Порционное и циркуляционное вакуумирование

Отличительной особенностью этих способов вакуумирования является постепенная обработка стали в сталеразливочных ковшах ёмкостью до 300 т и более. Схема порционного способа вакуумирования разработана немецкой фирмой Дортмунд Хердер и получила название DH-процесс.

Порция стали засасывается в камеру вследствие разности давлений над поверхностью металла в ковше и в вакуумной камере. Высота подъема металла может достигать 1,42 м. Процесс заполнения и опорожнения вакуумной камеры осуществляется путём её периодического опускания и подъема на определенную высоту. Продолжительность одного цикла обработки (заполнение камеры и слив металла в ковш) составляет 15-30 секунд.А общее время обработки всего объёма стали в ковше составляет 20-25 минут и определяется коэффициентом циркуляции, т.е. отношением массы стали, прошедшей через камеру за время дегазации к массе металла в сталеразливочном ковше.

Как правило, достаточная степень раскисления стали углеродом и удаление водорода достигается при коэффициенте циркуляции от 3 до 4. При этом за один цикл в вакуумную камеру поступает 10-12% массы жидкой стали находящейся в ковше. Графитовый нагреватель поддерживает рабочую температуру камеры на уровне 1450-1550°С. Максимальный эффект дегазации достигается при подъёме металла в камеру на высоту 0,3-0,4 м. Снижение температуры стали за время вакуумирования составляет 10-25°С. Введение 1% ферромарганца захолаживает металл на 24°С, феррохрома – на 18°С, и 45%-ого ферросилиция на 13°С.

Первая установка циркуляционного вакуумирования была опробована в Германи на заводе фирмы Рурсталь Хереус, и получила название RH-процесс.(на БМЗ)

Установка состоит из вакуумной камеры с двумя патрубками: подъемного и сливного. При опускании патрубков в расплав стали и создании разряжения металл поднимается в камеру на барометрическую высоту. В металл одного из патрубков (всасывающего) через пористую вставку, расположенную на высоте 0,2-0,4 м выше уровня расплава стали в ковше подается аргон. В следствии чего образуется газо-металлическая смесь с меньшей плотностью, чем жидкая сталь. При попадании в вакуумную камеру из газо-металлической смеси удаляется аргон и водород и более плотный металл вытекает из камеры по сливному патрубку. Т.о. происходит непрерывная циркуляция расплава через вакуумную камеру с определенной скоростью, которая зависит от диаметров патрубков, разряжения в вакуумной камере, расхода аргона и место его подвода. Количество стали, проходящей за 1 минуту через вакуумную камеру, составляет 30% от массы стали в ковше. Коэффициент циркуляции также составляет от 3 до 4. Во время обработки металл в камере разрывается на капли, что увеличивает поверхность и скорость дегазации, а также скорость раскисления углеродом и удаление водорода.