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炉外精炼(课件).

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(六)炉外精炼

(六)炉外精炼
和夹杂物形态控制）
1、钢水脱氧 Al作脱氧剂：2Al+3[O]= Al2O3，兼有细化晶粒的作用 2、微合金化 通过钢包喂丝的方法来控制合金的加入量 如加B、Ti、Nb、V和Zr（在脱氧后加入） 3、夹杂物形态控制 用填充有CaSi粉的空心铝丝喂入钢水中，使团状的Al2O3变成球状的铝酸钙。 即可脱氧、细化晶粒，又可改善夹杂物的形态。
二、真空处理
真空处理：就是在浇注前或浇注过程中，利用抽真空的办法以降低钢水处理 容器中的气体压力，达到去除钢中气体和非金属夹杂物的目的 。 方法：液面脱气法 、钢流脱气法 、真空提升脱气法（DH法） 、 循环脱气法（RH法） 1、钢液脱气法（钢液真空滴流脱气法） 原理：将钢水注入真空室，由于压力急剧下降，使流股突然膨胀并散 开成一定角度以滴状降落，使脱气表面积大大增加，有利于气体逸出。 方法：倒包法、真空浇注法、出钢过程脱气法 缺点：钢水降温严重 措施：过热100℃
三、钢包精炼
真空脱气法是以提高钢的质量为主要目的发展起来的，钢包精炼法则 是在确保质量的同时，以提高生产效率和降低生产成本为目标发展起来的 . 以代替电炉的还原精炼（脱O、脱S、去夹杂及成分调整）。
钢包真空精炼法（ASEA-SKF） 真空吹氧脱碳法（VOD法） 钢包炉精炼法（LF法） VOD法适合精炼超低碳钢种及特殊钢 冶金反应动力学条件好，可适当补充 加热，防止温度降。
图13-6 VOD法示意图 1-氧枪；2-合金添加孔；3-氩气；4-抽气孔
四、氩氧精炼（氩气脱碳法。AOD法）
该方法是精炼不锈钢的一个有效方法。
1、原理：用Ar作为稀释气体以降低CO的分压， 使钢水中的碳优先氧化，抑制铬的氧化， 以达到脱碳保铬的目的。
2、生产不锈钢的过程： 电炉熔化（Cr、Ni调整） →调整温度1600~1650℃→扒渣脱硫 →出钢水至钢包 →AOD炉精炼（脱C、脱S、调整成分及温度）

第九章 炉外精炼

第九章 炉外精炼

形式： ⑴ 底吹。是通过安装在钢包底部一定位置的透气砖(或 其他形式的喷口)，将氩气吹入钢液。 ⑵ 顶吹。吹氩喷枪插入钢包内的钢液中，在接近包低 处将氩气吹入钢液。 最常见的有两种：CAS和CAS—OB。 ⑴ CAS 概念：采用强吹氩工艺将渣液面吹开后，将封闭的浸渍 钟罩内迅速形成氩气保护气氛，避免了钢水氧化的工艺 称为CAS法，又称SAB法。
RH法真空脱气原理
随着技术的进步，随后又开发出了RH-OB、 RH-KTB、 RH-PB、 RH-PTB和RH-MFB等。
9.3.4 带有加热装置的炉外精炼 ⑴ ASEA-SKF法(真空电磁搅拌＋电弧加热)： 将加热、搅拌、真空等综合在一起的一种炉外精炼法。工 工艺流程： 钢液从初炼炉出钢，倒入钢包中，将钢包炉吊入搅拌器内， 除掉初炼炉渣，加造渣料换新渣，电弧加热，待新渣化好 与钢液温度合适后，盖上真空盖进行真空脱气处理，钢包 炉自从吊入搅拌器内就开始了对钢液的电磁搅拌。真空脱 气后，通过斜槽漏斗加入合金调整钢液成分，最后将钢液 加热到合适的温度，然后将钢包吊出，直接浇注。整个精 炼时间一般在1.5~3.0h之间完成。
9.2 炉外精炼方法分类
具体方法有30多种，各自侧重点不同，如：脱硫、脱碳、 脱氮、脱氧，减少非金属夹杂物，改变夹杂物形态，均 匀浇铸温度和微调成分等。
9.3 几种常用的炉外精炼方法
9.3.1 渣洗 概念：在转炉或电弧炉出钢过程中通过钢液对合成渣的 冲洗，进一步提高钢质的一种炉外精炼方法。 目前普遍采用：预熔渣渣洗，是指将石灰和铝矾土预先 熔化，冷却破碎后直接用于炼钢生产。渣洗过程没有固定的 设备和装置。 作用：可以快速脱硫，能有效地脱氧和去除夹杂，减轻 出钢过程中二次氧化。 合成渣为CaO—Al2O3渣系。其熔点低于被渣洗钢液的熔 点，为1400℃以下；具有较好的流性。

钢铁冶金概论炉外精炼

钢铁冶金概论炉外精炼

✓ 例如，电弧炉冶炼不锈钢的返回吹氧 法，在1873K下很难使[C]降至很 低的数值。而在AOD（氩氧精炼法 ） 法中，向钢液中吹入不断变换 Ar/O2比例的气体，可以降低碳氧 反应中产生的CO分压，从而使钢液 的[C]含量达到超低碳水平。
（4） 喷吹
喷吹法是用载气（Ar）将精炼粉剂流 态化，形成气固两相流，经过喷枪，直 接将精炼剂送入钢液内部的方法。 由于在喷吹法中精炼粉剂粒度小，进 入钢液后，与钢液的接触面积大大增 加。因此，可以显著提高精炼效果。
常用的加热方法有电加热和化学加热。
➢ 电加热方式主要有电弧加热和感应加 热。
➢ 电弧加热原理与电弧炉相似，采用石 墨电极，通电后，在电极与钢液间产 生电弧，依靠电弧的高温加热钢液。
✓ 由于电弧温度高，在加热过程中， 需控制电弧长度及造好发泡渣进行 埋弧加热，以防止电弧对耐火材料 产生高温侵蚀。
第五章 炉外精炼(Secondary Refining)
炉外精炼的定义及特点
炉外精炼S.R. (Secondary Refining) ： 按传统工艺，将常规炼钢炉（转、电）中完成 的精炼任务（四脱（S、P、C、O），二去 （气体、夹杂），两调整（温度、成分））， 部分或全部地转移到钢包或其它容器中进行精 炼的过程。
钢液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化 反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均 匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大 和上浮排除。
a 气体搅拌
气体搅拌主要用氩气，故又称氩气搅拌。 向钢液吹入氩气可以用顶枪插入法，也可 以用底部透气砖法。 ➢ 实践证明，从底部通过透气砖吹入氩气， 可充分发挥其搅拌作用，氩气利用率高 ➢ 目前，大多数的吹氩搅拌均采用透气砖 底吹法。
➢ 在精炼中，钢包内的搅拌是由真空室内 钢液注流进入钢包中引起的。

炉外精炼

炉外精炼

炉外精炼？炉外精炼是把转炉中初炼的钢水移到钢包中进行精炼过程，也称二次精炼，为了均匀成分和温度，出现了钢包内气体搅拌工艺。

最引人注目的是二次精炼的采用，大大提高了钢的产量和质量。

二次精炼的主要任务和目的是什么呢？在出钢和连铸时分离钢水和炉渣、钢水脱氧、根据终点目标进行合金化、调整注温、改进钢水的洁净度•夹杂物变性•去除钢水中溶解的[H]和[N]、脱碳、脱硫、均匀钢水成分和温度。

1.2 炉外精炼的一些方法：方法1 、CAS 一钢包封闭式吹Ar 成分微调法，将钢包的渣面吹开，插入隔离罩，吹入Ar 搅拌，进行成分微调。

吹Ar 处理后，钢中[O]含量降低20％以上，[H] 含量降低20% , 非金属夹杂物降低30 一40 ％。

方法2 、电弧加热的钢包吹Ar 炉（LF ) , Ar 气搅拌。

加速钢一渣之间的反应，有利于脱[O]、[S]及夹杂物反上浮。

LF 炉三根电极插入渣层中进行加热，浸入渣中石墨与渣中氧化物反应：C + FeO →Fe + CO ↑: C + Mn 一Mne + CO↑等反应。

一般处理时间为45 分钟。

但对超低［C ］、[ N 」钢效果不理想。

但投资少、设备简单、操作灵活，因而得到广泛应用。

方法3 、RH 真空循环脱气：RH真空循环脱气法是德国蒂森的鲁尔公司（Ru h rstahl ）和海尔斯（Heraeus ）联合研制成功的。

它将真空炼钢与钢水循环流动结合起来，具有处理周期短，生产能力大和精炼效果好的优点，非常适合与大的转炉炼钢炉相配合。

世界上现有RH 处理设备150 多套，最大处理能量为360 吨。

RH工艺是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺。

整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。

真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管，气体由热弯管、水冷弯头经气体冷却器至真空泵系统。

炉外精炼的发展趋势钢水将百分之百进行炉外精炼。

向组合化、多功能精炼方向发展。

1 , 以钢包吹Ar 为核心，加上喷粉、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。

炉外精炼加热课件

炉外精炼加热课件

相关研究
研究目的
明确本研究的目的和意义，以 及所要解决的关键问题。
结果与讨论
展示实验结果，对结果进行深 入分析和讨论，并与相关文献 进行比较。
研究背景
介绍炉外精炼加热技术的背景 和应用，说明其重要性和发展 趋势。
研究方法
详细介绍本研究的研究方法和 技术路线，包括实验设计、样 品制备、测试分析等。
结论
炉外精炼加热在有色金属工业的应用
铝液的加热
炉外精炼技术可用于将铝液加热到所 需温度，以进行后续处理。
铝液的除气
通过炉外精炼技术，可以去除铝液中 的气体，提高铝合金的质量和性能。
铝液的合金化
炉外精炼技术可以向铝液中添加合金 元素，以改变铝合金的性能。
铝液的净化
炉外精炼技术可以去除铝液中的有害 元素，如铁、铜等，提高铝合金的质 量。
压力
炉外精炼加热过程中应控制压 力为适当的负压或正压，以保
持钢水稳定。
炉外精炼加热的工艺控制
严格控制加热温度和时间
过高的温度或过长的加热时间会导致钢水氧化和合金元素烧损， 影响产品质量。
保持气氛稳定
炉外精炼加热过程中应保持气氛稳定，避免因气氛波动导致钢水氧 化或成分不均。
精确控制浇注温度和时间
过高的浇注温度会导致钢水氧化和成分不均，而过长的浇注时间会 导致钢水降温过多，影响产品质量。
04
炉外精炼加热应用
炉外精炼加热在钢铁工业的应用
钢液的加热
炉外精炼技术可用于将钢液加热到所需温度 ，以进行后续处理。
钢液的脱氧
通过炉外精炼技术，可以去除钢液中的氧， 提高钢材的质量和性能。
钢液的合金化
炉外精炼技术可以向钢液中添加合金元素， 以改变钢材的性能。

LF精炼培训ppt课件

LF精炼培训ppt课件
快节奏的转炉生产车间。
LF精炼工艺流程： 转炉炼钢→挡渣出钢→钢包吊到钢包车上→进准备位→测 温→预吹氩→钢包入加热位→测温、定氧、取样→加热、造 渣→调成份→取样、测温、定氧→钢包入等待位→喂丝、软 吹氩→加保温剂→连铸。
2.2 LF精炼主要设备组成及功能 2.2.1 LF精炼炉主要设备组成
2 LF炉精炼技术
2.1 LF精炼工艺布置、流程 LF精炼工艺布置： 采用双钢包车电极旋转式钢包精炼炉，钢包从钢水接受跨
吊到钢包车上，每个钢包炉有两台钢包车，交替接受钢包过跨
运往出钢跨，钢包炉电极横臂可以旋转到任一钢包车上进行加 热精炼，两台钢包车交替处于精炼期和等待期，不处于精炼期 的钢包车可以在精炼位进行喂丝、吹氩、测温等处理，并可过 跨到钢水接受跨吊运钢包。这种形式可提高钢包精炼炉的工作
(3) 供电和电控系统设备：精炼变压器、高低压电控柜、操
作箱（台）等。 (4) 仪表和计算机设备。 (5) 液压系统设备：液压站和液压缸等。
2.2.2 LF精炼设施的主要功能 (1) 常压下电弧加热升温：精炼周期为28～35min，要求钢水 平均升温速度≥4℃/min； (2) 合成渣精炼（脱硫、脱氧、脱气、去除夹杂）；
事故1.6Mpa
4×（50～500）NL／min 99.9%
2.3.9 冷却水系统 供水压力 回水压力 进水温度 0.5~0.6 Mpa 0.2~0.3Mpa <35℃
回水温度
冷却水耗量 炉盖事故用水耗量 炉盖事故用水压力 2.3.10 压缩空气系统
<55℃
~470 m３／h 240 m３／h 0.2-0.3 Mpa
l一电极；2—合金料斗；3一还原气氛； 4一钢水；5一透气砖；6一滑动水口；7一炉渣

炼钢工艺和炉外精炼课件

炼钢工艺和炉外精炼课件
炼钢工艺和炉外精炼课件
炼钢的发展历程 炼 钢 方 法（1）
• 最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩 埚法，它是将生铁和废铁装入由石墨和 粘土制成的坩埚内，用火焰加热熔化炉 料，之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法 几乎无杂质元素的氧化反应。
炼 钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方 法（2）
• 1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性 空气底吹转炉炼钢法，也称为贝塞麦法 ，第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的 难题，从而使炼钢的质量得到提高，但 此法要求铁水的硅含量大于0.8%，而且 不能脱硫。目前已淘汰。
近年电炉短流程的发展及电炉钢产量 的高速增长，也正是由于电炉短流程的经 济效益与环境优势。
我国电炉钢成本高的原因：
◆ 之一废钢暂时短缺，北科大黄务涤指出：印 度、韩国废钢存储量远不如中国，他们采取部分 进口弥补不足，以发展电炉，即废钢不足不是理 由；
◆ 之二是中国电价高的不合理，宝钢周渝生指 出：美国电炉用电价格合0.25元/kWh，韩国从中 国内地运煤去发电，电炉用电价格却比我们低， 这才是问题的症结所在。还有不少国家对电炉用 电出于环保原因，还有优惠政策等。
、热处理炉等。
钢的品种结构—实现“全方位竞争”
电炉钢不但在传统的特殊钢和高合金钢领域 继续保持其相对优势，而且正在普钢领域表现出 强劲的竞争态势。
在产品结构上，电炉钢几乎覆盖了整个长材 生产领域，诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无 缝管，甚至部分中型钢材等。并且正在与转炉钢 争夺板材（热轧板）市场。
水冷炉盖的材质均为钢质的。整个炉盖可 由一个或5 ～6个水冷构件组成，
2.2.3 排烟与除尘 排烟方法：
目前，世界范围电炉采用的排烟方法有： 炉顶开孔排烟法（第四孔或第二孔）、车间屋 顶大罩法、电炉封闭罩法，以及它们之间的结 合法等，电炉排烟除尘方法见图2-8。

炉外精炼

炉外精炼

LF炉
最常用的精炼方法 取代电炉还原期 解决了转炉冶炼优钢问题 具有加热及搅拌功能 脱氧、脱硫、合金化
LF炉工艺操作
电炉EBT出钢，出钢过程加合金、加渣料(石灰、 萤石等2%)，底吹氩、通电升温、化渣，10分钟 取样分析，加渣料(1％)，测温取样，加合金看 脱氧，准备出钢。
炉外精炼技术
郭海生主讲
炉外精炼
炉外精炼就是将转炉或电炉初炼的钢 水移到另一反应器进行精炼的过程，也称 二次精炼 太钢的二次精炼设备主要有：AOD、LF、 VOD、K-、惰性气氛或可控气氛的条件 下进行深脱碳、脱硫、脱氧、除气、调整 成分(微合金化)和调整温度并使其均匀化， 去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。 钢水炉外精炼是为适应钢的品种质量的提 高，生产新钢种以及生产过程合理化，为 连铸对钢水成分、温度、纯净度和时间等 衔接的严格要求，不可缺少的工序，成为 现代炼钢、连铸生产中的重要环节。
AOD工艺过程
炉料：废钢、不锈钢返回料、高碳铬铁、高碳镍 铁 吹炼过程温度及氩氧比的控制 分不同温度及碳含量控制吹炼氩氧比: O2：Ar=4:1(3:1)，C下降为0.2%、T＝1680℃； O2：Ar=2:1， C下降为0.1%、T＝1700℃； O2：Ar=1:2， C下降为0.02%、T＝1730℃； O2：Ar=1:3， C下降为0.01%、T＝1750℃；
CLU
GOR
底部
底部
O2、H2O(蒸汽)、N2、 O2、N2、Ar Ar
O2、N2、Ar、碳氢 化合物 O2、N2、Ar
1
1.3~1.5
AOD-VCR
VOD/SSVOD
侧部
底部
O2、N2、Ar
O2、Ar O2

《工学炉外精炼》PPT课件

《工学炉外精炼》PPT课件

脱【P】 脱磷率≥90%，终点［P］0.010-0.015%，出钢 过程中回磷
炉外精炼的作用和地位
1 提高质量、扩大品种的主要手段
2 优化冶金生产流程,提高生产效率,节 能降耗、降低成本主要方法
3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工 序衔接
4 连铸工艺快速发展的需要
炉外精炼的经济合理性
1 提高初炼炉的生产率 2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量稳定与提高
钢或铬镍钢,以上所列的各种精炼方法都 不太适用.
出现了一些不锈钢的专用炉外精炼 方法.这些方法发展很快,不到十年就基本 上取代了质低价高的电弧炉吹氧冶炼不锈 钢方法.例如,1976年日本的不锈钢将近有 四分之三是由初炼炉+炉外精炼方法生产 的.1977年美国的所有不锈钢都由初炼炉+
低碳合金钢〔不锈钢〕钢液的精炼方法 <1> VOD<Vacuum Oxygen
炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分、温度 3 脱氧、脱硫、脱磷、脱碳 4 去除钢中气体〔氢、氮〕及夹杂物 5 夹杂物形态、成分控制
各种炉外精 炼方法及所 采用的精炼 手段
1.3 炉外精炼采用的基本手段
1 渣洗 2 真空 3 搅拌 4 加热 5 喷吹
1.3.1 渣洗 最早出现的炉外精炼方法：用合成
<1>DH法.由原西德的多特蒙特和豪特尔两公司联合 研制,故有此名.在我国又称提升脱气法或虹吸法.
<2>RH法.由原西德鲁尔钢铁公司<Ruhrstahl>和海拉 斯公司<Heraeus>联合研制,我国称真空循环脱气法.
<3>PM法〔Pulsating Mixing Process〕

炉外精炼PPT课件

炉外精炼PPT课件
在初炼炉与连铸机之间设置的具有保持和调温的缓冲设 备—炉外精炼炉，则可显著地改善初炼炉和连铸机的配合，实现 多炉连浇，降低生产成本。
4）降低生产成本
提高生产率、改善钢的质量、扩大品种及实现多炉连浇都 可以降低产品成本。
此外，某些炉外精炼法允许初炼炉使用一些质量较差，或价 格便宜的原材料。如采用VOD或AOD生产超低碳不锈钢，就允许 初炼炉的炉料中配用高比例的同类钢种的返回钢或碳素铬铁，从 而显著地降低原材料的费用。
将这些精炼剂加入钢液中，可起到脱硫、脱氧、去除夹杂物、 夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。
添加方法: 合成渣洗法、喷吹法和喂线法。
1）渣洗法 是采用预制的合成渣，在出钢时利用钢流的冲
击作用使钢包中的合成渣与钢液混合，精炼钢液。
2021/6/30
东北大学/阎立懿
20
第20页/共33页
2）喷吹法 是用载气（Ar）将精炼粉剂流态化，形成气-固
一般可以提高电炉生产率25％左右。若与超高功率电炉相 配合，则可提高超高功率电炉生产率50%～100% 。
2）改善钢质量、扩大品种
炼钢炉与炉外精炼配合能生产出气体含量低、夹杂物含量
少的纯净钢，扩大生产的钢种，尤其是转炉生产的钢种可以与电
2021/6/30
炉竞争。
东北大学/阎立懿
第9页/共33页
9
3）调节炼-浇节奏，实现多炉连浇
因此，这种电炉炉衬砌筑、造渣、吹氧及供电等均与普
2021/6/30
通电炉有着很大的区别，第东必北2页大须学/共/予阎3立3以页懿 重视！
2
第六章 炉外精炼
炉外精炼概况 炉外精炼的基本手段
炉外精炼方法
第3页/共33页
6.1 炉外精炼的概况

8、炉外精炼

8、炉外精炼
通过钢包底部的 多孔塞将 Ar 吹入钢液， Ar 在 上 升 中 形 成 小 气 泡，对 H 、 N 而言为真 空室，因此向其中扩 散并带走。此外，吹 Ar 利 于 去 除 夹 杂 、 均 匀成分和温度，避免 钢液二次氧化。
18
真空处理
工作顺序： 工作顺序：
排气→连续压缩 →（ 6min 后 ） 达 设计 真空度→保持达到VD 处理要求→反抽气破 坏真空。
（MnO）、（Fe2O3）及[O]在钢 渣界面进行反应,使[O]降低，脱氧 产物直接溶于渣中,不污染钢液；
11
泡,将造成凝固组织不致密;
②脱
目
硫
的: S在钢中产生”热 脆”并降低钢的抗腐 蚀性、延展性和韧性； 原 理: （FeS）+（CaO）= （FeO）+（CaS） 条 件: 高碱度、还原气氛、 高温、大渣量
8
1) LF概述
LF是日本大同制钢公司于1971年开发， 特点是将电弧炉炼钢还原期任务移到专用 的钢包内进行。在利用电弧加热钢水的同 时，向钢液内吹入惰性气体（Ar），以实 现在非氧化性气氛下精炼，从而达到钢液 脱硫、脱氧、去气、去夹杂物的效果。经 LF 处 理 的 钢 水 ， 钢 中 [O]10-30ppm 、 [N]20ppm、[H]1.5-2.5ppm。
4) RH的主要功能
功 能:
① 脱 H: 对 完 全 脱 氧 钢 液 脱 氢 效 率 ≮60%,对未完全脱氧钢液,由于CO 反 应 剧 烈 , ＞ 70%. 脱 气 时 间 15~20min,[H]＜2ppm. ② 脱 N:N 易 形 成 N- 化 物 , 脱 氮 效 率 0~10%; ③脱O:∑[O]0.002~0.005% ④脱碳:对初始[C]有要求,处理15min, 可使[C]＜0.002%; ⑤脱S:效率50~75%; ⑥减少非金属夹杂:改善钢水纯净度; ⑦成分微调:合金元素控制精度为 ±0.003~0.010%

第7章炉外精炼

第7章炉外精炼

第七章 钢的炉外精炼7.1炉外精炼的定义炉外精炼一般是指把转炉、电弧炉中初炼的钢水移到另一个容器中(一般是钢包)，为得到比初炼更高的生产率、更高的质量，而进行的冶金操作。

也称为“二次精炼”。

炉外精炼的冶金操作一般包括：①脱硫；②脱碳；③脱氧（去除氧化物）④非金属夹杂物的形态控制；⑤脱气(包括氢、氮、氧)；⑥成分调整（合金化）；⑦钢水成分及温度的微调及均匀化；⑧脱磷。

为了进行上述的冶金操作，炉外精炼设备具有：①搅拌（气体、电磁力、机械）；②气氛调整（密闭）；③减压或真空；④渣成分调整（添加熔剂）；⑤加热（化学加热和电加热）；⑥添加合金；⑦喷入（粉体吹入）等功能。

表7.1是炉外精炼技术的发展和特点。

表7.1 炉外精炼技术的发展及特点名称技术特点开发年代合成渣渣洗 60%CaO＋40%Al2O3液渣冲混 30年代SAB,CAB,CAS 钢包加盖（罩），吹氩，加合金1974CAS-OB CAS基础上的Al-O2反应提温1983VID 钢包（钢流、出钢）真空脱气 50年代初DH 提升真空脱气1956RH 循环真空脱气1959RH-OB RH真空槽下部增加吹氧1972RH-KTB RH真空槽内顶吹氧1988VOD 真空下吹氧脱碳1965AOD Ar-O2混吹脱碳19681968VAD 低压下电弧加热，吹氩，钢包脱气ASEA-SKF 电磁搅拌，常压下电弧加热，钢1965包脱气LF 常压下埋弧加热，底吹氩1971喷粉（TN,SL）浸入式喷吹渣粉或合金粉 70年代初喂线高速喂入包芯线（合金料） 70年代初SRP 转炉双联-渣金逆流式铁水预处理1982炉外精炼一般可分为两大类：一是钢包处理型炉外精炼法，如RH、钢包喷粉和喂线、CAS 等；二是钢包精炼型炉外精炼炉，如VOD、LF 和AOD 炉等。

炉外精炼技术的特征见图7.1和炉外精炼的功能和工艺目标见表7.2、表7.3。

表7.2 主要精炼装置的功能 工 艺 加热 真空 搅拌合金调整渣精炼 吹氧精炼LF/VD ● ● 〇 ● ● ASEA-SKF ● ● 〇 ● ● VAD ● ● 〇 ● ● ● VOD 〇 ● 〇 〇 ● DH ● ● 〇 RH ● ● 〇 RH-OB 〇 ● ● 〇 〇 ● RH-KTB 〇 ● ● 〇 〇 ● RH-MFB 〇 ●●〇 ●注：：●－精炼功能强；〇－精炼功能弱。

炉外精炼工艺ppt

炉外精炼工艺ppt

RH旳冶金效果
• 脱H： 2ppm下列； • 脱O： 10ppm下列； • 去N：40ppm下列；真空对脱氮效果一般； • 经济效益好，附加值高；
RH旳发展
• -OB (Oxygen Blowing)，真空室下部吹氧 • -KTB (Kawasaki Top Blowing) 日本川崎，
顶吹氧 • -PB(Powder Blowing)，真空室下部喷粉
RH工艺参数
• 处理容量：大炉子比小炉子好(50t以上)； • 处理时间：钢包在真空位旳停留时间τ；
τ＝Tc/Vt Tc允许温降， Vt平均温降℃/min； • 循环因数：C＝ω(t/min).t(min)/Q (ton)
ω 循环流量、 t脱气时间、 Q处理容量 • 循环流量ω：主要由上升管与驱动气体流量决定； • 真空度：60－100pa； • 抽气能力。
大搅拌，进一步脱碳，钢液温度到达1670－1750℃； • 加合金、微调成份、加铝、吹氩搅拌几分钟后，破真空
浇铸。
RH真空精炼
RH真空工艺过程
• 出钢后，钢包测温取样； • 下降真空室，插入深度为150-200mm； • 起动真空泵，一根插入管输入驱动气体； • 当真空室旳压力降到26－10kpa后，循环加剧； • 钢水上升速度为5m/s、下降速度为1－2m/s； • 气泡在钢液中将气体及夹杂带出。
LF 工艺操作
• 电炉EBT出钢，出钢过程加合金、加渣料 (石灰、萤石等2%)，底吹氩、通电升温、 化渣，10分钟取样分析，加渣料(1％)， 测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。
• 一般30－50分钟，电耗50－80kwh/t； • 当代转炉、电炉与连铸联络旳纽带。
AOD炉
目旳： • 主要是冶炼高质量旳不锈钢(S，P<50ppm)； • 使用更便宜旳原料(采用高碳铬代低碳铬)； • 超低碳不锈钢(C<20ppm)。
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炉外精炼
一、炉外精炼的发展 二、炉外精炼理论与技术基础 三、CAS工艺 四、CAS系统设备 五、LF炉工艺 六、LF炉系统设备一 Nhomakorabea炉外精炼发展
1、炉外精炼概念 就是把常规炼钢炉（转炉、电炉）初炼
的钢液倒入钢包或专用容器内，进行脱 氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹 杂物和调整钢液成分及温度，以达到进 一步冶炼目的的炼钢工艺。也称二次精 炼、二次炼钢、钢包冶金。（炼钢发展史：青铜器
(1)脱硫 脱硫反应式： [S]+（CaO）=[O]+（CaS） 平衡常数 K= [O](CaS)/ [S] (CaO) 由于合成渣中有较高的CaO，出钢过程深度脱氧，挡渣出钢，出钢过 程吹氩充分搅拌，有利于上式反应的进行，因而有较好的脱硫效果， 脱硫率可达20~30%。钢中氧含量低，则能溶解的硫也低，故高碳钢、 低合金锰钢采用合成渣脱硫率高于低碳钢脱硫。
4、炉外精炼的任务和功能 炉外精炼的主要任务：
（1）承担初炼炉原有的部分功能，在最佳的热力学和 动力学条件下完成部分炼钢反应，提高单体设备的 生产能力；
（2）均匀钢水，精确控制钢种成分； （3）精确控制钢水温度，满足连铸生产的要求； （4）进一步提高钢水纯净度，满足成品钢材性能要求
；
（5）作为炼钢与连铸间的缓冲，提高炼钢整体效率。
一般来说低熔点的精炼渣可以从渣的相图获得；在一定范围 内提高渣中SiO2、Al2O3、MgO尤其是CaF2的含量可以有效降低 熔点。此外加入其他成份对渣的熔点也有很大影响，如加入 Li2O、Na2O、K2O、BaO等也能降低渣的熔点。
C
Al2O3-CaO
（3）流动性：在相同的温度和混冲条件下，提高合 成渣的流动性，可以减少乳化渣滴的平均直径， 从而增大渣钢接触界面。在1600℃时，粘度最小 的渣(0.05~0.06Pa·s)的组成为（CaO＋MgO）：63 ～65％，MgO：4％～8％。 随着MgO含量的增加 ，渣的粘度急剧上升，当W(MgO)=25%时,粘度达 到0.7Pa·s。
二、炉外精炼理论与技术基础
1、合成渣洗 由炼钢炉初炼的钢水再在钢包内通过钢液
对合成渣的冲洗，进一步提高钢水质量的 一种炉外精炼方法。
合成渣洗的主要目的是降低钢中的氧、硫 和非金属夹杂物含量，可以把W[O]降到 0.002%、W[S]降至0.005%。
1.1合成渣物理化学性能
（1）成分：合成渣主要有CaO-AI2O3系、 CaO-SiO2-AI2O3系、 CaO-SiO2-CaF2系等。常用的主要是CaO-AI2O3碱性渣系，化学 成分大致为：50~55%CaO、40~45%AI2O3、≤5%SiO2、≤0.1%C 、＜1%FeO。
对于固体合成渣洗工艺（转炉），使用目的不同，选用的固 体合成渣系也不同：为了脱氧、脱硫多选用CaO-CaF2系；不需 脱硫，去除氧化物夹杂，选用AI2O3-SiO2系等。
（2）熔点：渣的熔点应低于被渣洗钢液的熔点。在CaO-AI2O3渣 系中，当W（AI2O3）为48~56%和W（CaO）为52~44%时，其 熔点最低（1450~1500℃）。即C12A7（见下图）1455 ℃
要求炉外精炼设备具备以下功能： （1）熔池搅拌功能，均匀钢水成分和温度，促进夹
杂物上浮和钢渣反应； （2）钢水升温和控温功能，精确控制钢水温度，最
大限度减少钢包内温度梯度； （3）精炼功能，包括脱气、脱碳、脱硫、去除夹杂
和夹杂物变性处理等； （4）合金化功能，对钢水实现窄成分控制，并使其
分布均匀； （5）生产调节功能，均衡炼钢-连铸生产。
2．加入量：控制在0.3~0.5%即可保证一定的脱硫率 且不会因合成渣的大量加入而使出钢温降增大， 确保浇铸顺利。
3．操作要求： （1）合成渣应预热以充分去除渣中水分； （2）采用挡渣出钢技术，做到少下渣或不下渣； （3）做到红包出钢且钢包干净，无残钢残渣； （4）出钢后进行吹氩处理。
1.3合成渣冶金效果(见下图)
6、 当前炉外精炼技术的发展趋势
（1）多功能化。由单一功能的炉外精炼设备 发展成多种功能的设备，并将各种不同功 能的装置组合到一起，建立综合处理站。 如CAS-OB、LF-VD等。
（2）提高精炼设备生产效率和二次精炼比。
（3）炉外精炼技术的发展不断促进钢铁生产 流程优化重组、不断提高过程自动控制和 冶金效果在线监测水平。
、铁器、锻造铁、平炉淘汰、空气转炉、氧气转炉、电炉、炉外精炼）
2、 炉外精炼技术发展原因
氧气转炉炼钢、炉外精炼和连铸三项技 术，称为现代炼钢生产的三大关键技术， 也称冶金史上的三大技术革命。
炉外精炼起始于20世纪50年代，现已成 为现代钢铁生产流程水平与钢铁产品高质 量水平的标志。新建电炉短流程钢厂和转 炉炼钢厂，100%采用二次精炼。（世贸大厦）
（4）表面张力：熔渣的表面张力受温度影响，随着 温度升高，表面张力减少。在合成渣的组成中，
SiO2和MgO会降低渣的表面张力。钢液的表面张力也受温
度和成分的影响，随温度升高，表面张力下降。
（5）还原性：渣洗所用熔渣要求高碱度（B>2）、 低W（FeO）<1%。
1.2工艺要求
1．工艺流程：渣料加入钢包底→挡渣出钢→吹氩、 喂线→浇铸
（3）搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应过程，提高反应 速度。主要方法有吹氩搅拌、电磁搅拌等。
（4）加热：调节钢水温度的手段，主要有电弧加热、化学热法 等。
（5）喷吹：将反应剂加入钢液内的一种手段，喷吹的冶金功能 取决于精炼剂的种类，可完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和 控制夹杂物形态等精炼任务。
当今炉外精炼方法，都是五种精炼手段的不同组合，综合一 种或几种手段便构成一种方法。
各厂根据自身条件和冶炼钢种的不同，一般是根 据不同需要配备不同炉外精炼设备。
5、炉外精炼手段 （1）渣洗：合成渣倒入钢包内，借钢流的冲击作用，使钢液与
合成渣充分混合，完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。
（2）真空：钢水置于真空室内，由真空作用使反应向生成气相 方向移动，达到历史最高水平脱气、脱氧、脱碳等目的。
3、 我国炉外精炼技术的发展
我国炉外处理技术开发应用于20世纪50 年代中后期，70年代，特钢企业和机电、 军工行业钢水精炼技术的应用得到发展。 2000年，冶金系统不包括吹氩和喂线的钢 水精炼比为28%。1991年全国首次炉外精炼 技术工作会议，明确了“立足产品、合理 选择、系统配套、强调在线”的基本方针 。