ZXVOD真空氧氣脫碳（VOD）法（ vacuum oxygen decarburization） 一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹 鋼的爐外精煉技術(shù), 西安電爐，西安電爐設(shè)備，西安電弧爐，西安精煉爐，西安礦熱爐，西安中頻爐 ，西安電渣爐，西安重鑫電爐設(shè)備有限公司，http://zjfs168.com.cn由西安重鑫電爐研發(fā)的ZX機(jī)械泵組、ZX系列七級(jí)除塵、ZX系列氧槍、ZX系列控制系統(tǒng)組成。ZXVOD是真空吹氧脫碳法的簡(jiǎn)稱(chēng)，VOD 法是在真空減壓條件下頂吹氧氣脫碳，并通過(guò)包底吹 氬促進(jìn)鋼液循環(huán)，在冶煉不銹鋼時(shí)能容易的把鋼中碳 降到0.02％～0.08％范圍內(nèi)而幾乎不氧化鉻。并對(duì)鋼 液進(jìn)行真空處理，加上氬氣的攪拌作用，反應(yīng)的動(dòng)力 學(xué)條件很有利，能獲得良好的去氣、去夾雜物的效 果。 1965年聯(lián)邦德國(guó)Edelstahlwerk Witten公司于1965年 開(kāi)發(fā)的50tVOD爐。世界VOD爐的總數(shù)已有50臺(tái)以 上，容量在5～150t之間，最大的是日本新日鐵八幡 制鐵廠的150t VOD爐。中國(guó)采用VOD法精煉雖起步較 8年在大連，但也有了一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，除 大連外，重慶、上海、撫順、西寧、北京等均先后建 有VOD爐，并各自取得了具有本廠特色的經(jīng)驗(yàn)。2、VOD法的設(shè)備 由真空罐、真空泵、鋼包、氧槍、加料系統(tǒng)及取 樣、測(cè)溫裝置和終點(diǎn)控制儀表等組成。見(jiàn)圖1充 足的水、氧氣和氬氣來(lái)源，高質(zhì)量的耐火 材料，適用的扒渣工具及高效率的鋼包烘烤裝置 也是保證VOD爐正常生產(chǎn)的必要條件。1一氧槍?zhuān)?一取樣、測(cè)溫13一熱電偶；4一氬氣5一鋼包；6一合金料倉(cāng)7一罐蓋；8一防濺蓋9一廢氣排出0；10一廢氣溫度測(cè)量；ll一真空罐；12一滑動(dòng)水0；13機(jī)械正空泵組；14一EMK電池；15一ZX系列除塵器（圖1） VOD爐罐式設(shè)備概觀 真空罐 VOD爐有兩種型式：鋼包置于真空罐內(nèi)進(jìn)行精煉的罐式 和在鋼包上直接加真空蓋的桶式。罐式VOD爐有許多優(yōu) 點(diǎn)：罐蓋面積大，易于布置不同用途的裝置；罐內(nèi)可容 納大小不同的鋼包；易與機(jī)械真空泵連接；鋼包上部不必帶 法蘭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可以使用較小的自由空間；易于設(shè)置 防濺蓋；真空罐密封法蘭較大，罐蓋落下時(shí)易于對(duì)準(zhǔn)， 較易保證密封等。由此罐式VOD爐得到較大的發(fā)展。為 了減少鋼渣噴濺和防止罐蓋過(guò)熱，在精煉鋼包和罐蓋之 間設(shè)有防濺蓋。大連鋼廠的VOD爐采用將防濺蓋懸掛于 罐蓋下部的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是閉罐時(shí)防濺蓋隨罐蓋下落， 可以自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)中心蓋于鋼包上，簡(jiǎn)化了蓋罐操作。此 外罐底還設(shè)有可容納鋼水和爐渣的防漏盤(pán)，以防漏鋼燒 壞真空罐。 鋼包 罐式VOD爐與桶式VOD爐的鋼包是有區(qū)別的：前者的鋼 包不設(shè)密封法蘭，其自由空間因鋼包容量不同波動(dòng)于 610～1400mm之間；而后者為了保持密封設(shè)有法蘭， 且自由空間比前者要加高25％～50％，即要有1500～ 2000mm的自由空間以承受激烈的攪拌和沸騰。VOD爐 的包襯承受溫度較高，鋼液攪動(dòng)激烈，它經(jīng)受的化學(xué)侵 蝕和機(jī)械沖刷也比其他爐外精煉方法的更為嚴(yán)重，故對(duì) 包襯耐火材料的選擇應(yīng)特別嚴(yán)格，多采用鎂鉻磚式鎂白 云石磚，其包襯壽命一般為25～30爐，最高可達(dá)100 爐。為了加速脫碳，透氣磚裝于鋼包底部中心部位，以 便上涌的氬氣泡將鋼水面的爐渣推向包壁，使新鮮鋼液 暴露于氧氣射流之下。真空泵 較高的真空度易于達(dá)到較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同 時(shí)考慮到向真空室吹入氧氣進(jìn)行脫碳時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 大量CO氣體，必須及時(shí)抽出，故與其他精煉設(shè)備 相比．VOD爐所配的真空泵抽氣能力較大一些。 對(duì)真空系統(tǒng)的除塵也要采取相應(yīng)措施加以解決。 氧槍 設(shè)在VOD02986743610爐的真空蓋上，通過(guò)活動(dòng)密封裝置插入真空 室內(nèi)。氧槍有兩種類(lèi)型，一種是在鋼管上涂耐火材料 的消耗式氧槍?zhuān)瑸锳SEA—SKl7精煉爐所用；VOD爐多 采用水冷式非消耗氧槍?zhuān)瑖娮鞛槔郀柺?，為重鑫電爐專(zhuān)有產(chǎn)品。當(dāng)氧氣壓 力為0．49～0．59MPa13709218952，氧槍設(shè)計(jì)馬赫數(shù)為3，擴(kuò)張半 角為5。時(shí)，吹氧過(guò)程是十分平穩(wěn)的。氧槍距鋼水面高 度對(duì)13tVOD爐約為1．0m左右，而對(duì)50tVOD爐則為 1．4～1．8m。由于這種氧槍噴出的氧氣射流速度為 超音速，在入口壓強(qiáng)不高的條件下也可以獲得較大的 射流全壓，因而允許在氧氣壓強(qiáng)較低和離鋼水面較遠(yuǎn) 的情況下吹氧，這不僅對(duì)提高氧槍壽命有益，對(duì)不易 獲得高壓氧氣的特殊鋼廠，采用它也是極為適宜的。 終點(diǎn)控制儀表 一般采用氧濃差電池為主，廢氣溫度和真空計(jì)為輔的廢氣檢測(cè)系 統(tǒng)。氧濃差電池控制吹煉過(guò)程的原理是： 式中R為氣體常數(shù)，8．315J／mol℃；T為絕對(duì)溫度，K；F為法拉 第常數(shù)，96500C／mol；E為固體電池的電勢(shì)，1000mV。根據(jù)上 式，廢氣中氧的分壓PO2廢愈低，則電池電勢(shì)E愈大；PO2廢愈 高，則電池電勢(shì)愈小，當(dāng)PO2廢0．021MPa時(shí)，E就變?yōu)榱阋驗(yàn)?PO2空0．021MPa、PO2廢0．021MPa時(shí)，E變?yōu)樨?fù)值。由 于吹氧過(guò)程中產(chǎn)生大量CO會(huì)改變PO2廢，脫碳激烈時(shí)PO2廢極 小，E增大；脫碳微弱時(shí)，CO很少，E會(huì)趨近于零，因此根據(jù)氧濃差 電勢(shì)的開(kāi)始上升，在一定E值下波動(dòng)和趨近于零，即可確定吹氧脫 碳的起點(diǎn)、正常進(jìn)行和終點(diǎn)。氧濃差電池只適用于控制趨低碳 C西安重鑫電爐設(shè)備有限公司13709218952