6.1 Краткое описание процесса циркуляционного вакуумирования стали

Первое промышленное оборудование для циркуляционного вакуумирования стали (RH-процесс, RH) было введено в эксплуатацию в 1959 г. в Германии. Аббревиатура RH составлена из первых букв в названиях фирм «Ruhrstahl» (металлургическое предприятие) и «Heraeus» (производитель вакуумных насосов).

В настоящее время RH-процесс используется преимущественно в кислородно-конвертерных цехах. Как правило, установки RH имеют оборудование для ввода в металл внутри вакуумной камеры раскислителей и легирующих. Ферросплавы подают через вакуумный затвор без изменения давления в камере. Наличие такого оборудования позволяет решать следующие задачи:

• обезуглероживание металла при производстве низкоуглеродистых марок стали и стали с ультранизким содержанием углерода;
• удаление водорода и корректировка химического состава стали.

Схема оборудования установки RH показана на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Схема оборудования установки RH: 1 – вакуумная камера; 2 – ковш; 3 – система подачи легирующих; 4 – телевизионная камера; 5 – графитовый стержень; 6 – подача аргона; 7 – охладитель газа; 8 – шарнирное соединение; 9 – пароэжекторный насос; 10 – конденсатор влаги; 11 – водокольцевой насос; 12 – клапан для рециркуляции отходящих газов; 13 – дожигание оксида углерода; 14 – водосборник

Металлургические процессы протекают в предварительно нагретой, футерованной вакуумной камере, к днищу которой крепятся два футерованных изнутри и снаружи патрубка. В верхней части камеры расположен газоотводящий канал, который через охладитель газов соединен с вакуумными насосами.

В начале обработки патрубки вакуумной камеры погружают в металл на заданную глубину, после чего включают вакуумные насосы. Благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением внутри вакуумной камеры металл поднимается вверх, заполняет патрубки и поступает в вакуумную камеру. Глубина погружения патрубков должна обеспечивать высоту слоя металла над поверхностью футеровки днища камеры около 0,3 м. При низком давлении над поверхностью расплава внутри вакуумной камеры протекают процессы вакуумно-углеродного раскисления, удаления водорода и азота путем диффузии к поверхности металла, адсорбции, молизации и десорбции в газовую фазу.

Для дегазации всего количества металла в ковше и равномерного распределения в нем раскислителей и легирующих металл должен непрерывно циркулировать из ковша в вакуумную камеру и обратно. С этой целью через тонкие трубки, заложенные в футеровку одного из патрубков, внутрь его подают аргон. При этом объемная плотность газо-металлической смеси в нем становится меньше плотности металла во втором патрубке, а высота металла над подводящим патрубком увеличивается. Через него в камеру непрерывно поступают порции металла, который подвергается дегазации и через отводящий патрубок возвращается в ковш.

Подача раскислителей и легирующих на чистую от шлака поверхность металла внутри вакуумной камеры обеспечивает высокое и стабильное их усвоение. Внутри камеры эти добавки растворяются и вместе с вытекающим из нее металлом попадают в ковш. Для усреднения химического состава металла в ковше обычно требуется не более трех минут.

6.1 Краткое описание процесса циркуляционного вакуумирования стали