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炉外精炼教程1.五种精炼手段（1）渣洗（2）真空（3）搅拌（4）加热（5）喷吹2.工业生产的挡渣技术（1）挡渣球（2）浮动塞挡渣（3）气动吹气挡渣塞（4）虹吸出钢口挡渣（5)偏心炉底出钢3.顶渣改质目的：（1）适当提高覆盖渣碱度；（2）降低覆盖渣氧化性；（3）改善覆盖渣的流动性；（4）适当提高夹杂物去除率。
方法：在转炉出钢过程中向钢包内加入改质剂，利用钢水的流动冲刷和搅拌作用促进钢—渣反应并快速生成覆盖渣。
4.合成渣有液态渣、固态渣和预熔渣。
根据液态合成渣炼制方式不同，渣洗工艺可分为异炉渣洗和同炉渣洗。
固态合成渣有机械混合体、烧结渣。
5.合成渣的物理化学性能：必须具有较高的碱度、高还原性、低熔点和良好的流动性；此外要具有合适的密度、扩散系数、表面张力和导电性等。
6.搅拌：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌（如渣洗）等。
7.钢包吹氩的主要作用是什么？（简答题）(1)调温。
主要是冷却钢液。
对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以利用吹氩将钢液温度降到规定的要求。
（2）混匀。
在钢包底部适当位置安放透气砖，氩气喷入可使钢包中的钢液产生环流，用控制氩气流量的方法控制钢液的搅拌程度。
（3）净化。
搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。
上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢液中的杂质，将黏附的夹杂物带至钢液表面而被渣层所吸收。
8.吹氩方式：顶吹、底吹。
9.影响钢包吹氩效果的主要因素：氩气耗量、吹氩压力、流量与吹氩时间及气泡大小等。
10.能量耗散速率（比搅拌功率）：单位时间内，向1t钢液提供的搅拌能量作为描述搅拌特征和质量的指标。
11.常用的加热方法主要是电弧加热，化学加热（化学热法）、燃料燃烧加热、电阻加热等12.燃料燃烧加热存在哪些不足？（1)由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行。
钢铁冶金概论炉外精炼炉外精炼是现代钢铁冶金中一个非常重要的工艺阶段，它能够对已经经过高炉冶炼出来的熔融铁液进行进一步的处理和提纯，以得到更高品质的钢材。
本文将详细介绍炉外精炼的过程、方法以及其在钢铁冶金中的重要性。
炉外精炼的过程主要包括除氧、脱硫、还原剂控制等步骤。
首先是除氧过程，其目的是通过添加合适的除氧剂，将铁液中的氧气去除，以减少氧化和损耗。
通常使用的除氧剂有铝、硅及铝硅合金等。
除氧剂能与铁液中的氧气反应生成气体，如气体呈气泡状排出，并生成含铝或含硅的化合物，从而减少氧含量。
接下来是脱硫过程，铁液中的硫是一种有害的杂质，会导致钢材成品的脆化和性能下降。
因此，脱硫是炉外精炼过程中非常重要的一步。
常见的脱硫方法有氧化法和还原法。
氧化法主要是通过向铁液中添加氧化剂，使硫与氧化剂反应生成气体，如硫化氢，从而排出铁液中的硫。
还原法则是通过添加还原剂，通常是含碳的物质，使其与硫反应生成硫化物，再由硫化物降解和沉淀，从而实现脱硫目的。
此外，还需要对还原剂进行控制。
还原剂的控制是为了保持炉外精炼环境的还原性，从而有利于脱硫、除氧等反应的进行。
一般来说，还原剂的添加量应该合理，过多会导致过量还原，出现大量一氧化碳和游离碳的气体产生，而过少则会导致还原不充分，无法完全去除硫。
炉外精炼在钢铁冶金中的重要性不言而喻。
通过炉外精炼，可以进一步提高钢材的质量。
首先，炉外精炼可以去除铁液中的氧和硫等有害元素，减少钢材的夹杂物含量，提高了钢材的纯度和机械性能。
其次，炉外精炼还能调整钢液的成分，包括碳含量、合金元素含量等，使得钢材具有更好的性能和应用范围。
另外，炉外精炼中的控制参数对钢材的性能也有很大影响，合理地控制还原剂的添加量、操作温度、反应时间等，将会进一步提高钢材的质量。
总之，炉外精炼是现代钢铁冶金过程中一项非常重要的工艺阶段。
通过除氧、脱硫和还原剂控制等步骤，可以对铁液进行进一步的处理和提纯，最终得到高品质的钢材。
1.五种精炼手段（1）渣洗（2）真空（3）搅拌（4）加热（5）喷吹2.工业生产的挡渣技术（1）挡渣球（2）浮动塞挡渣（3）气动吹气挡渣塞（4）虹吸出钢口挡渣（5)偏心炉底出钢3.顶渣改质目的：（1）适当提高覆盖渣碱度；（2）降低覆盖渣氧化性；（3）改善覆盖渣的流动性；（4）适当提高夹杂物去除率。
方法：在转炉出钢过程中向钢包内加入改质剂，利用钢水的流动冲刷和搅拌作用促进钢—渣反应并快速生成覆盖渣。
4.合成渣有液态渣、固态渣和预熔渣。
根据液态合成渣炼制方式不同，渣洗工艺可分为异炉渣洗和同炉渣洗。
固态合成渣有机械混合体、烧结渣。
5.合成渣的物理化学性能：必须具有较高的碱度、高还原性、低熔点和良好的流动性；此外要具有合适的密度、扩散系数、表面张力和导电性等。
6.搅拌：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌（如渣洗）等。
7.钢包吹氩的主要作用是什么？（简答题）(1)调温。
主要是冷却钢液。
对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以利用吹氩将钢液温度降到规定的要求。
（2）混匀。
在钢包底部适当位置安放透气砖，氩气喷入可使钢包中的钢液产生环流，用控制氩气流量的方法控制钢液的搅拌程度。
（3）净化。
搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。
上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢液中的杂质，将黏附的夹杂物带至钢液表面而被渣层所吸收。
8.吹氩方式：顶吹、底吹。
9.影响钢包吹氩效果的主要因素：氩气耗量、吹氩压力、流量与吹氩时间及气泡大小等。
10.能量耗散速率（比搅拌功率）：单位时间内，向1t钢液提供的搅拌能量作为描述搅拌特征和质量的指标。
11.常用的加热方法主要是电弧加热，化学加热（化学热法）、燃料燃烧加热、电阻加热等12.燃料燃烧加热存在哪些不足？（1)由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行。
（2）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反应交替作用下，从而使内衬的寿命降低。
(3)真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为精炼钢液二次氧化氧的来源之一。
（4）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性。
（5)燃料燃烧之后的大量烟气（燃烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。
13.钢的真空脱气分类：钢流脱气、钢包脱气、循环脱气。
壹14.脱气反应的步骤。
（1）通过对流或扩散，溶解在钢液中的气体原子迁移到钢液—气相界面。
（2）气体原子由由溶解状态转变为表面吸附状态。
（3）表面吸附的气体原子彼此相互作用，生成气体分子。
（4)气体分子从钢液表面脱附。
（5）气体分子扩散进入气相，并被真空泵抽出。
（控制速率的环节只是气体原子穿过钢液扩散边界层时的扩散速率。
）15.碳氧反应的步骤。
（1)溶解在钢液中的碳和氧通过扩散边界层迁移到钢液和气相的相界面。
（2）在钢液—气相界面上进行化学反应生成CO气体。
（3）反应产物（CO）脱离相界面进入气相。
（4）CO气泡的长大和上浮，并通过钢液排出。
（氧的传质是真空下碳氧反应速度的限制环节。
）16.有效进行碳的真空脱氧应采取哪些措施？（1）进行真空碳脱氧前尽可能使钢中氧处于容易与碳结合的状态，避免真空处理前用铝、硅等强脱氧剂对钢液脱氧。
同时，应使钢液面处于无渣、少渣的状况。
（2）为了加速碳脱氧过程，可适当加大吹氩量。
（3）在真空碳脱氧的后期，向钢液中加入适量的铝和硅以控制晶粒、合金化和终脱氧。
（4）为了减少由耐火材料进入钢液中的氧量，浇注系统应选用稳定性较高的耐火材料。
17.根据气流速度和粉粒状态的变化，可将整个流态化过程划分为三种基本状态：固体床、流态化床和输送床。
18.夹杂物控制技术在国外称夹杂物工程，它是指根据对钢的组织和性能要求，对钢中夹杂物成分、形态、数量、尺寸和分布在一定工艺条件下进行定量控制。
夹杂物控制包括夹杂物总量控制，夹杂物成分、形态及尺寸分布控制。
19.根据非金属夹杂物在钢热加工过程中的变形性能，可将夹杂物分为：脆性夹杂物、塑性夹杂物、点状不变形夹杂物和半塑性夹杂物。
20.稀土处理存在的缺点和作用。
缺点：（1）由于稀土元素反应产物密度较大，接近于钢水密度，因此不易上浮。
（2）使用稀土元素处理的钢水易再氧化，稀土夹杂物熔点高，在炼钢温度下呈固态，很可能在中间包的水口处凝集使之堵塞。
因此使用稀土合金的量应该适当，避免在钢锭底部倒锥偏析严重以及使连铸操作产生故障。
作用：（1）净化：稀土具有脱氧、脱硫作用，减少并细化钢中夹杂物。
（2）变质：提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧性，改善钢材的各向异性、提高钢的抗疲劳性能。
（3）合金化：稀土在钢中有一定的固溶量，它在晶界的偏聚能抑制磷硫及低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物，消除低熔点杂质的有害作用。
21.采用钙处理方法对钢中Al2O3夹杂物和MnS夹杂物进行改性的原理。
通过增加钢中有效钙含量，一方面使大颗粒Al2O3夹杂物改性成低熔点复合夹杂物，促进夹杂物上浮，净化钢水；另一方面，在钢水凝固过程中提前形成的高熔点CaS质点，可以抑制钢水在此过程中生成MnS的总量和聚集程度，并把MnS部分或全部改性成CaS，即形成细小、单一的CaS相或CaS与MnS的贰复合相。
其操作就是在铝脱氧后用喂线法向钢水中供给钙。
22.（1）RH真空室的交替方式：双室平移式、转盘旋转式、三室平移式。
（2）真空室的加热：煤气烧嘴加热方式和石墨电极加热方式。
23.RH工艺参数：处理容量、脱气时间、循环流量、循环系数、真空度等。
24.RH（真空循环脱气法）技术的优点。
（1）反应速度快，处理能力大，处理周期短，适于大批量处理，生产效率高，常与转炉配套使用。
（2）反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应。
（3）可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理温降。
（4）可进行喷粉脱硫，生产超低硫钢。
25.DH（真空提升脱气法）法的优缺点。
优点：（1）脱气效果好（2)适于大量的钢液脱气处理（3）真空室可用石墨电阻棒电加热，所以钢液温降较小（4）由于处理时C—O反应激烈，脱气效果好，加速了脱碳过程，可用来生产低碳钢（5）真空下添加的合金又经过强烈的搅拌，其收得率高达90%—100%，而且均匀化，能准确地调整钢液成分。
缺点：设备较复杂，操作费用和设备投资、维护费用都较高。
26.LF的精炼功能（详见书116）：埋弧加热功能、惰性气体保护功能、惰性气体搅拌功能、碱性白渣下精炼。
27.LF精炼渣的功能组成。
LF精炼渣的基本功能：深脱硫；深脱氧、起泡埋弧；去非金属夹杂，净化钢液；改变夹杂物的形态；防止钢液二次氧化和保温。
LF精炼渣根据其功能由基础渣、脱硫剂、发泡剂和助溶剂等到部分组成。
28.影响熔渣发泡效果的主要因素：熔渣碱度、基础渣中w(CaF2)、渣中w（MgO）、渣中w（Al2O3）和发泡剂种类以及粒度。
29.LF炉白渣精炼工艺的要点。
（1）出钢挡渣，控制下渣量不大于5Kg/t；（2）钢包渣改质，控制包渣R≧2.5，渣中w（FeO+MnO）≦3.0%。
（3）白渣精炼，一般采用CaO—SiO2—Al2O3系炉渣，控制包渣R≧3，渣中w(FeO+MnO)≦1.0%，保持熔渣良好的流动性和较高的渣温，保证脱硫、脱氧效果。
（4）控制LF炉内气氛为还原性气氛，避免炉渣再氧化。
（5）适当搅拌，避免钢液面裸露，并保证熔池内具有较高的传质速度。
30.ASEA—SKF钢包精炼炉具有电磁搅拌功能、真空脱气功能、电弧加热功能、渣洗精炼功能。
31.AOD炉精炼的四个阶段：脱碳期、还原期、脱硫期、成分和温度的调整期。
32.AOD法与VOD法的比较AOD法虽然在非真空下冶炼，但操作自由，能直接观察，造渣及取样方便，原料适应性强，生产率比VOD高，易于自动控制。
但是，AOD法会引起刚中氢含量的增高，增加了空气对钢液的玷污VOD法能炼超低氮不锈钢；AOD法没有通用性，只能用于冶炼不锈钢，而VOD法具有通用性，适用于各种钢种。
叁AOD法与VOD法的比较（下表）项目AOD法VOD法成分控制大气下操作，控制方便真空下只能间接控制真空下控制较困难温度控制可以改变吹入混合气体比例及加冷却剂，温度容易控制脱氧w[O]=0.004%~0.008% w[O]=0.004%~0.008% 脱硫w[S]=0.01%~0.005% w[S]≈0.01%脱气w[H]≦5×4-10%;w[N]<10%;w[N]<0.03% w[H]≦2×4-0.01%~0.015%铬总回收率96%~98% 比AOD法低3%~4% 操作费用要用昂贵的氩气和大量的硅铁氩气用量小于AOD法的1/10 设备费用AOD法比VOD法便宜一半生产率AOD法大约是VOD法的1.5倍适应性原则上是不锈钢专用，也可用于镍基合金不锈钢精炼及其他钢的真空脱气处理33.CAS法的基本功能。
（1）均匀钢水成分、温度。
（2）调整钢水成分和温度。
（3）提高合金收得率。
（4）净化钢水、去除夹杂物。
34.CAS工艺操作的关键是排除隔离罩内的氧化渣。
35.国内外采用较多的钢包喷粉方法有：TN法，SL法36.比较LF法、ASEA—SKF法、VAD/VOD法，说明LF法被广泛使用的主要原因。
答：①ASEA—SKF法功能：具有电磁搅拌功能、真空脱气功能、电弧加热功能、渣洗精炼功能。
缺点：结构复杂，操作成本高，处理周期长，稳定性较差。
②VAD法功能：真空脱气、电弧加热、吹氩搅拌、造渣精炼。
缺点：密封困难，投资费用高，结构复杂，钢包寿命低。
③LF法功能：埋弧加热功能、惰性气体保护功能、惰性气体搅拌功能、碱性白渣下精炼。
LF法因设备简单，投资费用低，操作灵活和精炼效果好而被广泛使用。
肆。
