作用下,合金元素的損耗極輕微,因而合金元素的收得率極高。同時也便於準確控制鋼的化學成分。
3、為冶煉超低碳鋼開闢了途徑
在一般的煉鋼條件下,鋼的含碳量難以降得很低。這是由於在鋼液中存在有碳一氧平衡關係。如果要鋼的含碳量很低,則鋼中的含氧量必然會很高。而這將會加重還原期脫氧的負擔,並使鋼的質量惡化。採用爐外精煉,依靠真空和惰性氣體的作用,可以作到既要降碳,又不增氧,因而從根本上解決了低碳(C<0.06%)型和超低碳(C<0.03%)型鋼種的冶煉問題。這就為生產例如工業純鐵、電工用矽鋼和超低碳不鏽鋼等含碳極低的鋼種,提供了良好的工藝條件和對質量的可靠保證。

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