15crmog合金鋼管快速深脫碳技術(shù)及影響

　　隨著超15crmog合金鋼管特別是IF鋼(無(wú)間隙原子鋼)需求量的快速增長(zhǎng)，對(duì)RH(真空循環(huán)脫氣精煉法)終點(diǎn)碳含量降至極低范圍提出了更嚴(yán)格的要求。因此研究RH快速深脫碳技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)IF鋼具有重要意義。

　　促進(jìn)脫碳的研究可以從兩方面進(jìn)行：一方面是增大環(huán)流量，另一方面是增大體積傳質(zhì)系數(shù)。增大環(huán)流量的有效措施包括擴(kuò)大插入管內(nèi)徑和增加吹氣量、降低真空室的壓力，但是當(dāng)碳含量降到20ppm后存在脫碳滯止現(xiàn)象。此時(shí)，通過(guò)增大環(huán)流量的方式促進(jìn)脫碳效果并不明顯。為獲得碳含量小于10ppm的極低碳鋼，可以考慮增大體積傳質(zhì)系數(shù)，由于增大反應(yīng)物的傳質(zhì)系數(shù)并不容易，更可行的是增大反應(yīng)界面的面積。

　　如何擴(kuò)大反應(yīng)界面是提高反應(yīng)速度的限制環(huán)節(jié)。為了解決這一問(wèn)題，達(dá)到深脫碳的目的，人們開(kāi)發(fā)出了微氣泡法。例如，采用噴吹氫氣向鋼水增氫，進(jìn)而利用真空脫氫產(chǎn)生的微氣泡增大脫碳反應(yīng)界面的面積，促進(jìn)脫碳反應(yīng)進(jìn)行;微氣泡還可以吸收鋼中氣體，黏附細(xì)小夾雜物，使其上浮與鋼水分離。此種方法效果較好，但操作難度大，一旦操作不當(dāng)易造成鋼水增氫。

　　RH快速深脫碳影響因素

　　初始鋼水成分。為使RH處理達(dá)到的效果，須對(duì)鋼水初始碳、氧含量加以控制。RH初始碳含量過(guò)低則導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐負(fù)荷增大、鋼水過(guò)氧化嚴(yán)重，過(guò)高則導(dǎo)致RH在既定的脫碳時(shí)間內(nèi)達(dá)不到要求的碳含量。

　　轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中溶解的氧同時(shí)跟溶解的碳和鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量達(dá)到某一臨界值時(shí)再進(jìn)行吹煉，鋼水碳含量不再降低，吹入的氧氣主要用來(lái)氧化鋼液中的鐵，這一臨界值被稱為轉(zhuǎn)爐臨界碳含量。根據(jù)碳和鐵的選擇性氧化可以求出轉(zhuǎn)爐的臨界碳含量。通過(guò)計(jì)算，研究人員得出轉(zhuǎn)爐平均終點(diǎn)溫度1670℃時(shí)相應(yīng)的臨界碳含量為0.025%。因此，在冶煉超低碳IF鋼時(shí)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)目標(biāo)碳含量不應(yīng)低于0.025%。如果低于這個(gè)值，轉(zhuǎn)爐負(fù)荷增大，降碳困難并且鋼水過(guò)氧化嚴(yán)重。