『壹』 啥叫空分空分裝置和系統流程大揭秘
大家對各類壓縮機、汽輪機並不陌生,但是他們在空分環節的作用,你是否真正了解?工廠里的空分車間,你知道是什麼樣的嗎?空分,簡單地說,就是用來把空氣中的各組份氣體分離,生產氧氣、氮氣和氬氣的一套工業設備。還有稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡等。
空分設備
空分設備是以空氣為原料,通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態,再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備,廣泛應用於傳統的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專業氣體供應等領域。
簡單來說就是空分的系統流程包括:
壓縮系統
預冷系統
純化系統
換熱系統
產品送出系統
膨脹製冷系統
精餾塔系統
液體泵系統
產品壓縮系統
我們按照空分系統流程對設備進行一一介紹:
壓縮系統
有 自潔式空氣過濾器 、 汽輪機 、 空壓機 、 增壓機 , 儀表壓縮機 等。
(1)自潔式過濾器一般隨著氣量的增大,濾筒數增多,層數也越高,一般2.5萬等級以上雙層,6萬等級以上三層布置;一般單台壓縮機需要單獨布置過濾器,同時布置在上風口。
(2)汽輪機是高壓蒸汽進行膨脹做功,帶動同軸葉輪轉動,從而實現進行對工質做功的型式。汽輪機一般常用的有三種形式:全凝、全背壓和抽凝,較為常用的是抽凝。
(4)空壓機一般大型空分裝置投資均為單軸等溫型離心壓縮機,進口較國產能耗低2%左右,投資高80%;空壓機採用出口放空,不設置迴流管路,一般有最小吸入流量防喘振要求,採用入口導葉進行流量調節,進口國產機組均是四級壓縮三級冷卻(末級不冷卻)。主空壓機配備一套水洗系統,用以沖洗各級葉輪和蝸殼表面沉積物。該系統隨主機成套。
(5)增壓機一般大型空分裝置投資採用單軸等溫型離心壓縮機和齒輪式離心壓縮機兩種,其中齒輪式在能耗上占較大優勢,尤其壓比較大的工況。
(6)儀表氣壓縮機一般有三種形式:無油螺桿機,活塞式和離心式。由於活塞式和離心式天然無油,所以不需要除油裝置,只需要配套乾燥裝置(除水)和精密過濾器(除固體顆粒)即可;而螺桿機一般有有油和無油然後除油兩種,噴油螺桿機需要設置除油裝置,同時需要設置精度非常高的除油過濾器,以滿足工藝要求,這種機型的優勢是價格較便宜;無油螺桿採用干轉子或者水潤滑,這種機型優點是絕對不含油,缺點是價格較貴。氣量500Nm³/h以下適合選活塞式;氣量在2000Nm³/h以下適合選螺桿機或活塞機;氣量在2000Nm³/h以上即三種機型都可以選,氣量大時離心式壓縮機較有優勢,其易損件較少,同時好維護,性價比較高。
儀表壓縮機在開車時使用,正常運行後由分子篩純化器後抽取。
預冷系統
預冷系統空冷塔有兩種形式: 閉式循環 (空冷塔分為上下兩段,冷凍水在空冷塔上段和水冷塔之間循環)和 開式循環 (進循環水系統),閉式循環主要應用於水質不好的化工廠,需要補充新鮮水及葯劑;開式循環應用較廣,但是循環水系統同樣也需要定期補充新鮮水,預冷系統還需要考慮夏天工況。
空冷塔 一般設計為底部為1米φ76不銹鋼鮑爾環(耐高溫),3米φ76增強型聚丙烯鮑爾環(大通量),4米φ50增強型聚丙烯鮑爾環。
水冷塔 也有兩種:兩段式(無外加冷源時,乾燥污氮氣的冷量回收充分,使之預冷系統有保障,但是阻力大一倍,(7米+7米φ50聚丙烯鮑爾環)和一段式(有外加冷源時,8米φ50聚丙烯鮑爾環)。
此外,預冷系統一般所有進水均要設置過濾器(一般6台:4台水泵,水冷塔進水,冷水機組蒸發側進水),防止雜質帶入系統。預冷系統的效果檢測為:下段4米填料段出口氣比進水低1℃;上段8米填料段出口氣比水高1℃,一般在空冷塔中部設置測溫計(伸入內部)。
純化系統
純化系統採用的的 吸附器 有立式軸向流,卧式雙層床和立式徑向流三種。
立式軸向流 主要用於1萬等級(直徑已經到4.6m)以下空分設備的配套,床層厚度1550∽2300mm,雙層單層均可布置,立式軸向流吸附器的氣流分布最好。
卧式雙層床 主要用於大中型空分設備的配套,床層厚度1150mm(分子篩)+350mm(鋁膠)。
立式徑向流 吸附器可以有效利用容器內部空間,使得同直徑吸附層面積擴大1.5倍左右,這樣可以有效降低塔器高度,同時立置方式佔地面積較小。由於氣流分布均勻,不像卧式吸附器氣流不均,使得分子篩用量減少20%,再生能耗也節省20%。
但是立式徑向流缺點是氣流中心集中(扇形區),使得其比卧式穿透時間要快(要求CO2<0.5ppm)。床層厚度1000mm+200mm,立式徑向流可以滿足2萬等級以上的空分設備的配置。
再生加熱 有電加熱器和蒸汽加熱器兩種方式。
蒸汽加熱器有卧式(4萬等級以下),立式(4萬等級以上),立式高效蒸汽加熱器(蒸汽利用率高,節能20%)布置方式有:一台蒸汽加熱器(有H2O泄漏測點);電加熱器(兩用一備或者一用一備)並聯(高溫低流量聯鎖停設置,防止燒壞,加熱管材質為1Cr18Ni9Ti);電加熱器(滿足活化再生,250∽300℃)與蒸汽加熱器並聯;電加熱器與蒸汽加熱器串聯(蒸汽溫度低時,不過造成再生阻力較大)。
對純化系統還需要設置節流再生管路以滿足開車需要。另外再生氣側設置安全閥,蒸汽加熱器側設置安全閥,防止設備或者閥門壓力高側泄漏或者超壓,以及節流超壓。
再生流路配置手動蝶閥來調配阻力,以使得主塔運行穩定(或者不設置,採用總管設置調節閥時序調節)。
換熱系統
換熱系統嚴格來說多股流混合介質設計在同一換熱器里,讓各介質傳熱自動平衡,能耗最低,但是這樣對於內壓縮流程會造成全部換熱器均為高壓換熱器,會造成投資的積聚增加,所以2萬等級以上內壓縮換熱器組織還是採用高低壓分開的辦法,更為經濟些,2萬等級以下採用全部高壓換熱器配置。
產品送出
低壓氧氮產品 ,設置產品調節閥與放空流路,放空進消音器(氮氣內件為碳鋼,氧氣內件為不銹鋼)。污氮氣設置去水冷塔放空(起污氮氣放空作用、調配再生氣以及調整上塔壓力的作用,要求水冷塔塔徑能夠滿足泄放要求,尤其有氮氣也通入的場合,不能使上塔壓力憋高,水冷塔阻力6kPa(8米高填料),管路及閥門4kPa,對大氣放空壓差2kPa,總共12kPa)。
高壓氧氣產品 ,放空採用兩級節流,先是高壓產品氣節流至10barG,經過偏心異徑管,中間設置蒙乃爾降噪板,再通過偏心異徑管擴大管路直徑,氧氣介質流速控制在10m/s以下,再通入消聲塔節流放空,消聲元件不銹鋼;高壓氮產品,氮氣產品先節流至10bar,通過不銹鋼降噪板,再通入消聲塔節流放空,消聲元件碳鋼;氧氣閥門要求不得人去操作(調節閥禁帶手輪,手動閥放置防爆牆內)。
消聲塔還可以與壓縮機系統放空合二為一,空壓機增壓機降噪(按照空壓機量計算),通入消聲塔,以及純化系統泄壓空氣,增壓機打迴流,泄放部分。
膨脹製冷系統
膨脹機一般有三種,即 低壓膨脹機 , 中壓膨脹機 和 液體膨脹機 。
對於一定類型的氣體膨脹機來說,工質體積流量越大,效率越高。一般流量8000Nm³以上的低壓膨脹機效率為85∽88%,流量小於3000∽8000Nm³效率會低至70∽80%。
中壓膨脹機一般採用一台進口一台國產(備用)。氣量8000Nm³/h以上進口膨脹機效率82∽91%(增壓端少4個點);國產膨脹機效率78∽87%(增壓端少5個點)。
膨脹機啟動前需要先吹掃(除去管系雜質,膨脹機蝸殼內雜質),再通密封氣(正常時由增壓端提供),然後進行油系統外循環,內循環,做完聯鎖測試然後方能啟動,冷試合格後冷緊;冷啟動需要啟動油箱加熱器,正常運行後不需要,此時軸承的冷熱已經平衡。
液體膨脹機本質是利用高壓液體的壓力頭來進行水力做功(同時液體焓值降低,但是與氣體相比,相差甚遠),一般4萬等級以上內壓縮空分設備均可用液體膨脹機代替高壓液空節流閥。它的優勢為利用液體膨脹機製冷和膨脹功發電達到節能目的,一般可實現節能2%左右,但是其投資達千萬元。
精餾塔系統
下塔1.5∽5萬等級採用篩板塔較多,環流塔板在1.5萬等級以下直徑塔較有優勢(液體流程較對流長,但是製造復雜),對流3萬等級以下應用較多,1.5萬等級以上較占優勢,四溢流在3萬等級以上大塔較占優勢,填料塔能耗較低,不過下塔高度要增加5米左右。5萬等級以上空分較占優勢,尤其上下塔平行布置的情況。
上塔、粗氬塔及精氬塔採用填料塔,廠家一般為蘇爾壽或天大北洋,對粗氬塔冷源配置一般是富氧液空,同時可將廢氣放散入污氮氣管路,氬系統停運時能耗低;精氬塔熱源為富氧液空,或下塔氮氣,冷源可以是貧液空或者液氮,進料有液相和氣相兩種。需要注意的是粗氬塔冷凝器板式的密封性要求較高,否則會導致氬產品不合格。
主冷有單層,立式雙層、卧式橫列雙層,立式三層和降膜主冷(液氧與氣氧向下,與氮氣同流向)。
精餾塔系統的布置有6種方式:
(1)上下塔垂直布置,為常規布置方式,高度較低,無下塔液體難以進入上塔或者粗氬塔冷凝器的狀況(管路全液相上行背壓能夠滿足,此時管徑不能小);
(2)上下塔垂直布置,為常規布置方式,高度適中,下塔液體難以進入上塔或者粗氬塔冷凝器採用設置汽提管路帶液體去上塔(要求管路出口滿足ρυ²>3000,ρ為密度,υ為流速,進氣位置在管路汽化率為1%高度處,此時需要適當縮小管徑,同時液體過冷度不能大);
(3)上塔自氬餾分段落地布置,採用兩台循環氧泵連接,降低上塔高度可以解決下塔液體無法進入上塔或者粗氬塔冷凝器的狀況;
(4)上塔自氬餾分段落地布置,採用循環泵連接,粗氬塔最上段座在上塔上部,這樣可以使冷箱空間縮小;
(5)上塔自主冷落地布置,採用循環泵連接,主冷在下塔頂部,優點是主冷可以做的很大;
(6)上塔自主冷落地布置,採用循環泵連接,粗氬塔最上段座在上塔上部,優點是主冷可以做的很大,同樣可以使冷箱空間縮小。
液體泵系統
卧式泵 水平布置(進液管低於排液管),需要設置加溫氣(設置在泵後,或者泵前過濾器前,防止雜質進入),密封氣,排液排氣閥(低處排液,高處排氣)和迴流管路(回液進氣相),卧式泵轉速不能太高,一般排壓30barG以下,卧式泵由於水平布置,冷態收縮軸承受力較好,但是轉速高轉子動平衡不好滿足。
立式泵 採用軸承懸掛式布置(進液管高於排液管),承受向下拉力較大,轉子重心與軸重合,轉速可以很高;一般30bar以上,需要設置:泵前回氣(注意卧式泵無),加溫氣(設置在泵過濾器前,高處進氣), 密封氣,排液排氣閥(低處排液,高處排氣,預冷時看是否冷透)和迴流管路(回液進氣相)。立式泵一般均是多級,回氣管路要求不得向下(平出,或者傾斜向上),否則會造成氣體不能排出,易導致泵汽蝕。另外低溫泵電機需要設置吹風管路,防止夏天過熱,冬天結霜。
液氧泵液氮泵 在線冷態備用,其中液氮泵密封氣密封氣壓力7barG以上;氧泵密封氣壓力4barG(下塔壓力氮氣即可滿足);循環液氬泵,一用一備,密封氣一般採用液氬汽化密封,要求流量有20%的餘量。一般液氬泵自身迴流閥壓力-旁通控制,出口閥流量-液位控制,採用雙迴路控制。
產品壓縮系統
氮透一般壓縮空氣的均可滿足, 氮氣透平壓縮機 壓力較高採用齒輪式較為節能。
氧透根據排壓有單缸(壓力低)和雙缸(高壓缸和低壓缸)(8級壓縮至30bar),一般30barG以下,需要設置5barG的密封氣(壓力氮氣可滿足),同時由於氧氣介質有高壓高溫火患原因,所有過流部分均採用銅合金,需要設置保安氮氣,一般由工程設計院考慮;進口氧透價格較高,為國產2倍左右,一般不採用,目前一般均杭氧氧透,排壓3∽30barG,流量8000Nm³/h以上均可滿足。但是流量小,氧透效率較低,一般8000Nm³/h(55%)∽80000Nm³/h(68%)。
氧透一般應用於外壓縮流程,從3∽30barG均有,不過一般要和帶增壓機的內壓縮流程(效率一般70%以上,也有流量限制,效率要較氧透高10個點以上,這樣甚至可以抵消外壓縮較內壓縮少復熱附加能耗損失的優勢,但是內壓縮用於鋼廠排壓需要提高,以免換熱系統波動)進行能耗比較,最後確定方案。
『貳』 高壓安全閥廠家舉例 價格介紹
市面上的閥門產品有很多,它們的作用和價值各不相同,有一些是出於控制方面設計生產而成的,還有一些是出於安全保障或者個性化定製服務角度製作而成的產品,比如今天為大家舉例的高壓安全閥就可以被歸類為一種安全保護用閥門,產品可以適合較高的氣壓下使用,所以往往被用在鍋爐或者其它的壓力容器和管道上,通過控制壓力不超過規定值,從而起到對人身安全或者設備運行的重要保障作用,接下來就和小編一起來了解下關於這款產品多方面的信息吧。
一、高壓安全閥價格
1、南氟閥門上海彈簧焊接式高壓安全閥
公司名稱:上海南氟閥門有限公司
起訂價:¥410
2、永一安全閥A61Y-160彈簧
公司名稱:永嘉縣江北揚宇閥門廠
起訂價:¥則陸塵528
3、【共創悉爛機電】恆華4K6微啟式高壓安全閥
公司名稱:長沙共創機電貿易有限公司
起訂價:¥280
以上價格僅供參考
二、高壓安全閥廠家
1、長沙共創貿易有限公司成立於20112年,是湖南省專業銷售高壓氣瓶、杜瓦瓶及鋼瓶配件的孫禪供貨商。主要銷售1.4L、2L、3.2L、4L、5L、6.3L、7L、8L、10L、12L、15L、20L、36L、38L、40L無縫氣瓶、醫用氧氣瓶、工業用氧氣瓶、二氧化碳氣瓶、氬氣瓶、氮氣瓶等高壓氣瓶。公司年銷鋼瓶5萬只產品廣泛供應與醫用供氧器、攜帶型焊割鉅、五金工具、氣體公司、鋼廠礦山、進出口貿易公司等海內外各類企業。先後與多家國有企業簽訂了長期的銷售合作協議。
2、永嘉縣江北揚宇閥門廠產品主要依據ISO、API、ANSI、BS、DIN、NF、JIS、GB。JB等生產,公稱通徑為1/4「~80」(DN6~DN2000mm),壓力等級150Lb~2500Lb(2.0MPa~420MPa),工作溫度-196°C~680°C。閥體主體材料為304、304L、316、316L、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、A105、WCB、哈氏合金、LC2、LC3、LCB、C4、2520、2205、蒙乃爾純鎳、鈦合金、20號鋼等。產品主要有球閥、閘閥、截止閥、止回閥、過濾器、柱塞閥、料漿閥等三十多個品種,還根據用戶要求生產非標准閥門。產品廣泛用於化工、化肥、冶金、制葯、電力、石油、鋼鐵廠、酒廠、造紙廠、煤礦、鋁化工、工程建築、市政、暖通、液化氣、食品、供水等管線引進裝置。
3、江蘇電氣閥門有限公司坐落於中國江蘇省常州市。江蘇電氣閥門有限公司地處聞名全國的環保基地——江蘇常州,是一家集科研、製造、銷售各類閥門於一體的專業公司。江蘇電氣閥門有限公司成立於1988年,佔地面積3.5萬多平方米,其中建築面積2.5萬多平方米,注冊資金800萬元,現有員工395名,其中高級工程師35名,專職技工138名,擁有各類生產和檢測設備300餘台。可生產公稱通徑:DN6mm~DN3200mm;公稱壓力:1.0MPa~32.0MPa;工作溫度為:-196℃~+750℃的閘閥、球閥、蝶閥、截止閥、安全閥、止回閥、疏水閥、減壓閥、調節閥、水利控制閥等3000多個品種規格;採用標准有國家標准以及美標API、ASME、日本JIS、英國BS、德國DIN等國際先進標准,並可根據用戶需求設計生產各種非標特殊閥門;年生產能力8500噸,是一家集設計、研發、生產、銷售和售後服務為一體的現代化企業。
今天為大家舉例說明的高壓安全閥相對於其它普通的閥門產品而言,不僅僅可以起到控制的作用,而且還可以藉此保障人身和財產安全,也能夠通過對壓力的調節來保障設備正常運行,延長使用壽命,避免額外的損失和麻煩,上文所述就是關於高壓安全閥廠家方面的舉例了,更進一步還有關於價格版塊的對比信息供了解和參考學習,有興趣的朋友可以貨比三家擬定合適合理的方案和計劃。
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『叄』 球閥的應用
球閥的應用:球閥被廣泛的應用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制葯、水利、電力、市政、鋼鐵等行業,在國民經濟中佔有舉足輕重的地位。它具有旋轉90度的動作,旋塞體為球體,有圓形通孔或通道通過其軸線。
球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向,它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。球閥最適宜做開關、切斷閥使用,V型球閥。電動閥門除應注意管道參數外,尚應特別注意其使用的環境條件,由於電動閥門中的電動裝置是一機電設備,其使用狀態受其使用環境影響很大。通常狀態下,電動球閥、蝶閥在以下環境使用要特別注意。
球閥(ball valve ),標准GB/T21465-2008《閥門術語》中定義為:啟閉件(球體)由閥桿帶動,並繞球閥軸線作旋轉運動的閥門。亦可用於流體的調節與控制,其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座之間具有很強的剪切力,特別適用於含纖維、微小固體顆料等的介質。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質的合流、分流、及流向的切換,同時也可關閉任一通道而使另外兩個通道相連。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。球閥按照驅動方式分為:氣動球閥,電動球閥,手動球閥。
特點:
一;耐磨;由於硬密封球閥的閥芯是合金鋼噴焊,
三片式球閥
密封圈是合金鋼堆焊,所以硬密封球閥在開關時不會產生太大的磨損。(它的硬度系數為65-70):
二;密封性能好;由於硬密封球閥的密封是採用人工研磨,直到閥芯與密封圈完全吻合才能使用。所以他的密封性能是可靠的。
三;開關輕;由於硬密封球閥的密封圈底部採用彈簧使密封圈與閥芯緊緊抱在一起,所以在外界力量超過彈簧的預緊力時開關非常輕。
四;使用壽命長:已廣泛應用於石油、化工、發電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門,以及人們日常生活中。
氣動球閥結構緊湊,密封可靠,結構簡單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態,不易被介質沖蝕,易於操作和維修,適用於水 、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質,主要用於截斷或接通管路中的介質,亦可用用於流體的調節與控制。
氣動球閥與其它閥門種類相比,具有角行程輸出扭矩,開啟迅速、平穩可靠,適用廣泛,等以下一些優點。
1、止推軸承減小閥桿磨擦力矩,可使閥桿長期操作平穩靈活。
2、防靜電功能:在球體、閥桿、閥體之間設置彈簧,能將開關過程產生的靜電導出。
3、由於聚四氟乙烯等材料具有良好的自潤滑性,與球體的磨擦損失小,故氣動球閥的使用壽命長。
4、流體阻力小:氣動球閥是所有閥門分類中流體阻力最小的一種,即使是縮徑氣動球閥,其流體阻力也相當小。
5、閥桿密封可靠:由於閥桿只作彷轉動運而不做升降運動,閥桿的填料密封不易破壞,且密封能力隨著介質的壓力增高而增大。
6、閥座密封性能好:採用聚四氟乙烯等彈性材料製成的密封圈,結構易於密封,而且氣動球閥的閥封能力隨著介質壓力的增高而增大。
優點
1.流體阻力小,全通徑的球閥基本沒有流阻。
2.結構簡單、體積小、重量輕。
3.緊密可靠。它有兩個密封面,而且球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料,密封性好,能實現完全密封。在真空系統中也已廣泛使用。
4.操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便於遠距離的控制。
5.維修方便,球閥結構簡單,密封圈一般都是活動的,拆卸更換都比較方便。
6.在全開或全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,介質通過時,不會引起閥門密封面的侵蝕。
7.適用范圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應用。
8.由於球閥在啟閉過程中有擦拭性,所以可用於帶懸浮固體顆粒的介質中。
加工精度高,造價昂貴,高溫中不宜使用,如管道內有雜質,容易被雜質堵塞,導致閥門無法打開。
『肆』 關於氣割回火
回火的表現是氣嘴那裡火沒碼野了,會有一聲暴響,握割槍的手,可能還會覺得有些發燙。發生回火後,用腳踩住乙炔氣管,踩的位置越靠近乙炔瓶越好,同時快速關閉割刀氣閥,不能因為害怕就把割刀扔遲蘆喊掉。回火通常是氣路不暢,或者乙炔和氧氣送氣比例不對造成的。
以前在鋼鐵廠的時候,我也無證操作過割刀,回火也碰到過,一般稍加註意,不會有什麼問題,但如果是新手的話,請在指導下進行操作,操作的時候最好有兩人,一人操作,一人在鋼瓶附近。
及時處嘩畝理的話,不會。
『伍』 IF鋼的成分控制
間隙原子C、N對IF鋼的織構、r值與時效特性有著十分重要的影響。固溶的C、N原子不利於{111}織構的形成,r值急劇降低。此外,C、N含量高還將會明顯增大IF鋼的時效硬化傾向。Nb、Ti等元素可以將C、N間隙原子從基體中清除出來,從而獲得較純凈的鐵素體鋼,有利於{111}織構的發展和r值增大,並且保證了IF鋼的非時效性。因此IF鋼必須具有超低碳氮、鈮鈦微合金化等特點。
IF鋼的成分特點是:①為了獲得良好的深沖性能,鋼中的[C]、[N]、[Si]很低;②為Al脫氧鋼。除了脫氧作用以外,Al對冷軋鋼板的織構控制有重要作用;③對[S]和[P]控制要求相對寬松;④為了保證良好的表面質量,對鋼中的非金屬夾雜物要求嚴格。日本企業提出IF鋼冷軋板中非金屬夾雜物的尺寸必須小於100μm。
從IF鋼的性質可知,鋼中最有害的元素是間隙原子C、N,為保證鋼的深沖性能、表面質量、鍍鋅性能以及生產順行,對鋼中其他元素和夾雜物也有一定要求。根據對鋼的有害程度,對鋼中有害雜質排序如圖1 :C:嚴重影響鋼的深沖性能,必須盡可能去除,對於鋼中殘余的C,採用加Ti的方式加以固定。
N:對鋼的有悄純汪害作用與C類似,但因煉鋼一般能將N控制在40ppm以下,而脫氧殘留的Al能與N生產穩定的AlN, 能將N完全固定,因此,N對IF鋼的有害作用基本上得到控制。
夾雜物:對鋼的表面質量和深沖性能有一定影響,應使鋼中夾雜物盡可能少,尺寸盡可能小。
Si:一方面增加鋼的強度,減少鋼的延性,對鋼的深沖性能有害;另一方面影響鋼的鍍鋅性能。應盡可能減少鋼中的Si含量。
S:在一定程度上(約0.005~0.006%)有利於C的析出,對提高鋼的深沖性能有利。但是S過高則對鋼有害。
P:對IF鋼的延性、低溫塑性有很大影響,要求IF鋼中磷含量越低越好。在某些高強IF鋼中作為強化元素提高鋼的強度。 IF鋼生產中,碳的控制是十分關鍵的內容。鋼中的碳對IF鋼的性能有極大的影響,IF鋼中不允許有固溶的碳,鋼中的碳必須採用加入鈦合金的方式加以固定。鋼中的碳含量一要盡可能的低從而減少合金的加入量;二要穩定從而確定鈦鐵的加入量。這兩點都要得到保證,IF鋼才能大規模生產。
目前IF鋼轉爐冶煉終點的碳含量一般控制在(200~400)×10-4%,要使鋼中的碳含量小於50×10-4%,甚至低於20×10-4%,必須通過RH真空精煉來完成。
RH真空精煉是生產超低碳IF鋼的關鍵技術,通過吹氧強制脫碳和後序工藝防止增碳來實現對碳的控制。
提高鋼水脫碳速度的工藝措施有 :
(1)進一步提高真空系統的抽氣能力。
真空泵的抽氣能力是通過真空室的真空度來影響脫碳速度的。真空度的高低,決定了RH真空脫碳的速度。較大的抽氣能力可以使真空度在短時間內獲得較高的真空度,即快速降低真空室的壓力,可以增加CO氣泡的發生率,使鋼中碳含量迅速下降,能夠達到的最終碳含量頁越低。武鋼二煉鋼廠1、2 號RH 真空度的變化曲線和碳含量變化的對應關系說明了這一點,如圖2所示。
(2)增加驅動氣體流量。
驅動氣體是RH的鋼液循環的動力源,驅動氣體量的大小直接影響鋼液循環狀態和脫碳等冶金反應。驅動氣體流量控制不當會產生強烈噴濺。脫碳過程中生成CO氣體,加劇噴濺程度,在脫碳前期,驅動氣體量應調小,隨著C-O反應的減弱而適當增大,直到脫碳結束達到RH循環所需驅動氣體量,可以加強後期鋼液的攪拌,抑制傳質系數的降低,從而抑制了後期脫碳速率的降低。
(3)脫碳前期吹氧強制脫碳
在真空脫碳反應中,當鋼水中碳含量高([C]/[O]>0.66)時,即脫碳反應前期,氧的傳質決定脫碳速度。這時頂吹氧槍吹氧可以有效提高表觀脫碳常數,縮短處理時間。另外,高速氧氣流沖擊鋼水表面,鋼水飛散成為大量小液滴,更增加了脫氣表面積,加快了脫碳速度。但是,吹氧一般會使得脫碳結束鋼水中的溶解氧含量增加,從而惡化鋼水的潔凈度。應該掌握好吹氧時機和吹入的氧氣量。
(4)增加插入管截面積。
在增大鋼水循環流量的措施中,如果單純增大驅動氣體流量會使得環流管內鋼水線速度上升,容易造成真空室內噴濺粘鋼。解褲備決辦法就是擴大環流管內徑。啟仔增大插入管內徑,即增大了插入管的截面積,增大了循環流量。即使在同樣的驅動氣體流量的情況下,由於CO氣體向氣泡中的擴散作用,可以容納和產生更多的氣泡,增大了循環管上升區的相界面,同時也使噴濺到真空室的鋼液量增加,增大了鋼液乳化區的相界面,使脫碳速度加快。另一方面由於循環流量增加,鋼液在真空室底部的線速度增加,使鋼流的邊界層減薄,碳氧向鋼液面擴散速度增加。插入管的內徑越大,脫碳速度越快。在條件允許的情況下應盡可能地增大插入管內徑,增加循環流量,促進脫碳反應。圖3展示了新日鐵八幡廠增大插入管內徑後鋼水環流量的變化,可以看出增大插入管內徑對於增大鋼水環流量效果明顯。
新日鐵八幡廠由於採用極低碳覆蓋劑、中空保護渣(含量為0.5%)和將保護渣熔渣層厚度增加到30mm,將RH精煉結束到鑄坯中的增碳量從原來的8.1ppm減少至2.6ppm。 鞍鋼開發了低氮IF鋼的生產工藝,包括轉爐冶煉工序提高鐵水比、冶煉過程式控制制返干、冶煉終點減少補吹次數和時間,採用鐵礦石(燒結礦)造渣,能夠控制冶煉終點氮的質量分數小於12×10;RH-TB精煉工序處理前期提高脫碳速度,處理中期快速提高真空度、提升氬氣流量和鋼水循環量,處理後期控制鋼水中的氧含量,同時必須保證鋼水極低的硫含量。目前鞍鋼可以批量穩定生產氮含量小於20×10的IF鋼。 馬鋼CSP在生產SPHC鋼種時轉爐採用全程底吹氬模式,在轉爐自動化系統中增加氮氣閥門的控制手段,徹底杜絕吹煉過程中的氮氣泄露,加強出鋼口的維護,出鋼氮含量從47.4×10降至30×10。 劉光穆等人考察了漣鋼100t轉爐不同氮氬切換模式對終點氮含量的影響,盡管全程底吹氬氣有利於鋼中[N]的降低,但是在考慮綜合成本的情況下,將轉爐冶煉供薄板鋼水底吹定為前10min吹氮後吹氬工藝。此外吹氬強度合理時,可以避免鋼水在吹氬站增氮。
武鋼三煉鋼廠通過轉爐終點、脫氧制度和連鑄三個環節來系統控制鋼中的氮含量,並把保護澆注視作控氮關鍵環節,為此提高鋼包開澆自開率,在長水口和鋼包下水口之間採用特殊密封材料和氬封方式,中間包採用高鹼度覆蓋劑並控制吹氬流量確保液面不暴露。目前該廠鋼包到中間包鋼水增氮已經控制在2×10以內,中間包鋼水平均氮含量為22.8×10。
內陸鋼公司通過轉爐副槍終點控制降低補吹率、終點添加石灰石造泡沫渣、以CO2作為底吹氣體,終點氮含量小於13×10,沸騰出鋼避免吸氮,出鋼過程平均增氮7×10。RH精煉改進浸漬管的法蘭密封同時採用低氮合金和廢鋼,RH平均氮含量為18.3×10。保護澆注增氮量為1×10。
綜上所述,IF鋼氮含量控制的要點是 :
轉爐工序提高鐵水比,提高氧氣純度;吹煉過程中增加礦石的投入量,添加石灰石造泡沫渣,控制轉爐爐內為正壓;吹煉後期,採用低槍位操作,增加攪拌強度,強化終點命中率;採用沸騰出鋼。RH工序加強真空室密封,減少合金和廢鋼帶入的氮,避免RH吸氮。連鑄工序提高鋼包開澆自開率,改進長水口機構、操作、密封材料、氬封方式並控制合理的吹氬量,中間包採用高鹼度覆蓋劑,確保液面不暴露。 (1)轉爐工序氧含量的控制
冶煉IF鋼一般採用頂底復吹轉爐,在冶煉後期增大底部惰性氣體流量、加強溶池攪拌,以降低轉爐冶煉終點鋼中氧含量;實現轉爐冶煉動態模型控制,將IF鋼轉爐冶煉終點碳含量由0.02%~0.03%提高到0.03%~0.04%以提高冶煉終點鋼液碳含量和溫度的雙命中率,減少補吹率;採用擋渣出鋼、鋼包下渣自動檢測技術及鋼包渣改質措施以減少鋼包渣對鋼液的污染。
IF鋼轉爐冶煉終點爐渣的全鐵含量一般為15%~25%,通過出鋼擋渣技術使鋼包內爐渣的厚度控制在50mm以下、防止出鋼過程中下渣量過大造成鋼液二次氧化嚴重。出鋼後立即向鋼包內加入改質劑,爐渣改質劑由CaCO3和金屬鋁組成,可將渣中的全鐵含量降低到4%左右,甚至2%以下。
(2)連鑄工序氧含量的控制
在IF鋼冶煉的連鑄工序,採用大容量連鑄中間包並進行鋼液流場優化,以促進夾雜物上浮和均勻成分、溫度;採用鹼性連鑄中間包包襯和覆蓋劑以減少包襯和覆蓋劑對鋼液的傳氧污染;採用連鑄結晶器液面自動控制技術,確保液面波動小於±3mm,以減少保護渣捲入鋼液。