Phương pháp VD (Vacuum Degassing)
Là phƣơng pháp đơn giản nhất cho quá trình khử khí, đƣợc thực hiện bởi sự giảm áp suất riêng phần của khí hòa tan. Theo hình minh họa 2.6 phƣơng pháp VD, ở đây thùng thép đƣợc đặt trong bình kín và thực hiện việc hút chân không bằng các bơm hút. Ở đáy của buồng chân không có trang bị hệ thống thổi khí trơ Ar để khuấy trộn bể thép lỏng. Dƣới áp suất âm các bọt khí tự nổi lên, thúc đẩy phản ứng khử cacbon và các tạp chất khí khác nhƣ H2, N2.[9]
Hình 2.6: Phương pháp VD [10]
Phƣơng pháp này tận dụng lƣợng oxi tồn tại trong quá trình nấu chảy thực hiện phản ứng: [C] + [O] → {CO}
34
Các bọt khí nổi lên nhờ áp suất chân không, kết hợp với khí trơ khuấy trộn thúc đẩy quá trình nổi lên của tạp chất khí.
Phương pháp DH (Dortmund - Horder)
Đƣợc nghiên cứu, phát triển và sử dụng đầu tiên bởi công ty Dortmund – Horde, Cộng hòa Liên bang Đức.
Sơ đồ thiết bị chính đƣợc minh họa tại hình 2.7 dƣới đây.
Hình 2.7: Sơ đồ thiết bị DH
1. Buồng đặt thùng rót 4. Van chân không nạp liệu 2. Ống hút chân không 5. Vòng cảm ứng
35
Phương pháp ASEA – SKF
Do hai công ty Thụy Điển phát triển. Theo hình minh họa 2.8 thiết bị bao gồm hai phần, phần nấu chảy dựa vào hồ quang điện ở áp suất thấp, sau đó là phần tinh luyện tiến hành trong chân không. Sự khuấy trộn ở đây nhờ lực điện từ nên không để thép lỏng tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên, cƣờng độ khuấy trộn bị giới hạn nên không đủ để cƣờng hóa những phản ứng xảy ra giữa các tính chất thép và xỉ lỏng khi dung tích thép lớn.
Hình 2.8: Phương pháp ASEA – SKF giai đoạn nấu chảy bằng hồ quang điện [10]
36
Phương pháp RH (Ruhrstahl Heraeus)
Là phƣơng pháp khử khí chân không đƣợc phát minh vào năm 1960 của công ty Ruhrstahl Heraeus (hình 2.10). Trong đó trên thùng chứa thép lỏng có một bình chân không, chúng đƣợc nối bằng hai ống hút. Một trong hai ống hút đƣợc trang bị thêm vòi thổi khí Ar thông qua lớp đệm chịu nhiệt. Các ống hút đƣợc nhúng sâu vào trong thùng chứa thép lỏng. Khí Ar thổi vào có nhiệm vụ khuấy trộn tạo bọt khí để các tạp chất khí khác đi vào trong, theo bọt khí Ar nổi lên trên và đƣợc hút ra ngoài bằng bơm tạo chân không. Bên cạnh đó, khí Ar đẩy dòng thép lỏng quá trình tuần hoàn từ ống này sang ống khác đi xuống thùng thép lỏng và đƣợc bắt đầu lại từ đầu.[8]
37
Khi thực hiện phƣơng pháp RH để khử khí cần chú ý đến độ chân không (là áp lực nhỏ nhất trong buồng chân không đạt đƣợc) và năng lực hút khí của bơm tạo chân không. Căn cứ vào loại thép xử lý, dung lƣợng xử lý, thời gian khử khí, lƣu lƣợng thép lỏng tuần hoàn để điều chỉnh năng lực hút khí của bơm chân không (xem bảng 2.1 và 2.2).
Bảng 2.1: Lưu lượng tuần hoàn khi dung lượng xử lý khác nhau
Bảng 2.2: Năng lực hút khí của bơm chân không khi dung lượng xử lý khác nhau
Dung lƣợng xử lý (Tấn) Năng lực hút khí của bơm chân không, kg/giờ
30 – 120 200 – 400
120 – 200 500 – 600
200 – 300 700 – 800