[科普中国]-钢液真空提升脱气法（DH法）

设备构成

真空提升脱气设备主要由真空室、提升机构、加热装置、合金加入装置及真空抽气系统组成。(见下图)钢液的脱气反应在真空室内进行。主要设备参数有真空室内直径、真空室内高度、吸嘴长度等。真空室内直径与处理量有关。真空室高度一般为3～5m。加热系统用以减少钢液在处理过程降温，防止钢液粘结在真空室上。可采用电阻、煤气、重油等加热方式。真空抽气系统一般由多级蒸汽喷射泵组成。

脱气原理真空提升脱气法是根据压力平衡原理进行工作的。工作时首先将真空室下部的吸嘴插入钢包的钢液中。这种插入过程可以是钢包台车将钢包抬高，也可以是真空室上部的铰链机构将真空室放下，也可以是二者兼而有之。此时真空系统开始工作。随着真空度的提高，由于真空室内外压力差的作用，钢液进入真空室内。真空处理过程中进入真空室的钢液表面压力大大降低，钢液中所溶解的气体的分压力也随之降低，脱气过程钢液中[C]+[O]=CO反应也向着生成CO的方向进行。从而实现了脱氢、脱氮、真空碳脱氧。当钢包下降或真空室上升时，处理完的钢液返回钢包，完成一次处理过程。钢包上升或真空室下降，又一个处理过程开始。这样周期性的处理直至达到所要求的处理效果。1

工艺参数真空提升脱气法主要的工艺参数有：(1)处理容量，即钢包内待处理的钢水量。(2)钢液吸入量，即每次升降时吸入真空室内的钢液量。一般为钢包内钢液量的10%～15%。(3)循环因数，即进入真空室的钢液量与未处理时钢包内钢液量之比。(4)升降次数，指处理过程中钢液分批进入真空室的次数。(5)停留时间，即钢液在真空室停留的时间。一般处理过程中钢液要在真空室内停留6～7s。下降过程中钢液要在最低位置停留5s左右，使钢液完全返回钢包。(6)升降速度，即处理过程中钢包或真空室相对运动的速度。升降速度大，钢液流速也大，在有效时间内，钢液受真空作用的时间多，可以获得更好的脱气效果。早期的DH升降速度一般为6～7m/min，现在一般设计为10～15m/min。(7)提升行程，指钢包与真空室相对运动的距离。此参数取决于处理容量、钢水吸入量、真空室和钢包直径。处理镇静钢时，真空室内熔池的深度一般不超过450mm;处理沸腾钢时，该深度不超过600mm为宜。2

工艺流程和工艺特点DH法的工艺流程可分8步：(1)处理前根据精炼钢种和出钢量确定需要配加的合金种类和数量，并将其装入料罐内;(2)调整上下行程;(3)给吸嘴安装挡渣帽;(4)给真空室加热;(5)将装有钢液的钢包运至处理工位，取样、测温、将吸嘴插入钢液内;(6)启动真空泵，使真空度达到13kPa左右，升降机构开始自动升降，使钢液进入真空室，开始脱气反应，钢液产生沸腾和喷溅。处理后的钢液回流到钢包，产生搅拌和混匀。这样升降30次左右，钢液经3次循环，真空度达极限值，脱气基本完成;(7)加入合金料再升降数次，使合金混匀;(8)破真空、测温取样、浇铸。

DH法的工艺特点可归纳为：(1)处理过程中钢液分批进入真空室并产生剧烈沸腾和喷溅，使脱气表面增大，脱气效果好。(2)用较小的真空室处理大量的钢液。(3)真空室可用石墨电极、重油、煤气烘烤，处理过程中钢液的温降小。(4)由于处理过程钢液不与氧化性炉渣接触及钢液的充分脱氧，处理过程中加入合金料的收得率高。

精炼效果及发展前景DH处理可使钢中的氢含量降低到2×10-6以下，氧含量降低到20×10-6左右、氮含量降低到15×10-6左右、碳含量降低到10～20×10-6左右。由于钢中氧含量大幅度降低，使钢中的夹杂物含量也大为减少，达到了很好的纯净钢液的效果，因此适用于各种特殊要求的钢种的处理。当今世界上已经有100台以上的DH设备投入使用。由于DH法与钢液循环脱气法(RH法)的功能相似，设备投资及比消耗与RH法相近，处理速度却比后者慢得多，因此自20世纪80年代后期已无新的DH设备投入运行。2