真空吹氧脫碳法

真空吹氧脫碳法(vacuumoxygendecarburizationprocess,VOD),是在真空室中向鋼液吹氧,產生沸騰,同時由於真空中碳脫氧的能力增強,也有氧化脫碳作用,進一步加強了精煉效果。

概述

真空吹氧脫碳法(vacuumoxygendecarburizationprocess,VOD):在真空室中向鋼液吹氧,產生沸騰,同時由於真空中碳脫氧的能力增強,也有氧化脫碳作用,進一步加強了精煉效果。

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真空吹氧脫碳法(VOD),是現今世界範圍內第二位的不鏽鋼冶煉手段。可以冶煉超低、高難度、高純度的不鏽鋼產品。為原西德維騰特殊鋼廠(Edelstahlwerk Witten)於1967年所發明,第一台容量為50t。現全世界共有近百台,其容量為5~150t。我國第一台容量為13t,於1982年在大連鋼廠投產。VOD主要裝備有:鋼包、真空罐、氧槍、加料系統、測溫取樣系統、真空系統和控制系統。

VOD的簡要工作原理為:用真空裝置降低CO分壓進行脫碳。它的主要優點為:
1)降碳保鉻效果好。通過控制真空度,可在鉻幾乎不被氧化的情況下脫碳。脫碳後用於還原渣中<Cr2O3>的還原劑用量少;
2)由於是在鋼包中精煉,精煉後不吸收,更適合冶煉超低碳、超低氮不鏽鋼
3)脫氧效果好。
4 不鏽鋼生產的核心技術
不鏽鋼冶煉工藝的特殊性主要表現在以下幾個方面:
1)鋼中合金含量高,總量為13%~30%;
2)合金元素中鉻含量很高,而碳含量很低(0.01%~0.08%);
3)鉻比鐵易於氧化,鉻的氧化物熔點高,渣子粘稠;
4)合金元素價格昂貴,提高Cr、Ni、Mo的收得率十分重要;
5)近年來由於對表面質量要求日益提高,故對夾雜和氧、硫等雜質的潔淨化要求也日益提高;
6)不鏽鋼脫磷問題仍未解決。
總之,不鏽鋼冶煉的核心技術可歸納為4個字:降碳保鉻。即如何在降碳的同時儘量減少鉻的損。
在一般不鏽鋼的成分範圍內,可認為在Fe-Cr-C-0構成的四元體系中基本的反應式為:
Cr3O4(s)+4[C]=3[Cr]+4{CO}(g)
若取一氧化碳的分壓為一個大氣壓,即Pco=1atm,實用的熱力學計算式為:
lg[%Cr]/[%C]=-13800/T+8.76
式中:T為絕對溫度K;[%Cr]和[%C]分別為熔池中Cr和C的重量百分濃度。

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