真空脫氣

早期的真空脫氣方法分為四大類別，常用的有八種方法，其中有 ：

（1）出鋼過程鋼水真空脫氣法。西德與瑞典提出的這種出鋼真空脫氣法，是將裝有真空密封蓋的大鋼包放在爐子的前面，并與真空系統(tǒng)相通。密封蓋上裝有輔助用的中間小鋼包。鋼水從爐內(nèi)直接流入中間鋼包中，在通過中間小鋼包的注口流入大鋼包（即真空室）中進(jìn)行真空除氣。

該方法的特點(diǎn)：

①縮短真空脫氣處理時間；

②不需要固定的真空室；

③可減少鋼水的熱損失；

④不必提高出鋼溫度；

⑤出鋼速度受限，出鋼速度比較小；

⑥鋼水經(jīng)中間小包進(jìn)入大鋼包；

（2）鋼包脫氣法。先將裝滿鋼水的鋼包置于真空室中，抽真空或通入攪拌氣體進(jìn)行除氣。從出鋼到鋼包放入真空室到抽空除氣操作所需時間較長，如對真空室預(yù)熱不足，除氣的鋼水因伴有較大的溫度損失不能進(jìn)行滿意的澆注。

（3）鋼流脫氣法。鋼流脫氣法，又稱倒包脫氣法。它是一種特別快的除氣方法。鋼水自出鋼鋼包注入置于真空室內(nèi)的鋼包的過程中便開始真空除氣。

此法的特點(diǎn)是：

①鋼流進(jìn)入真空室后變成極細(xì)的熔滴，大大增加了表面積，鋼水中溶解的氣體被大量除去。

②在這種操作中，因真空室及待盛裝鋼水用的鋼包，在鋼水注入之前，均已被抽成真空，所以可使用較小的抽氣設(shè)備。

③在這預(yù)先抽成真空的過程中，鋼包內(nèi)襯的耐火磚中的水分也被大量除去，這些水分往往是鋼中氫氣來源之一。

④鋼水通過中間包熔穿密封用的鋁板而進(jìn)入到真空室內(nèi)的鋼包中，此即所謂的“倒包”。在注口處流速為10t/min。在這種速度下，可使除氣接近平衡。

⑤此法不需要攪拌或加熱。

⑥這種除氣方法，氫氣的含量小于3 標(biāo)準(zhǔn)cm³/100g、防止鍛件發(fā)裂的要求是可以達(dá)到的。

⑦此法需要兩個大鋼包和一個中間小鋼包，耗費(fèi)較大。

（4）鋼水在錠模中真空除氣。這種澆注單個鋼錠的方法也屬鋼流脫氣法。類似倒包脫氣法（如將鋼錠模代替大鋼包的作用），鋼錠在真空下澆注過程中除氣，可對重型鋼錠能有效除氣。

其特點(diǎn)是：

①經(jīng)過真空除氣凈化的鋼錠直到凝固不再和氧氣及耐火材料接觸。

②鋼水可直接通過真空室的蓋子注入到錠模中，鋼包與真空室蓋子之間有鋁板真空密封。

（5）車鑄多錠真空脫氣法。鋼水是通過隧道式真空室澆注其中的車鑄平臺上的錠模中，移動錠車實(shí)現(xiàn)多錠澆注。

這種鋼流脫氣法的特點(diǎn)：當(dāng)鋼流進(jìn)入真空后，鋼流出現(xiàn)噴射分散現(xiàn)象，其分散角度與中間包的注口形狀，處理前鋼水中的含氣量以及鋼水的壓力等因素有關(guān)。利用鋼流調(diào)節(jié)器可以得到控制其分散不致于噴到錠模外。

（6）提升除氣法。此法又稱分批除氣法或D-H 除氣法。它是將部分鋼水周期性的被提升到真空室中進(jìn)行除氣，然后再返回到鋼包中。這樣一來，鋼水進(jìn)入真空室得到一次脫氣，但它僅是一部分鋼水得到脫氣。在這種方法中，鋼水通常要升降25～30 次脫氣，以致使全部鋼水至少進(jìn)入真空室3 次脫氣。每次提升的鋼水相當(dāng)于全部鋼水的10%。

這種提升出氣法的特點(diǎn)是：

①抽入真空室內(nèi)的部分鋼水表面積增大，而深度小，除氣效率高，還能徹底混合。

②溫度損失，可用電力、燃?xì)饣蛉加蛠韺φ婵帐翌A(yù)熱補(bǔ)償熱損失。

③脫氣效果決定于每滴鋼水在真空室中停留的時間，每t 鋼水除氣表面按8m2 計算，在真空室中停留的時間平均為24s。

④加入一定量的合金料可在鋼水中混合均勻，使鋼中夾雜物保持最低的限度。

（7）真空循環(huán)脫氣法。這種方法又稱RH 脫氣法。它是將鋼水通過懸掛在鋼水包上面的小型真空室的吸入管吸入真空室中，經(jīng)1min 抽至133Pa，在此壓力下可向吸入管輸入氬氣驅(qū)動鋼水循環(huán)，氬氣的數(shù)量以（10～30）kg/t 鋼，可使鋼水達(dá)到全速循環(huán)。當(dāng)氬氣達(dá)到鋼水溫度時，體積要膨脹上百倍。當(dāng)鋼水中氣體逸出至上升管的上部體積會更大，這時鋼水的速度可達(dá)2m/s。循環(huán)速度是直接用放射性指示劑測定的。其鋼水處理速度可達(dá)（8～12）t/min。如對真空室的吸入管和返回管的直徑選擇合適，用同樣尺寸的除氣室，可對不同容量的鋼包進(jìn)行脫氣處理，如鋼包（30~120）t 容量可用同樣的真空室進(jìn)行脫氣處理。

這種方法的特點(diǎn)有：

①在30t 鋼包中鋼水有（10～50）℃的溫降。

②在100t 鋼包中鋼水有（20～30）℃的溫降。

③對100t 鋼包的鋼水需處理23min。

④由于鋼水的流動性較大，鋼水可比正常溫度約低20℃時澆注。

⑤除通入氬氣外，還可以按需要與鋼水中的氧和氮發(fā)生作用，可以通入其他反應(yīng)氣體。

⑥由于鋼水的對流運(yùn)動使鋼水混合和分布均勻。

此法也多在鋼水爐外精煉時應(yīng)用。

（8）鋼水澆注后鋼錠的真空除氣法。鋼水澆注后鋼錠的真空除氣法是真空除氣技術(shù)中最簡單的一種方法，主要用于成組或單個澆注的20t 以上的碳鋼板坯的鋼錠。鋼錠模在澆注后，立即進(jìn)行真空密封，以軟管連接到真空系統(tǒng)上進(jìn)行抽空，需要的壓力為（266～2660）Pa，實(shí)際實(shí)現(xiàn)并不困難。對鋼錠模的上部和下部均要進(jìn)行有效的真空密封，處理時間為（1.5～22）min，鋼水在需要的壓力下沸騰除氣。夾雜物的數(shù)量及大小均能降低，中心偏析幾乎消失。

鋼液真空脫氣 (vacuum degassing)是鋼液真空處理的主要應(yīng)用。鋼中氣體主要是氫與氮。它們是煉鋼過程中溶入鋼液的，對鋼材性能危害很大。鋼液凝固過程中氫析出時要造成氣泡、白點(diǎn)、發(fā)紋及鋼錠上漲等缺陷。而未被析出的氫會降低鋼的強(qiáng)度極限、斷面收縮率、延伸率和沖擊韌性。鋼中的氮會產(chǎn)生鋼的時效脆化，降低鋼的沖擊韌性及引起鋼的冷脆 。

是一系乳品、果汁等物料作業(yè)線上脫氣必不可少的設(shè)備。

真空脫氣機(jī)的作用是：去除料液中的空氣（氧氣），抑制褐變、色素、維生素、香成分和其他物質(zhì)的氧化，防止品質(zhì)降低； 去除附著于料液中懸散微粒氣體，抑制微粒上浮，保持良好外觀； 防止罐裝和高溫殺菌時起泡影響殺菌； 減少對容器內(nèi)壁的腐蝕，起到防腐蝕的作用。