炉外精炼

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(六)炉外精炼

和夹杂物形态控制）
1、钢水脱氧 Al作脱氧剂：2Al+3[O]= Al2O3，兼有细化晶粒的作用 2、微合金化通过钢包喂丝的方法来控制合金的加入量如加B、Ti、Nb、V和Zr（在脱氧后加入） 3、夹杂物形态控制用填充有CaSi粉的空心铝丝喂入钢水中，使团状的Al2O3变成球状的铝酸钙。即可脱氧、细化晶粒，又可改善夹杂物的形态。
二、真空处理
真空处理：就是在浇注前或浇注过程中，利用抽真空的办法以降低钢水处理容器中的气体压力，达到去除钢中气体和非金属夹杂物的目的。方法：液面脱气法、钢流脱气法、真空提升脱气法（DH法）、循环脱气法（RH法） 1、钢液脱气法（钢液真空滴流脱气法）原理：将钢水注入真空室，由于压力急剧下降，使流股突然膨胀并散开成一定角度以滴状降落，使脱气表面积大大增加，有利于气体逸出。方法：倒包法、真空浇注法、出钢过程脱气法缺点：钢水降温严重措施：过热100℃
三、钢包精炼
真空脱气法是以提高钢的质量为主要目的发展起来的，钢包精炼法则是在确保质量的同时，以提高生产效率和降低生产成本为目标发展起来的 . 以代替电炉的还原精炼（脱O、脱S、去夹杂及成分调整）。
钢包真空精炼法（ASEA-SKF）真空吹氧脱碳法（VOD法）钢包炉精炼法（LF法） VOD法适合精炼超低碳钢种及特殊钢冶金反应动力学条件好，可适当补充加热，防止温度降。
图13-6 VOD法示意图 1-氧枪；2-合金添加孔；3-氩气；4-抽气孔
四、氩氧精炼（氩气脱碳法。AOD法）
该方法是精炼不锈钢的一个有效方法。
1、原理：用Ar作为稀释气体以降低CO的分压，使钢水中的碳优先氧化，抑制铬的氧化，以达到脱碳保铬的目的。
2、生产不锈钢的过程：电炉熔化（Cr、Ni调整） →调整温度1600~1650℃→扒渣脱硫 →出钢水至钢包 →AOD炉精炼（脱C、脱S、调整成分及温度）

炉外精炼

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2) VD生产模拟
工部全景
生产模拟
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3) VD生产工艺
基本原理
真空处理
吹Ar制度
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真空脱气
原理：基于H、N在钢液中溶解服从平方根定律，当VD抽真空时，真空室内压力降低，使[H]、[N]随之降低，达到去除目的。散而一起去除。
真空度→保持达到VD
处理要求→反抽气破
坏真空。
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吹Ar制度
钢包到工位即吹Ar，不吹破渣面，防止透气砖堵塞；加合金采用大流量吹 Ar，吹开渣面，使合金直接进入钢液，提高收得率；高真空处理时小流量吹Ar，防喷溅；喂丝时，小流量吹 Ar ，防止增[N]和二次氧化。
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1) LF概述
LF是日本大同制钢公司于1971年开发，特点是将电弧炉炼钢还原期任务移到专用的钢包内进行。在利用电弧加热钢水的同时，向钢液内吹入惰性气体（Ar），以实现在非氧化性气氛下精炼，从而达到钢液脱硫、脱氧、去气、去夹杂物的效果。经 LF 处理的钢水，钢中 [O]10-30ppm 、 [N]20ppm、[H]1.5-2.5ppm。
（MnO）、（Fe2O3）及[O]在钢渣界面进行反应,使[O]降低，脱氧产物直接溶于渣中,不污染钢液；
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泡,将造成凝固组织不致密;
②脱
目
硫
的: S在钢中产生”热脆”并降低钢的抗腐蚀性、延展性和韧性；原理: （FeS）+（CaO）= （FeO）+（CaS）条件: 高碱度、还原气氛、高温、大渣量
4) RH的主要功能
功能:
① 脱 H: 对完全脱氧钢液脱氢效率 ≮60%,对未完全脱氧钢液,由于CO 反应剧烈 , ＞ 70%. 脱气时间 15~20min,[H]＜2ppm. ② 脱 N:N 易形成 N- 化物 , 脱氮效率 0~10%; ③脱O:∑[O]0.002~0.005% ④脱碳:对初始[C]有要求,处理15min, 可使[C]＜0.002%; ⑤脱S:效率50~75%; ⑥减少非金属夹杂:改善钢水纯净度; ⑦成分微调:合金元素控制精度为 ±0.003~0.010%

炉外精炼

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。
9.1 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。
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。
幻灯片 12
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。

炉外精炼(课件).

炉外精炼
一、炉外精炼的发展二、炉外精炼理论与技术基础三、CAS工艺四、CAS系统设备五、LF炉工艺六、LF炉系统设备一 Nhomakorabea炉外精炼发展
1、炉外精炼概念就是把常规炼钢炉（转炉、电炉）初炼
的钢液倒入钢包或专用容器内，进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度，以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。也称二次精炼、二次炼钢、钢包冶金。（炼钢发展史：青铜器
(1)脱硫脱硫反应式： [S]+（CaO）=[O]+（CaS）平衡常数 K= [O](CaS)/ [S] (CaO) 由于合成渣中有较高的CaO，出钢过程深度脱氧，挡渣出钢，出钢过程吹氩充分搅拌，有利于上式反应的进行，因而有较好的脱硫效果，脱硫率可达20~30%。钢中氧含量低，则能溶解的硫也低，故高碳钢、低合金锰钢采用合成渣脱硫率高于低碳钢脱硫。
4、炉外精炼的任务和功能炉外精炼的主要任务：
（1）承担初炼炉原有的部分功能，在最佳的热力学和动力学条件下完成部分炼钢反应，提高单体设备的生产能力；
（2）均匀钢水，精确控制钢种成分；（3）精确控制钢水温度，满足连铸生产的要求；（4）进一步提高钢水纯净度，满足成品钢材性能要求
；
（5）作为炼钢与连铸间的缓冲，提高炼钢整体效率。
一般来说低熔点的精炼渣可以从渣的相图获得；在一定范围内提高渣中SiO2、Al2O3、MgO尤其是CaF2的含量可以有效降低熔点。此外加入其他成份对渣的熔点也有很大影响，如加入 Li2O、Na2O、K2O、BaO等也能降低渣的熔点。
C
Al2O3-CaO
（3）流动性：在相同的温度和混冲条件下，提高合成渣的流动性，可以减少乳化渣滴的平均直径，从而增大渣钢接触界面。在1600℃时，粘度最小的渣(0.05~0.06Pa·s)的组成为（CaO＋MgO）：63 ～65％，MgO：4％～8％。随着MgO含量的增加，渣的粘度急剧上升，当W(MgO)=25%时,粘度达到0.7Pa·s。

炉外精炼精技术特点介绍

炉外精炼精技术特点介绍炉外精炼是一种常用于金属加工过程中的精细处理技术，通过在金属液体状态下进行加热、冷却和添加剂的处理，实现对金属质量和性能的改善。

相比于传统的炉内精炼，炉外精炼具有以下几个显著的技术特点。

首先，炉外精炼可以有效减少气体和夹杂物的含量。

传统的炉内精炼常因空气中的氧气和氮气等气体的存在，导致金属表面容易氧化，从而污染金属的质量。

而炉外精炼则能通过在真空或者惰性气体环境下进行处理，有效地排除气体和夹杂物。

特别是对于高温金属的处理，炉外精炼可以避免金属与空气接触引发的二次污染和反应，从而提高金属的纯度和质量。

其次，炉外精炼可以实现金属的均质处理。

在炉外精炼中，可以通过对金属进行充分的搅拌和搅动，使其温度和质量更加均匀。

相比之下，传统的炉内精炼通常只能在局部区域进行处理，很难达到全局的均质效果。

而炉外精炼则通过先进的搅拌设备和技术，可以充分混合金属内部的各种元素，实现更均匀的温度和质量分布，从而提高金属的整体性能和稳定性。

再次，炉外精炼可以实现对金属的精确控制。

在炉外精炼中，可以通过控制加热、冷却和添加剂等处理参数，实现对金属液体的精确控制。

相比之下，传统的炉内精炼往往只能通过简单的加热或者冷却处理来改变金属的性质，对金属的控制程度有限。

而炉外精炼则可以通过精确控制温度、时间和添加剂的浓度等参数，对金属的成分和结构进行精确调控，从而实现更精细的处理和优化。

此外，炉外精炼还具有高效节能的特点。

传统的炉内精炼往往需要在高温气氛下进行处理，这不仅需要消耗大量的能源，还容易导致金属表面的氧化和污染。

而炉外精炼则可以通过真空或者惰性气氛下进行处理，消除了气体的干扰和污染，从而实现更高的能源利用效率和环境友好性。

同时，炉外精炼还可以利用先进的加热和冷却技术，对金属的温度进行精确控制，减少了能源的浪费和热量的散失。

综上所述，炉外精炼作为金属加工过程中的一种重要技术手段，具有气体和夹杂物的减少、金属的均质处理、精确控制和高效节能等突出的技术特点。

炉外精炼工艺技术

炉外精炼工艺技术炉外精炼是一种金属冶炼过程中常用的工艺技术，其目的是提高金属的纯度和质量。

相比于传统的炉内冶炼方法，炉外精炼技术更为高效、环保和灵活。

炉外精炼的基本原理是通过物理、化学和机械作用，将金属中的杂质和其他不纯物质去除，从而使金属变得更加纯净。

这种工艺技术可以应用在各种金属冶炼中，如钢铁冶炼、铝冶炼、铜冶炼等。

常见的炉外精炼方法包括真空处理、气体精炼和湿法精炼等。

真空处理是指在高真空环境中对金属进行处理，通过排除气体和其他杂质，从而提高金属的纯度。

气体精炼则利用特定气体（如氢气）与金属中的杂质发生反应，形成易挥发的化合物，从而将杂质从金属中分离出来。

湿法精炼则是利用溶剂、酸、碱等化学试剂，通过溶解和沉淀的过程，将杂质从金属中去除。

炉外精炼技术的应用使得金属冶炼过程更加灵活。

传统的炉内冶炼方法往往需要针对特定金属和合金开发相应的冶炼设备，而炉外精炼技术则可以适应多种金属的冶炼需求。

此外，炉外精炼还可以对金属进行组分调整，以满足不同规格和要求的产品生产。

与此同时，炉外精炼技术也有助于改善金属产品的质量。

通过去除杂质和其他不纯物质，金属的机械性能、化学性质和物理性能都能得到提高，从而使得金属产品更加耐用和可靠。

除了提高金属产品的质量外，炉外精炼技术还可以减少环境污染。

传统的炉内冶炼方法往往会产生大量的废气、废水和废渣，对环境造成严重的污染。

而炉外精炼技术则通过控制冶炼过程中的气体、液体和固体排放，使得废气减少、废水得到处理和回收、废渣变废为宝，从而实现了资源的循环利用和环境保护。

总之，炉外精炼工艺技术是一种高效、环保和灵活的金属冶炼方法。

它通过利用物理、化学和机械作用，对金属中的杂质和其他不纯物质进行去除，从而提高金属的纯度和质量。

这种技术的应用不仅可以改善金属产品的质量，还可以减少环境污染，实现资源的循环利用。

炉外精炼工艺技术是金属冶炼领域中的一项重要技术手段，它能够在金属冶炼过程中去除杂质和不纯物质，提高金属的纯度和质量。

炉外精炼——精选推荐

炉外精炼（1）1 什么叫钢水炉外精炼?钢水炉外精炼就是将炼钢炉中初炼的钢水移到钢包或其他专用容器中进行精炼，也称为二次精炼。

2 炉外精炼的目的和手段是什么?炉外精炼的目的是：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。

钢水炉外精炼是为适应钢的品种质量的提高，生产新钢种以及生产过程合理化，为连铸对钢水成分、温度、纯净度和时间等衔接的严格要求，不可缺少的工序，成为现代炼钢、连铸生产中的重要环节。

为了创造最佳的冶金反应条件，到目前为止，炉外精炼的基本手段有搅拌、渣洗、加热、真空、喷吹等5种。

实际生产中可根据不同的目的选用一种或几种手段组合的炉外精炼技术来完成所要求的精炼任务。

3 钢水精炼设备选择的依据是什么?钢水精炼设备的选择主要依据如下：(1)钢种的质量要求；(2)连铸机生产对钢水的质量要求；(3)转炉与连铸机生产的作业协调要求。

4 钢包吹氩搅拌的作用是什么?钢包吹氩搅拌是最基本也是最普通的炉外处理工艺。

钢包吹氩搅拌的作用是：(1)均匀钢水温度。

从炼钢炉流到钢包的钢水，在钢包内的温度分布是不均匀的。

由于包衬吸热和钢包表面散热，包衬周围钢水温度较低，中心区域温度较高，钢包上、下部钢水温度较低，而中间温度较高，这种温度差异导致中间包浇注过程钢水温度前后期低，中期高。

钢包吹氩搅拌促使钢包钢水温度均匀，并且能使钢水向包衬的传热进入稳定态，这样连铸过程钢水温度稳定均匀，有利于提高铸坯内部质量，使结晶器内坯壳生长均匀，避免开浇水口冻钢断流。

(2)均匀钢水成分。

出钢时在钢包内加入大量的铁合金，成分不均匀，吹氩搅拌可使钢水成分均匀。

在出钢过程就可开始吹氩搅拌。

在吹氩搅拌过程中可根据快速分析提供的钢水成分而进行成分微调，以使钢的成分控制范围更窄，以确保钢材性能均匀。

(3)促使夹杂物上浮。

搅动的钢水促进了钢中非金属夹杂物碰撞长大，上浮的氩气泡能够吸收钢中的气体，同时粘附悬浮于钢水中的夹杂物并带至钢水表面被渣层所吸收。

炉外精炼

炉外精炼？炉外精炼是把转炉中初炼的钢水移到钢包中进行精炼过程，也称二次精炼，为了均匀成分和温度，出现了钢包内气体搅拌工艺。

最引人注目的是二次精炼的采用，大大提高了钢的产量和质量。

二次精炼的主要任务和目的是什么呢？在出钢和连铸时分离钢水和炉渣、钢水脱氧、根据终点目标进行合金化、调整注温、改进钢水的洁净度•夹杂物变性•去除钢水中溶解的[H]和[N]、脱碳、脱硫、均匀钢水成分和温度。

1.2 炉外精炼的一些方法：方法1 、CAS 一钢包封闭式吹Ar 成分微调法，将钢包的渣面吹开，插入隔离罩，吹入Ar 搅拌，进行成分微调。

吹Ar 处理后，钢中[O]含量降低20％以上，[H] 含量降低20% , 非金属夹杂物降低30 一40 ％。

方法2 、电弧加热的钢包吹Ar 炉（LF ) , Ar 气搅拌。

加速钢一渣之间的反应，有利于脱[O]、[S]及夹杂物反上浮。

LF 炉三根电极插入渣层中进行加热，浸入渣中石墨与渣中氧化物反应：C + FeO →Fe + CO ↑: C + Mn 一Mne + CO↑等反应。

一般处理时间为45 分钟。

但对超低［C ］、[ N 」钢效果不理想。

但投资少、设备简单、操作灵活，因而得到广泛应用。

方法3 、RH 真空循环脱气：RH真空循环脱气法是德国蒂森的鲁尔公司（Ru h rstahl ）和海尔斯（Heraeus ）联合研制成功的。

它将真空炼钢与钢水循环流动结合起来，具有处理周期短，生产能力大和精炼效果好的优点，非常适合与大的转炉炼钢炉相配合。

世界上现有RH 处理设备150 多套，最大处理能量为360 吨。

RH工艺是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺。

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，气体由热弯管、水冷弯头经气体冷却器至真空泵系统。

炉外精炼的发展趋势钢水将百分之百进行炉外精炼。

向组合化、多功能精炼方向发展。

1 , 以钢包吹Ar 为核心，加上喷粉、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。

炉外精炼的工艺设计

炉外精炼的工艺设计炉外精炼是一种对金属合金进行深度精炼的工艺，在金属冶炼过程中起到非常重要的作用。

炉外精炼技术可以通过减小金属杂质含量、提高合金成分均匀性、调整合金中的内应力和改善合金物理性能等多个方面对合金进行改善和调整。

本文将详细介绍炉外精炼的工艺设计。

1.炉外精炼工艺选择-操作方式：炉外精炼可以采用化学或物理方式进行，例如溶剂抽取、真空除气、电渣重熔等。

根据合金材料和工艺要求选择最合适的精炼方式。

-精炼介质：选择合适的精炼介质，例如惰性气体、真空、溶剂等，根据材料特性和成分要求进行选择。

-精炼设备：根据工艺要求选择合适的设备，例如真空炉、溶剂萃取设备、电渣炉等。

2.炉外精炼的关键参数控制-温度：精确控制精炼温度，根据不同的材料和要求进行调整，确保炉外精炼的效果。

-压力：根据材料的气体溶解度和精炼介质的选择，调整精炼过程中的压力，确保溶质向介质中迁移。

-时间：根据精炼过程的要求，确定精炼的时间，在一段时间内实现对杂质去除、合金调整和分相等的目标。

-速度：根据炉外精炼的工艺要求，确定精炼过程中的速度，例如溶质迁移速度、溶剂流动速度等。

3.炉外精炼的工艺步骤-准备工作：包括材料的预处理、精炼设备的准备、精炼介质的选择等。

-进料：将需要精炼的材料进料到精炼设备中，并根据要求确定进料方式和进料量。

-精炼操作：根据工艺要求进行精炼操作，例如加热、真空抽取、溶剂萃取等。

-过程监测：通过监测精炼过程中的温度、压力、溶质浓度等参数，控制精炼过程的效果，并及时调整工艺参数。

-精炼结束：根据工艺要求，判断精炼过程是否达到预期目标，如果达到预期目标，则结束精炼过程。

-产品处理：对精炼后的产品进行处理，例如冷却、干燥、分析检测等。

4.炉外精炼的优点和应用炉外精炼技术具有以下优点：-可以有效地去除金属杂质，改善合金的纯度和均匀性。

-可以调整合金的成分和物理性能，满足不同的应用要求。

-可以减小合金中的内应力，提高材料的延展性和抗拉强度。

炉外精炼

12.1 概述
要精确控制钢中的[C]、、、、要精确控制钢中的、[P]、[N]、[H]、[0] 含量，在转炉或电炉中进行的精炼，含量，在转炉或电炉中进行的精炼，对这些有害元素的去除是有限的。为了提高精炼水平，害元素的去除是有限的。为了提高精炼水平，这些冶金操作将移到精炼炉中去进行。这些冶金操作将移到精炼炉中去进行。早期的炉外处理设备是钢包脱气，炉外处理设备是钢包脱气，其目的在于减少钢中的[H]和，德国于1956年发明了真空提升中的和[O]，德国于年发明了真空提升脱气法即DH法脱气法即法，莱茵钢冶金公司和海拉斯公司合作开发了真空循环脱气法即RH法合作开发了真空循环脱气法即法，解决了传统炼钢方法难以解决的脱氧、脱氮等问题。统炼钢方法难以解决的脱氧、脱氮等问题。
进入60年代后，进入年代后，瑞典研制出具有感应搅年代后精炼炉。拌和电弧加热功能的ASEA—SKF精炼炉。精炼炉拌和电弧加热功能的 1965年，德国又研制成真空吹氧脱碳法即年 VOD法；1968年，美国研制成氩氧精炼法年美国研制成氩—氧精炼炉即AOD法。70年代初，日本研制成具有年代初，炉即法年代初电弧加热、氩气搅拌功能的钢包精炼炉即LF 电弧加热、氩气搅拌功能的钢包精炼炉即炉。其质量也赶上或超过了有名的瑞典轴承钢。日本山阳钢厂对不同氧含量的轴承钢进行疲劳试验证明，当钢中[O]由行疲劳试验证明，当钢中由30ppm降到降到 15ppm时，轴承钢的疲劳寿命增加倍；降时轴承钢的疲劳寿命增加5倍到5ppm，可提高倍，可提高30倍
(1)真空铸锭法
• 真空铸锭法是把大气中冶炼的钢水注入锭模时进行真空处理的方法，有脱氢及防止空气氧化等效果。它是由钢包脱气法钢包脱气法发展而来，进而发展成为钢包脱气法流滴脱气法及真空贮锭法。这三种方法都由德国流滴脱气法及真空贮锭法 Bochumer Verein公司开发，称为Bochumer法。

炉外精炼

LF法 9.1 LF法
LF LF LLeabharlann LF炉精炼
原
理
2、LF的精炼操作 LF的精炼操作将石灰、萤石按不同比例分批加入钢包中，将石灰、萤石按不同比例分批加入钢包中，加入量为钢水量的1 2%，造高碱度合成渣脱硫，然后用硅铁粉、钢水量的1-2%，造高碱度合成渣脱硫，然后用硅铁粉、硅钙粉和铝粉或炭粉按一定比例混合直接加入钢水面或采取喷吹的方法加入钢水中形成流动性良好的炉渣。采取喷吹的方法加入钢水中形成流动性良好的炉渣。
3）可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，温降；温降；可进行喷粉脱硫，生产[S]≤5 10- 的超低硫钢。 [S]≤5× 4）可进行喷粉脱硫，生产[S]≤5×10-6的超低硫钢。 RH真空工艺过程 2、 RH真空工艺过程出钢后，钢包测温取样； 1）出钢后，钢包测温取样；下降真空室，插入深度为150 200mm； 1502）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； 3）起动真空泵，一根插入管输入驱动气体；真空室的压力降到26 10kpa后循环加剧； 26－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； 5m/s、下降速度为1－2m/s；气泡在钢液中将气体及夹杂带出。 4）气泡在钢液中将气体及夹杂带出。如此反复循环3 次后达到脱气要求， 5）如此反复循环3-4次后达到脱气要求，处理时间约 20分钟分钟。为20分钟。
VD/VOD炉 9.2 VD/VOD炉
VD 的功能仅是真空加搅拌，的功能仅是真空加搅拌， VOD 是真空吹氧精炼法；是真空吹氧精炼法； VD主要应用于轴承钢脱氧；主要应用于轴承钢脱氧；主要应用于轴承钢脱氧 VOD 主要用于不锈钢冶炼；主要用于不锈钢冶炼；

1.炉外精炼概述

2 创造良好的冶炼反应的热力学和动力学条件。
通过各种加热精炼手段补偿精炼过程中的温度损失，使得需要在高温下的脱硫等反应得以顺利进行。炼钢过程中的各种冶金反应，多数是在高温下进行的多相反应，通常化学反应本身进行较快，而反应物传递到反应界面和生成物脱离反应界面较慢，成为限制冶金反应速率的因素。通过搅拌、喷吹等手段提高浓度梯度，增大反应界面，使各种冶金反应得以顺利进行。
五炉外精炼的手段
目前炉外精炼的手段有渣洗、真空、搅拌、喷吹和加热五种。采用一种或几种不同手段的不同组合，就形成了某一种精炼方法。 1 渣洗：获得洁净钢液并能适当进行脱氧、脱硫和去除夹杂物的最简便的精炼手段。它是将事先配好的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。 2 真空：将钢液置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等目的。 3 搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应物质的传递过程，提高反应速度。分为吹气搅拌和电磁搅拌。 4 加热：调节钢液温度的一项重要手段，使炼钢与连铸更好地衔接。分为电弧加热法和化学加热法。 5 喷吹：用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。喷吹的冶金功能取决于精炼剂的各类，它能完成不同程度的脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。
钢水炉外精炼概述
一炉外精炼的产生原因
1 普通炼钢炉（转炉、电炉）冶炼出来的钢液难以满足对钢的质量（如钢的纯净度等）越来越高的要求。 2 为了提高生产率，缩短冶炼时间，把炼钢的一部分任务移到炉外完成。 3 连铸技术的发展，对钢液的成分、温度和气体的含量等也提出了严格的要求。
二炉外精炼的概念
3 炉外精炼在炼钢生产中的重要地位和作用

炉外精炼

炉外精炼炉外精炼是把转炉、电炉中所炼的钢水移到另一个容器中(主要是钢包) 进行精炼的过程。

也叫“二次炼钢”或钢包精炼。

炉外精炼把传统炼钢分为两步：(1)初炼：在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化。

(2)精炼：在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等。

目前，炉外精炼设备已成为连铸过程不可缺少的手段。

在炼钢生产中，采用转炉(电炉)一炉外精炼一连铸已成为目前钢厂通常采用的工艺流程。

;炉外精炼可分为真空、非真空和其他：<;/P>(1)真空精炼法真空吹氩法(Finkl法和Gazid法，美国、法国1958-1963年开发)真空电磁搅拌去气法(ISID法，美国1962年开发)钢包精炼炉法(ASEA-SKF法，瑞典1965年开发)真空电弧加热精炼法(Finkl-VAD法，美国1962年开发)埋弧加热钢包精炼法(L-F法，日本1971年开发)真空吹氧脱碳精炼法(VOD法，西德1965年开发)强搅拌真空吹氧脱碳精炼法(SSVOD法，日本1977年开发)转炉真空吹氧脱碳法(VODK法，西德1976年开发)(2)非真空精炼法氩氧炉脱碳精炼法(AOD法，美国1968年开发)气氧炉脱碳精炼法(CLU法，法国和瑞典1973年开发) 钢包吹氩法(GA IAL法，加拿大1950年开发)密封吹氩法(SAB法，日本1965年开发)带盖钢包吹氩法(CAB法，日本1965年开发)(3)其他精炼法法国钢铁研究法(IRSID法，法国1963年开发)蒂森法(TN法，西德1974年开发)<;o:p>氏兰法(SL喷粉法，瑞典1976年开发)弹丸发射法(ABS法，日本1973年开发)喂丝加添法(WF法，日本1967年开发)合成渣洗法(RERRIN法，法国1933年开发)同炉渣洗法。

炉外精炼知识点

所谓炉外精炼，就是把常规炼钢炉初炼的钢液倒入钢包或专用容器内，进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属杂物并调整钢液成分及温度，以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。

炉外精炼的任务： 1、降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的力学性能。

2、深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。

3、微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，提高合金的收得率。

4、调整钢液温度到浇筑所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。

5、作为炼钢与连铸的缓冲，提高炼钢车间的整体效率。

炉外精炼设备的功能有：熔池搅拌功能、钢水升温和控温功能、精炼功能、合金化功能、生产调节功能。

炉外精炼法所采用的精炼手段与功能：书上炉外精炼P4 目前合成渣系主要是CaO-Al2O3碱性渣系，化学成分大致为：50%~55%CaO、40%~45% Al2O3、≤5% SiO2、＜1% FeO。

（选择题）保护渣的基本成分是由CaO-SiO2-Al2O3系组成的。

要求渣洗完成的精炼任务决定了渣洗所用的熔渣都是高碱度（R＞2）、低w（FeO），一般w（FeO）＜1%。

搅拌的方法有：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌，其中气体搅拌用得最多，电磁搅拌次之。

钢包吹氩的主要作用有：调温、混匀、净化。

炉外精炼过程中，加热的主要方法是电弧加热，以及后来发展起来的化学加热，即所谓的化学热法。

炉外精炼所用的真空只对脱气、碳脱氧、脱碳、去夹杂等反应产生较为明显的影响。

决定脱气效果的是传质系数和比表面积。

13钢液脱氮效果差的原因：1、氮的扩散系数低，而且氮的原子半径较大，所以真空处理时，脱氮速度缓慢。

2、气-钢表面积大部分被钢中表面活性元素硫、氧所吸附，因此氮的扩散速率小，氮在钢中溶解度高。

3、大气含氮78%，钢液易吸氮，钢中氮与合金元素生成氮化物处于溶解状态。

所以钢液脱氮实际效果很差。

钢铁冶金概论炉外精炼

钢铁冶金概论炉外精炼炉外精炼是现代钢铁冶金中一个非常重要的工艺阶段，它能够对已经经过高炉冶炼出来的熔融铁液进行进一步的处理和提纯，以得到更高品质的钢材。

本文将详细介绍炉外精炼的过程、方法以及其在钢铁冶金中的重要性。

炉外精炼的过程主要包括除氧、脱硫、还原剂控制等步骤。

首先是除氧过程，其目的是通过添加合适的除氧剂，将铁液中的氧气去除，以减少氧化和损耗。

通常使用的除氧剂有铝、硅及铝硅合金等。

除氧剂能与铁液中的氧气反应生成气体，如气体呈气泡状排出，并生成含铝或含硅的化合物，从而减少氧含量。

接下来是脱硫过程，铁液中的硫是一种有害的杂质，会导致钢材成品的脆化和性能下降。

因此，脱硫是炉外精炼过程中非常重要的一步。

常见的脱硫方法有氧化法和还原法。

氧化法主要是通过向铁液中添加氧化剂，使硫与氧化剂反应生成气体，如硫化氢，从而排出铁液中的硫。

还原法则是通过添加还原剂，通常是含碳的物质，使其与硫反应生成硫化物，再由硫化物降解和沉淀，从而实现脱硫目的。

此外，还需要对还原剂进行控制。

还原剂的控制是为了保持炉外精炼环境的还原性，从而有利于脱硫、除氧等反应的进行。

一般来说，还原剂的添加量应该合理，过多会导致过量还原，出现大量一氧化碳和游离碳的气体产生，而过少则会导致还原不充分，无法完全去除硫。

炉外精炼在钢铁冶金中的重要性不言而喻。

通过炉外精炼，可以进一步提高钢材的质量。

首先，炉外精炼可以去除铁液中的氧和硫等有害元素，减少钢材的夹杂物含量，提高了钢材的纯度和机械性能。

其次，炉外精炼还能调整钢液的成分，包括碳含量、合金元素含量等，使得钢材具有更好的性能和应用范围。

另外，炉外精炼中的控制参数对钢材的性能也有很大影响，合理地控制还原剂的添加量、操作温度、反应时间等，将会进一步提高钢材的质量。

总之，炉外精炼是现代钢铁冶金过程中一项非常重要的工艺阶段。

通过除氧、脱硫和还原剂控制等步骤，可以对铁液进行进一步的处理和提纯，最终得到高品质的钢材。

炉外精炼

LF炉
最常用的精炼方法取代电炉还原期解决了转炉冶炼优钢问题具有加热及搅拌功能脱氧、脱硫、合金化
LF炉工艺操作
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。
炉外精炼技术
郭海生主讲
炉外精炼
炉外精炼就是将转炉或电炉初炼的钢水移到另一反应器进行精炼的过程，也称二次精炼太钢的二次精炼设备主要有：AOD、LF、 VOD、K-、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。钢水炉外精炼是为适应钢的品种质量的提高，生产新钢种以及生产过程合理化，为连铸对钢水成分、温度、纯净度和时间等衔接的严格要求，不可缺少的工序，成为现代炼钢、连铸生产中的重要环节。
AOD工艺过程
炉料：废钢、不锈钢返回料、高碳铬铁、高碳镍铁吹炼过程温度及氩氧比的控制分不同温度及碳含量控制吹炼氩氧比: O2：Ar=4:1(3:1)，C下降为0.2%、T＝1680℃； O2：Ar=2:1， C下降为0.1%、T＝1700℃； O2：Ar=1:2， C下降为0.02%、T＝1730℃； O2：Ar=1:3， C下降为0.01%、T＝1750℃；
CLU
GOR
底部
底部
O2、H2O(蒸汽)、N2、 O2、N2、Ar Ar
O2、N2、Ar、碳氢化合物 O2、N2、Ar
1
1.3~1.5
AOD-VCR
VOD/SSVOD
侧部
底部
O2、N2、Ar
O2、Ar O2

炉外精炼

钢水炉外精炼含义炉外精炼是把转炉、平炉或电炉中所炼的钢水移到另一个容器中(主要是钢包)进行精炼的过程。

也叫“二次炼钢”或钢包精炼。

炉外精炼把传统的炼钢分为两步。

(1)初炼：在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化。

(2)精炼：在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等。

从60年代以来，各种炉外精炼方法相继出现。

目前，全世界已有500多台炉外精炼设备在钢厂投入工业生产。

炉外精炼在现代化的钢铁生产流程中已成为一个不可缺少的环节。

尤其是炉外精炼与连铸相配合，是保证连铸生产顺行、扩大连铸品种、提高铸坯质量的重要手段。

在炼钢生产流程中，采用转炉(电炉)→炉外精炼→连铸已成为钢厂技术改造的普遍模式。

炉外精炼工艺特点和冶金作用各种炉外精炼方法的工艺各异，共同特点是：(1)有一个理想的精炼气氛，如真空、惰性气体或还原性气体。

(2)采用电磁力、吹惰性气体搅拌钢水。

(3)为补偿精炼过程中的钢水温降损失，采用电弧、等离子、化学法等加热方法。

炉外精炼主要是在钢包内完成的。

总的来说，有以下冶金作用：—钢水温度和成分均匀化。

—微调成分使成品钢的化学成分范围非常窄。

—把钢中硫含量降到非常低(如S<0.005％)。

—降低钢中的氢氮含量(如H<2ppm)。

—改变钢中夹杂物形态和组成。

—去除有害元素。

—调整温度。

钢包精炼方法不同，采用的工艺操作也不相同，所达到的冶金效果也不一样。

要结合生产的钢种、产品质量来选择合适的炉外精炼方法。

选择与连铸相匹配的炉外精炼的要求与连铸相匹配的钢包精炼，在于提高铸坯质量和保证连铸工艺的稳定性。

选择合适的炉外精炼方法是连铸钢水准备、提供合格质量钢水的重要手段。

为此结合产品质量要求，选择钢包精炼设备应满足以下基本要求：(1)调节钢水温度，达到连铸所要求的浇注温度。

(2)提高钢水清洁度，特别是减少钢中大型夹杂物的含量。

(3)降低钢中气体(如氢)含量。

炉外精炼

平炉：平炉炼钢自1864年法国人P..马丁利用有蓄热室的火焰炉，用废钢、生铁成功地炼出钢液起，直到1960年一直是世界上的主要炼钢方法，从60 年代起平炉逐渐被氧气转炉和电炉炼钢所代替。
1.2 炉外精炼的任务

1）降低钢中氧、硫、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，改善钢的力学性能。 2）深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。 3)微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，以提高合金收得率。 4）调整钢液温度到浇注所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。 5）作为炼钢与连铸间的缓冲，提高炼钢车间整体效率。

固态渣：将固体的合成渣料在出钢前或在出钢过程中加入钢包中。固态渣分为：机械混合渣、烧结渣

机械混合渣：直接将一定比例和粒度原材料进行人工或机械混合，或者直接将原材料按比例加入钢包内。有点：便宜，方便缺点：熔化速度慢、成分不均匀、易吸潮。

烧结渣：将原来按一定比例和粒度混合后，在低于原料熔点的情况下加热，使原料烧结在一起的过程。优点：混合均匀、稳定缺点：密度小，气孔多，易吸气。
2）浮动塞挡渣将挡渣物制成上为倒锥体下为棒状的塞。由于其形状接近于漏斗形，可配合出钢时的钢水流，故比挡渣球效率高。出钢时用专用机械将挡渣塞吊置在出钢口上方，缓缓加到钢水面上。挡渣塞能堵住出钢口而阻挡炉渣流出。

3）气动吹气挡渣塞 4）虹吸出港口挡渣 5）偏心炉底出钢优点： 1）可实现无渣出钢，易与炉外精炼配合 2）钢流短，无散流，缩短出钢时间，减少了钢水二次氧化 3）减少了耐火材料的消耗

炉外精炼主要工艺

炉外精炼主要工艺炉外精炼是一种常用的金属冶炼工艺，主要用于提高金属的纯度和质量。

它通过在金属冶炼中引入气体或液体，将杂质和非金属物质从金属中去除，从而得到纯净的金属产品。

炉外精炼的主要工艺包括氧气吹炼、氩气吹炼、真空精炼等。

其中，氧气吹炼是最常用的一种工艺。

它通过将氧气注入炉内，加热金属熔体，使金属中的杂质氧化并从熔体中脱离出来。

氧气吹炼可以有效地去除金属中的硫、磷等杂质，提高金属的纯度。

氩气吹炼是另一种常用的炉外精炼工艺。

它与氧气吹炼类似，都是通过引入气体来去除金属中的杂质。

不同的是，氩气吹炼主要用于去除金属中的氧、氮等杂质。

在氩气吹炼过程中，金属熔体被加热至高温，然后通过注入氩气，将金属中的氧、氮等杂质吹除。

氩气吹炼可以提高金属的纯度和均匀性。

真空精炼是一种在低压条件下进行的炉外精炼工艺。

它通过将金属熔体置于真空环境中，利用高温下物质的蒸发，将金属中的杂质挥发掉。

真空精炼可以有效地去除金属中的气体、氧化物等杂质，提高金属的纯度和质量。

除了以上主要工艺外，炉外精炼还包括电渣重熔、渣化处理等工艺。

电渣重熔是通过电弧加热金属熔体，利用渣料的溶解和吸附作用，将金属中的杂质去除。

渣化处理是指在金属冶炼过程中，用特定的渣料对金属熔体进行处理，使杂质和非金属物质结合成渣，并将其从金属中分离出来。

炉外精炼工艺的应用范围广泛。

它可以用于钢铁冶炼、铜冶炼、铝冶炼等金属冶炼过程中。

在钢铁冶炼中，炉外精炼可以去除钢中的硫、磷、氧等杂质，提高钢的纯度和质量。

在铜冶炼中，炉外精炼可以去除铜中的氧、硫等杂质，提高铜的纯度和导电性能。

在铝冶炼中，炉外精炼可以去除铝中的气体、氧化物等杂质，提高铝的纯度和塑性。

炉外精炼是一种重要的金属冶炼工艺，可以提高金属的纯度和质量。

它的主要工艺包括氧气吹炼、氩气吹炼、真空精炼等。

这些工艺通过引入气体或液体，将金属中的杂质和非金属物质去除，从而得到纯净的金属产品。

炉外精炼广泛应用于钢铁、铜、铝等金属冶炼过程中，对提高金属的纯度和质量起到重要作用。

炉外精炼(炼钢工艺)

3）合成渣洗 4）喷粉精炼 5）钢水加热电弧加热化学加热（铝热法、硅热发、CO燃烧法燃烧法）化学加热（铝热法、硅热发、CO燃烧法）
钢包加热系统工艺示意图
合金的喂入与喷粉工艺示意图
分类
真空精炼法惰性气体稀释法渣洗精炼法
AOD
CLU
8.2 炉外精炼方法及冶金效果
AOD
VCR
利用真空和吹氩，进一步脱碳
AOD-VCR
8.3 炉外精炼技术发展趋势
1.钢水百分之百地进行处理； 1.钢水百分之百地进行处理；钢水百分之百地进行处理 2.促使钢铁工业有粗放型向集约型发展促使钢铁工业有粗放型向集约型发展； 2.促使钢铁工业有粗放型向集约型发展； 3.向组合多功能化方向发展；向组合、 3.向组合、多功能化方向发展； 4.对不同规模、不同产品配备不同精炼技术： 4.对不同规模、不同产品配备不同精炼技术：对不同规模生产板带钢材企业，应配备CAS OB和RH精炼站 CAS精炼站。 1）生产板带钢材企业，应配备CAS-OB和RH精炼站。生产棒材的企业，应配备LF炉和喂线手段。 LF炉和喂线手段 2）生产棒材的企业，应配备LF炉和喂线手段。 3）对电弧炉特殊钢厂生产不锈钢采用EF→AOD→VCR工艺； EF→AOD→VCR工艺生产不锈钢采用EF→AOD→VCR工艺；生产轴承钢采用EF→LF→RH→CC工艺； EF→LF→RH→CC工艺生产轴承钢采用EF→LF→RH→CC工艺；生产超纯结构钢采用EF→VAR工艺。 EF→VAR工艺生产超纯结构钢采用EF→VAR工艺。
8.2 炉外精炼方法及冶金效果
四、循环真空脱气法
RH-KTB RH
RH-OB
8.2 炉外精炼方法及冶金效果
五、真空钢包处理