炉外精炼问答题提纲

炉外精炼问答题提纲（结合参考书及课堂笔记）-

1.炉外精炼的目的、任务及功能有哪些？

答：1）目的：在真空、惰性气氛或可控气氛的条件下进行深脱碳、脱硫、脱氧、除气、调整成分（微合金化）和调整温度并使其均匀化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。2）炉外精炼的任务：

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（氢氮）及夹杂；⑸夹杂物形态控制。

或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。）炉外精炼设备具备以下功能：

①熔池搅拌功能，均匀钢水成分和温度，促进夹杂物上浮和钢渣反应；

②钢水升温和控温功能，精确控制钢水温度，最大限度地减小包内钢水的温度梯度；

③精炼功能，包括脱气、脱碳、脱硫、去除夹杂和夹杂物变性处理等；

④合金化功能，对钢水实现窄成分控制，并使其分布均匀；

⑤生产调节功能，均衡炼钢—连铸生产。

2.简述RH脱气过程：

答：插入管插到钢液内，启动真空泵;随着压力的降低，钢液沿着两根插入管上升;向一根插入管1/3处吹入驱动气体；由于高温和低压的作用，气体的膨胀功推动钢液在上升管中快速提升，钢液呈喷泉状进入真空室；钢中气体在真空环境下被脱除；脱气后的钢液，在重力的作用下，经下降管返回钢包；不断循环若干次，以达到去气目的。

3.炉外精炼的搅拌方式有几种？工艺上有何不同特点？

答：两种：吹氩搅拌和电磁搅拌

⑴吹氩搅拌：

优点：

①气体入口正上方，流速最高，搅拌强烈（搅拌强度大），不受处理容量限制；

②促使夹杂物上浮（能去夹杂），能脱气；

③设备投资较低。

局限性：

①对大钢包（300～350t）包底四周有低流速的“死点”－死区（有死角），难以有效控制；

②夹杂物的上浮排出不好（强烈的搅拌不利于上浮，且顶渣卷入或冲刷炉衬耐材，产生

新夹杂源，喷口上方搅拌强烈，顶渣影响较大），可能回磷、有二次氧化；

③电弧加热会增碳（增碳倾向较大），不适于超低碳钢的精炼；

④降温程度较大（气体带走一部分，主要为液面搅动强烈，增加热辐射）。

⑵电磁搅拌：

优点：

①搅拌强度比吹氩搅拌小，包内各点比前者搅拌均匀些、较弱些、无死角，且易控，可靠性较强；

②夹杂物的上浮排出较好，回磷少、二次氧化少，适于纯洁度要求很高的钢；

③电弧加热增碳少；

④降温较小。

⑤运行操作简单、运行费用低（不考虑设备折旧和备品备件）。

局限性：

①脱气不好。

②设备复杂、投资较高、运行维护工作量较大、技术要求高。

多少？与化学加4.LF炉具有的主要冶金功能和采用的精炼手段有哪些？LF炉提温速率一般为

热法相比有何不同特点？

答：1）LF炉具有的主要冶金功能：

⑴钢水升温、调温及保温功能；⑵强化脱氧、脱硫功能；⑶合金微调功能

⑷协调生产组织（在转炉和连铸之间起到缓冲器作用）

2）采用的精炼手段：

⑴吹氩搅拌；⑵埋弧加热；⑶造强还原气氛；⑷造碱性合成渣

或该炉采用碱性合成渣，埋弧加热，吹氩搅拌，在还原气氛下精炼

或①埋弧加热/电极埋弧加热进行钢水提温；②氩气搅拌/底吹氩搅拌；③炉内还原气氛；④白渣精炼/还原渣精炼

或LF炉有如下4个独特的精炼功能：

（1）埋弧加热；（2）氩气搅拌；（3）炉内还原气氛；（4）白渣精炼。

3～5℃/min。

3）LF炉提温速率一般为

4）与化学加热法相比的不同特点：

最常用的加热方法有电弧加热、感应加热和利用电阻的辐射加热。此外，也可以利用等离子弧、燃烧嘴及化学热。主要比较电弧加热和化学加热。在转炉、连铸车间应用这类加热方法，可有效提高连铸比，同时还可降低转炉的出钢温度，提高转炉的炉衬寿命。

⑴电弧加热：

原理：将电能转变成热能来加热钢液的。

优点：

①精炼功能强，精炼成本低（采用渣钢精炼工艺）。脱氧、脱硫、净化钢水效果好，钢的质量显著提高；适宜生产超低硫、超低氧钢种；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。

②电弧加热热效率较高，升温幅度大/升温快，温度控制精度高。

③钢水温度易于控制（温度控制精度高）。

④对钢质量影响较小（钢水污染小）。

⑤工艺灵活性强，且便于与其他精炼手段配合使用，应用广。

⑥设备简单，投资较少。

局限性：

①对电极的性能要求高；

②电弧距钢包内衬距离近，包衬寿命短（包衬易蚀损）；

③常压下电弧加热促进钢液吸气（易吸气）。

④基建设备投资、操作的适应性、成本等方面不够经济。

⑵化学加热（钢液铝氧加热法）（2.5分）

原理：利用放热反应产生的化学热来加热钢液的

优点：

①热效率高，升温速度大/快；

②氧气利用率高（用浸入式氧枪）；

③耐火材料热负荷小，设备简单、投资和操作费用低、操作方便、成本低而效率高；

④可有效提高连铸比，降低出钢温度。

是一种简便快速有效的预热装置也称简易钢包快速升温法。

局限性：

①铝和合金的消耗率↑；

②因钢中硅、锰的氧化，使熔渣的碱度下降或氧势增加，导致钢液纯洁度下降；

易回磷、易回硫，氧化后夹杂物会有部分残留钢液中（铝热法和硅热法若操作不当，易产生氧化物夹杂）。

③可适用的钢种有限；

④加热速度小（2～6℃/min），升温幅度小，不利于提高生产率。4.0℃/min

解决措施：

①操作中，应加强搅拌（要求有一定强度的钢液搅拌，即存在一个最小的吹氩强度；顶吹氧气流股对钢液的穿透深度越大，越能促进钢中铝的氧化），促进铝的氧化，抑制硅和锰的氧化。

②升温后保证一定时间的弱吹氩搅拌，促进夹杂物上浮。

5.固体料加入的目的和原则是什么？举例说明固体料的添加方法及特点。

答：1）固体料加入的目的和原则：

⑴目的：为了完成某种冶金任务，如脱碳、脱硫、脱氧、合金化、控制夹杂物性态，以及达到净化钢液、提高合金吸收率；改善钢水的可浇性，往往需要加入一些固态反应剂。

⑵原则：要求所加入的反应剂的利用率尽可能高。因而在反应剂加入时，①使反应剂直接加入反应区，②与反应物有尽可能大的接触界面，③尽量减少反应剂参与反应前的损失。2）方法：为达上述要求，在生产条件下对反应剂的加入方法作了一系列的改进，提出了一些行之有效的措施。这些措施基本上可分为二种类型。

⑴将块状的反应剂变成粉剂，用气体载流喷入液态熔池中；（用载流气体将参与精炼反应的熔剂，通过浸入式的喷枪，吹入被精炼的钢液中，如SL或TN）

⑵将具有较大反应界面的反应剂用机械的方法，使其迅速地穿过渣层而进入液态熔池中（反应剂以较高的速度直接加入熔体中，如喂丝和喷丸）。固体料的这些加入方法，单独地或与其他精练手段组合成一系列新的炉外精炼方法。

炉外精炼中金属液的精炼剂添加方法有:合成渣洗法、喷吹/粉法（TN法、SL法）、喂线法（WF法，Wire Feeding）、弹丸发射法（ABS法，Aluminum Ball Shoot）等。

以钙合金的加入方法为例，金属液添加物料法异同点：

相同点：

将钙合金以不同的形式加入钢液中，均可起到脱硫、脱氧、去除夹杂物、夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。

不同点：

⑴喷吹法：

喷吹法是用载气（Ar）将精炼粉剂流态化，形成气固两相流，经过喷枪，直接将精炼剂送入钢液内部。由于精炼粉剂粒度小，进入钢液后，与钢液的接触面积大大增加。因此，可以显著提高精炼效果。喷粉法的实质就是用气体作载体，向钢液内喷吹精炼剂、增碳剂、合成渣或合金。喷粉法不仅有较好的脱硫、脱氧、减少夹杂、改善夹杂形态等效果。

⑵喂丝

喂丝法一般是把Ca或Al加工成外有保护层的丝状或是将易氧化、比重轻的合金元素置于低碳钢包芯线中，通过喂丝机将其送入钢液内部。

优点：