炉外精炼

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特点： ⑴ 除底部吹氩外，在钢包液面上加一沉入罩，罩内充有从钢 液中排出的或专门导人的氩气。 ⑵ 通过罩上方的加料口，可添加合成渣料和微调钢液成分用 的合金。 优点： ⑴ 均匀钢水成分和温度，且控制快速、准确，操作方便； ⑵ 提高合金收得率，且稳定； ⑶ 净化钢液，去除夹杂物，连铸坯质量提高； ⑷ 基建、设备投资少，操作费用低。
基本手段 (1) 渣洗；(合成渣渣洗) (2) 搅拌；(CAS钢包吹氩精炼) (3) 真空；(RH真空循环脱碳法) (4) 加热；(LF) (5) 喷吹。(WF喂丝法)
主要作用 ⑴ 提高质量扩大品种的主要手段； ⑵ 优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本 主要方法； ⑶ 炼钢—炉外精练—连铸—热装轧制工序衔接。
9.2 炉外精炼方法分类
具体方法有30多种，各自侧重点不同，如：脱硫、脱碳、 脱氮、脱氧，减少非金属夹杂物，改变夹杂物形态，均 匀浇铸温度和微调成分等。
9.3 几种常用的炉外精炼方法
9.3.1 渣洗
概念：在转炉或电弧炉出钢过程中通过钢液对合成渣的 冲洗，进一步提高钢质的一种炉外精炼方法。 目前普遍采用：预熔渣渣洗，是指将石灰和铝矾土预先 熔化，冷却破碎后直接用于炼钢生产。渣洗过程没有固定的 设备和装置。 作用：可以快速脱硫，能有效地脱氧和去除夹杂，减轻 出钢过程中二次氧化。 合成渣为CaO—Al2O3渣系。其熔点低于被渣洗钢液的熔 点，为1400℃以下；具有较好的流性。
RH法真空脱气原理
随着技术的进步，随后又开发出了RH-OB、 RH-KTB、 RH-PB、 RH-PTB和RH-MFB等。
9.3.4 带有加热装置的炉外精炼
⑴ ASEA-SKF法(真空电磁搅拌＋电弧加热)： 将加热、搅拌、真空等综合在一起的一种炉外精炼法。工 工艺流程： 钢液从初炼炉出钢，倒入钢包中，将钢包炉吊入搅拌器内， 除掉初炼炉渣，加造渣料换新渣，电弧加热，待新渣化好 与钢液温度合适后，盖上真空盖进行真空脱气处理，钢包 炉自从吊入搅拌器内就开始了对钢液的电磁搅拌。真空脱 气后，通过斜槽漏斗加入合金调整钢液成分，最后将钢液 加热到合适的温度，然后将钢包吊出，直接浇注。整个精 炼时间一般在1.5~3.0h之间完成。
ASEA-SKF精炼炉示意图 (a) 固定式钢水包炉(精炼炉)；(b) 移动式钢水包护(精炼炉)
ASEA-SKF法的精炼效果： ① 脱气实践表明，该法的脱氧、脱氢效果较好。而在脱氮 方面的效果比较差。 ② 脱硫和去夹杂物由于造渣容易再加上强有力的搅拌，该
法的脱硫能力和去夹杂物的能力都很强。因此钢液十分洁 净，从而使钢的力学性能大大提高。 ③ 钢液成分和温度控制钢液成分稳定而均匀，诸多元素都 能精确地控制在要求范围内，合金收得率几乎为100%，钢 液温度能精确控制。
⑵ CAS—OB 概念： 在CAS上增设顶吹吹氧枪和加铝九设备，通过溶入钢水 内的铝氧化发热，实现钢水升温，称为CAS—OB工艺。 工作原理： 是在一个密闭、惰性、无渣的环境下，通过钢的氧化反应 放热使钢水升温，并在此惰性气氛下加入合金。幻灯片
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9.3.3 真空循环脱气法—RH
基本工作原理：利用气泡 将钢水不断地提升到真空室 内进行脱气、脱碳等反应， 然后回流到钢包中。
⑵ LF
LF是当代最主要的炉外精炼设备，以下工艺优点： ① 精炼功能强，适宜生产超低硫、超低氧钢； ② 具有电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控 制精度高等优点； ③ 具备搅拌和合金化功能，易于实现窄成分控制，提高 产品的稳定性； ④ 采用渣钢精炼工艺，精炼成本低； ⑤ 设备简单，投资较少。
ASEA-SKF法的特点： 将炼钢过程分为两步：由初炼炉(如电炉、转炉)熔化钢铁料， 调整含碳量和温度；然后在钢包炉内，在电磁搅拌的条件 下，进行电弧加热、真空脱气、除渣和造新渣、脱硫、真 空脱氧和脱碳、调整成分与温度，最后吊出钢包进行浇注。
ASEA-SKF法的主要设备： ① 钢包由非磁性材料制成，有滑动水口，可直接用于浇注； ② 电磁感应搅拌器使钢水产生搅拌作用； ③ 真空炉顶及电气设备； ④ 电视—摄影及其他辅助设备如钢包移动装置，原料加入装 置和集尘装置等。
形式： ⑴ 底吹。是通过安装在钢包底部一定位置的透气砖(或 其他形式的喷口)，将氩气吹入钢液。 ⑵ 顶吹。吹氩喷枪插入钢包内的钢液中，在接近包低 处将氩气吹入钢液。
最常见的有两种：CAS和CAS—OB。 ⑴ CAS 概念：采用强吹氩工艺将渣液面吹开后，将封闭的浸渍 钟罩内迅速形成氩气保护气氛，避免了钢水氧化的工艺 称为CAS法，又称SAB法。
9Baidu Nhomakorabea1 炉外精炼概述
概念：凡是在熔炼炉(如转炉、电炉)以外进行的，旨在进一 步扩大品种提高钢的质量，降低钢的成本所采用的冶金过程统 称为炉外精炼，也称为二次精炼。
任务 ⑴ 钢水成分和温度的均匀化； ⑵ 精确控制钢水成分和温度； ⑶ 脱氧脱硫脱磷脱碳； ⑷ 去除钢中气体(氢和氮)； ⑸去除夹杂物及夹杂物形态控制。
LF的精炼工艺主要有三个部分：
① 加热与温度控制 LF采用电弧加热，对钢水加热效率一般≥60％，高于电炉升温 热效率。LF升温速度可达到3～5 ℃/min，采用埋弧泡沫技术， 可减轻电弧的辐射热损失。采用计算机动态控制终点温度，可 保证终点温度的控制摆度不大于±5 ℃ 。
② 白渣精炼工艺 LF利用白渣进行钢水精炼，实现钢水脱硫、脱氧，生产超低 硫钢和低氧钢。 白渣精炼的工艺要点是： a 出钢挡渣。控制下渣量≤5kg/t； b 钢包渣改质，控制包渣R ≥2.5，w(TFe+MnO) ≤3.0%； c 白渣精炼，一般采用Al2O3—CaO—SiO2系炉渣，控制钢 包渣碱度R ≥4，w(TFe+MnO) ≤1％，保证脱硫、脱氧效果； d 控制LF内气氛为弱氧化性，避免炉渣再氧化； e 适当搅拌，避免钢液面裸露，井保证熔池内具有较高的传 质速度。 ③ 合金微调与窄成分控制
9.3.2 钢包吹氩精炼法
钢包内喷吹惰性气体(Ar气)搅拌工艺(底吹或顶吹法)，又 称“钢包吹氩”技术。通常钢包吹氩的气体搅拌强度为 0.003～0.01m3/(t·min) 作用： ⑴ 调温：主要是冷却钢液。 ⑵ 混匀：在钢包底部适当位置安放气体喷入口，可使钢包 中的钢液产生环流，用控制气体流量的方法来控制钢液的 搅拌强度。 ⑶ 净化：上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏 附悬浮于钢液中的夹杂，把这些黏附的夹杂带至钢液表面 被渣层所吸收。