November 20, 2025
Processo di decarburazione in forno VOD
Il forno VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) processo di decarburazione è un metodo di raffinazione per ridurre il contenuto di carbonio nell'acciaio fuso. È controllato principalmente attraverso la velocità di alimentazione dell'ossigeno (intensità), la posizione della lancia di ossigeno soffiata dall'alto, il livello di vuoto (determinato dal numero di pompe per vuoto operative) e la portata dell'argon iniettato dal basso.
Fasi del processo
La decarburazione nel forno VOD avviene in due fasi distinte:
1. Fase di soffiaggio di ossigeno sotto vuoto
Durante l'iniezione iniziale di ossigeno, la desiliconizzazione avviene per circa due minuti, seguita dalla decarburazione attiva. Per ridurre al minimo gli spruzzi e prevenire il blocco del sistema di alimentazione, la lancia viene mantenuta in una posizione elevata (tipicamente ≤900 mm) mentre il flusso di argon viene ridotto. La velocità di decarburazione dipende da fattori quali l'intensità di alimentazione dell'ossigeno, l'intensità di agitazione dell'argon, il contenuto iniziale di carbonio e la temperatura dell'acciaio. Ad esempio:
- Con un carbonio iniziale dello 0,27%, la velocità media di decarburazione è di circa 0,0125%/min.
- Con un carbonio iniziale dello 0,41%, la velocità aumenta a circa 0,0188%/min.
Una forte agitazione dal basso con un'intensità di argon di 0,01–0,02 Nm³/(t·min) non solo migliora la decarburazione, ma riduce anche l'ossidazione del cromo.
2. Fase di decarburazione sotto vuoto
Quando il contenuto di carbonio nell'acciaio raggiunge circa lo 0,08%, il soffiaggio di ossigeno viene interrotto e la decarburazione continua sotto vuoto. Minore è il carbonio finale target, maggiore è il livello di vuoto richiesto e più lungo è il tempo di decarburazione, generalmente compreso tra 15 e 30 minuti.
Controllo del processo e determinazione del punto finale
Poiché la raffinazione VOD opera sotto vuoto, è essenziale un controllo automatizzato preciso. La determinazione accurata del contenuto di carbonio al punto finale è fondamentale per la stabilità del processo e la qualità del prodotto finale. I due metodi principali utilizzati sono:
- Analisi dei gas di scarico
Un analizzatore a infrarossi monitora continuamente le concentrazioni di CO, CO₂ e O₂ nei gas di scarico. In combinazione con i dati sul livello di vuoto, questo metodo consente il controllo in tempo reale del processo di raffinazione e la determinazione precisa del momento in cui interrompere il soffiaggio di ossigeno. È ampiamente applicabile e non è limitato da specifiche configurazioni di apparecchiature.
- Misurazione del carbonio in fase gassosa
Questo approccio calcola la rimozione del carbonio misurando il volume totale dei gas di scarico e il suo contenuto di CO e CO₂, generando una curva di diminuzione del carbonio in tempo reale. Il soffiaggio di ossigeno viene interrotto una volta raggiunto il carbonio al punto finale target.
Attraverso un'attenta regolazione dei parametri operativi e un'affidabile rilevamento del punto finale, il processo VOD consente una decarburazione efficiente e controllata, riducendo al minimo la perdita di preziosi elementi di lega come il cromo.
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