冶金行业VOD精炼法详解课件.ppt

1、(以188型低碳不锈钢的炉外精炼为例，详解VOD法）目录:1、VOD法2、VOD法设备3、工艺流程图解4、操作工艺5、真空氧气脱碳精炼工艺分析6、VOD工艺效果及存在问题7、AOD法与VOD法比较一种在真空条件下吹氧脱碳并吹氩搅拌生产高铬不锈钢的炉外精炼技术。是真空吹氧脱碳法的简称，VOD法是在真空减压条件下顶吹氧气脱碳，并通过包底吹氩促进钢液循环，在冶炼不锈钢时能容易的把钢中碳降到0.020.08范围内而几乎不氧化铬。并对钢液进行真空处理，加上氩气的搅拌作用，反应的动力学条件很有利，能获得良好的去气、去夹杂物的效果。1965年联邦德国Edelstahlwerk Witten公司于1965年开

2、发的(50tVOD炉)。世界VOD炉的总数已有50台以上，容量在5150t之间，最大的是日本新日铁八幡制铁厂的150t VOD炉。中国采用VOD法精炼虽起步较晚(1978年在大连)，但也有了一定的基础和规模，除大连外，重庆、上海、抚顺、西宁、北京等均先后建有VOD炉，并各自取得了具有本厂特色的经验。1一氧枪；2一取样、测温13一热电偶；4一氩气 5一钢包；6一合金料仓7一罐盖；8一防溅盖 9一废气排出0；10一废气温度测量；ll一真空罐；12一滑动水0；13一冷却水泵；14一EMK电池；15一循环泵（图（图1）VOD炉炉(罐式罐式)设备概观设备概观工艺流程 VOD炉可以与电炉双联，也可以与转炉

3、双联其精炼过程的主要特点是碳一氧反应的产物为C0气体，可在真空处理中被抽走，从而促进脱碳，达到抑制铬氧化的目的。电炉一VOD双联法 正常进行精炼的关键是正确地控制初炼钢水的成分和开始吹氧的温度，采用合理的真空吹炼参数及准确地控制吹炼终点。初炼钢水的碳含量主要取决于包衬和透气砖材料的质量，耐火材料质量高时，可将碳含量控制高一些，这样有利于更多地使用高碳铬铁。在耐火材料质量不高的条件下，开始吹氧的碳含量以控制在0304为宜。铬含量控制在上限。硅含量不应太高，否则会使冶炼时间拖长，实际硅含量控制在04以下。硫、磷含量应低于规格。电炉出钢时，利用同炉渣洗可进一步把硫降低(0015)。然后将炉渣扒除，以

4、便吹炼时氧气流可以与钢液面直接反应并防止回硫。此后，将钢包吊入真空罐内，通氩气搅拌钢水，开始抽真空，当真空度达到0013002MPa时，开始吹氧，此时氧压为049059MPa，氧枪距钢水面高度为10m以上，吹炼过程中固定不动。开始吹氧的温度随钢种和碳含量而定；吹炼超低碳不锈钢时取浇注温度的下限或稍低，而吹炼纯铁及不含铬的合金时，则应略高于浇注温度，实际开始吹氧的温度控制在以下范围：不锈钢15501580；纯铁15801620；镍(钴)合金15601570。生产中用氧浓差电势E、真空度声及废气温度f的变化控制精炼过程，其控制实例见图2。工艺流程中停氧后的操作有三种方式(图3)。实践证明，方式的效

5、果较好。从图2中可以看出，开始吹氧后，氧浓差电势E会上升到600800mV之间，真空度声和废气温度f也会上升，当停氧前E、声和t则会下降；加合金和渣料等后，进一步抽真空中，E和P还会再度升高起来，这就是进行真空碳脱氧的明显标志。转炉一VOD双联法 工艺流程见图4。将经过预处理的铁水倒入转炉后，首先进行一次吹炼，熔炼基体钢水，脱除Si，C和P。然后为了防止回磷，出钢以便排掉脱磷后的炉渣，接着向钢水中加入熔融的高碳FeCr，继续进行二次吹炼脱除Si和C。为了防止铬的烧损，对SHS430来说，二次吹炼停吹时的碳量应为0406之间，而温度应在1770以上，然后从转炉出钢，向真空罐内的钢包倒包以除去炉渣

6、，进而合上真空盖，达到适当的真空度后，开始吹氧脱碳。真空吹氧结束后，继续吹氩进行真空碳脱氧。最后加合金和脱氧剂，调整成分并进一步吹氩搅拌，使钢中最终含氧量降低到(3040)10-6。有时为了脱硫，还可向钢包中加入石灰、萤石等渣料。用VOD炉可将有害元素脱除到以下范围(10-4)：C3300IS30；H125；O3050；N1580。A 初炼钢水初炼钢水a LD转炉作为初炼炉 将脱硫铁水、废钢和镍（按规格配入）倒入转炉进行一次脱碳，去除铁水中硅、碳和磷后，进行出钢除渣，以防回磷。然后倒回转炉内，加入高碳铬铁（按规格配入），再进行熔化和二次脱碳。终点碳不能太低，否则铬的烧损严重，通常控制在0.40

7、.6。停吹温度保持在1770以上，将初炼钢水倒入钢包炉内。b 电弧炉作为初炼炉 炉料中配入廉价的高碳铬铁，配碳量在1.52.0（应配入部分不锈钢返回料，如全部用高碳铬铁，则钢水熔清后含碳量高达2.0以上）。含铬量按规格上限配入，以减少精炼初期补加低碳铬铁的量，镍也按规格要求配入。在电弧炉内吹氧脱碳到0.30.6范围，初炼钢水含碳量不能过低，否则将增加铬的氧化损失，但也不能过高，否则在真空吹氧脱碳时，碳氧反应过于剧烈，会引起严重飞溅，使金属收得率低，还会影响作业率。为了减少初炼钢水铬的烧损，在吹氧结束时，对初炼渣进行还原脱氧，回收一部分铬。初炼钢水倒入钢包炉后，应将炉渣全部扒掉。最好用偏心炉底出

8、钢。项项 目目 AOD法法 VOD法法 钢水条件钢水条件 C0.52.0，Si0.5C0.30.5，Si0.3成分控制成分控制大气下操作，控制方便 真空下只能间接控制 温度控制温度控制可以改变吹入混合气体比例及加冷却剂，温度容易控制 真空下，控制较困难 脱脱 氧氧O0.0040.008 O0.0040.008 脱脱 硫硫H0.0005，N0.03 H0.0002，N0.010.015 脱脱 气气9698 比AOD法低34 操作费用操作费用要用昂贵的氩气和大量的硅铁 氩气用量小于AOD法的1/10 设备费用设备费用AOD法比VOD法便宜一半 生产率生产率AOD法大约是VOD法的1.5倍 适应性适应性原则上是不锈钢专用，也可用于镍基合金 不锈钢精炼及其它钢的真空脱气处理