《真空精练技术及其应用》
真空冶金技术的开发及应用
化 物或者金属在真空中容易形成气体后 , 往往气体分子小且分散 。 在真 空之中 , 多原子类分子容易分解为少原子 的分子 , 所 以所生成 的气体 分
子 十分小 ,粒 径为 l 0 — 1 O米 。
计算机 , 以加 强控制 特种冶或者合金。
可用其进行替换 V A R或者加工难度大 的高温合金等冶金工艺 ,但这种 方法存在严重 的微观及宏观偏析等缺点 , 对此 , 在真空 电弧 的双 电极重 熔过程 中,应加强研究元素与凝 固特点的偏析行为。 ( 3 ) 在当代 电子束 的连续熔炼 中,将熔化及精炼和后尾 的凝 固分 离, 不仅有效避免熔融金属 中不溶组分流 的人铸 , 而且有充足 的时 间进 行挥发反应 , 并将剩余 的残存物及杂质元素完全蒸发 。 据相关文献报道 , 合金 中氮与氧 的含量 明显减少 。渣膜部分 ,有助于降低其的挥发损失 ,
象。 在当代生产工艺中 , 唯有在水 冷结 晶的容器 中进行重熔 , 才能具有
展 ,对新工艺及新材料提 出了更高 的要求 ,使得真空焊接 、真空冶炼 、 真空热处理以及真空脱气等技术也得到快速发展 。 于此同时出现了多种 真空冶金方 法 以及设备 ,使得真空冶金 发展成制备 金属材料 的主要 手 段。在 1 9 6 0年之后 ,真 空冶金技 术得 到飞速发展 ,各种真空冶金设备
绪 论 真空技术 对钢水 铸件进行处理 , 成 品舞气孔舞裂纹 , 在很大程度上
一
、
子或者金属原 子凝结 到其他 的材料上 ,形成所需 的覆盖层 以及金属膜 。
通常冶金工业是用 于真空镀铝或或 者是真空镀锡 、 真空镀镉 、 不锈钢 等。
提高钢水 的质量及成品率 , 而且还获得专利 , 这也标 志着真空技术真 正 用 到冶金工业上。 时至今 日, 真空 冶金技术 已经从应用钢铁处 理到有 色 金属处理 , 从粗 金属 到高纯度金属等。
真空科学技术及其应用
真空科学技术及其应用随着现代科学的发展,真空科学技术在各个领域的应用越来越广泛。
真空技术是一种控制实验环境的技术,其优点在于能够隔绝外部环境干扰,同时使实验环境更加稳定。
一、真空科学技术的基础真空是介于气体和没有气体之间的一种状态。
常常被定义成压强小于大气压的气体状态。
真空科学技术的基础就是对真空本质的研究和认识,主要通过一个靠谱科学来实现。
真空技术的精髓在于能够将容器内部的气体或其他杂质的压力降低到极低的水平,以达到控制实验环境的目的。
二、真空技术的应用1.半导体制造半导体制造是真空技术应用最广泛的领域。
以电子元器件为例,由于电子元件的构成要求非常精确,平坦度、光滑度、纯洁性必须严格控制,任何杂质都可能对其产生不利的影响。
通过真空技术,可以清除制品表面的所有污染物质,使器件得以更加纯净的形成,从而提高了器件的性能。
2.航空航天在航空航天领域,真空技术同样也起到了重要作用。
空间探索器或卫星必须从地球的大气层中发射,这就要求在发射前必须将载体的内部置于一种非常高度真空的状态下。
这能够使之间减少空气的阻力,提高发射时的效率。
3.能源科技在能源科技领域,真空科技同样也得到了应用。
太阳能电池等太阳能技术,钻井和石油开采,以及燃烧工艺的改进等,都是依赖于真空技术来提高效率的。
4.医疗保健随着人们对医疗保健的需求不断增加,真空技术在医疗领域也开始得到广泛应用。
例如,真空技术可以用来制造心脏起搏器,通过真空环境可以将细菌和其他可能影响设备性能的杂质清除,从而提高设备的效果。
三、真空技术的进一步发展未来,真空技术还有很大的发展潜力和空间。
比如,随着太空探索的不断升级,将产生更多的需求和应用场景,在太空中的制造、装配机器人等领域应用都可以采用真空技术;还有,目前出现了一些新型的真空泵,比如电离泵、螺杆泵、旋转泵等等。
这些新型的真空泵,为真空技术的应用提出了更加明显的挑战和需求,有望推动真空技术的进一步发展。
总结:真空科学技术的应用范围非常广泛。
RH真空精炼炉发展及控制技术应用研究
RH真空精炼炉发展及控制技术应用研究发布时间:2023-02-17T08:36:31.242Z 来源:《科学与技术》2022年19期作者:孟祥通[导读] 在信息化不断发展的推动下,钢铁工业也实现了自动化发展,在技术设备不断更新、市场对于低碳优质钢材的需求的提升下,RH工艺获得了较大的发展,在其真空精炼的环节,国外内都在对其工艺装备及自动化控制、开发及应用进行研究。
孟祥通在信息化不断发展的推动下,钢铁工业也实现了自动化发展,在技术设备不断更新、市场对于低碳优质钢材的需求的提升下,RH工艺获得了较大的发展,在其真空精炼的环节,国外内都在对其工艺装备及自动化控制、开发及应用进行研究。
RH工艺的实现必须保证其精炼炉为真空状态,相关的设施设备需要可靠而先进,这是获得稳定安全生产的基本前提。
基于此,本文以RH精炼炉作为研究对象,对其工艺装备和控制技术做了细致的研究,进一步分析了RH真空精炼炉的发展历程和工艺原理。
本研究对工程项目在质量管理方面的提升有着关键性作用。
关键词:RH真空精炼炉;控制技术;精炼炉发展0引言RH精炼是炉外精炼工艺的一种重要的冶炼方式,其优势是产能大、周期短、效果佳等,目前为炼钢行业所普遍采用。
截止到现在,RH不再单纯被应用于脱气技术,更是应用于真空脱碳、喷粉脱硫、吹氧脱碳、温度均匀以及补偿等方面,炉外精炼的功能越来越齐全。
在精炼技术与功能的不断发展下,RH技术对于超低碳钢的生产具有很大的优势,在目前现代化的钢厂中,作为炉外处理技术发挥着重要的作用。
1 RH真空精炼技术概述1.1 RH精炼炉真空处理工艺RH工艺流程图如图1所示,RH真空槽是整个真空脱气装置的核心设备,主要结构是由一个带有2个吸嘴,内砌耐火材料的真空室构成。
RH 真空处理过程中在对钢水进行真空处理时,位于真空室下部的两根插入管会随着钢包的上升而逐渐插入到钢液中,插入管深入到钢液中之后,利用真空室的结构对钢水进行抽真空的操作,使钢水中所含有的成分因此而改变。
一文读懂真空冶金技术原理及应用场景
一文读懂真空冶金技术原理及应用场景下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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有色金属真空冶金技术的开发和应用
有色金属真空冶金技术的开发和应用文章对有色金属真空冶金技术特点如金属反应受气体影响较小、把控系统内外物质流動及生产过程污染度较低等进行分析,并对真空冶金的几种开发技术如真空还原、真空蒸馏、真空脱气及真空烧结等进行阐述,真空冶金技术的应用,是将真空技术的广泛应用及技术进步作为基础。
因此,文章以真空熔炼、铸造领域中的冷坩埚真空感应熔炼炉应用及真空热处理领域中的新型电子束熔炼为例进行具体分析,望以此推动我国冶金技术进一步发展。
标签:有色金属;真空冶金技术;真空蒸馏;真空烧结;真空脱气Abstract:The technical characteristics of vacuum metallurgy of nonferrous metals,such as less influence of gas on metal reaction,material flow inside and outside the control system,and low contamination in production process,are analyzed in this paper. Several development technologies of vacuum metallurgy such as vacuum reduction,vacuum distillation,vacuum degassing and vacuum sintering are expounded. The application of vacuum metallurgy technology is based on the extensive application and technical progress of vacuum technology. Therefore,the application of cold crucible vacuum induction melting furnace in the field of vacuum melting and casting and the new type electron beam melting in the field of vacuum heat treatment are analyzed in detail in order to promote the further development of metallurgical technology in our country.Keywords:nonferrous metals;vacuum metallurgy technology;vacuum distillation;vacuum sintering;vacuum degassing自1960年后,真空冶金技术的成长、发展均较为迅速。
真空技术与应用
真空技术与应用真空技术是一门研究在低气压或无气压条件下工作的科学与技术。
它在许多领域中发挥着关键作用,例如电子器件制造、材料处理、能源产业以及空间探索等。
本文将介绍真空技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势等方面。
一、真空技术的基本原理真空是指气体的绝对压力低于大气压的状态。
而真空技术的核心原理是通过各种手段将封闭空间中的气体排除或减少,从而达到较低的气压。
具体的技术手段包括机械泵、分子泵、离子泵等。
机械泵是最常用的真空泵之一,它利用活塞或叶片等机械运动产生抽吸效果。
而分子泵则通过高速旋转的转子将气体分子推向被抽空的方向,使其减少压力。
离子泵则利用电场和磁场的作用将气体离子抽出,从而实现真空。
二、真空技术的应用领域1. 电子器件制造:在半导体制造领域,真空技术被广泛应用于制造集成电路、平板显示器和太阳能电池等设备。
在真空中进行工艺处理,可以减少氧化反应和气体杂质对器件性能的影响,提高材料的纯度和稳定性。
2. 材料处理:真空技术在材料加工和表面处理中也起着重要作用。
例如,通过在真空环境中进行溅射薄膜、热蒸发和化学气相沉积等工艺,可以制备出高纯度、高质量的涂层材料。
3. 能源产业:真空技术在能源领域的应用非常广泛。
例如,通过在真空中进行燃烧反应,可以提高能源利用效率,减少燃烧产生的污染物。
此外,利用真空蒸馏和分离技术,可以提取和纯化石油、天然气等能源资源。
4. 空间探索:在航天领域,真空技术是必不可少的。
宇航员在航天器内需要处于真空环境下,而火箭发动机的推进剂也是在真空条件下运行。
此外,真空技术还在航天器的制造、环境控制和实验条件模拟等方面发挥重要作用。
三、真空技术的未来发展趋势随着科学技术的进步和工业需求的不断增长,真空技术也在不断发展。
未来,真空技术可能出现以下几个发展趋势:1. 高效节能:随着能源问题和环境问题的日益凸显,未来的真空技术将更加关注能源的高效利用和节能减排。
例如,研发更节能高效的真空泵和真空系统。
真空技术及其应用研究
真空技术及其应用研究一直以来都备受关注,随着科技的不断发展,真空技术在各个领域都有着广泛的应用。
从最基础的制备纯净环境到半导体制造等高端领域,真空技术无处不在,为现代工业的发展提供了坚实的基础。
一、真空技术的概念及发展概况真空技术是一门研究利用真空环境进行科学实验和技术应用的领域。
早在17世纪,人们就开始对真空进行研究,但直到19世纪,真空技术才真正开始迅速发展。
从最初的水银柱压力计到现代的各种真空泵和真空设备,真空技术已经取得了长足的进步。
在过去的几十年里,真空技术不仅在科学研究领域取得了显著成就,还被广泛应用于工业生产和其他领域。
二、真空技术的基本原理和分类真空技术的基本原理是利用真空泵将容器内的气体抽出,使之达到低于大气压的压力。
根据实际应用需求不同,真空技术可以分为粗真空技术、中真空技术和高真空技术三个层次。
粗真空技术主要应用于一些普通工业生产中,中真空技术则主要应用于半导体、涂层等领域,高真空技术则应用于核聚变等高科技领域。
三、真空技术在材料科学中的应用研究材料科学是真空技术的一个重要应用领域。
通过真空抽取、真空热处理等技术,可以改善材料的性能,提高其质量。
同时,真空环境下对材料的表面进行处理,也可以增加材料的表面粗糙度,提高与其他材料的黏附性。
这些都为材料的研究和应用提供了新的思路和方法。
四、真空技术在电子工业中的应用研究电子工业是真空技术的另一个重要应用领域。
真空技术在电子器件的制造、封装和测试等方面都有着重要的作用。
例如,真空蒸镀技术可以提高电子器件的导电性能,同时减少杂质对电子器件的影响。
在电子器件的封装中,真空环境可以减少器件中的氧气和水蒸气,延长器件的使用寿命。
这些都为电子工业的发展带来了新的机遇和挑战。
五、真空技术在卫星应用中的研究随着卫星技术的迅速发展,真空技术在卫星应用中也有着广泛的应用。
在卫星的制造、运行和维护过程中,真空技术都占据着重要地位。
例如,卫星中的推进系统需要在真空环境下进行测试和运行,真空技术可以提供卫星运行所需的真空环境。
有色金属真空冶金技术的开发和应用
有色金属真空冶金技术的开发和应用摘要:资源和能源的利用效率是资源开发利用和环境保护与管理领域中重要的研究问题。
其中,有色金属冶炼行业可以说是促进我国现代化工业发展的重要支撑。
介绍了有色金属当中关于真空冶金的开发与应用情况,期望可以为今后本行业的相关研究提供一些有价值的借鉴,从而进一步丰富有色金属冶炼的研究。
关键词:有色金属;真空冶金技术;开发应用1有色金属行业中真空冶金的技术开发分析1.1开发进程分析针对有色金属而言,其真空冶金的出现相对晚一些,比如,在1935年的时候,Kroll就曾提出了从铅里面除锌,可以采取真空法,但是直到1947年才最终实现。
部分金属进行提纯,如锑、锌等都是在实验室研究之后再开展小规模的实验,但是工业规模生产却十分少见。
一直到50年代,我国有色冶金工厂当中其实都没有配置真空冶金及相关设备,但是在某些实验室当中少量对几种金属进行处理。
而后真空技术逐渐发展深入、完善起来,真空设备的生产也逐渐普及起来,是真空冶金发展的基础。
20世纪70年代之后,出现了真空蒸馏技术以及相关设备,迅速地将其推广到各个冶锡厂当中,至今为止全国范围内20多个工厂中应用。
90年代研究并推行卧式真空炉对热度锌渣和硬锌,它有效地将锌和铁分离,已经在一些工厂中得到应用。
而后的真空铅银分离、粗硒蒸馏等,都已经逐渐在工厂中得到应用。
很多有色冶金工厂都会考虑到真空技术的特征,想用它来解决现阶段存在的问题。
以往一段时间当中,更是出现了在真空中制造超细金属及化合物粉末,制造新合金材料等研究成果。
1.2有色金属真空冶炼工作原理21世纪以来,有色金属的真空冶金技术得到了非常快速的成长和发展,有色金属的真空冶炼技术具备着传统冶炼方法无可比拟的优势。
首先,有色金属的真空冶炼工作原理是:系统压力比大气压小的前提下,在超高真空范围内进行的金属矿物或者是其他资源的熔炼加工和处理。
有色金属真空冶炼技术分为真空蒸馏、真空分离等等。
1.3开发真空冶炼技术的理论分析有色金属真空冶金技术通过针对不同有色金属元素气化和冷凝的不同性质,实现金属精炼和合金各类分离的目的。
简议常用的有色金属真空冶金技术与应用
简议常用的有色金属真空冶金技术与应用摘要:我国金属冶炼业从上世纪五十年代就采用了真空冶金技术,为后来金属冶金产业的蓬勃发展打下了基石。
并且随着近年来真空冶金技术的迅速发展与普及,这一技术手段现已成为目前有色金属产品中主要的应用技术手段,并有效提高了有色金属产品品质。
基于此,本文简述了有色金属真空冶金技术特征,对常用的有色金属真空冶金技术及其应用进行了探讨分析。
关键词:有色金属;真空冶金技术;特征;应用有色金属冶金材料是我国经济建设中的基础材料,随着社会经济的不断发展,人们对有色金属冶金材料的需求量不断上升。
金属的分类法一共有四种,按颜色分类(工业最常用分类)分为黑色金属和有色金属。
有色金属是铜、铝、铅、锡、镍、铬等常用金属的统称,它区别于黑色金属铁,因为都有一定的色彩,并且相对稀少珍贵,统称有色金属。
它在国民经济、人民生活、国防工业、科技发展中起着重要作用,是现代材料的重要组成部分。
传统金属熔炼工作通常都是在大气环境中完成,在一定程度上也影响着有色金属熔炼产品质量的提高。
但随着科学技术的进展,人类也开始研究在高真空大气环境中开展有色金属熔炼。
因此为了发挥其作用,以下就有色金属真空冶金技术进行了探讨分析。
一、有色金属真空冶金技术特征的分析1、利用真空熔炼系统可以提高科研人员对系统内在物料流体状态的了解。
由于真空体系里面的密度高,与大气环境有着比较明显的区别,对冶炼操作产生了很大的影响。
真空控制系统在熔炼过程中,利用室内周围环境中的水泵和通气管道可以把高温真空工作环境中的废气及时排除,防止其污染熔炼流程,从而有效地提高了技术人员对高温真空系统熔炼工作的管理效率,对提升有色金属熔炼产品质量也具有重要意义。
2、在高温真空环境条件之内有色金属材料反应过程受到废气的危害很小。
在高温真空环境条件之内废气相对稀薄,所以在高真空环境条件之内,有色金属冶炼质量并没有受废气的强烈危害,从而有效地提高了有色金属材料生产品质。
VD真空精炼技术与装备的发展
VD真空精炼技术与装备的发展刘晓峰(重庆钢铁股份有限公司炼钢厂重庆 401258)摘要:介绍了VD真空精炼技术的发展,指出VD功能多元化应是今后发展的主要趋势,提出重点研究开发氧脱碳(碳脱氧)、深脱硫、深脱气技术是实现VD功能多元化的关键。
在此基础上,介绍了高效化生产装备和干式机械泵系统应用于VD真空精炼的情况,指出干式机械泵系统应用于真空精炼是一种可行的选择。
关键词:VD;氧脱碳(碳脱氧);深脱硫;深脱气;生产装备;干式机械泵系统;发展。
The development of vacuum Degassing technology andequipmentXiaofeng-Liu(Chongqing Iron and Steel Co., Steel Plant Chongqing 401258)Abstract :Introduced the VD vacuum refining technology development, pointed out that the VD diversity function should be the future development trend, to focus on the research and development of oxygen decarburization (Carbon deoxidized), deep desulfurization, deep degassing technology is to realize VD plurality of function key. On this basis, introduced the high efficient production equipment and dry mechanical pump system used in VD vacuum refining situation, pointed out that the dry mechanical pump system used in vacuum refining is a viable option.Key words :Vacuum Degassing;Oxygen decarburization(Carbon deoxidized);Deep desulfurization;Deep gas;Production equipment;Dry mechanical pump system;Development。
冶金工业中的真空技术
冶金工业中的真空技术随着科技的不断发展,真空技术在冶金工业中的应用越来越广泛。
本文将探讨真空技术在冶金工业中的应用、优势以及未来发展方向。
关键词:冶金工业、真空技术、应用、优势、发展方向一、引言冶金工业作为国民经济的重要支柱产业,对于促进经济发展和国家建设具有重要意义。
然而,传统冶金工艺中的一些问题,如能源消耗大、环境污染等,限制了其可持续发展。
为了解决这些问题,真空技术在冶金工业中逐渐得到了广泛应用。
二、真空技术在冶金工业的应用1、真空脱气在冶金工业中,真空脱气技术主要用于金属熔炼和铸造过程。
通过降低熔炼温度和减少气体杂质,提高金属纯度和质量。
例如,真空脱氧技术可以有效地降低金属中的氧含量,提高金属的耐腐蚀性能。
2、真空精炼真空精炼是一种在低压力或真空环境下,对金属液体进行精炼提纯的方法。
通过真空精炼,可以有效地去除金属中的有害元素,提高金属的纯净度。
例如,不锈钢的制造过程中就广泛应用了真空精炼技术。
3、真空冶金真空冶金是将金属在真空环境下进行加工和处理的过程。
通过真空冶金,可以实现高温熔炼、低压浇铸、高真空烧结等工艺过程,得到高质量的金属材料。
例如,钛合金的制备过程中就采用了真空熔炼技术。
三、真空技术的优势1、节能降耗真空技术可以降低熔炼温度和压力,减少能源消耗。
同时,真空精炼和冶金还可以减少金属液体的浇铸次数,降低材料浪费。
2、提高产品质量通过真空脱气、精炼和冶金等方法,可以提高金属产品的纯度和质量。
例如,采用真空精炼技术制备的不锈钢,其耐腐蚀性能比传统方法制备的不锈钢提高数倍。
3、环保减排真空技术可以减少冶金过程中的气体排放,降低环境污染。
同时,真空冶金还可以实现废弃物资源的再生利用,提高资源利用率。
四、未来发展方向1、拓展应用领域随着科技的不断进步,真空技术在冶金工业中的应用领域将会更加广泛。
例如,在新型合金材料的研发制备过程中,真空技术将发挥更大的作用。
2、技术创新与改进为了更好地满足冶金工业的实际需求,未来需要对真空技术进行不断创新和改进。
真空冶金技术的开发及应用
81科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术人类冶金早已有几个世纪的历史。
目前,随着冶金技术的高速发展,其经历了电冶金、火法冶金以及湿法冶金等冶金工艺技术的发展。
在近50多年以来,随着全球科技的进步,部分精细化的冶金技术逐渐崭露头角,例如等离子冶金、真空冶金以及生物冶金等等。
在20世纪80年代初,美国的R om an.H.G or dm 应用真空技术对钢水铸件进行处理,成品舞气孔舞裂纹,在很大程度上提高钢水的质量及成品率,而且还获得专利,这也标志着真空技术真正用到冶金工业上。
时至今日,真空冶金技术已经从应用钢铁处理到有色金属处理,从粗金属到高纯度金属等。
与此同时,真空冶金技术还发展到真空熔炼、真空烧结、真空镀膜以及真空提取、真空热处理等等。
1 真空冶金技术的特点真空冶金技术具有如下几个特点:首先是对任何增容反应均有有利的影响。
由于在真空下的气体压力很低,对任何增容反应均有有利影响。
如:(1)还原剂将氧化物M O 还原成M O 凝聚态+R →R O 气态↑+M 凝聚态,其中的金属氧化物会被还原为固态金属或者是液态金属。
(2)能将气体G溶解成金属,进而放出气体G 金属→G↑。
(3)MO 凝聚态+R→M 气态+RO 气态↑,有关金属的氧化物被还原为气态的金属。
等等。
真空对此类过程均是有利的,不单加快金属反应的速度,同时也降低反应的温度。
其次是有少气体参与反应。
真空中由于气体比较稀薄,少有气体参与反应。
在真空内熔化金属时,可以是气体不会溶解;在真空内,金属被加热到高温时不易被氧化。
不管是固体金属或者液体金属,均不会被氧化。
第三,没有污染。
如果在冶炼过程中,需要高温,也就是大于真空室壁的材料实际的软化温度,那么加热系统需用电在炉内做好加热,所以真空系统无燃料燃烧导致的污染问题。
例如收尘以及对环境的污染等。
第四,气体的分子小。
真空技术研究及其应用
真空技术研究及其应用随着现代工业技术的高速发展,真空技术逐渐成为了一种非常重要的研究领域。
在许多工业领域中,真空技术都有着广泛的应用,如半导体制造、精密机械工业以及化学工业等。
在本篇文章中,我们将会对真空技术的基本原理和应用进行深入探讨。
一、真空技术的基本原理真空,指的是一个物理环境下的气体稀薄程度。
在标准大气压下,空气分子的密度约为每立方厘米2.5×1019个,而在真空状态下,这个数值将会急剧下降。
一般来说,真空可以被定义为气压低于标准大气压的状态。
真空的实现可以通过多种方式来完成,最常用的方法是机械泵。
机械泵通过压缩和抽取气体,将气体与真空容器内的气体分离。
在这个过程中,气体的压力逐渐下降,最终形成真空状态。
此外,也有其他的真空技术,如分子泵、离子泵、吸附泵等。
二、真空技术的应用1.半导体制造在半导体工业中,真空技术被广泛应用。
在晶圆制造过程中,需要使用真空技术将气体清除,以确保产品的质量。
同样,半导体加工过程中产生的污染物和废气也需要通过真空泵进行处理。
2.精密机械工业在精密机械的制造与加工过程中,真空技术也扮演着重要的角色。
例如,某些精密装配工艺需要在真空状态下进行,以确保产品的精度和品质,同时也可以减少氧化和腐蚀影响。
3.化学工业在化学工业中,真空技术可以用来制备高纯度化学品,也可以用来对一些敏感化学品进行处理,以避免产生不必要的反应。
此外,在真空状态下进行的一些化学反应也可以减少其他物质的干扰,从而提高反应效率。
4.航空航天在航空航天领域中,真空技术同样被广泛应用。
例如,在太空探索过程中,需要使用真空技术来制备和测试一些甚至无法在地球上制造的材料。
5.其他领域除了上述几个领域之外,真空技术在其他领域中也有着广泛的应用。
例如,真空技术可以用来制造真空管,也可以用来处理废水和废气等。
三、结论由此可见,真空技术在现代工业中具有着十分重要的地位,它为各个领域的发展做出了巨大贡献。
借助真空技术,我们可以控制材料的原子位置,制造出高精度和高质量的产品。
《真空精练技术及其应用》
真空精练技术及其应用综述王新鹏(莱芜钢铁型钢炼钢厂山东省莱芜市271104)摘要:简要介绍了RH真空精炼技术的脱氢、脱氧、脱氮、脱碳、喷粉等多种工艺,分析了RH、RH-OB、RH-KTB、RH-MFB、RH-PB、RH-PTB、MESID等技术的工艺特点,并对这些技术的冶金功能进行了综述。
关键词:RH,真空精炼应用,发展RH 法是一种重要的炉外精炼方法,具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点,在炼钢生产中获得了广泛应用。
到目前为止,RH 已经由原来单一的脱气设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等多功能的炉外精炼设备。
而且随着技术的进步和精炼功能的扩展,在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性,是现代化钢厂中一种重要的炉外处理装置。
1 RH精炼技术的开发与应用最初开发应用RH 的主要目的是对钢水脱氢,防止钢中白点的产生,因此,RH 处理仅限于大型锻件用钢、厚板钢、硅钢、轴承钢等对气体有较严格要求的钢种,应用范围很有限。
20 世纪80 年代,随着汽车工业对钢水质量的要求日益严格,RH 技术得到迅速发展。
这一时期RH 技术发展的主要特点如下:(1)优化工艺、设备参数,扩大处理能力;(2)开发多功能的精炼工艺和装备;(3)开发钢水热补偿和升温技术;(4)完善工艺设备,纳入生产工艺在线生产,逐年提高钢水真空处理比例。
采用RH 工艺能够达到以下效果:(1)脱氢。
经循环处理后,脱氧钢可脱w ( H)约65 % ,未脱氧钢可脱w ( H)约70 %;使钢中的w ( H)降到2 ×10- 6以下。
统计分析发现,最终氢含量近似地与处理时间成直线关系,因此,如果适当延长循环时间,氢含量还可以进一步降低。
(2)脱氧。
循环处理时,碳有一定的脱氧作用,特别是当原始氧含量较高,如处理未脱氧的钢,这表明钢中溶解氧的脱除,主要是依靠真空下碳的脱氧作用;如RH 法处理未脱氧的超低碳钢,w (O)可由(200~500) ×10- 6降到(80~300)×10- 6,处理各种含碳量的镇静钢,w (O)可由(60~250) ×10- 6降到(20~60) ×10- 6。
真空冶炼技术在高纯合金制备中的应用
真空冶炼技术在高纯合金制备中的应用随着人们对高性能材料需求的不断增加,高纯合金材料已经成为各个领域必不可少的材料。
高纯合金材料的制备需要考虑到材料成分的精准控制和杂质的极端去除。
在这个过程中,真空冶炼技术得到了广泛的应用。
本文将阐述真空冶炼技术在高纯合金制备中的应用和优势。
一、高纯合金制备中的真空冶炼技术高纯合金指材料成分中杂质含量极低,通常是小于万分之一。
因此,高纯合金材料的制备需要特殊的制备工艺和设备。
真空冶炼技术是目前制备高纯合金材料的主要技术之一。
真空冶炼技术是指在低压的真空条件下进行的金属冶炼过程。
在真空环境中,金属熔融温度降低,挥发性元素的挥发能力增强,因此可以有效地控制金属成分,达到精准控制合金成分和杂质含量的目的。
在真空冶炼技术中,通常使用真空感应炉,真空电弧炉和真空自熔炉等设备。
真空感应炉主要用于制备铁基高温合金,真空电弧炉主要用于制备钨钼等高熔点金属,真空自熔炉主要用于制备铜基高温合金等。
真空冶炼技术制备高纯合金材料的过程中,需要掌握合金的成分控制、溶解温度和保温温度控制、合金成分分析、熔化时间和冷却速率等关键参数。
只有准确把握这些参数,才能获得高纯度的合金材料。
二、真空冶炼技术在高纯合金制备中的优势真空冶炼技术是制备高纯合金材料的主要技术之一。
相比较于其他制备工艺,真空冶炼技术具有以下优势:1.成分精准控制真空冶炼技术可以有效控制金属合金的成分,达到高纯度小量制备的目标。
在真空中,其它杂质元素的挥发使金属成分更加稳定,提高合金制备的精度。
2.杂质去除能力强由于真空冶炼技术能够在低压真空条件下进行,其挥发性杂质元素的挥发能力增强。
因此,真空冶炼技术可以去除杂质元素,从而制备高纯合金材料。
3.熔化温度低在低压真空环境下,金属的熔点降低,可以减小熔点合金和高熔点金属的熔化温度,缩短冶炼时间。
4.消除气体包裹真空环境下,熔融金属的表面张力降低,气体包裹在熔融金属中的现象极其微小,从而可以达到制备均匀高质量的合金材料。
真空冶金技术的开发及应用
真空冶金技术的开发及应用发布时间:2021-06-09T15:19:22.970Z 来源:《基层建设》2021年第5期作者:李海[导读] 摘要:我国冶金技术历史悠久,并且在早期的商朝奴隶制社会期间就有了一定的发展。
云南铜业科技发展股份有限公司云南昆明 650000摘要:我国冶金技术历史悠久,并且在早期的商朝奴隶制社会期间就有了一定的发展。
在汉朝时期开始使用相关的铁器,因此我国对于青铜合金的技术能力在汉朝也就有了一定的成果。
随着我国当前冶金业的不断飞速发展,其他各个行业对于冶金技术的需求也逐渐增大。
因此我国的冶金技术也在不断改善,继而真空冶金技术在这样的情形之下迅速发展,并且具有较高的可使用性。
其具有较高的可控性和保护生态自然环境的优势,为我国各个行业提供了很多的服务。
因而本文探讨了真空冶金技术在当前社会的开发和使用情况,进而叙述了该技术在冶金技术产业相关的开发和运用。
关键词:真空冶金技术;可控性;开发应用前言人类冶金技术已经有几个世纪的发展历史,并且随着当前我国冶金技术的飞速发展以及对于此技术的不断改善,其经历了对各种冶金技术混合方式的改善。
50多年的发展历史以来,随着全球科技的不断进步,冶金技术自身也逐渐的向精细化的方向发展,比如在生物方面的成果。
此前在20世纪80年代的美国,已经开始使用真空冶金技术对于金属材料进行相关的处理,继而很大程度上提高了冶金技术的的质量和冶炼的成功率,这项技术因而还获得了相关的专利。
这一标志其代表真空技术真正的帮助铜铁材料在冶金处理方面的改变,加强对于有色金属的有效处理,进而来提高金属到纯金属方向的发展。
一、真空冶金技术的特点真空冶金技术大多有以下几个特点。
首先其是对任何金属材料的反应都而都有较为有利的影响作用,其是在真空期的情况下,对于金属反应都有较高的影响。
比如在催化剂对于相关的氧化物进行反映的,将其转化为固态或液态金属。
相关的金属氧化物在转化为气态的金属之下,真空冶金技术在此过程中还是非常有利的,其不仅仅能够加快金属材料的反应速度,而且也能降低期间发生反应的温度,并且有很少的气体会参与到其间的反应之中。
VD真空精炼炉的工艺设计与应用_阳益军
从表 5 可以看出 , 钢水经过 VD 处理后气体含量 和夹杂物含量大大降低 , 其中[ O] 从 50 ~ 60 μg/ g 降至 20 ~ 30 μg/ g , [ N] 从 70 ~ 90 μg/ g 降至 50 ~ 70 μg/ g , [ H] 从 2 ~ 3 μg/g 降至 2 μg/ g 以下 , 夹杂物含量降至 2 级以下 。通过降低钢水气体和夹杂物含量 , 铸坯质 量得到了大大提高 , 同时也为新产品的开发创造了 条件 。
7.罐车开至 VD 定位完毕 , 并确定罐盖达下限 位时 , 方可开始抽真空 , 先开 5 级泵 , 真空度达到 33 kPa 左右开 4 级泵 , 真空度达到 8 kPa 左右 , 开启 3 级 泵 , 真空度 1 达到 2 .4 kPa 左右开 2 级泵 , 真空度 1 达到 0 .4 kPa 左右 , 开启 1 级泵 , 在 1 级泵下达到极 限真空度开始保持 , 保持时间大于 15 min 。
40
66 .7
260
≤5
蒸汽平均 耗量/ t·h -1
9
蒸气最大 耗量/t·h -1
≤12
蒸汽温度/ ℃ 蒸汽压力/ MPa
≤185
≥0 .7
2 .2 设备配置 VD 真空处理装置主体设置主要包 括 :真空罐 、
真空罐盖 、罐盖车及其提升系统 、真空料斗系统 、抽
作者简介 :阳益军(1970 -), 男 , 冶金工程师 。
1999. [ 7] 梁连科 , 等 .冶 金热力 学与动 力学[ M] .沈 阳 :东 北工 学院出 版
社 , 1990.
[ 1] 何静 .火法冶金设备[ M] .长沙 :中南大学出版社 , 2003.
真空精炼
特点
特点
真空蒸馏与常压蒸馏相比,具有蒸馏温度低和蒸馏速度快的特点。
蒸馏温度低
例如在常压下锌的沸点为1180K,其蒸馏温度要在1273K以上,而在0.133kPa压力下,沸点仅759K,因此蒸 馏温度可降到773~873K。降低蒸馏温度一方面可以减少设备材料对金属的污染,延长设备寿命;另一方面增大 了金属与杂质蒸气压的差距,提高了分离效果。根据特鲁顿(Trouton)法则,物质的沸腾熵大体相等,可推出A、 B两物质蒸气压之比PBθ/PBθ与温度的关系TA、TB分别为A、B的沸点,PAθ、PBθ分别为在TK时A、B的蒸气压, △Sθ为A、B的沸腾熵。当A的沸点比B低时,PAθ/PBθ随温度的降低而增加,即温度降低使它们的分离系数增大, 有利于两者分离。
历史
历史
随着氧气顶吹转炉几十年的发展,该种炼钢法的生产节奏、钢的冶炼品种与质量等都己基本挖掘到极限。而 现代工业的发展,对钢的产量、品种和质量等又提出了越来越高的要求,这就迫使炼钢工作者寻求新的炼钢工艺, 于是产生了炉外精炼法(即二次冶炼)。炉外精炼是把由炼钢转炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的 一种方法,即把全部冶炼任务只由转炉完成的一步炼钢法,转变为转炉只承担熔化、粗脱碳、去磷、初调成分及 温度等初炼任务,然后通过二次精炼,完成脱气、脱硫、脱磷、脱碳、合金微调、温度调整等功能的分步炼钢法, 从而大大地缩短了转炉的冶炼周期,提高了钢的质量,并能生产出用一步炼钢法不能生产的某些钢种(如超低碳钢 等)。实现了高效、低耗、优质和多品种的最佳化生产。炉外精炼法起始于二十世纪50年代初期,80年代后获得 了迅速发展。
本处理模式
(1)本处理的目的 真空脱氢处理是RH最传统最成熟的处理工艺,又称本处理。本处理的操作是在0.67mbar的真空度下,使钢 水以最大环流速度处理一定时间,使氢降到2ppm以下。 (2)本处理的操作要点 -钢包应连续使用5炉以上,出钢时耐材表面温度应在1000℃以上; -处理前钢水成分在目标成分中下限,钢水温度不可过低; -真空槽和浸渍管应处理3次以上,才能进行本处理; -真空泵启动后应在4分钟内达到工作真空度,应采用预抽真空方式; -处理前要检查设备、顶枪、各密封圈的冷却、法兰等不得有漏水; -合金微调后继续在最低压力下处理5分钟以上。 深脱碳处理模式
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真空精练技术及其应用综述王新鹏(莱芜钢铁型钢炼钢厂山东省莱芜市271104)摘要:简要介绍了RH真空精炼技术的脱氢、脱氧、脱氮、脱碳、喷粉等多种工艺,分析了RH、RH-OB、RH-KTB、RH-MFB、RH-PB、RH-PTB、MESID等技术的工艺特点,并对这些技术的冶金功能进行了综述。
关键词:RH,真空精炼应用,发展RH 法是一种重要的炉外精炼方法,具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点,在炼钢生产中获得了广泛应用。
到目前为止,RH 已经由原来单一的脱气设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等多功能的炉外精炼设备。
而且随着技术的进步和精炼功能的扩展,在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性,是现代化钢厂中一种重要的炉外处理装置。
1 RH精炼技术的开发与应用最初开发应用RH 的主要目的是对钢水脱氢,防止钢中白点的产生,因此,RH 处理仅限于大型锻件用钢、厚板钢、硅钢、轴承钢等对气体有较严格要求的钢种,应用范围很有限。
20 世纪80 年代,随着汽车工业对钢水质量的要求日益严格,RH 技术得到迅速发展。
这一时期RH 技术发展的主要特点如下:(1)优化工艺、设备参数,扩大处理能力;(2)开发多功能的精炼工艺和装备;(3)开发钢水热补偿和升温技术;(4)完善工艺设备,纳入生产工艺在线生产,逐年提高钢水真空处理比例。
采用RH 工艺能够达到以下效果:(1)脱氢。
经循环处理后,脱氧钢可脱w ( H)约65 % ,未脱氧钢可脱w ( H)约70 %;使钢中的w ( H)降到2 ×10- 6以下。
统计分析发现,最终氢含量近似地与处理时间成直线关系,因此,如果适当延长循环时间,氢含量还可以进一步降低。
(2)脱氧。
循环处理时,碳有一定的脱氧作用,特别是当原始氧含量较高,如处理未脱氧的钢,这表明钢中溶解氧的脱除,主要是依靠真空下碳的脱氧作用;如RH 法处理未脱氧的超低碳钢,w (O)可由(200~500) ×10- 6降到(80~300)×10- 6,处理各种含碳量的镇静钢,w (O)可由(60~250) ×10- 6降到(20~60) ×10- 6。
(3)脱氮。
与其他各种真空脱气法一样,RH法的脱氮量也是不大的。
当钢中原始含氮量较低时,如w (N) < 50 ×10- 6,处理前后氮含量几乎没有变化。
当w (N) > 100 ×10- 6时,脱氮率一般只有10 %~20 %。
2 RH喷粉技术及其发展RH 喷粉技术是在RH-OB ,RH-KTB 设备的基础上增加了喷粉技术,实现了脱硫、脱磷和改变非金属夹杂物形态的功能。
(1)RH-PB 法:1987 年新日铁名古屋厂研制成功RH-PB法[ 1 ] 。
它利用RH2OB 法真空室下部的吹氧喷嘴将粉剂通过OB 喷嘴吹入钢液,进行脱气、脱硫以及冶炼超低磷钢的精炼。
RH 真空室下部一般有两个喷嘴,可以通过切换阀门改变为吹氧或喷粉。
加铝可使钢水升温,速度达8~10 ℃/ min ,脱硫率能达70 %~80 %;同时,还具有良好的脱氢效果, 不会影响传统的RH 真空脱氧能力,更无吸氮之忧[ 2 ] 。
采用RH-PB 法时,吹入并分布在钢水中的溶剂形成的溶渣颗粒具有很强的脱硫能力,提高了脱硫效率。
因此使用少于传统方法中的熔剂也能达到很高的脱硫率。
(2)RH-PTB 喷粉法:1994 年日本住友金属工业公司和歌山厂研制开发了RH-PTB 喷粉法[ 3] 。
该法利用水冷顶枪进行喷粉,粉剂输送较流畅,喷嘴不易堵塞;不使用耐火材质的浸入式喷粉枪,操作成本较低;无钢水阻力,载气耗量小。
此法冶炼超低硫钢喷吹CaO-CaF2 系粉剂,冶炼极低碳钢喷吹铁矿石粉剂。
用RH-PTB 法喷粉时,喷粉速度为100 ~130 kg/ min ,约喷吹10 min 。
当CaO-CaF2 粉剂用量为5 kg/ t 时,可使钢中w (S) 降到5 ×10 - 6 以下;当用量为8 kg/ t时,可得w (S) = (1. 3~2. 9) ×10 - 6 的超低硫钢,此时脱硫率大于90 %。
同时,钢中w (N) 也由20×10 - 6 降到15 ×10 - 6 。
喷铁矿粉时,喷粉速度为20~60 kg/ min , 喷吹约10 min 。
喷粉后消除了一般RH 中w (C) <30 ×10 - 6 时脱碳的停滞现象,处理后w (C) 可降到30 ×10 - 6 。
MESID 技术:1994 年比利时西德玛( SIDMAR)钢铁公司研制成功MESI技术,MESID 喷枪用脉冲气流工作,从而减少氧气流对真空室内钢液面的影响[ 4] 。
可向溶池表面喷吹用于脱硫的固体混合料,还可加热真空室的耐火材料或保温。
3 RH吹氧脱碳及相关技术的发展RH真空精炼过程中,主要靠钢水中的氧进行脱碳,脱碳反应方程式如下:[C] + [O] = CO (1);脱碳反应动力学可用式(2)描述:Ct = C0 exp ( - Kc·t) (2);Kc = (W/ V ) ·[ A K/ (W + A K) ] (3);式(2~3) 中, t 为时间,min ;Ct 为t 时间的碳质量分数, %;Co 为处理前的碳质量分数,%;Kc为反应速率常数,min –1;W 为钢水环流量,t/min ;V 为钢水的体积,m3 ;A K 为脱碳反应的容积常数,m3 / s。
当w (C) < 0 . 003 %时,W m A K , 脱碳过程出现停滞趋势[5] 。
通过增大吹氩流量和环流速度,可使脱碳速率常数Kc 增大,进一步降低碳含量。
(1)RH-O 真空吹氧技术:1969 年德国蒂森钢铁公司亨利希钢厂开发了RH-O 技术,首次用钢质水冷氧枪从真空室顶部向真空室内循环着的钢水表面吹氧以强化脱碳冶炼低碳不锈钢,既缩短了冶炼周期又降低了脱碳过程中铬的氧化损失。
但在工业生产中RH-O 技术暴露出以下问题:氧枪结瘤严重,因氧枪动密封不良而使氧枪枪位无法调整。
这些问题一时无法解决,而当时VOD 精炼技术能较好地满足不锈钢生产的要求,所以RH2O 技术未能得到广泛运用。
(2)RH-OB 真空吹氧技术:1972 年新日铁室兰厂根据VOD 生产不锈钢的原理,开发了RH-OB 真空吹氧技术。
使用真空吹氧精炼技术可进行强制脱碳、加铝吹氧升高钢水温度、生产铝镇静钢等,减轻了转炉负担,提高了转炉作业率,缩短了冶炼时间,降低了脱氧铝耗。
RH-OB 真空吹氧技术在20 世纪80 年代得到了较快发展,但也存在不足:吹氧喷嘴寿命低,降低了RH 设备的作业率;喷溅严重,增加了RH真空室的结瘤,延长了清除结瘤及辅助作业时间,要求增加RH真空泵的能力。
这些问题阻碍了RH-OB 真空吹氧技术的进一步发展。
(3)RH-KTB 真空吹氧技术:1986 年日本原川崎钢铁公司(现已和N KK重组为J EE 公司) 在传统的RH基础上,成功地开发了RH顶吹氧(RH-KTB) 技术,将RH 技术的发展推向一个新阶段。
RH装置上采用KTB技术,在脱碳反应受氧气供给速率支配的沸腾处理前半期,向真空槽内的钢水液面吹入氧气,增大氧气供给量,因而可在[O ]较低的水平下大大加速脱碳。
在钢中w (C) > 0. 03 %的高碳浓度区,KTB 法的脱碳速率常数Kc = 0. 35,比常规RH 法大;在钢中w (C) > 0. 01 %的范围内,主要由吹氧来控制脱碳反应,脱碳速度随着[O ]的增加而增加;而在钢中w (C) ≤0. 01 %下吹氧的意义就不大了。
因此,使用RH-KTB 法,转炉出钢钢水w (C) 可由0 . 03 %提高到0. 05 %,并可以用高碳铁合金代替低碳铁合金作为RH 合金化的原料。
应用RH-KTB 技术,在KTB 脱碳的同时,脱碳反应生成的CO 气体在真空槽内二次燃烧放出热量,可补偿脱碳精炼中钢液的温度损失,可降低转炉的出钢温度;不需要延长精炼时间,可获得高的脱碳速度;在转炉出钢终点w (C) > 0. 05 %的情况下冶炼超低碳钢,脱碳过程中不会发生强烈喷溅,减少了RH-OB 工艺中的氩气的消耗;使用灵活,操作简便。
虽然RH-KTB 技术也有其不足之处(如增加了氧枪及其控制系统,要求真空室有更高的高度) ,但在现有的真空吹氧技术中仍不失为佼佼者。
4 结语40 多年来,RH 及RH 多功能精炼技术在国内外得到了广泛应用和迅速发展,其喷吹气体和粉剂的实用技术在一定程度上已经确立,但在RH 综合精炼实用技术及依据上仍有许多待解决问题。
随着钢材纯净度的日益提高,要求真空处理的钢种逐渐增多,真空精炼技术的应用将更加普遍,而日本新改建的炼钢厂已明确提出全部钢水进行真空处理的发展目标。
因此,真空精炼技术将会进一步发展。
参考文献:[ 1 ] T Hatakeyama , Y Mizukami , K Iga , et al . Development of a new secondary refining process using RH vacuum degas2ser [J ] . Iron & Steelmaker ,1989 ,15 (7) :23.[ 2 ] Koichi ENDOH , Hisashi TAKAMOTO , J unichi NA KA2GAWA , et al . Development of multipurpose secondary refi2ning process (RH2Injection process) [J ] .制铁研究,1989 ,第335 号:20225.[ 3 ] 岗田泰和,真屋敬一. RH 粉体上吹精炼法の开发[J ] .铁と钢,1994 ,80 (1) :9.[ 4 ] 郭新春译,适当选择与冶炼和浇铸设备相匹配的二次炼钢工艺及其设备的指南[A ] .第八届全国炼钢学术会议境外专家论文集[ C] . 北京:中国金属学会炼钢分会,1994 ,232,36.[ 5 ] Kaji Yamaguchi ,Yasuo Kishimoto , Tashikazu Sakuraya , etal . Effect of refining conditions for ult ra low carbon steel on decarburization reaction in RH degasser [ J ] . ISI J International , 1992 ,32 (1) :126~135.。