《工学炉外精炼》PPT课件

1.3.2 吹氩
炉外精炼 是指在熔炼炉（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。
炉外精炼－二次精炼－钢包冶金－二次炼钢－炉外处理
1.2 炉外精炼出现和发展原因
电炉炼钢的不足
项 目
内 容
脱【S】 还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢 接触面积太小，脱硫能力未充分利用。 脱【H】 在氧化期【H】降低到2.5-3ppm，在还 原期又回升。 脱【O】 在还原期【O】≤80ppm，终脱氧后【O】 ≤30ppm，出钢过程回升100-200ppm 新技术 不能充分发挥超高功率电弧炉的作用
1 炉外精炼技术概论
1.1 钢铁制造流程
长流程 短流程
1.2 炉外精炼出现和发展的原因
1.3 炉外精炼方法的分类
渣洗 吹氩 真空脱气 大吨位钢液的真空脱气 带有加热装置的炉外精炼方法 ，低碳合金钢（不 锈钢）钢液精炼方法，合金或精练剂（固体料）的添加方 法
1.4 炉外精炼的特点及所采用的精炼手段
1 钢水成分和温度的均匀化
2 精确控制钢水成分、温度
3 脱氧、脱硫、脱磷、脱碳
4 去除钢中气体（氢、氮）及夹杂物
5 夹杂物形态、成分控制
各种炉外精 炼方法及所 采用的精炼 手段
1.3
炉外精炼采用的基本手段
1 渣洗
2 真空 3 搅拌 4 加热 5 喷吹
1.3.1 渣洗
最早出现的炉外精炼方法：用合成渣来处理钢液， 即所谓渣洗。作为提高转炉和电炉钢洁净度的措施， 早在1933年法国人就提出了派林法。之后被其他一些 国家采用并得到一定的发展。 渣洗除了可以快速脱硫以外，还能有效地脱氧和 去除夹杂，从而减轻出钢过程中二次氧化的有害作用。 仍在应用的渣洗工艺主要有： 1)异炉渣洗； 2)同炉渣洗； 3)混合炼钢。
1.1 钢铁制造流程 短流程工艺：将回收再利用的废钢或直接还原铁经
破碎、分选加工后，经预热加入到电弧炉中，电弧炉利 用电能作能源熔化废钢，去除杂质(如磷、硫)后出钢， 再经二次精炼(如LF/VD)获得合格钢水，后续工序同长 流程工序。由于这种工艺流程简捷，高效节能，生产环 节少，生产周期短，因此称之为钢铁生产的短流程工艺。
炉外精炼新技术
1 炉外精炼技术概论 2 炉外精炼理论基础 3 炉外精炼工艺 4 炉外精炼用耐材 5 炉外精炼方法选择和发展趋势
钢铁冶金与耐火材料的关系
• 钢铁冶金为火法冶金，工艺过程温度高， 因此，耐火材料的发展与钢铁冶金的技术 进步紧密相关。 • 耐火材料在冶金中的应用有：
– 高炉、转炉炉膛耐火材料 – 铁水、钢水的容器耐火材料 – 炉外精练的反应器耐火材料
参阅文献
教材： 徐曾启主编，炉外精炼，冶金工业出版社，北京， 2002 参考书和论文 张鉴主编，炉外精炼的理论与实践，冶金出版社，1996 邱绍，祝桂华编，电炉炼钢原理及工艺，冶金工业出版 社，1996 刘浏，炉外精炼工艺技术的发展，《炼钢》，2001，17 （ 4）
汪明东，RH钢水真空处理技术现状，《钢铁钒钛》， 1997，18（4）
1.1 钢铁制造流程
高炉 炼铁 铁水预 处理 转炉 炼钢 电炉 炼钢 炉外 精炼 炉外 精炼 氩站 连 铸 连 铸 连 轧 连 轧 热轧
长流程 短流程
脱硫
三脱
LF
CAS AOD RH
方坯 大型
板坯 轧板 冷轧 硅钢Байду номын сангаас
钢铁制造流程图
1 转炉
2 钢包炉
3 真空脱气
4 喂线
5 弱搅拌 6 六流连铸机
德国Georgsmarienhiitee厂转炉生产流程
1.1 钢铁制造流程
¤现代炼钢工艺流程主要有两种，即：以氧气转炉炼钢 工艺为中心的钢铁联合企业生产流程和以电炉炼钢工艺 为中心的小钢厂生产流程。通常习惯上人们把前者叫做
长流程，把后者叫做短流程。
1.1 钢铁制造流程
¤长流程工艺：从炼铁原燃料(如烧结矿、球团矿、焦
炭等)准备开始，原料入高炉经还原冶炼得到液态铁水， 经铁水预处理(如脱硫、脱硅、脱磷)兑入顶底复吹氧气 转炉，经吹炼去除杂质，将钢水倒入钢包中，经二次精 炼(如RH、LF、VD等)使钢水纯净化，然后钢水经凝固成 型(连铸)成为钢坯，再经轧制工序最后成为钢材。由于 这种工艺生产工序（单元）多、生产周期长、规模庞大， 因此称之为钢铁生产的长流程工艺。
EAF LF RH FT 电弧炉 钢包炉 循环真空脱气 喂线
CC 连铸
德国Siegen-Geiswed厂电炉车间的工艺流程
炉外精炼 就是将在传统工艺的常规炼钢炉中完成的精
炼任务：去除杂质（包括不需要的元素、气体和夹杂）、 成分和温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到 钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精 炼或钢包冶金。
转炉炼钢的不足
项目 内 容 温度成分 温度成分不均匀 脱【C】 一般出钢［C］≥0.04%，很难将［C］控制在 ≤0.02%下出钢 脱【O】 一般出钢［O］≥500ppm，出钢合金化后［O］ ≥100ppm 脱硫率为30%左右； 脱【S】 若铁水［S］≤0.03%，出钢［S］≤0.02%； 若铁水［S］0.002-0.005%，出钢［S］0.0040.008% 脱【P】 脱磷率≥90%，终点［P］0.010-0.015%，出钢 过程中回磷
炉外精练对耐火材料提出新的挑战
• • • • • 强力搅拌 真空 高温 特殊性能熔渣 钢水洁净度：对成分和夹杂物的特殊要求
教学目的
• 通过对本课程学习，使学生掌握渣洗、真空、搅 拌、加热、喷吹等炉外精炼手段的理论基础，了 解各种炉外精炼手段特别是吹氩、RH、LF炉的设 备及工艺特点，更好地理解炉外处理对耐材的要 求及所用材质设计特点，了解炉外精炼的发展方 向及新技术，让学生更好地研究和学习适应炉外 精炼发展的耐材新技术、新理论。
炉外精炼的作用和地位
1 提高质量、扩大品种的主要手段
2 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 3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接 4 连铸工艺快速发展的需要
炉外精炼的经济合理性
1 提高初炼炉的生产率
2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量稳定与提高
炉外精炼的任务