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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%。
炉外精炼的基本原理：（1）吹氩的基本原理：氩气是一种惰性气体，从钢包底部吹入钢液中，形成大量小气泡，其气泡对钢液中的有害气体来说，相当于一个真空室，使钢中[H][N]进入气泡，使其含量降低，并可进一步除去钢中的[O]，同时，氩气气泡在钢液中上沲而引起钢液强烈搅拌，提供了气相成核和夹杂物颗粒碰撞的机会，有利于气体和夹杂物的排除，并使钢液的温度和成分均匀。
（2）真空脱气的原理：钢中气体的溶解度与金属液上该气体分压的平方根成正比，只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低。
（3）LF炉脱氧和脱硫的原理：炉外精炼的任务：炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的一种方法，即把一步炼钢法变为二步炼钢法。
炉外精炼可以完成下列任务：（1）降低钢中的硫、氧、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，改善钢的机械性能；（2）深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低碳钢的要求；（3）微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率；将钢水温度调整到浇铸所需要的范围内，减少包内钢水的温度梯度。
RH真空循环脱气法LF具有加热和搅拌功能的钢包精炼法处理过程：用钢包车将钢包送入处理位，使真空室下降或使钢包提升，以便使吸嘴浸入钢包内的钢液以下500mm。
然后启动真空泵。
由于真空室内压力下降，钢包内钢水被吸入真空室中。
由于吸嘴中的一个喷入氩气，另一个没有，钢水便开始反复循环。
这时就可采取各种处理措施，例如脱气、吹氧、化学成分及温度调整等。
处理结束时使系统破真空。
随后退出吸嘴，将钢包送至后处理位置或交接位置。
冶金效果：在短时间就可达到较低的碳(<15ppm)、氢(<1.5ppm)、氧含量(<40ppm)；仅有略微的温度损失；不用采取专门的渣对策；可准确调整化学成分，Al，Si等合金收得率在90～97％。
汽车钢板以及电工钢等是RH钢生产的典型产品。
转炉炼钢炉外精炼与连铸工艺背景介绍转炉炼钢是一种常用的钢铁制造工艺，通过将生铁和废钢加入转炉，经过氧气吹吹炼炼钢，产出高品质的钢材。
然而，炼钢过程中的残留杂质需要进行进一步的精炼处理才能得到优质的钢材。
本文将介绍转炉炼钢后的炉外精炼工艺，以及钢水连铸工艺。
炉外精炼工艺炼钢后获得的钢水中仍然可能含有一定量的杂质，如硫、氧等。
这些杂质对钢材的性能有着不良影响，因此需要进行炉外精炼处理。
炉外精炼包括氧气吹炼、钢水搅拌、脱氧合金、脱硫合金等步骤。
氧气吹炼是炼钢后必不可少的处理步骤之一。
通过将氧气通入钢水中，可以氧化钢水中的杂质，提高钢水的纯度。
同时，氧气吹炼还可以促进钢水的温度均匀性，减少气泡等缺陷。
钢水搅拌钢水搅拌是通过机械手等设备对炉外的钢水进行搅拌，促使钢水中的气泡和杂质向上浮动，有助于去除杂质并提高钢水的均匀性。
脱氧合金脱氧合金是指向钢水中添加具有强还原性的合金元素，如硅、铝等。
这些合金元素可以与钢水中氧化铁等氧化物结合，减少钢水中氧的含量，提高钢水的纯度。
脱硫合金是指向钢水中添加具有高硫亲和性的合金元素，如镁、钙等。
这些合金元素可以与钢水中的硫结合，从而降低钢水中的硫含量，提高钢材的质量。
钢水连铸工艺钢水连铸是钢材生产中的一项重要工艺，通过将炉外精炼处理后的钢水连续铸造成坯料、板材等形状的半成品。
钢水连铸可以有效提高生产效率，减少钢材的能耗和生产成本。
连铸机连铸机是实现钢水连铸的设备，通常由结晶器、浇铸机、冷却装置等组成。
在连铸机中，经过炉外精炼处理的钢水被连续铸造成各种形状的半成品，如板材、方坯等。
在连铸过程中，钢水经过结晶器冷却凝固，逐渐形成坯料，然后通过浇铸机进行切割成指定长度的板材。
冷却装置可以控制板材的温度和结晶组织，保证最终产品的质量。
连铸优势钢水连铸具有生产周期短、成品质量高、生产过程环保等优势。
同时，连铸还可以减少人工操作，提高生产效率，是现代钢铁制造中不可或缺的工艺。
结语通过炉外精炼和钢水连铸工艺，钢铁制造厂可以生产出高品质、高效率的钢材产品，满足市场需求。
所谓炉外精炼，就是把常规炼钢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、去除非金属杂物并调整钢液成分及温度，以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。
炉外精炼的任务： 1、降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的力学性能。
2、深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。
3、微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，提高合金的收得率。
4、调整钢液温度到浇筑所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。
5、作为炼钢与连铸的缓冲，提高炼钢车间的整体效率。
炉外精炼设备的功能有：熔池搅拌功能、钢水升温和控温功能、精炼功能、合金化功能、生产调节功能。
炉外精炼法所采用的精炼手段与功能：书上炉外精炼P4 目前合成渣系主要是CaO-Al2O3碱性渣系，化学成分大致为：50%~55%CaO、40%~45% Al2O3、≤5% SiO2、＜1% FeO。
（选择题）保护渣的基本成分是由CaO-SiO2-Al2O3系组成的。
要求渣洗完成的精炼任务决定了渣洗所用的熔渣都是高碱度（R＞2）、低w（FeO），一般w（FeO）＜1%。
搅拌的方法有：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌，其中气体搅拌用得最多，电磁搅拌次之。
钢包吹氩的主要作用有：调温、混匀、净化。
炉外精炼过程中，加热的主要方法是电弧加热，以及后来发展起来的化学加热，即所谓的化学热法。
炉外精炼所用的真空只对脱气、碳脱氧、脱碳、去夹杂等反应产生较为明显的影响。
决定脱气效果的是传质系数和比表面积。
13钢液脱氮效果差的原因：1、氮的扩散系数低，而且氮的原子半径较大，所以真空处理时，脱氮速度缓慢。
2、气-钢表面积大部分被钢中表面活性元素硫、氧所吸附，因此氮的扩散速率小，氮在钢中溶解度高。
3、大气含氮78%，钢液易吸氮，钢中氮与合金元素生成氮化物处于溶解状态。
所以钢液脱氮实际效果很差。
第一章钢水炉外精炼概述
一炉外精炼的产生原因
1 普通炼钢炉（转炉、电炉）冶炼出来的钢液难以满足对钢的质量（如钢的纯净度）越来越高的要求。
2 为了提高生产率，缩短冶炼时间，把炼钢的一部分任务移到炉外完成。
3 连铸技术的发展，对钢液的成分、温度和气体的含量等也提出了严格的要求。
二炉外精炼的概念
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，即将常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除夹杂（包括不需要的元素、气体和夹杂）、调整成分和温度的任务，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、二次炼钢、二次冶金和钢包冶金。
）
三国外、国内炉外精炼的发展过程
1 国外的发展
⑴1933年法国派林应用专门配制的高碱度合成渣，在出钢过程中对钢液进行渣洗脱硫，这是炉外精炼技术的萌芽。
⑵1950年联邦德国用真空处理脱除钢中的氢以防止产生“白点”。
⑶1956~1959年，研究成功钢液真空提升脱气（DH）法和钢液真空循环（RH）法。
⑷1965年以来，真空电弧加热脱气（V AD）炉、真空吹氧脱碳（VOD）炉和氩氧精炼（AOD）炉以及喂线（WF）法和LF钢包炉、钢包喷粉法等先后出现。
⑸20世纪90年代，已发展成几十种炉外精炼方法，世界各国的炉外精炼设备已超过500台。
上世纪七十年代以前，炉外精炼主要用于电炉车间的特殊钢生产，目前在转炉炼钢中也得到了极大在推广和应用。
2 国内的发展
⑴我国炉外精炼技术的开发应用始于上世纪50年代中后期，当时利用高碱度合成渣在出钢过程中对钢液脱硫冶炼轴承钢，之后用VD法和DH法冶炼电工硅钢，特殊钢厂引进了一批真空精炼设备，钢液吹氩精炼也在首钢等企业首先投入了生产应用。
⑵20世纪80年代是我国炉外精炼技术发展奠定基础的时期，对我国钢铁工业生产优化起了重要作用。
在此期间，LF钢包精炼炉、合金包芯线喂丝设备与技术、钢液的喷射冶金精炼技术得到了初步的发展；宝钢引进了现代化的大型RH装置，在开发高质量的钢材品种和优化钢铁生产中发挥了重要作用。
⑶20世纪90年代以来，我国炉外精炼技术也随着连铸生产的增长和对钢铁产品质量日益严格的要求，得到了迅速的发展，炉外精炼技术的开发及在生产中的应用呈现出系统化、规范化、优质化的良好的发展势头。
3 炉外精炼在炼钢生产中的重要地位和作用
⑴炉外精炼在炼钢生产中的地位
①炉外精炼是现代炼钢生产的四大关键技术之一（另三项为：氧气顶吹转炉炼钢、连铸和超高功率电弧炉）。
②炉外精炼从最初用于生产特殊钢和优质钢，到后来推广扩大到普通钢的生产，是提高钢液质量的重要环节。
③炉外精炼已成为炼钢工艺中必不可少的环节，它是连接连铸的桥梁，在协调炼钢和连铸的生产中起到缓冲作用。
⑵炉外精炼在炼钢生产中的作用
将经过转炉初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器内进行脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物和成分微调等。
炉外精炼可提高钢的质量，缩短冶炼时间，优化工艺过程并降低生产成本。
四炉外精炼的主要目的和任务
炉外精炼的目的和任务是统一的。
它要在严格控制条件下完成下列任务：
⑴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，改善钢的机械性能。
⑵深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。
⑶微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，以提高合金收得率。
⑷调整钢液温度到浇铸所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。
完成上述任务就能达到提高质量、扩大品种、降低消耗和成本、缩短冶炼时间、提高生产率、协调好炼钢和连铸生产的配合等目的。
五炉外精炼的手段
目前炉外精炼的手段有渣洗、真空、搅拌、喷吹和加热五种。
采用一种或几种不同手段的不同组合，就形成了某一种精炼方法。
1 渣洗：获得洁净钢液并能适当进行脱氧、脱硫和去除夹杂物的最简便的精炼手段。
是将事先配好的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。
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。
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。
分为吹气搅拌和电磁搅拌。
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。
分为电弧加热法和化学加热法。
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各类，它能完成不同程度的脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。
六各种炉外精炼方法的工艺与设备的共同技术特点
1 具有二次精炼功能。
实践证明，以单一的冶金设备完成多项冶金任务是不合理，也是不经济的，如果把各项冶金任务分散到一些专门的精炼设备中去完成，即保留常规炼钢设备的某些优势，如超高功率电弧炉熔化废钢的优势，氧气转炉脱碳和脱磷的优势，电弧炉脱硫的优势等；而在二次精炼的过程中，发挥各种精炼方法的技术优势，进一步完成脱碳、脱氧、脱硫，去除气体和夹杂，调整温度和成分等项冶金任务，则从冶炼过程中看，在提高钢液质量，缩短冶炼周期，降低生产成本等方面更为合理。
2 创造良好的冶炼反应的热力学和动力学条件。
通过各种加热精炼手段补偿精炼过程中的温度损失，使得需要在高温下的脱硫等反应得以顺利进行。
炼钢过程中的各种冶金反应，多数是在高温下进行的多相反应，通常化学反应本身进行较快，而反应物传递到反应界面和生成物脱离反应界面较慢，成为限制冶金反应速率的因素。
通过搅拌、喷吹等手段提高浓度梯度，增大反应界面，使各种冶金反应得以顺利进行。
3 多数精炼容器具有直接浇注功能。
精炼容器具有浇注功能，可以在精炼后直接进行浇注，避免再次出钢，防止精炼后的钢水再次氧化和吸气，浇注过程中钢包配合滑动水口的使用，可以避免精炼好的钢液再污染。
