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VAD炉

VAD炉(vacuum arc degassing)是真空电弧加热脱气精炼炉的简称,是由美国FINKLSONS公司1967年发明的。

VAD炉(vacuum arc degassing)是真空电弧加热脱气精炼炉的简称,是由美国FINKLSONS公司1967年发明的。它可以在钢液脱气过程中进行加热,同时在一个工位上进行脱氧脱硫脱气。协调炼钢炉与连续铸钢|炼铁两道工序稳定生产工艺。但由于VAD炉盖与炉体的密封及电极孔的密封极难解决,使VAD炉几乎没有得到发展。德国称VAD炉为VHD炉。

传统的真空电弧精炼脱气炉(VHD)是美国人A. Finkl & Sons 于1964 年开始开发的,之后不断地进行试验研究,并于1970 年获得了美国专利。VHD 设备在世界上广泛应用的年代是从1970 年到1990 年。在那时候,VHD 工艺能够完全满足特钢厂对产品质量的要求和处理效果。最近20 年来,为什么特钢厂对VHD 设备不感兴趣了呢?这是由于40 年前设计的VHD 设备已经不能满足现代化熔炼特殊钢的要求,以及近20 年来, 出现了钢包精炼炉和真空脱气装置(LF+VD),该种工艺流程目前在国内外广泛应用,但是其缺点是电弧加热和真空脱气需要在2个设备中进行。奥地利英特科特种冶炼技术公司最近开发出将LF 炉和VD 炉合二为一的现代化的新型电弧加热真空电弧精炼炉(VAD),简称VAD设备 。

VAD 能够提供多种冶金工艺程序。冶金工艺程序的选择取决于冶金目标和设备的先决条件。VAD 炉的适用范围为15~200 t。集加热、脱气、渣处理和合金调整都是在真空状态下连续进行的。同蒸汽喷射真空泵相结合的完全封闭式处理站提供出对环境完全没有污染的解决方案。VAD 工艺若同其它炉外冶金工艺相比,在真空状态下进行电弧加热具有以下优点:

a)低的出钢温度,因而钢包包衬的寿命长;

b)在真空状态下能够添加大量合金剂,因而能熔炼高级合金钢;

c)短的出钢到出钢时间,因而提高了设备生产率和降低了生产成本;

d) 在真空状态下进行脱气处理,能够达到最低的气体含量;

e)在真空电弧加热状态下,只要需要,钢水在钢包中,可停留任意长的时间,比如,如果下级连铸机出故障,等待任意长的时间都没有问题。

液态钢水通过前级电弧炉出钢槽,允许接触空气以500~800 mm 净空距离,倒进钢包中。然后,车间吊车将该钢包运送到真空容器中。该真空容器由升降架子上的3 个液压缸支撑。再把真空容器盖放到真空容器连接法兰上。在真空容器盖的中央部位安装有3 个被动态密封的可以升降的电极,在真空容器内依靠多级蒸汽喷射真空泵抽真空(采用机械真空泵也可以)。在真空脱气处理时,惰性气体(比如氩气或氮气)通过钢包底吹入熔池中,以保证液态金属的搅拌、循环。3根电极被调整在钢液上方对于燃弧的合适位置,电极的电气回路是闭合回路。

石墨电极被安装在真空密封伸缩管装置中。电极和熔池表面之间的距离通常不需要经常调整,这是由于在真空状态下,电弧长度能在长时间内保持不变。电极既不接触钢液面或渣面,也不像在大气中易被氧化,所以大大减少了电极消耗。在真空室内,电弧的上方有一层屏蔽层,以防止电弧热量辐射炉盖,以及为了减少热损失。加到熔池表面的电弧能量将炉渣吹到旁边。这样一来,气体很容易从熔池中逸出。精炼处理是连续的,一直到达到冶金要求及达到希望的气体含量为止。进一步开发真空电弧加热系统是钢包精炼的另一个重要步骤。在真空状态下可以连续行加热,不受时间限制,这就使得钢厂能充分利用真空冶炼所提供的所有优点。

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