(1) 预抽真空
新日铁名古屋厂的实践证实,预抽真空可以消除初始阶段脱碳速率的滞止,使脱碳速率在RH开始处理后迅速达到高的水平,如下图所示。预抽真空循环开始的时间要比没有预抽缩短0.5min。
(2) 提高压降速率
RH处理所能达到的最终碳含量几乎完全取决于压降制度,压降速率对最终碳含量的影响远大于极限真空度的影响。
对于初始碳含量大约为0.03%,采用压降方式Ⅰ在15min内碳含量可以降到12×10-6,而采用压降方式Ⅲ则只能降低到50×10-6 。
(3) 提高循环流量
提高钢水循环流量是加速RH脱碳的主要手段。提高提升气体流量,增大浸渍管直径,降低真空室压力,均能增大循环流量,加速脱碳速率,其中浸渍管直径变化的影响最大。浸渍管内径和提升气体流量对循环流量的影响如下图所示。
宝钢2#RH由于增大了浸渍管内径和提升气体流量,抽真空能力也有所提高,经过这些方面的改进提高了 RH 脱碳速率,缩短了脱碳时间,降低了最终的碳含量。
(4) 吹氧强制脱碳
由于在脱碳反应的前半期,脱碳反应受传氧速率的限制,通过顶枪吹氧供给氧气,不仅可以提高氧的供给速率,还可以增加反应界面面积,能够明显促进脱碳反应的进行。
由上图可以看出,脱碳处理初始阶段采用KTB吹氧可以明显提高脱碳速率。采用KTB和不采用KTB的表观脱碳速率常数分别为0.35min-1、0.21min-1,而且由于采用KTB吹氧技术提高了脱碳速率,可以使脱碳处理时间缩短了3min。
(5) 增加反应界面面积
a) 增加真空室内径
因为脱碳反应是在真空室内进行,所以脱碳反应的容量系数与真空室断面积成正比例关系。增加真空室内径,可以明显增加脱碳反应的反应界面,促进脱碳反应的进行。国外很多厂家都在旧有RH设备的基础上对真空室进行扩建,大幅度提高了RH的脱碳能力。
b) 向真空室内吹入Ar气
通过向真空室侧吹Ar气,反应界面面积比不吹Ar增大了约1.6倍,使碳含量可以在10min内由200×10-6降至10×10-6。
c) 向真空室钢液表面喷吹铁矿石粉
通过顶吹喷枪以氩气为载气向真空室钢水表面喷入铁矿石粉可加快脱碳进程。在脱碳反应中,进入钢水的铁矿石颗粒,可以作为CO气泡的形核核心及氧源,会显著增加界面反应面积,可以显著提高脱碳速率。
d) 吹氢
日本千叶厂在260t RH脱碳处理后期,吹入氢气,促进了真空室内钢水气泡形成和金属-气相之间的界面积,经过20min的脱碳处理,最终碳含量平均值可以降至10×10-6,在平均25min内可使碳降至7×10-6。
——本文摘自文献综述