真空懸浮爐作為一個高溫冶金過程有很大的*性,因為它有堅實的熱力學基礎(chǔ)。咋非真空感應(yīng)熔煉過程中,只有控制金屬液的溫度,而在真空過程中,溫度和壓力兩者都可以控制。由于鋼液的熔化過程是在真空條件下進行,鋼液中元素的氧化程度很輕微。因此,只要爐料很干凈,所練出的鋼,氧化夾雜物就會很少。另一方面,在真空條件下,碳的脫氧能力比常壓下大為提高。這是因為碳的氧化反應(yīng):C+Fe →CO+Fe 所生成的一氧化碳被抽走,因而使得反應(yīng)進行得很*,鋼液脫氧良好。
液態(tài)合金中每種元素都有一定的蒸氣壓,當蒸氣壓超過外界壓力時,元素就會蒸發(fā)。在大氣熔煉的條件下,只要極少數(shù)金屬元素會發(fā)生顯著的蒸發(fā)現(xiàn)象。但在真空條件下熔煉時,鋼中蒸汽壓較高的元素就會發(fā)生顯著的蒸發(fā)現(xiàn)象,結(jié)果會造成鋼液化學成分控制的困難。在真空熔煉條件下,爐襯耐火材料會被鋼液所侵蝕,這種侵蝕主要表現(xiàn)為鋼液中的碳被還原,其結(jié)果是,還原產(chǎn)物進入鋼液,使鋼液的化學成分發(fā)生變化。這種現(xiàn)象稱為鋼液的沾污。在酸性爐襯上,鋼液侵蝕耐火材料的現(xiàn)象特別顯著。酸性爐襯中的SiO2會被碳所還原:2(C)Fe+(SiO2) →(Si)Fe+2CO2↑這一反應(yīng)在大氣熔煉條件下,由于CO 的分壓力較高,所以反應(yīng)進行受到限制。而在真空條件下,由于CO 的分壓力接近于零,因而促使反應(yīng)進行。反應(yīng)結(jié)果使鋼液的含量降低,同時使含硅量提高。
真空懸浮爐整個裝置采用負壓作業(yè)、稀相流態(tài)化技術(shù),其一,此爐型采用了在干燥段設(shè)計安裝了熱發(fā)生器這一新穎措施,當供料氧化鋁附水含量增加時,不需象其他爐型那樣,采取增加過??諝獾姆绞絹碓黾痈稍锬芰Γ恍鑶痈稍餆岚l(fā)生器來增加干燥段的熱量,從而避免了廢氣量大增而大量熱能損失。氣體懸浮焙燒爐熱耗和電耗略低一些;其二,整套裝置設(shè)計簡單,一是物料自上而下流動,可避免事故停爐時的爐內(nèi)積料和計劃停爐時的排料;二是設(shè)備簡單,除流化冷卻器外無任何流化床,沒有物料控制閥,方便了設(shè)備維修;三是負壓作業(yè)對焙燒爐的問題診斷和事故處理有利。