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氩氧脱碳法AOD炉和脱碳精炼法VOD炉的区别

人气:4 发表时间:2021-12-31

AOD精炼法是氩氧脱碳法(argon oxygen decarburization)的简称。在精炼不锈钢时,它是在标准大气压力下向钢水吹氧的同时,吹入惰性气体(Ar,N2),通过降低CO分压,达到假真空的效果,从而使碳含量降到很低的水平,并且抑制钢中铬的氧化。适合生产低碳和超低碳不锈钢,易于将特殊钢中S含量控制在0.005%以下,AOD精炼炉可以进行二次炼钢,以达到精炼目的一般可以灵活添加或者减少相关元素;在冶炼过程中一般采用废铁和铁砂进行炼钢。产品质量相对较高,延展性能较好,做深冲的制品一般都采用精炼炉冶炼。


AOD和VOD的区别

AOD炉(argon oxygen decarburization furnace),氩氧精炼法的精炼设备,以该法英文名的缩写字母命名。


VOD炉的脱碳精炼主要由氧的供给速度(强度)、顶吹氧枪的高度、真空度(真空泵的启动台数)和底吹氩流量来控制。

1、工作原理不同:

(1)AOD炉体安放在一个可以前后倾翻的托圈上,由销钉固定。在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪,喷枪的数量根据炉子的吨位而有所不同,一般为2~3支。喷枪延长线的会合点与炉子的竖轴重合。喷枪由内管(铜质)及外管(不锈钢)两层组成,内管导入主吹炼气体(由ArO2。或Ar-N2组成),内管与外管之间的环形缝隙导入Ar、N2或空气起冷却作用以保护喷枪。喷枪是消耗式的,在筑炉时埋入耐火材料层,在冶炼过程中与炉衬同步烧损。吹入的氧气主要是用于氧化碳升温,吹入的氩气主要是强对流搅拌,还有生产高氮合金时可以进行吹氮进行合金化,既是可以进行冲氮,这对基本的生产21-4N类的钢种中节省了很多金属氮化物,如氮化络的加入量,节省很多生产成本。

(2)VOD炉脱碳过程分两个阶段,即真空吹氧脱碳阶段和真空脱碳阶段。在吹氧脱碳的初期首先发生约2分钟的脱硅,随后开始脱碳,此时为了防止大的喷溅堵加料管等问题,可采取高枪位(≤900mm)、减少氩流量的措施。吹氧脱碳速度与供氧强度、吹氩强度、起始碳量和钢水温度有关。起始碳为0.27%,平均脱碳速度0.0125%∕min,0.41%时为0.0188%∕min。底吹氩强度达到0.01~0.02Nm3∕(t·min)的强搅拌不仅可以减少铬的氧化,而且可以明显地提高脱碳速度。当钢中的碳含量达到0.08%后应进行真空脱碳,要求的终点碳越低,真空度也越低,脱碳时间越长,一般为15~30min。


2、效果不同:

(1)AOD炉体用镁钙砖或者铬镁砖或富镁白云石砖砌筑;喷枪周围采用质量更高的电熔铬镁砖砌筑,以承受高温及钢液冲刷。可移式炉帽用铬镁砖或铝镁砖砌筑,也可以用耐热混凝土浇灌。炉膛的尺寸比例大致是:熔池深度:炉膛直径:炉膛总高一1:2:3。炉子在前倾一定角度的情况下,由转移钢包倒入初炼钢水,此时气体喷枪处于钢液面以上。炉子恢复到直立位置时,喷枪没入钢水深处,开始吹气精炼。精炼完成后,仍经炉帽出钢。

(2)由于VOD炉的脱碳是在真空缶中进行的,因此VOD炉的操作必须采用自动化控制。其中终点碳的控制对整个冶炼过程的顺利进行和成品碳含量的控制都是极其重要的。终点碳的判定主要有废气分析法和气相定碳法。废气分析法是用红外线分析仪分析废气中的CO、CO2及O2成分,并参考真空度的变化,以控制VOD的精炼过程。这种方法能准确地确定停吹氧时间,而且不受设备具体条件的限制。气相定碳法是测定废气总量及其CO、CO2的含量,用以计算出碱含量随时间的降低曲线,达到终点碳后停吹氧。