真空循环脱气法

中文名称

真空循环脱气法

英文名称

Rheinstahl-Her- aeus，RH

定　　义

对循环流动状态的钢液进行真空脱气的炉外处理工艺技术。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料生产技术（四级学科）

真空循环脱气是利用空气扬水泵的原理。首先将钢水吸入真空室，接着在两个浸入管的一个的侧壁向钢水内吹入氩气。这些氩气在钢水的高温和真空室上部的低压作用下迅速膨胀，导致钢水与气体的混合体的密度沿着浸入管的高度方向不断降低，在由密度差产生的压力差的作用下，使钢水进入真空室。进入真空室的钢水与气体的混合体在高真空的作用之下释放出气体，与此同时，使钢水变成钢水珠，钢水珠内欲脱除的气体在高真空的作用下向真空中释放的过程中又使钢水珠变成更小的钢水珠，从而达到了十分好的脱气效果。释放了气体的钢水沿着下降管返回到钢包中。

脱气设备如图1所示。

真空循环处理设备的主要参数有：处理容量;循环因数;脱气时间;循环流量;真空度以及工作真空度下真空泵的抽气能力。处理容量即钢包中盛装的钢水量，过小的钢水量会使温度降低过快而达不到处理目的。钢包一般容量≥30t。当钢水容量较大时，热稳定性较好，可以从容地进行处理，达到好的处理结果。真空循环脱气设备的真空室的压力在50～100Pa左右，经过3个循环完成对钢水的脱气处理，每个循环需要3min，3次共需10min，再加5min进行合金化及其他操作，共需20min。因此真空循环脱气具有处理节奏快的特点，可与转炉冶炼的节奏相配合。在电弧炉车间里使用的真空循环脱气设备的节奏可以慢一点。真空循环的循环流量是指单位时间内通过上升管的钢水量(t/min)。影响循环流量的因素有上升管或下降管的直径;提升气体流量;提升气体距离真空室钢水面的距离。增加这几个参数的值可以提高钢水的循环流量。但是过大增加会使钢水与气体混合体密度太小，气体阻塞钢水的通过而降低了循环流量。真空泵必须有足够的能力以保证在脱气处理时的真空水平，保证钢水的处理质量。循环因数也称循环次数，是指处理过程中通过真空室的钢水量与钢包中钢水量之比。一般循环因数为3，即经过3次循环完成脱气过程。

RH脱气法与其他精炼处理方法相比有如下优点：

(1)脱气效果较好。由于输入驱动气体，形成了大量气 泡核，进入真空室的钢液会喷射成非常细小的液滴，使钢液 脱气面积大大增加，因此有利于脱气的进行。

(2) 钢液温降小。一般一次处理后钢液温降只有30～ 50℃左右，而且在脱气过程中还可加热。

(3)脱气室适用范围较大。可在同一设备处理不同容量 的钢液，也可在电炉和感应炉内进行处理。

(4)可处理的钢种多。有锻造用钢、高强度钢、结构钢、 轴承钢、工具钢、不锈钢、电工钢、深冲钢等。

(5) 设备操作灵活，运转稳定可靠。

RH装置是在高温与真空条件下工作的，上升管中吹入 驱动气体，钢液连续不断地向上喷溅。真空脱气室的中、下 部内衬，承受着钢液喷溅和钢液环流的冲刷作用，损毁较为 严重。插入管的内衬，内壁会受到高速气流(流速高达每秒 数米) 和钢液的冲刷作用，外壁和底部受到钢水的剧烈冲击，熔渣的化学侵蚀以及急冷急 热作用，机械性损耗严重，易产生热剥落。

与其他脱气法相比，RH法耐火材料的侵蚀较为严重，其中插入管衬体的工作环境特别 恶劣，是RH装置最薄弱的环节。

RH装置采用的耐火材料有：高铝砖、镁白云石砖、方镁石尖晶石砖、镁砖、镁铬砖及 耐火捣打料和耐火浇注料等。