炉外精炼 介绍
炉外精炼技术 20 世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连 续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是 设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨 利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金 冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是铸件生产中的适用技术之一。
1 炉外精炼技术的功能
①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分 调整（添加合金 ） 、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对 上述功能，衍生出 LF 法、 VD法、 VOD法、 RH法、 SKF'法等炉外精炼设备。但 对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、 粗/ 精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。
2 电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介
目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利 用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为 了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈 氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生 大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶 金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期 -- 氧 化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高 钢液的冶炼质量，提高生产率的目的。下面是双联工艺法的工艺流程：电炉加 料-- 熔化-- 氧化-- 升温-- 出钢--LF 炉接钢液--
精炼还原-- 微调成分，调整温度 -- 出钢 -- 喂丝-- 钢液测温 -- 钢液浇注。
3 双联工艺法的产品质量 0.015%，[s]0.0l% ，si 、Mn可控制在 0.02%内， Ni、Mo、Cu可控制在
0.0l%
RH炉外精炼方法简介，
RH法是一种重要的炉外精炼方法，具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点，在炼钢生产中获得了广泛应用。到目前为止，RH己经由原来单一的脱气设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等多功能的炉外精炼设备。而且随着技术的进步和精炼功能的扩展，在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性，是现代化钢厂单种重要的炉外处理装置。
1 RH精炼技术的开发与应用
最初开发应用RH的主要目的是对钢水脱氢，防止钢中白点的产生，因此，H处理仅限于大型锻件用钢、厚板钢、硅钢、轴承钢等对气体有较严格要求的钢种，应用范围很有限。
20世纪80年代，随着汽车工业对钢水质量的要求日益严格，RH技术得到迅速发展。这一时期RH技术发展的主要特点如下：
(1)优化工艺、设备参数.扩大处理能力；
(2)开发多功能的精炼工艺和装备；
(3)开发钢水热补偿和升温技术；
(4)完善工艺设备，纳入生产工艺在线生产，逐年提高钢水真空处理比例。
采用RH工艺能够达到以下效果： (1)脱氢。经循环处理后，脱氧钢可脱w(CH)约65%,未脱氧钢可脱w(H)约70%；使钢中的w(H)降到2×10-6以下。统计分析发现，最终氢含量近似地与处理时间成直线关系，因此，如果适当延长循环时间，氢含量还可以进一步降低。
(2)脱氧。循环处理时，碳有一定的脱氧作用，特别是当原始氧含量较高，如处理未脱氧的钢，这表明钢中溶解氧的脱除，主要是依靠真空下碳的脱氧作用；如RH法处理未脱氧的超低碳钢，(O)可由(200~500)×10-6降到(80~300)×10-6，处理各种含碳量的镇静钢，w(O)可由(60~250)×1C-6降到(20~60)×10-6。
(3)去氮。与其他各种真空脱气法一样，RH法的脱氮量也是不大的。当钢中原始含氮量较低时，如w(N)＜50×10-6，处理前后氮含量几乎没有变化。当w(N)＞100×10-6时，脱氮率一般只有10%~20%。
RH精炼炉
1 RH的历史与发展
RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。
随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。
RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。表1为40多年来RH技术的发展情况。
表1 RH技术发展情况
内容 技术发展情况 效果
耐火材料 1965年采用镁铬砖砌筑内衬 提高寿命
RH-OB 1972年室兰厂出现直空槽吹氧技术 可以脱碳
轻处理技术 1977年大分厂开发了轻处理技术 大幅度降低成本
化学升温 1978年出现化学升温,RH可以满足连铸要求 调节温度
增大驱动
气体流量 1978年实现浸泽管两段吹氩技术 增加环流速度
自动化技术 1980年大分厂实现全自动化操作 节省人力、减少错误
RH-KTB 1986年川崎厂用顶枪吹氧 解决真空槽结冷钢问题
真空槽 九十年代德国MEVAC把真空槽改成整体式及焊接的浸泽管 提高耐材寿命
RH-MFB 1992年广钿厂开发RH多功能喷嘴 顶枪技术更加完善
2RH系统概述
RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。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。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。
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。
