介紹了老式真空電弧爐VHD 和奧地利英特科(Inteco)特種冶煉技術公司最近設計的新型真空電弧精煉爐VAD 系統。新系統在設備利用率方面和煉鋼質量方面，同當前廣泛應用的LF- VD 爐相比，各項指標均超過后者，具有無比的優越性。

　　真空電弧精煉脫氣(VHD)技術早在40 年前就開始用來熔煉合金鋼。為什么今天還要進行研制開發它呢?真空技術網(http://203scouts.com/)認為這是因為早期的VHD 設備已經不能滿足當前航空航天技術的要求，而且普遍被LF 爐加上VD 爐所代替。奧地利英特科特種冶煉技術公司最近設計的新型VAD 系統在設備簡化方面和煉鋼質量方面，均優于當前廣泛應用的LF+VD 爐，而且用1 臺VAD 設備能夠完成LF 和VD 兩臺爐子的任務，這是在LF 爐加VD 爐的基礎上又邁上了一個新的臺階。

1、傳統真空電弧精煉脫氣爐

　　傳統的真空電弧精煉脫氣爐(VHD)是美國人A. Finkl & Sons 于1964 年開始開發的，之后不斷地進行試驗研究，并于1970 年獲得了美國專利。VHD 設備在世界上廣泛應用的年代是從1970 年到1990 年。在那時候，VHD 工藝能夠完全滿足特鋼廠對產品質量的要求和處理效果。傳統的真空電弧精煉爐VHD 原理示意圖示于圖1。

圖1 傳統真空電弧精煉爐原理示意圖

　　最近20 年來，為什么特鋼廠對VHD 設備不感興趣了呢?這是由于40 年前設計的VHD 設備已經不能滿足現代化熔煉特殊鋼的要求，以及近20 年來， 出現了鋼包精煉爐和真空脫氣裝置(LF+VD)，該種工藝流程目前在國內外廣泛應用，但是其缺點是電弧加熱和真空脫氣需要在2個設備中進行，如圖2 所示。

圖2 EAF-LF-VD 冶煉工藝路線

2、VAD 工藝路線和優越性

　　奧地利英特科特種冶煉技術公司最近開發出將LF 爐和VD 爐合二為一的現代化的新型電弧加熱真空電弧精煉爐(VAD)，以下簡稱VAD設備。

　　圖3 示出了EAF-VAD 工藝路線和EAF-LF-VD工藝路線對比方框圖。圖中右側是目前廣泛應用的EAF-LF-VD 工藝路線;左側是英特科特種冶煉技術公司最近開發的EAF-VAD 工藝路線。即用一臺VAD 爐子代替兩臺LF-VD 爐子，而且煉出的鋼還優于LF+VD 爐的質量。

EAF- 電弧爐，LF- 鋼包精煉爐，VD- 真空脫氣裝置，VAD- 新型真空電弧精煉爐，CCM- 連鑄機

圖3 EAF-VAD 工藝路線和EAF-LF-VD 工藝路線對比

　　VAD 能夠提供多種冶金工藝程序。冶金工藝程序的選擇取決于冶金目標和設備的先決條件。VAD 爐的適用范圍為15~200 t。集加熱、脫氣、渣處理和合金調整都是在真空狀態下連續進行的。同蒸汽噴射真空泵相結合的完全封閉式處理站提供出對環境完全沒有污染的解決方案。VAD 工藝若同其它爐外冶金工藝相比，在真空狀態下進行電弧加熱具有以下優點：

　　a)低的出鋼溫度，因而鋼包包襯的壽命長;

　　b)在真空狀態下能夠添加大量合金劑，因而能熔煉高級合金鋼;

　　c)短的出鋼到出鋼時間，因而提高了設備生產率和降低了生產成本;

　　d) 在真空狀態下進行脫氣處理，能夠達到最低的氣體含量;

　　e)在真空電弧加熱狀態下，只要需要，鋼水在鋼包中，可停留任意長的時間，比如，如果下級連鑄機出故障，等待任意長的時間都沒有問題。

3、VAD 工藝概述

　　液態鋼水通過前級電弧爐出鋼槽，允許接觸空氣以500~800 mm 凈空距離，倒進鋼包中。然后，車間吊車將該鋼包運送到真空容器中。該真空容器由升降架子上的3 個液壓缸支撐。再把真空容器蓋放到真空容器連接法蘭上。在真空容器蓋的中央部位安裝有3 個被動態密封的可以升降的電極，在真空容器內依靠多級蒸汽噴射真空泵抽真空(采用機械真空泵也可以)。在真空脫氣處理時，惰性氣體(比如氬氣或氮氣)通過鋼包底吹入熔池中，以保證液態金屬的攪拌、循環。3根電極被調整在鋼液上方對于燃弧的合適位置，電極的電氣回路是閉合回路。

　　石墨電極被安裝在真空密封伸縮管裝置中。電極和熔池表面之間的距離通常不需要經常調整，這是由于在真空狀態下，電弧長度能在長時間內保持不變。電極既不接觸鋼液面或渣面，也不像在大氣中易被氧化，所以大大減少了電極消耗。在真空室內，電弧的上方有一層屏蔽層，以防止電弧熱量輻射爐蓋，以及為了減少熱損失。加到熔池表面的電弧能量將爐渣吹到旁邊。這樣一來，氣體很容易從熔池中逸出。精煉處理是連續的，一直到達到冶金要求及達到希望的氣體含量為止。進一步開發真空電弧加熱系統是鋼包精煉的另一個重要步驟。在真空狀態下可以連續行加熱，不受時間限制，這就使得鋼廠能充分利用真空冶煉所提供的所有優點。

4、VAD 設備的設計和制造

　　VAD 設備的設計受到許多因素的制約，因此最重要問題是周圍生產環境、設備布置、材料物流和設備利用率等。首先，新設備要布置到已有車間內，因此其鋼包尺寸、車間立柱跨距、天車高度等都是限制VAD 設備布置的主要因素。第二，該設備要與原有設備的工序和物流輸送邏輯相適應，即在設計該設備時，需了解上級工序操作循環時間和下級工序操作循環時間。另外，在設備設計時還要考慮設備的利用率，即機械設備和電氣設備要得到充分利用。

4.1、真空容器運輸系統

　　真空容器運輸系統適用于鋼水處理站位于車間天車范圍之外的場合。車間天車將鋼包放到真空容器內的鋼包支架上。然后真空容器移動車被放到真空容器蓋的下方，真空容器蓋下降到裝有真空密封的真空容器法蘭上。真空容器移動車的設計需要同鋼包尺寸相適應。

6、結論

　　(1)奧地利英特科特種冶煉技術公司最近推出了技術- 經濟指標高超的VAD 系統，該系統在煉鋼質量、冶金效果、各項指標均優于目國內外廣泛應用的LF-VD 爐。

　　(2)綜上所述，新型VAD 系統，從設備創新的角度來看，具有重大技術突破，具有劃時代意義。因此可以說，將來的發展趨勢是完全有可能用一臺新型VAD 爐代替兩臺LF 爐和VD 爐。