纯净铸钢的精炼工艺
1.吹氩净化（Argon Injection）
通过陶瓷透气砖向钢液中吹入氩气可实现净化钢液的目的。透气砖可安装在钢包的底部。其优点是：除搅动功能外，由于具有较小而分散的气泡，还有除气作用，能降低气体和夹杂物的含量；供气速率范围比较灵活；钢包底部耐火材料很少磨损；安装简便；吹气中断钢液不会渗漏。
采用喷枪技术时，氩气可通过安装在底部或炉衬侧面的喷枪吹入。其优点是耐火材料炉衬不会有漏穿的危险，整个过程可控制一致，有强的搅动能力，有高的供气速率。经过特殊设计，可以进行喷粉工艺。
钢包氩气净化的特点是合金元素和脱氧反应产物分布均匀，并使钢包液温度分布均匀，同时有排除气体和夹杂物的功能。
氩气净化工艺应扬感应电炉的氩气保护和出钢与浇注过程的氩气保护技术。LF-AOD感应电炉和氩氧脱碳精炼）工艺将开始进行超低碳不锈钢和纯净钢生产的探索性试验研究。
2.喂线净化（Wire Injection Cleaning）
Al线、Ca-Si线等射入工艺亦称喂线技术。见图10。是本世纪80年代初，日本、法国和美国研制成功的炉外净化工艺。采用薄钢带包覆金属铝、Ca-Si等合金制成线材。由喂线机和导管直接插入钢液中进行脱氧、脱硫和合金化等操作。其功能是降低钢液中氧和硫的含量，改变夹杂物形态和组成，从而提高钢液和纯净度和改善铸钢的塑性和韧性，并有微量合金成分调整及合金化的功能。能准确控制钢中Al、Ti、B和Ca-Si等合金含量，提高合金收得率。一般Al的收得率可高达60%～80%，而常规加Al块终脱氧操作，收昨率仅10%～20%之间，并且波动范围较大。Ca-Si合金线射入的Ca的平均收得率为10%～20%之间，实践证明，Ca线射入可平均降低铸钢件缺陷40%，最佳工艺条件下可降低缺陷60%以上。喂线工艺中导管设计和喂线速度是与合金芯线直径、含Ca 量、钢包深度、钢液温度和成分、芯线外壳厚度和种类等因素有关。喂线速度一般在30～60mm/min和保证插入深度（根据钢包容量大小而改变）。通过下面公式可近似计算。
（1）
式中 H——线射入钢液深度（mm）；
D——芯线直径（mm）；
v——射入速度（mm/min）；
d——外壳钢皮厚度（mm）；
A——与温度和钢皮材料有关的参数。
喂线工艺与钢包吹氩净化工艺的配合可使钢中的酸溶Al分布均匀，取得更好的净化效果（见图10）。
图10 氩气净化和钙线射入净化图11 AOD精炼工艺
在10t钢液的钢包中进行喂线工艺的生产数据表明，控制钢中残Al的质量分数为0.025%，与常规加Al操作比较，终脱氧的用Al量减少50%～60%（对铸钢车间而言），和减少50%～70%（对炼钢车间而言）。射入Al 线和Ca-Si线复合工艺时，钢中的[O]和[S] 进一步降低，氧化物夹杂和氮化铝均减少，钢的力学性能中韧塑性显著改善。
喂线净化工艺处理时间短，钢液降温少，不污染环境，不用载气，不会带来钢液喷溅。同时提高Ca、Ti、Al、B、RE等合金元素加入的收得率。
3.AOD精炼工艺
AOD精炼工艺是美国发明的专利技术，见图11。专利技术的限定内容是氧气和惰性气体（氩气）的混合气体从炉体侧面通过特殊的喷枪直接吹入熔池之中（液面之下）进行精炼。其原理实质上是熔池中脱碳热、动力学的交替作用，是依靠氧和惰性气体的混合气体而不是纯氧来进行。AOD工艺适合于低碳和超低碳锈钢的精炼，其工艺是氩气泡的模拟真空条件，降低CO气体分压，在一定温度下，具备从高铬含量熔池中去除碳的能力，而不会促进铬的氧化，因而它可利用最廉价的原材料，如高碳铬铁和不锈钢废钢返回料生产纯净超低碳不锈钢。现在，全世界75%以上的不锈钢是采用AOD工艺生产的。美国ESCO公司于1973年第一家将AOD工艺用于铸造生产。全世界现有100多台AOD精炼炉，其容量在1～160t之间。用于铸造生产的AOD炉容量一般小于20t。AOD 工艺现在不仅用于不锈钢的精炼，还扩大到生产工具钢、硅钢、低合金钢和碳钢。ESCO公司于1978年应用AOD 进行全部低合金铸钢的生产。它不仅降低不锈钢的生产成本，还改善钢的质量，去除气体和夹杂物，提高钢液纯净度，改善流动性和充型性，提高钢的力学性能，减少铸造缺陷等。AOD精炼过程是依靠化学反应控制钢液温度，不需要外界热源，因此非常适合与铸造工业的中小容量感应电炉和电弧炉组成双联工艺。到1997所末，在北美共19个公司26台AOD炉（容量1～50t）和在中国有8台AOD（容量2～8t）炉用于不锈钢和其他合金钢铸件的生产。
4.真空精炼工艺
（1）VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）和VODC（acuum Oxygen Decarburization ConVerter）VOD 是真空氧脱碳精炼工艺。见图12。它适用精炼各种碳钢、低合金钢和不锈钢。由于在真空下，可精炼纯净度和更高的钢液，气体和夹杂物含量更低。该工艺需要真空设备，一次性投资和维护费用较高。在小容量精炼、脱碳速率和能力、超低碳不锈钢和温度控制等方面有其局限性。
VODC是VOD精炼和有氩气搅动功能的转炉工艺相结合，有更强的精炼能力和生产效率。
图12 VOD、VODC真空精炼工艺
（2）LF（Ladle Furnace）是钢包精炼炉，它具备三项功能，真空、炉底氩气搅动和电极加热，见图13。LF工艺适用于重型机械制造工业中大容量钢液的精炼。中国重型机械工业系统有容量30～170t的LF炉10多台，多应于动力工程用大型铸造钢锭的精炼。LF工艺受到容量和耐火材料炉衬寿命的限制，一般容量小于30t或40t 的LF炉，因三相电极加热功能很难实现而不宜采用。另外。LF炉的炉衬寿命低，一般均少于10次。特别是渣线处的炉衬寿命更低。由于加热工艺等问题，小容量国LF（小于40t或30t）是否有工业生产应用价值尚处于探索之中。
（3）VILF（Vacuum Induction Ladle Furnace）是真空感应加热钢包炉。这是铸造车间采用小容量LF炉
