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炉 外 精 炼炉外精炼或钢包冶金的含义:就是按传统工艺，将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质，成分和温度的调整和均匀等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行。
因此，炉外精炼也称二次精炼或钢包冶金（Secondary Refining /Ladle Metallurgy）。
炉外精炼的目的和手段炉外精炼的目的：在真空、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，不可缺少的工序，成为现代炼钢、连铸生产中的重要环节。
为了创造最佳的冶金反应条件，到目前为止，炉外精炼的基本手段有搅拌、渣洗、加热、真空、喷吹等5种。
钢水精炼设备选择的依据钢种的质量要求；连铸机生产对钢水的质量要求；转炉与连铸机生产的作业协调要求。
钢包吹氩搅拌的作用钢包吹氩搅拌是最基本也是最普通的炉外处理工艺。
钢包吹氩搅拌的作用是：均匀钢水温度。
由于包衬吸热和钢包表面散热，包衬周围钢水温度较低，中心区域温度较高，钢包上、下部钢水温度较低，而中间温度较高，这种温度差异导致中间包浇注过程钢水温度前后期低，中期高。
钢包吹氩搅拌促使钢包钢水温度稳定均匀，有利于提高铸坯内部质量，使结晶器内坯壳生长均匀，避免开浇水口冻钢断流。
均匀钢水成分。
出钢是在钢包内加入大量的铁合金，成分不均匀，吹氩搅拌过程中可根据快速分析提供的钢水成分而进行成分微调，以使钢的成分控制范围更窄，以确保钢材性能均匀。
促使夹杂物上浮，搅动的钢水促使了钢种非金属夹杂物碰幢长大，上浮的氩气泡能够吸收钢中的气体，同时粘附悬浮与钢水中的夹杂物并带至钢水表面被渣层所吸收。
生产实践表明，吹氩搅拌后钢水氧含量有明显降低，其降低幅度与脱氧程度有关，一般可降低20%以上，但脱氮效果不明显，并要注意减少增氮。
吹氩搅拌排除的夹杂物数量与钢水液面上覆盖渣层FeO含量有关，渣中的FeO含量越低，吹氩搅拌夹杂物排除的量越多。
一、理论基础所谓炉外精炼，就是将在转炉或电炉内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，即将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质(包括不需要的元素、气体和夹杂)、调整和均匀成分和温度的任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，变一步炼钢法为二步炼钢，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行。
国外也称之为二次精炼(Secondary Refining)、二次炼钢(Secondary steelmaking)、钢包冶金(Ladle Metallurgy)。
炉外精炼可以完成下列任务：①降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的性能。
②深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。
③微调合金成分，使其分布均匀，降低合金的消耗，以提高合金收得率。
④调整钢水温度到浇注所要求的范围内，减小包内钢水的温度梯度。
①渣洗：将事先配好(在专门炼渣炉中熔炼)的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。
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．工艺流程：渣料加入钢包底→挡渣出钢→吹氩、喂线→浇铸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。
4.合成渣冶金效果：(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%。
炉外精炼的定义是什么？钢液的炉外精炼是把一般炼钢炉中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的成分和钢液温度等，炉外的“钢包”或者专用的容器中进行。
这样就把原来的炼钢工艺分成两步进行：第一，在一般炼钢炉中进行熔化和初炼，称为初炼炉；第二，在钢包或专用的精炼容器中进行精炼。
这些“钢包”或者专用的容器称为精炼炉。
炉外精炼的形式有哪些？炉外精炼按真空、非真空和其他进行分类、概括起来可分为：(1)真空精炼法真空吹氩法(Finkl法和Gazid法，美国、法国1958-1963年开发)真空电磁搅拌去气法(ISID法，美国1962年开发)钢包精炼炉法(ASEA-SKF法，瑞典1965年开发)真空电弧加热精炼法(Finkl-VAD法，美国1962年开发)埋弧加热钢包精炼法(L-F法，日本1971年开发)真空吹氧脱碳精炼法(VOD法，西德1965年开发)强搅拌真空吹氧脱碳精炼法(SSVOD法，日本1977年开发)转炉真空吹氧脱碳法(VODK法，西德1976年开发)(2)非真空精炼法氩氧炉脱碳精炼法(AOD法，美国1968年开发)气氧炉脱碳精炼法(CLU法，法国和瑞典1973年开发)钢包吹氩法(GAIAL法，加拿大1950年开发)密封吹氩法(SAB法，日本1965年开发)带盖钢包吹氩法(CAB法，日本1965年开发)(3)其他精炼法法国钢铁研究法(IRSID法，法国1963年开发)蒂森法(TN法，西德1974年开发)氏兰法(SL喷粉法，瑞典1976年开发)弹丸发射法(ABS法，日本1973年开发)喂丝加添法(WF法，日本1967年开发)合成渣洗法(RERRIN法，法国1933年开发)同炉渣洗法LF炉外精炼法的发展过程有哪些？1971年日本特殊钢（现大同特殊钢）公司开发并实际应用LF炉外精炼法，其后在世界上许多国家和地区的公司得到应用。
LF精炼法的发展，是使其功能能适应电炉生产率飞速提高和用户对高质量、高可靠的要求。
一、理论基础所谓炉外精炼，就是将在转炉或电炉内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，即将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质(包括不需要的元素、气体和夹杂)、调整和均匀成分和温度的任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，变一步炼钢法为二步炼钢，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行。
国外也称之为二次精炼(Secondary Refining)、二次炼钢(Secondary steelmaking)、钢包冶金(Ladle Metallurgy)。
炉外精炼可以完成下列任务：①降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的性能。
②深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。
③微调合金成分，使其分布均匀，降低合金的消耗，以提高合金收得率。
④调整钢水温度到浇注所要求的范围内，减小包内钢水的温度梯度。
①渣洗：将事先配好(在专门炼渣炉中熔炼)的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。
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．工艺流程：渣料加入钢包底→挡渣出钢→吹氩、喂线→浇铸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。
4.合成渣冶金效果：(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。
(2)降低非金属氧化物夹杂含量。
采用合成渣洗工艺，钢中夹杂物大幅度降低，提高了钢质。
(3)出钢温降情况。
采用合成渣工艺相应要提高出钢温度。
(4)钢中氢的变化合成渣使用前采用预热手段，确保水分小于0.5%，则不会导致钢水增氢②真空：将钢液置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等目的。
真空是炉外精炼中广泛应用的一种手段。
③搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应物质的传递过程，提高反应速度。
搅拌方法：吹气搅拌和电磁搅拌。
钢包吹氩原理氩气是一种惰性气体，吹入钢液内既不参与化学反应，也不溶解，纯氩内含氢、氮、氧等量很少，可以认为吹入钢液内的氩气泡对于溶解在钢液内的气体来说就像一个小的真空室，在这个小气泡内其他气体的分压力几乎为零。
钢水中的气体、夹杂物等不断向氩气泡内扩散、碰撞粘附，随氩气泡逸出而去除。
钢包吹氩效果(1)均匀钢水成份和温度氩气通过“发泡”对钢水产生强烈的搅拌作用，使钢包内的钢水被充分搅拌，从而达到均匀钢水成份和温度的目的。
(2) 降低钢中气体含量钢包吹氩可以降低氢、氧、氮的质量分数，底吹氩与顶吹氩比较，去氢有所改善，去活度氧、去氮率可提高10%左右。
(3) 降低钢中夹杂物含量吹氩对降低夹杂物明显，底吹氩比顶吹氩提高约25%。
LF精炼期间搅拌的目的是：1）均匀钢水成分和温度2）加快传热和传质3）强化钢渣反应4）加快夹杂物去除④加热：调节钢液温度的一项重要手段，使炼钢与连铸更好地衔接。
加热方法：电弧加热法和化学加热法。
与电加热相比较，化学加热的升温速度快，耐火材料热负荷小，设备简单，投资费用低。
钢包精炼炉需要加热功能的原因：(1)钢液从初炼炉到精炼炉过程钢液温降；（2）熔化造渣材料和合金材料需要热量；（3）真空脱气时的温降和吹氩搅拌时氩气吸热；（4）需要保证足够的精炼时间和钢液温度；（5）需要保证钢液具有合适的浇注温度。
⑤喷吹：用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。
喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类，它能完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。
喷吹即喷粉精炼，是根据流化态和气力传输原理，用氩气或其他的气体作载体，将不同类型粉剂喷入钢水或铁水中进行精炼的一种冶金方法，一般称之喷射冶金或喷粉冶金。
喷射冶金通过载体将反应物料的固体粉粒吹入熔池深处，既可以加快物料的熔化和溶解，而且也大大增加了反应界面，同时还强烈搅拌熔池，从而加速了传输过程和反应速率。
能够有效地脱硫、改变夹杂物形态、脱氧、脱磷以及合金化喂丝法是将易氧化、比重轻的合金元素置于低碳钢包芯线中，通过喂丝机将其送入钢液内部。
喂线技术的主要特点一.投资少, 见效快；二.结果稳定，重现性好；三.合金收得率高，消耗量少；四.操作简单，维护方便；五.处理作业的温降小；六.可对作业产生的烟气进行管理，消除对环境的污染；七.适合各种规模的炼钢厂与钢包的精炼处理；优点：◆可防止易氧化的元素被空气和钢液面上的顶渣氧化，准确控制合金元素添加数量，提高和稳定合金元素的利用率；◆添加过程无喷溅，避免了钢液再氧化；◆精炼过程温降小；◆设备投资少；◆处理成本低。
洁净钢：钢中杂质元素的含量具有非常严格的控制要求的钢。
其硫、磷含量一般要求不大于0.01%，且对氢、氧以及低熔点金属的含量也有相当严格的控制要求。
管线钢是指专门用于制造石油、天然气输送管道的低合金高强度钢。
铁水预处理：铁水装入炼钢炉前，先去除某些有害杂质元素(如硫、磷等)或提取某些有用成分(如钒、铌、钛、铬等)的处理过程。
二、工艺1、CAS主要功能（1）对粗合金化的钢水进行成份混匀和微调，使钢水合金成份达到内控成份要求，实现窄成份控制；（2）对钢水温度进行混匀，将钢水温度严格控制在一定范围内；（3）隔离钢水与空气，防止钢水二次氧化，提高合金收得率。
（4）降低钢中活度氧和全氧量，去除钢中气体夹杂物量，进行炉外精炼。
CAS-OB法是CAS法的改进，增设顶氧枪。
为了快速补偿CAS法处理过程中的温降，在隔离罩内增设了一支吹氧枪对钢液进行吹氧，同时向钢液内加入铝或硅铁，利用加入的铝或硅铁与氧反应所放出的热量直接加热钢液，称为CAS－OB法（OB－Oxygen blowing）。
其目的是对转炉钢液进行快速升温，补偿CAS法工序的温降，为中间包内的钢液提供准确的目标温度，使转炉和连铸协调配合。
其设备如图所示。
CAS-OB法为新日铁最早推出，为最具有代表性的化学加热法。
CAS-OB原理和工艺：在大气压下，将氩气通过钢包底部透气砖吹入，将浸渍管插入钢液表面吹氩口的上方，并挡掉炉渣。
可通过浸渍管加入各种合金调整钢水成分。
并且在浸渍管上插入氧枪，加热钢水。
CAS-OB可以调整和均匀钢水的温度和成分，减少钢中氧化物夹杂的含量及改善钢水的凝固性能。
2、LF炉基本原理LF炉由钢包（考虑钢包内熔池深度H与熔池直径D。
一般精炼炉的熔池深度H都比较大）、炉盖、电极（碳原子随电弧进入钢水中造成钢水增碳）和电极加热系统、加料装置（LF炉一般在加热工位的炉盖上设合金及渣料料斗，通过每个料斗下的导向阀，定量地加入所需的合金或渣料）、除渣装置、喷粉装置（采用喷粉设备对钢液进行脱硫、净化及微合金化等操作）组成，通过安装在钢包底部的透气砖吹入氩气对钢水进行搅拌，以加速渣-钢之间的反应。
炉盖的作用是封闭精炼室以保持室内的还原气氛。
LF炉是以交流或直流电通过石墨电极与钢包面的钢渣之间产生的高温电弧，作为热源来加热钢水。
电弧在物理学上其本质是一种气体放电现象，电弧温度可高达6000℃以上。
整个系统组成如下：钢包车、钢包、短网、电极升降装置、加热桥架及炉盖提升装置、炉盖、冷却水系统（LF炉设备从总管进水后分为三路，分别为：变压器进水、包盖进水、设备进水）、液压系统、氩气系统、合金加料系统、电气控制系统。
LF炉主要功能：（1）常压下电弧加热升温、测温取样，最终温度控制准确；（2）底吹氩搅拌使钢液温度、成份均匀，且氩气搅拌加速钢—渣物质传递，有利于钢液脱氧、脱硫及去除非金属夹杂；（3）合金微调，使成份控制准确，且提高合金元素收得率；（4）喂线：配合喂丝机，使得钢液脱硫、脱氧，改变夹杂物形态和分布，同时具有合金收得率高，钢液温降小，环境污染小。
（5）排烟除尘：配合排烟除尘系统，可以有效地控制烟气排出，使烟尘排放量达到环保要求。
（6）缓冲：作为LD与CC设备中间环节，对于调节冶炼与连铸节奏，实现多炉连铸等方面起着很重要的作用。
LF炉具有的主要冶金功能有：钢水升温、调温及保温功能强化脱氧、脱硫功能合金微调功能采用的精炼手段有：吹氩搅拌埋弧加热造强还原气氛造碱性合成渣1）氩气搅拌这是LF炉最大的贡献—强化精炼（还原）。
“强化”—加速钢-渣之间接触，有利于钢液脱氧、脱硫反应，加速夹杂物的上浮及均匀钢液成分与温度。
2）埋弧加热降低初炼炉出钢温度，补偿精炼过程吹氩、合金化等温度损失。
LF炉三根电极插入渣层中进行埋弧加热，这种方法辐射热小，对炉衬有保护作用，热效率高，浸入渣中石墨与渣中氧化物反应不仅提高了渣的还原性，而且还提高合金回收率，生成CO使LF炉内气氛更具还原性。
在炉外精炼过程中，通过合理地造渣，1）可以达到脱硫、脱氧、脱磷甚至脱氮的目的；2）可以吸收钢中的夹杂物；3）可以控制夹杂物的形态；4）可形成泡沫渣（或称为埋弧渣）淹没电弧，提高热效率，减少耐火材料侵蚀。
因此，在精炼工艺中，要特别重视造渣。
钢包进站后，应尽快造渣、通电升温，促进尽快成渣。
以加强精炼效果。
泡沫渣的作用：1）提高功率因素，降低吨钢电耗；2）减少热损失，提高热效率（从30%提高到60%）；3）减少电弧对炉衬的侵蚀，提高炉衬使用寿命；4）泡沫渣操作能改善冶炼条件，提高钢液洁净度。
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。
3、RH钢液真空循环原理气泡进入真空室后在自由界面破裂，钢液被破碎成小的液滴，使脱气比表面积大大增加(20～30倍)，加速了脱气过程。
气体自钢液内析出被真空泵抽走，而脱气后的钢液汇集到真空室底部，由于重量的差异，经下降管以1～2m/s的速度返回到钢包内。
未经脱气的钢液又不断从上升管进入真空室脱气，周而复始，从而形成连续循环过程。
如此反复循环多次后达到脱气目的，脱气过程结束。
钢液在真空下的强循环也为脱碳（脱氧）、去除夹杂以及成分、温度调整及其均匀化等提供了条件。
本处理制度关键点A本处理的主要目的是脱氢。
