RH精炼炉工艺ppt课件
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第3章(炉外精炼)PPT课件
2)按精炼的主要用途分类
2）桶炉，VAD（VHD）和LF具 备加热搅拌功能对温度控制灵活, 可去气、脱氧、去除夹杂和合金 化;
3）DH、RH,不同形式的流滴去 气法和真空吹Ar法,可脱除钢中气 体、氧和夹杂,但无加热设备,适 应于普通钢和中低合金钢的真空 脱气处理;
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4）同炉渣洗法主要用于电炉出 钢过程中对钢水脱S、脱O和去除 夹杂。
喂丝设备：
松卷装置、喂丝器、导向 系统构成；
喂丝操作：
Al 丝 在 成 分 调 整 时 喂 入 ， Si、Ca-Si丝在LF处理后喂入。 喂 丝 时 弱 吹 Ar 搅 拌 ， 可 自 动 设 定也可手动。
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第四节 VD法精炼工艺
1) VD概述 2) VD生产模拟 3) VD生产工艺 4) VD相关设备
6
4.炉外精炼方法的共同特点
• ①理想的精炼气氛条件，通常应用真空、 惰性气氛或还原气氛；
• ②搅动钢水，采用电磁力、惰性气体或机 械搅拌的方法；
• ③为补偿精炼过程的钢水温度损失，采用 加热设施有电弧加热、等离子加热或增加 钢水中的化学热等。
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第二节 RH法精炼工艺
RH 法
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危 害：
破坏钢的组织连续性， 从而降低钢的性能；
措 施：
减少外部带入；强化冶 炼；提高耐材质量；出钢 过程强化非金属夹杂排除
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4) LF生产工艺
供 电 制 度
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吹
造
氩
渣
制整
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①供电制度
初期低功率供电 造渣;泡沫渣造好后高 功率埋弧精炼;连续加 热10~15min后,停止加 热2~5min,使钢液温度 均匀,加热时间约 30min, 升 温 速 度 为 2-4 ℃ /min
120t区域精炼工艺3-16详解PPT课件
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适当的Al2O3含量：在渣中的Al2O3含量低于30% 时，增加其含量，可以增加渣的流动性，改善动力 学2.0条低%件氧以，势下但：，是(以FAe保Ol2O证+M3脱含n氧O量+、过C脱高r2O硫，3效)不含果利量。于一夹般杂应物控的制吸在附。 因此Ca应F2尽：量萤减石少有其利用于量化。渣，但是对包衬的侵蚀严重，
5.由于Al2O3比硅化合物更容易通过碰撞、聚合长大，因此更易去除。 6.在精炼处理过程中，钢水被渣中的FeO、MnO以及大气中的氧二次 氧化。
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4.Ca处理
对 不于易A去l脱除氧。镇通静过钢向，钢钢液中中夹加杂入物钙主合要金是或固高态CaAOl2O渣3料夹，杂将物钢，中熔点固高态， 的 的 的夹夹Al2杂杂O3物物转对中变钢S为的材液平性态衡能的浓的铝度影酸很响钙高也球，比形可固夹以态杂吸A，l附2O易大3小于量。从的同钢S时，液，中当含排其C除温a。度O残降很余低高 时，CaS析出，生成复合夹杂物，该夹杂物为球形，熔点高，轧制 时状态不变形。
搅拌作为一种炉外精炼手段，搅拌强度、持续时间应当可以按精炼要求 控制。
较早出现的搅拌方法，是利用钢液本身的位能，依靠钢液的冲击，促使 钢水搅动。
真空碳氧反应产生的CO气泡产生熔池搅拌，但搅拌强度较弱，持续的时 间也不可能太长，精确控制也比较困难。
RH、DH等方法利用压差造成部分钢水位能差异，利用钢液回流搅动熔 池，是一种简便可行的办法。
扩散脱氧 Al+O2- →Al2O3 Al2O3+CaO→(CaO)x(Al2O3)y
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一般情况下，脱氧结束后Mn/Si要＞3，保证 生成的硅化物在钢水中以液态存在。
RH真空精炼技术 ppt课件
外壳为钢板围焊成的圆筒状结构， 内衬为耐火砖。真空室下部有两 根用耐火材料制成的可以插入钢 液的浸渍管，也称升降管，其中 一根为钢液的上升管，另一个根 为钢液的下降管，浸渍管的上半 部外侧钢管结构。真空处理时钢 液沿上升管进入真空室，沿下降 管返回钢包。
ppt课件
RH真空室示意图 16
RH法主要的工艺参数
ppt课件
12
RH工艺过程描述
• 对钢水进行该钢种所必须进行的处理，（如脱氢处理，深
脱碳处理，轻处理，深脱氧处理等）。处理过程中真空度 和环流气体流量按各处理模式自动进行变换。
• 处理结束前再次测温取样，确认处理目的是否已达到。 • 合金微调及最终脱氧。 • 测温取样后关闭主真空阀，破真空。 • 钢包下降，座落到钢包台车，同时将环流气体切换成氮气。 • 钢包台车运行到喂丝工（加保温剂）位，按钢种要求喂丝，
于允许的钢液温降Tc和处理过程中钢液的平均降温速度
VT，t= Tc/ VT。
• 循环因数u：指处理过程中循环钢液的当量次数，即通
过真空室的钢液总量与处理容量之比。U=Wt/V，W—循 钢中气体含量与循环因
环流量，t/min;
V—
钢包容量，t；t—脱气处理时间，
数的关系，m’-混合系数，
表1 RH工艺技术的进步
（3）极低碳钢的冶炼技术（2000年~ ）：为了解决极低碳钢 （[Cpp]t课≤件 10×10-6）精炼的技术难题，需要进一步克服钢水的静压力，8 以 提高熔池脱碳速度。
RH的工作原理
钢液真空循环原理类似于 “气泡泵”的作用，如右图所示： 当进行真空脱气处理 时，将真空 室下部的两根浸渍管插入钢液内 100-150mm 的 深 度 后 ， 启 动 真 空 泵将真空室抽成真空，于是真空 室内外形成压差，钢液便从两根 浸渍管中上升到压差相等的高度 （循环高度）。此时钢液并不循 环，为了使钢液循环，从上升管 下部约三分之一处吹入驱动气体， 气体进入上升管的钢液后由于受 热膨胀和压力降低，引起等温膨 胀，在上升管内瞬间产生大量的 气泡核并迅速膨胀，膨胀的气体 驱动钢液上升。
ppt课件
RH真空室示意图 16
RH法主要的工艺参数
ppt课件
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RH工艺过程描述
• 对钢水进行该钢种所必须进行的处理，（如脱氢处理，深
脱碳处理，轻处理，深脱氧处理等）。处理过程中真空度 和环流气体流量按各处理模式自动进行变换。
• 处理结束前再次测温取样，确认处理目的是否已达到。 • 合金微调及最终脱氧。 • 测温取样后关闭主真空阀，破真空。 • 钢包下降，座落到钢包台车，同时将环流气体切换成氮气。 • 钢包台车运行到喂丝工（加保温剂）位，按钢种要求喂丝，
于允许的钢液温降Tc和处理过程中钢液的平均降温速度
VT，t= Tc/ VT。
• 循环因数u：指处理过程中循环钢液的当量次数，即通
过真空室的钢液总量与处理容量之比。U=Wt/V，W—循 钢中气体含量与循环因
环流量，t/min;
V—
钢包容量，t；t—脱气处理时间，
数的关系，m’-混合系数，
表1 RH工艺技术的进步
（3）极低碳钢的冶炼技术（2000年~ ）：为了解决极低碳钢 （[Cpp]t课≤件 10×10-6）精炼的技术难题，需要进一步克服钢水的静压力，8 以 提高熔池脱碳速度。
RH的工作原理
钢液真空循环原理类似于 “气泡泵”的作用，如右图所示： 当进行真空脱气处理 时，将真空 室下部的两根浸渍管插入钢液内 100-150mm 的 深 度 后 ， 启 动 真 空 泵将真空室抽成真空，于是真空 室内外形成压差，钢液便从两根 浸渍管中上升到压差相等的高度 （循环高度）。此时钢液并不循 环，为了使钢液循环，从上升管 下部约三分之一处吹入驱动气体， 气体进入上升管的钢液后由于受 热膨胀和压力降低，引起等温膨 胀，在上升管内瞬间产生大量的 气泡核并迅速膨胀，膨胀的气体 驱动钢液上升。
RH真空精炼技术
m’=0表示已脱碳钢水和未 脱碳钢水尚未进行混合。
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RH法主要的工艺参数
• 循环流量：循环流量W(t/min)是指单位
时间内通过真空室的钢液量。也称循环
速率，是一个重要的工艺参数。W主要 取决于上升管直径(d)和驱动气体流量 (G0)。如图所示为不同上升管直径条件 下，循环流量与驱动气体流量之间的关
用。
RH发展到今天，大体分为三个发展阶段： （1）发展阶段（1968年~1980年）：RH装备技术在全世界广泛采用。 （2）多功能RH精炼技术的确立（1980年~2000年）：RH技术几乎达到
尽善尽美的地步。
表1 RH工艺技术的进步
工艺指标 C
钢水纯净度/×10-6 S T.O P N
钢水温度 脱碳速度常数 温度波动
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超 深 冲4钢
5
特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
D R I/H B I
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
LF
大方
硬硬线线钢钢
精炼
坯连
帘帘线线钢钢
RH
铸
石石油油套套管管
精炼
SS-V
铁水 脱硅
转炉 复吹
OD AOD
大板
脱磷 脱硫
坯连 铸
• 为满足钢种要求、精确控制钢水成份，通常，RH处理过程
中还需进行合金化处理。铁合金材料经高位料仓、称量台 车、真空料斗、合金溜槽，在真空状态下通过真空槽进入 钢水，完成合金化功能。
9
RH工艺流程
10
RH工艺过程描述
• 钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好
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RH法主要的工艺参数
• 循环流量：循环流量W(t/min)是指单位
时间内通过真空室的钢液量。也称循环
速率，是一个重要的工艺参数。W主要 取决于上升管直径(d)和驱动气体流量 (G0)。如图所示为不同上升管直径条件 下，循环流量与驱动气体流量之间的关
用。
RH发展到今天，大体分为三个发展阶段： （1）发展阶段（1968年~1980年）：RH装备技术在全世界广泛采用。 （2）多功能RH精炼技术的确立（1980年~2000年）：RH技术几乎达到
尽善尽美的地步。
表1 RH工艺技术的进步
工艺指标 C
钢水纯净度/×10-6 S T.O P N
钢水温度 脱碳速度常数 温度波动
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超 深 冲4钢
5
特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
D R I/H B I
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
LF
大方
硬硬线线钢钢
精炼
坯连
帘帘线线钢钢
RH
铸
石石油油套套管管
精炼
SS-V
铁水 脱硅
转炉 复吹
OD AOD
大板
脱磷 脱硫
坯连 铸
• 为满足钢种要求、精确控制钢水成份，通常，RH处理过程
中还需进行合金化处理。铁合金材料经高位料仓、称量台 车、真空料斗、合金溜槽，在真空状态下通过真空槽进入 钢水，完成合金化功能。
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RH工艺流程
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RH工艺过程描述
• 钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好
炉外精炼工艺ppt课件
脱P、S。
CAS、CAS－OB精炼工艺
CAS－OB旳冶炼效果
• 加热；升温速度5－6℃/min； • 钢液成份：吹氧前后变化不大； • 钢水洁净度：[O]基本不变；
喷粉工艺
• 效果最佳投资及使用成本最低也是最不好掌握旳技 术；
• 可脱硫、脱磷、合金化、夹杂变性； 工艺参数： • 喷枪插入深度；h=H(钢液深)-hc(喷入深)； • 喷吹压力：不小于钢液、炉渣及大气压； • 喷吹时间：喷粉设备及钢液容纳粉剂旳能力； • 供料速度：设备能力及钢液化学反应速度。 • 载气能力与粉气比。
大搅拌，进一步脱碳，钢液温度到达1670－1750℃； • 加合金、微调成份、加铝、吹氩搅拌几分钟后，破真空
浇铸。
RH真空精炼
RH真空工艺过程
• 出钢后，钢包测温取样； • 下降真空室，插入深度为150-200mm； • 起动真空泵，一根插入管输入驱动气体； • 当真空室旳压力降到26－10kpa后，循环加剧； • 钢水上升速度为5m/s、下降速度为1－2m/s； • 气泡在钢液中将气体及夹杂带出。
LF 工艺操作
• 电炉EBT出钢，出钢过程加合金、加渣料 (石灰、萤石等2%)，底吹氩、通电升温、 化渣，10分钟取样分析，加渣料(1％)， 测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。
• 一般30－50分钟，电耗50－80kwh/t； • 当代转炉、电炉与连铸联络旳纽带。
AOD炉
目旳： • 主要是冶炼高质量旳不锈钢(S，P<50ppm)； • 使用更便宜旳原料(采用高碳铬代低碳铬)； • 超低碳不锈钢(C<20ppm)。
argon -oxygen blowing process) ； • 喂线 (Insert thread) ； • 钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)； • 喷粉( powder injection )。
CAS、CAS－OB精炼工艺
CAS－OB旳冶炼效果
• 加热；升温速度5－6℃/min； • 钢液成份：吹氧前后变化不大； • 钢水洁净度：[O]基本不变；
喷粉工艺
• 效果最佳投资及使用成本最低也是最不好掌握旳技 术；
• 可脱硫、脱磷、合金化、夹杂变性； 工艺参数： • 喷枪插入深度；h=H(钢液深)-hc(喷入深)； • 喷吹压力：不小于钢液、炉渣及大气压； • 喷吹时间：喷粉设备及钢液容纳粉剂旳能力； • 供料速度：设备能力及钢液化学反应速度。 • 载气能力与粉气比。
大搅拌，进一步脱碳，钢液温度到达1670－1750℃； • 加合金、微调成份、加铝、吹氩搅拌几分钟后，破真空
浇铸。
RH真空精炼
RH真空工艺过程
• 出钢后，钢包测温取样； • 下降真空室，插入深度为150-200mm； • 起动真空泵，一根插入管输入驱动气体； • 当真空室旳压力降到26－10kpa后，循环加剧； • 钢水上升速度为5m/s、下降速度为1－2m/s； • 气泡在钢液中将气体及夹杂带出。
LF 工艺操作
• 电炉EBT出钢，出钢过程加合金、加渣料 (石灰、萤石等2%)，底吹氩、通电升温、 化渣，10分钟取样分析，加渣料(1％)， 测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。
• 一般30－50分钟，电耗50－80kwh/t； • 当代转炉、电炉与连铸联络旳纽带。
AOD炉
目旳： • 主要是冶炼高质量旳不锈钢(S，P<50ppm)； • 使用更便宜旳原料(采用高碳铬代低碳铬)； • 超低碳不锈钢(C<20ppm)。
argon -oxygen blowing process) ； • 喂线 (Insert thread) ； • 钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)； • 喷粉( powder injection )。
RH精炼炉生产工艺
2）蒸汽喷射泵工作原理喷射泵是由工作喷嘴和扩压器及混合室相联而组成。
工作喷嘴和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。
气流通过喷嘴可将压力能转变为动能。
工作蒸汽压强和泵的出口压强之间的压力差，使工作蒸汽在管道中流动。
在这个特殊的管道中，蒸汽经过喷嘴的出口到扩压器入口之间的这个区域(混合室)，由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。
此处的负压要比工作蒸汽压强和反压强低得多。
此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽由压力能转变来的动能传给被抽气体。
通常单级喷射器的压缩比不超过12，由于真空处理的压力为0.67mbar以下，需要的压缩比在1520左右，单机泵无法满足要求，实际上包括VD,VOD,RH设备上所用的喷射泵都有多极泵串联逐级压缩而组成的真空泵系统。
在真空系统中一般兜有冷凝器，冷凝器的作用是将混合物中的可凝性蒸汽部分凝结排除，以减少下级喷射器的负荷。
3）特点及应用水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，但其极限真空度较低，一般应用在蒸汽资源较少的厂家作为末级泵使用，如唐钢。
蒸汽喷射泵具有抽气能力大、抽气速度快、对被抽气体介质适用能力强、结构简单无传动部件、操作简单等特点在冶金系统大量采用。
如莱钢特殊钢厂二炼车间的VD采用4级蒸汽喷射泵，炼钢厂的RH采用5级蒸汽喷射泵。
4RH处理模式及工艺流程1）处理模式RH处理根据钢种要求不同，可分为轻处理模式、中间处理模式、深脱碳处理模式和特殊处理模式。
轻处理模式针对钢种以低碳铝镇静钢为主，钢种主要特点是含碳量较低(0.02%～0.06%)、低硅(≤0.03%)，代表钢种有SPHC,SS400等。
处理特点是真空度要求较低，一般控制在6～7kPa左右;处理时间短，一般处理时间小于15min，环流气体流量控制较低。
对转炉要求控制C,N，转炉过来的钢水可以是带氧钢或者脱氧钢，对脱氧钢要求碳基本符合要求。
钢铁冶金概论-炉外精炼PPT课件
（2）净化钢液：纵向、横向机械性能均匀，提高延 伸率，断面收缩和冲击韧性；
（3）提高合金收得率。
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39 39
RH设备简介
①真空室
②钢包车
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和上浮排除。
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11 11
a 气体搅拌
气体搅拌主要用氩气，故又称氩气搅拌。 向钢液吹入氩气可以用顶枪插入法，也可 以用底部透气砖法。 ➢ 实践证明，从底部通过透气砖吹入氩气， 可充分发挥其搅拌作用，氩气利用率高 ➢ 目前，大多数的吹氩搅拌均采用透气砖 底吹法。
连续加热10～15分钟后，应停止加热2～ 5分钟，以便使钢液温度上下均匀，不致 于造成渣面局部温度过高。
加热时间约为30分钟。升温速度控制在 2～4℃/min。
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✓ 由于电弧温度高，在加热过程中， 需控制电弧长度及造好发泡渣进行 埋弧加热，以防止电弧对耐火材料 产生高温侵蚀。
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30 30
➢ 化学加热是利用放热反应产生的化学热 来加热钢液的。常用的方法有硅热法， 铝热法和CO二次燃烧法。
✓ 化学加热需吹入氧气，与硅、铝、 CO反应，才能产生热量。
将精炼剂加入钢液中，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。
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23 23
（5）喂丝
➢ 喂丝法是将易氧化，密度小的合金元素置 于低碳钢包裹线中，通过喂丝机将其送入 钢液内部。 ✓ 喂丝法的优点： ✓ a 可防止易氧化的元素被空气和钢液面 上的顶渣氧化，准确控制合金元素添加 数量，提高和稳定合金元素的利用率；
（3）提高合金收得率。
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RH设备简介
①真空室
②钢包车
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和上浮排除。
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a 气体搅拌
气体搅拌主要用氩气，故又称氩气搅拌。 向钢液吹入氩气可以用顶枪插入法，也可 以用底部透气砖法。 ➢ 实践证明，从底部通过透气砖吹入氩气， 可充分发挥其搅拌作用，氩气利用率高 ➢ 目前，大多数的吹氩搅拌均采用透气砖 底吹法。
连续加热10～15分钟后，应停止加热2～ 5分钟，以便使钢液温度上下均匀，不致 于造成渣面局部温度过高。
加热时间约为30分钟。升温速度控制在 2～4℃/min。
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✓ 由于电弧温度高，在加热过程中， 需控制电弧长度及造好发泡渣进行 埋弧加热，以防止电弧对耐火材料 产生高温侵蚀。
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➢ 化学加热是利用放热反应产生的化学热 来加热钢液的。常用的方法有硅热法， 铝热法和CO二次燃烧法。
✓ 化学加热需吹入氧气，与硅、铝、 CO反应，才能产生热量。
将精炼剂加入钢液中，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。
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（5）喂丝
➢ 喂丝法是将易氧化，密度小的合金元素置 于低碳钢包裹线中，通过喂丝机将其送入 钢液内部。 ✓ 喂丝法的优点： ✓ a 可防止易氧化的元素被空气和钢液面 上的顶渣氧化，准确控制合金元素添加 数量，提高和稳定合金元素的利用率；
不同种类的RH精炼装置和工艺特点分析-王新华-PPT
❖ 君津厂已有20多年RH生产IF钢的经验，在设计选择2#RH 装置参数时进行了充分论证： ❖ 1＃RH真空抽气能力(1000kg/h)已能够满足精炼要求； ❖ 浸渍管内径和提升气体流量偏小，影响了钢水的环流速率。
❖ 2＃RH与1＃RH相比主要有以下改进： ❖ 浸渍管内径由650mm 增加至750mm； ❖ 提升气体流量由2500 增加至4000Nl/min； ❖ 将真空系统设备和管路 的内容积由490Nm3减 少至340Nm3。
❖ 钢中非金属夹杂物往往为疲劳 裂纹的起源；
❖ 为了保证钢材的抗疲劳破坏性 能，必须对夹杂物进行严格控 制，高品质合结钢T[O]含量绝 大多数须低于12ppm，轴承钢 T[O]甚至在5ppm以下。
19
RH不是生产“瓶颈”
❖ LF精炼任务重： ❖ 直接和扩散脱氧； ❖ 脱硫； ❖ 夹杂物转变；
❖ 周期：＞50min。
产品）。 棒 材 轴承钢
轴承钢(SU 30-65
J-2)
mm
高转动疲劳 减少 ASTM- ○ T[O]10ppm
寿命
B,D 系夹杂
[Ti]15ppm
线材 轮胎子
SWRH72.82
0.1-0.4
防止拉丝断 裂、高抗疲
减少不变 形夹杂物
○
－
午线
A
mm
劳特性
d<20m
16
真空处理不是“瓶颈”
由于须进行深脱硫，周期 大多在40～50min。
4
RH脱碳反应速率
加快脱碳速率的措施：
❖ 快速提高真空度(降低Ptotal)； ❖ 加强真空槽内钢水搅拌混合(增加kCO和
kS)； ❖ 加大钢水环流速率Qm。
增大环流速率Qm的措施：
❖ 2＃RH与1＃RH相比主要有以下改进： ❖ 浸渍管内径由650mm 增加至750mm； ❖ 提升气体流量由2500 增加至4000Nl/min； ❖ 将真空系统设备和管路 的内容积由490Nm3减 少至340Nm3。
❖ 钢中非金属夹杂物往往为疲劳 裂纹的起源；
❖ 为了保证钢材的抗疲劳破坏性 能，必须对夹杂物进行严格控 制，高品质合结钢T[O]含量绝 大多数须低于12ppm，轴承钢 T[O]甚至在5ppm以下。
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RH不是生产“瓶颈”
❖ LF精炼任务重： ❖ 直接和扩散脱氧； ❖ 脱硫； ❖ 夹杂物转变；
❖ 周期：＞50min。
产品）。 棒 材 轴承钢
轴承钢(SU 30-65
J-2)
mm
高转动疲劳 减少 ASTM- ○ T[O]10ppm
寿命
B,D 系夹杂
[Ti]15ppm
线材 轮胎子
SWRH72.82
0.1-0.4
防止拉丝断 裂、高抗疲
减少不变 形夹杂物
○
－
午线
A
mm
劳特性
d<20m
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真空处理不是“瓶颈”
由于须进行深脱硫，周期 大多在40～50min。
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RH脱碳反应速率
加快脱碳速率的措施：
❖ 快速提高真空度(降低Ptotal)； ❖ 加强真空槽内钢水搅拌混合(增加kCO和
kS)； ❖ 加大钢水环流速率Qm。
增大环流速率Qm的措施：
《工学炉外精炼》PPT课件
脱【P】 脱磷率≥90%，终点［P］0.010-0.015%，出钢 过程中回磷
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
钢或铬镍钢,以上所列的各种精炼方法都 不太适用.
出现了一些不锈钢的专用炉外精炼 方法.这些方法发展很快,不到十年就基本 上取代了质低价高的电弧炉吹氧冶炼不锈 钢方法.例如,1976年日本的不锈钢将近有 四分之三是由初炼炉+炉外精炼方法生产 的.1977年美国的所有不锈钢都由初炼炉+
低碳合金钢〔不锈钢〕钢液的精炼方法 <1> VOD<Vacuum Oxygen
炉外精炼的任务 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
<1>DH法.由原西德的多特蒙特和豪特尔两公司联合 研制,故有此名.在我国又称提升脱气法或虹吸法.
<2>RH法.由原西德鲁尔钢铁公司<Ruhrstahl>和海拉 斯公司<Heraeus>联合研制,我国称真空循环脱气法.
<3>PM法〔Pulsating Mixing Process〕
RH精炼炉工艺
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
渣洗法：合成渣洗、同炉渣洗
按精炼手段分类
常压下处理法
真空精炼法
Ar精炼法：Gazal、CAB、AOD、CLU 脱气为主:钢包除气法、DH、RH
脱C、O、气为主:VOD、RH-OB、RH-PI
真空和加热法： ASEA-SKF、VAD、LF
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
UHP 电炉
LF 精炼
薄板坯 连铸
普通热轧板 冷轧板 镀层板
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的概念及目的
概念： 炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼的过
程，也称二次精炼。 目的：
把传统的炼钢方法分为两步，即初炼+精炼。初炼—在氧化性气氛下进行炉料 的熔化、脱P、脱C和合金化。精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行 深脱C、去气、脱氧、去夹杂物和夹杂物变性处理，调整成分，控制钢水温度等， 从而优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低成本增加经济效益。
CAS-OB
板坯连铸
LF
RH/KTB/PB
板坯连铸
产品 热轧钢板 冷轧深冲钢板 镀层板，涂层板 锅炉板、桥梁板 造船板
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超深冲钢
RH炉外精炼概述
• 特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
DRI/HBI
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
现代RH ≤15 0.35 <13 ≤1.0 ≤15 40-60 有 1 1.1
传统RH ≤20
0.1~0.15 <15 ≤1.5 ≤25 0 无
宝钢工程RH精炼炉设备与工艺技术介绍共41页
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
4技术介绍
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
4技术介绍
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
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RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的主要手段
目前，RH已成为世界上最主要的炉外精炼设备。其特点是：精炼功能强、处理 能力大、处理周期短、处理后钢水的洁净度水平高，因此在世界上广泛的应用于转炉 炼钢厂，并成为生产低碳冷轧钢板所必须的炉外精炼设施。和其它真空精炼设备相比， RH的处理时间最短，处理后钢水的洁净度最高。从投资成本比较，现代RH比传统 RH略有增加，但和其它真空精炼设备相比，投资成本约高出50%。但其操作成本低 于传统RH，与VD炉大体相当。
[S]<50, T.O<20,
dS<50m
TIRP钢 准确控制成份、夹杂物和 [C]≤0.2, [Si]≤0.03, 组织结构，保证表面质量 [Mn]=1.5
精炼 工艺
RH
性能指标
S B r EL/%
105~ 170
280~ 318
2.5
>40
RH 450 800 0.9 26
X80 X100
1） AOD、CLU、VOD、RHOB和 VODC适合冶炼低碳和超低碳钢;
按精炼的主要用途分类
2）桶炉，VAD（VHD）和LF具备加 热搅拌功能对温度控制灵活,可去气、 脱氧、去除夹杂和合金化;
3）DH、RH,不同形式的流滴去气法 和 真 空 吹 Ar 法 , 可 脱 除 钢 中 气 体 、 氧 和夹杂,但无加热设备,适应于普通钢 和中低合金钢的真空脱气处理;
现代RH ≤15 0.35 <13 ≤1.0 ≤15 40-60 有 1 1.1
传统RH ≤20
0.1~0.15 <15 ≤1.5 ≤25 0 无
0.8-0.9 1.2
VD 0.05-1.0
0 无脱碳功能
≤2.0 ≤10 80-90 无 0.5-0.6 1.0
VOD ≤50 0.20 40-50 ≤2.0 ≤30 80-90 有 0.6-0.7 1.2
DH 30-40 0.08 15-20 ≤2.0 ≤30 70-85
无 0.4-0.5
0.9
真空钢包炉 40-50 0.09 20 ≤2.0 ≤30 80-90 无 0.3-0.4 0.8
10
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的主要手段
新一代钢铁材料的发展趋势是：超洁净、高均匀和微细组织结构控制。RH可以 满足各类高品质钢材洁净度的要求。对于同时要求超低碳、超低硫的钢种（如电工硅 钢）和同时要求超低碳、超低氮的钢种（如IF钢）以及同时要求低碳、低硅的钢种 （如涂镀钢板）RH是唯一最佳的精炼设备。而对于要求氧、硫含量的钢种（如低合 金高强度钢和特殊钢）可以选择RH也可以选择LF-VD（或LF-RH）。而对于不锈钢冶 炼VOD是最佳的冶炼设备，但日本许多钢厂也采用RH取代VOD生产不锈钢。
4）同炉渣洗法主要用于电炉出钢过 程中对钢水脱S、脱O和去除夹杂。
8
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的主要手段
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RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的主要手段
各种真空精炼方法的技术比较
碳含量/10-6 最大脱碳速率/min-1 脱碳时间/min 脱氢能力/10-6 钢中T.O/10-6 脱硫率/% 化学加热 相对投资成本 相对操作成本
废钢 生铁 DRI/HBI
UHP 电炉
LF 精炼
薄板坯 连铸
普通热轧板 冷轧板 镀层板
5
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的概念及目的
概念： 炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼的过
程，也称二次精炼。 目的：
把传统的炼钢方法分为两步，即初炼+精炼。初炼—在氧化性气氛下进行炉料 的熔化、脱P、脱C和合金化。精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行 深脱C、去气、脱氧、去夹杂物和夹杂物变性处理，调整成分，控制钢水温度等， 从而优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低成本增加经济效益。
LF
大方
硬硬线线钢钢
精炼
坯连
帘帘线线钢钢
RH
铸
石石油油套套管管
精炼
铁水
转炉
脱硅
复吹
脱磷
脱硫
AOD
SS-V OD
RHOB/ KTB
大板 坯连 铸
不锈钢
4
RH炉外精炼概述
• 短流程钢厂冶炼工艺路线
铁水 脱硫
转炉
废钢
电炉
CASOB
LF 炉
小方坯 连铸
各类建材 普碳钢 普通低合金钢 机械工程用钢 易切削钢
6
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
渣洗法：合成渣洗、同炉渣洗
按精炼手段分类
常压下处理法
真空精炼法
Ar精炼法：Gazal、CAB、AOD、CLU 脱气为主:钢包除气法、DH、RH
脱C、O、气为主:VOD、RH-OB、RH-PI
真空和加热法： ASEA-SKF、VAD、LF
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RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
11
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的主要手段
各种高品质钢的性能和洁净度要求及其相适应的精炼方法
钢类
超低碳钢
低碳铝镇静 钢 低合金 高强度钢
高级电工钢
超纯铁素体 不锈钢 特殊钢（轴 承钢）
代表 钢种
技术特点
纯净度要求 10-6
IF钢 要求同时降低钢中[C]、 [C]<20, [N]<20,
[N]和T.O
目录
• RH炉外精炼概述 • RH主要设备及功能 • RH耐火材料 • RH工艺参数的选择考虑因素 • RH工艺原理 • RH模型研究 • 国内主要钢企RH情况 • 典型钢种的RH精炼 • RH生产过程事故处理
1
RH炉外精炼概述
• 钢铁冶金工艺路线
2
RH炉外精炼概述
• 大型联合企业冶炼工艺流程
铁水脱硫 转炉复吹
CAS-OB
板坯连铸
LF
RH/KTB/PB
板坯连铸
产品 热轧钢板 冷轧深冲钢板 镀层板，涂层板 锅炉板、桥梁板 造船板
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超深冲钢
3
RH炉外精炼概述
• 特殊钢厂冶炼工艺路线废钢Fra bibliotekUHP
生铁
电炉
DRI/HBI
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
LF-RH LF-VD
550
690
21
P1.5/50
B50
RH (W/kg)
(T)
2.20
1.68
VOD RH
220 400 1.4 30
GCr15
严格控制钢中T.O含量、
夹杂物和碳化物析出，提 高疲劳寿命
T.O<10,[Ti]≤30
不允许出现液析碳化 物、网状碳化物
RH LF-VD
滚动疲劳寿命>107
超低硫精炼，严格控制钢 [S]<10, [P]<80 中夹杂物和钢材组织结构 [O]<20, [N]<50,
[H]<1
35W230 要求同时降低C、N含量 [C]<24, [S+N]<30
和S含量，精确控制成份 [Si]2.6~2.9%
和析出物形态
[S]<10, [N]<25
409L 严格控制钢中C、N和S的 [C+N]≤120 444 含量，降低晶间腐蚀 [S+N]≤80