炉外精炼--钢包炉精炼法
炉外精炼
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%
lf炉外精炼工艺流程
lf炉外精炼工艺流程
LF炉外精炼工艺流程是一种钢铁冶炼过程中的重要工艺，它可以有效地去除钢水中的杂质，提高钢水的质量，从而生产出高质量的钢材。
下面我们来详细了解一下LF炉外精炼工艺流程。
钢水从转炉中倒入LF炉中，LF炉是一种垂直放置的圆筒形炉体，内部有一根垂直的钢包，钢水通过钢包进入LF炉内。
在钢水进入LF炉后，首先进行的是钢水的加热，这是为了使钢水达到适宜的温度，便于后续的精炼操作。
接下来是钢水的精炼操作，LF炉外精炼主要是通过氧化还原反应来去除钢水中的杂质。
在精炼过程中，首先加入氧化剂，如氧气、氮气等，使钢水中的杂质被氧化，然后再加入还原剂，如铝、硅等，使氧化后的杂质被还原，从而达到去除杂质的目的。
在精炼过程中，还需要进行钢水的搅拌，这是为了使钢水中的杂质更加均匀地分布在钢水中，便于精炼操作的进行。
搅拌可以通过气体喷吹、机械搅拌等方式进行。
精炼完成后，需要对钢水进行取样检测，以确保钢水的质量符合要求。
如果发现钢水中仍有杂质，需要进行再次精炼，直到钢水的质量符合要求为止。
LF炉外精炼工艺流程是一种重要的钢铁冶炼工艺，它可以有效地去除钢水中的杂质，提高钢水的质量，从而生产出高质量的钢材。
在实际生产中，需要严格按照工艺流程进行操作，确保钢水的质量符合要求。
钢包炉
钢包炉精炼功能特点：
①具有良好的脱气条件。一般都具有真空或搅拌条件，钢 包底吹氩气或电磁搅拌。真空和钢液内上浮的氩气泡为 脱气提供良好的热力学条件；氩气泡上浮过程中对钢液 的搅拌（电磁搅拌）作用和不断更新气－液相界面又为 脱气创造了良好的动力学条件。 ②能够准确地调整钢液温度。加热钢液时，通过调节输入 功率来控制钢液的升温速度。此外精炼过程中钢包内衬 充分蓄热，这样在浇注过程中钢液降温缓慢，能保持在 规定的温度范围内。 ③钢液的成分均匀稳定。因为搅拌贯穿整个精炼过程，所 以成分均匀稳定。
LF炉的功能:炉内还原性气氛，底吹氩气搅 拌，大气压下采用石墨电极埋弧加热， 高碱度合成渣精炼，微调合金成分。但 是没有脱气能力。因此LF炉常与VD炉配 合使用，构成 LF(V) 。 LFV法可以完成的任务：脱气，脱氧，脱 硫，去夹杂，加热钢水，微调成分等。
3.2.3 钢包炉精炼法（LF(V)法） LF炉由于其冶金功能齐全，结构简单，操作方 便，投资少等优点，已经成为我国纯净钢的主 要炉外精炼方法之一。在炉外精炼中占主导地 位，大大地提高了我国的炉外精炼比。 LF精 炼可提高钢液的纯净度及满足连铸对钢液成分 及温度的要求，成为炼钢与连铸间匹配的主要 设备。LF法既可以与转炉或电弧匹配。
LF炉容量，t 实际装入量，t 外径，mm 内径D，mm 总高，mm 内高，mm 熔池深H，mm H/D（在额定容量时）
20 13/23 2200 1676 2300 1995 1260 0.75
30 18/33 2400 1948 2500 2195 1402 0.72
60 60 2600 2070 3150 2740 2340 1.13
1－真空室；2－底吹氩系统；3－钢包；4－电弧加热系统； 5－合金加料系统；6－抽真空装置； VAD法设备示意图
炉外精炼-RH
炉外精炼的基本原理：（1）吹氩的基本原理：氩气是一种惰性气体，从钢包底部吹入钢液中，形成大量小气泡，其气泡对钢液中的有害气体来说，相当于一个真空室，使钢中[H][N]进入气泡，使其含量降低，并可进一步除去钢中的[O]，同时，氩气气泡在钢液中上沲而引起钢液强烈搅拌，提供了气相成核和夹杂物颗粒碰撞的机会，有利于气体和夹杂物的排除，并使钢液的温度和成分均匀。
（2）真空脱气的原理：钢中气体的溶解度与金属液上该气体分压的平方根成正比，只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低。
（3）LF炉脱氧和脱硫的原理：炉外精炼的任务：炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的一种方法，即把一步炼钢法变为二步炼钢法。
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。
RH真空循环脱气法LF具有加热和搅拌功能的钢包精炼法处理过程：用钢包车将钢包送入处理位，使真空室下降或使钢包提升，以便使吸嘴浸入钢包内的钢液以下500mm。
然后启动真空泵。
由于真空室内压力下降，钢包内钢水被吸入真空室中。
由于吸嘴中的一个喷入氩气，另一个没有，钢水便开始反复循环。
这时就可采取各种处理措施，例如脱气、吹氧、化学成分及温度调整等。
处理结束时使系统破真空。
随后退出吸嘴，将钢包送至后处理位置或交接位置。
冶金效果：在短时间就可达到较低的碳(<15ppm)、氢(<1.5ppm)、氧含量(<40ppm)；仅有略微的温度损失；不用采取专门的渣对策；可准确调整化学成分，Al，Si等合金收得率在90～97％。
汽车钢板以及电工钢等是RH钢生产的典型产品。
二次精炼-ASEA-SKF法-VAD法-LF及LF(V)法
6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF钢包精炼炉按加热方式可分为交流钢包炉、直 流钢包炉以及等离子枪加热钢包炉。 等离子枪加热钢包炉：
三相交流等离子钢包炉，由于没有电极造成的增碳，
有利于生产高洁净度的极低碳钢。新日铁广烟制铁 所使用的是三相交流等离子的PLF法。
下的LF纷纷被各钢厂使用，但大型LF还是依靠进口，如
1993年天津无缝钢管公司从Danmeg引进的150tLF、1994年 大冶特殊稠股份有限公司第四炼钢厂引进Danieli的60tLF。 当时冶金部组织了由大冶特殊钢股份有限公司。冶金自动 化研究院、北京科技大学、钢铁研究总院等单位组成的攻 关组，进行国家“八五”重点科技(攻关)项目“钢包精炼 技术”(编号6—3)的研究工作，在包括钢液温度控制、成 分控制及洁净度控制方面取得了很好的效果，形成了具有
②能够准确地调整钢液温度。加热钢液时，通过调节输入功率 来控制钢液的升温速度。此外精炼过程中钢包内衬充分蓄热， 这样在浇注过程中钢液降温缓慢，能保持在规定的温度范围 内。
③钢液的成分均匀稳定。因为搅拌贯穿整个精炼过程，所以成 分均匀稳定。
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④可以加渣料造还原渣精炼，充分地脱氧，脱硫，精炼低硫 钢种。 ⑤优越的合金化条件。由于具有加热手段，精炼过程中的合 金加入量原则上不受限制。可以把钢液成分控制在较窄的
求，成为炼钢与连铸间匹配的主要设备。LF法既可以与转炉
或电弧匹配。
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
6.3.1 LF炉的设备组成 LF炉是以电弧加热和造渣精炼为主要技术特征的炉外精炼
LF工艺讲义解析
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五、钙处理工艺
1、钙处理目的 改变钢水中脱氧产物 Al2O3的形态,可确保在炼钢温度下的铝酸盐呈液态. 1、Als较低时，钙处理生成低熔点的2Ca.Al2O3.SiO2 在低碳低硅钢喂入Si-Ca线主要目的是脱氧和形成低熔点的球状夹杂物以改 善钢水可浇性 中高碳钢喂入Si-Ca线主要目的是改变钢水中氧化物夹杂形态,提高钢水洁净 度. 2、Als较高时，钙处理保持适当的Ca/Al比，在含铝冷镦钢中喂入Ca-Fe线，使 钢水中含有一定的活性Ca，并使生成物的成分在3CaO.Al2O3与CaO.Al2O3范围 内，最好生成低熔点的12CaO.7Al2O3 2、钙处理的包芯线种类: Si-Ca线; Si-Ca-Ba线 Fe-Ca线 Al-Ca线等.
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3、典型钢种SWRCH6A的钙处理工艺 含铝冷镦钢如SWRCH6A等主要的脱氧产物是Al2O3簇 状夹杂物，这种夹杂物熔点高，在连铸温度下呈固体，很容 易在中间包水口处聚集引起堵塞，导致钢水下不来； 在钢坯 中的簇状Al2O3夹杂物在轧制过程中会被破碎沿轧制方向延 续分布成长串状夹杂物，造成严重缺陷，因而必须进行Ca处 理将其转换成液态的铝酸钙12CaO.7Al2O3，其熔点为 1450℃,在炼钢温度下成为液态,容易上浮,就不会产生堵水口 事故。 湘钢炼钢厂通过喂入CaFe 线来改变夹杂物形态， 喂入量根据出LF炉的Als含量确定，保证Ca%/Als%>0.075， 喂完后软吹5分钟以上，确保夹杂物的充分上浮，改善钢水的 可浇性。
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3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅 拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡 上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的 渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时, 钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大 1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高 精炼效果。 4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼 炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸 形成更加通畅的生产流程。
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。
炉外精炼介绍
炉外精炼介绍炉外精炼技术20 世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。
由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。
炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。
要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。
炉外精炼技术就是铸件生产中的适用技术之一。
1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整（添加合金）、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。
针对上述功能，衍生出LF 法、VD法、VOD法、RH法、SKF'法等炉外精炼设备。
但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗/ 精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。
2电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。
这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。
在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。
在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。
为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。
即将原电弧炉炼钢的两大期-- 氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质量，提高生产率的目的。
下面是双联工艺法的工艺流程：电炉加料-- 熔化-- 氧化-- 升温-- 出钢--LF 炉接钢液-- 精炼还原-- 微调成分，调整温度-- 出钢-- 喂丝-- 钢液测温-- 钢液浇注。
3双联工艺法的产品质量0.0l%对几个采用双联工艺法的铸钢厂产品质量跟踪：①气体含量：[H]3.5ppm ，[O]40ppm，[N]80ppm；②杂质含量：内。
4材料性能屈服强度增加7%~1l%；抗拉强度增加3%~6%，冲击韧度增加20%一45%；断面收缩率、伸长率基本无变化。
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--钢包炉精炼法
6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF(V)：Ladle Furnace (Vacuum)。 是钢包炉的缩写。
无真空工位的叫LF法，带有真空工位的叫LFV法。
LFV法是在ASEA-SKF法和VD法等方法基础上的改 进设备，这三种方法统称为钢包精炼炉。此法是把电
弧炉的还原精炼原样移到钢水包中操作。将电弧埋入
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF钢包精炼炉按加热方式可分为交流钢包炉、直 流钢包炉以及等离子枪加热钢包炉。 等离子枪加热钢包炉：
三相交流等离子钢包炉，由于没有电极造成的增碳，
有利于生产高洁净度的极低碳钢。新日铁广烟制铁 所使用的是三相交流等离子的PLF法。
合金与渣料加料系统、底吹氩搅拌系统、喂线系统、炉盖 及冷却水系统(有的没有冷却系统)、除尘系统、测温取样 系统、钢包车控制系统等，如图6-9所示。按照供电方式 分为交流钢包炉和直流钢包炉，目前国内多数炉是使用交 流钢包炉。
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1－电极； 2－合金料仓；3－透气转；4－滑动水口 图6-9 LF设备示意图
a－炉盖旋转式；b－钢包移动式 1－钢包；2－搅拌器；3－电极盖；4－真空盖 图6-3 ASEA-SKF炉布置方式
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6.1钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）
电磁感应搅拌器
图6-4 搅拌器位置和钢液流动状态示意图
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非真空处理用的钢包，自由空间的高度小一些，对非真空
炉外精炼课件
合金的喂入与喷粉 工艺示意图
加热
钢液在进行炉外精炼时，有热量损失，会造成温度下降。若炉外精炼方法 具有加热升温功能，可避免高温出钢和保证钢液正常浇铸，增加炉外精炼 工艺的灵活性，在精炼剂用量，钢液处理最终温度和处理时间均可自由选 择，以获得最佳的精炼效果。
常用的加热方法有电加热和化学加热。
采用专门的真空装置，将钢液置于真空环境中精炼，可以降低钢 中气体、碳及氧含量。
三．添加精炼剂
炉外精炼中金属液的精炼剂一类为以钙的化合物 （CaO或CaC2）为基的粉剂或合成渣，另一类为合金 元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。
将这些精炼剂加入钢液中，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。
电加热是将电能转变成热能来加热钢液的。这种加热方式主要有电弧加热 和感应加热。
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。
钢包加热系统工艺示意图
1 炉外精炼概述
过滤：随着技术的进步出现的一种新的精炼手段，如利用 陶瓷过滤器将中间包内钢液中的氧化物夹杂等过滤掉。
○ EAF（EBT）（或BOF）—LF炉—RH—连铸
4. 不锈钢：EAF或BOF—VOD—（LF炉）—连铸
○ EAF或BOF—AOD—（LF炉）—连铸 ○ EAF或BOF—AOD —VOD—（LF炉）—连铸
常用的炉外精炼方法
2 真空处理的作用
钢液的真空处理的作用 钢液真空处理的目的是去除钢液内的气体和氧、夹杂物，是提高钢水质量
1 炉外精炼概述
一．3炉外处理的基本手段
炉外精炼的手段包括：搅拌、真空、添加精炼剂、 加热（调温）以及过滤。通过这几种精炼手段的 不同组合，为完成某种精炼任务创造最佳热力学 和动力学条件，构成功能不同的炉外精炼设备。
LF炉精炼研究总结(2)
LF 是一种拥有电弧加热装置的炉外精炼方法，于 1971 年由日本特殊钢公司提出，它也被叫做钢包加热炉。
LF 主体是一个带有底吹氩的钢包，来自转炉或者电炉的钢液(无渣)注入到该钢包内，然后钢包被吊车吊运到钢包车上，运往 LF 处理工位。
在水冷炉盖下方提供三相电极，盖上水冷炉盖，加入高碱度的复合渣，然后通电，那末常压下即可达到埋弧加热的效果。
由于 LF 处理方法提供电弧加热、复合渣精炼，吹氩搅拌和合金微调等功能，因此 LF 精炼可达到以下冶金目的：1)通过还原气氛中高碱度复合渣的精炼， LF 有很高的脱硫和脱氧能力，钢液中硫含量和溶解氧可降低到 20PPm 以下，此外夹杂物也可有效的去除。
2) 钢液电弧加热调整钢液温度，加速复合渣熔化；3) 底吹氩方式达到钢液成份和温度的混匀；4) 依靠自动加料系统对钢液进行成份微调。
转炉出钢1) 钢包条件钢包应当干净，不附带任何残存炉渣；此外，换包周期不能多于4 小时，否则钢包必须烘烤加热到 1000-1200℃。
钢包内残存钢液或者炉渣会引起钢包温降，失去的热量需 LF 处理补偿，这些因素在 LF 电脑模型中都需要考虑进去。
2) 挡渣转炉出钢需要进行挡渣，众所周知转炉顶吹终点，钢液中存在一定含量的溶解氧，它与渣中氧保持平衡。
渣中FeO 和 P O 含量很高。
2 5当还原剂加入钢包钢液中溶解氧含量降低，钢渣间的氧平衡被打破，渣中 FeO 含量减小。
因为炉渣的氧化性降低，发生回磷现象。
因此为了阻挠钢液回磷和保证稳定的 LF 加热过程，转炉出钢要求挡渣。
3)合金和造渣剂的添加为保证钢液成份，出钢过程中需加入合金和还原剂。
LF 加热过程钢包精炼工艺包括几个过程，彼此间相互关联。
对于不同钢种，加热操作不尽相同，且处理过程参数均有相关的标准计算模型。
步骤 A：搅拌当钢包抵达 LF 处理位，接通自动快换接头向钢包提供氩气，根据钢种选择不同的吹氩模式。
a) 吹氩量： 150~300Nl/min步骤 B：混匀依据钢种提供不同的混匀方法a) 吹氩量： 300~600Nl/minb) 还原剂：硅铁，铝丸不同混匀模式中，还原剂用量是一定的 (~TS).这个步骤分为两个加热阶段，第一阶段持续 1 分钟，加热速度越慢越好，温度上升大约3℃/min，这是起弧阶段。
第7章炉外精炼
第七章 钢的炉外精炼7.1炉外精炼的定义炉外精炼一般是指把转炉、电弧炉中初炼的钢水移到另一个容器中(一般是钢包)，为得到比初炼更高的生产率、更高的质量，而进行的冶金操作。
也称为“二次精炼”。
炉外精炼的冶金操作一般包括：①脱硫；②脱碳；③脱氧（去除氧化物）④非金属夹杂物的形态控制；⑤脱气(包括氢、氮、氧)；⑥成分调整（合金化）；⑦钢水成分及温度的微调及均匀化；⑧脱磷。
为了进行上述的冶金操作，炉外精炼设备具有：①搅拌（气体、电磁力、机械）；②气氛调整（密闭）；③减压或真空；④渣成分调整（添加熔剂）；⑤加热（化学加热和电加热）；⑥添加合金；⑦喷入（粉体吹入）等功能。
表7.1是炉外精炼技术的发展和特点。
表7.1 炉外精炼技术的发展及特点名称技术特点开发年代合成渣渣洗 60%CaO＋40%Al2O3液渣冲混 30年代SAB,CAB,CAS 钢包加盖（罩），吹氩，加合金1974CAS-OB CAS基础上的Al-O2反应提温1983VID 钢包（钢流、出钢）真空脱气 50年代初DH 提升真空脱气1956RH 循环真空脱气1959RH-OB RH真空槽下部增加吹氧1972RH-KTB RH真空槽内顶吹氧1988VOD 真空下吹氧脱碳1965AOD Ar-O2混吹脱碳19681968VAD 低压下电弧加热，吹氩，钢包脱气ASEA-SKF 电磁搅拌，常压下电弧加热，钢1965包脱气LF 常压下埋弧加热，底吹氩1971喷粉（TN,SL）浸入式喷吹渣粉或合金粉 70年代初喂线高速喂入包芯线（合金料） 70年代初SRP 转炉双联-渣金逆流式铁水预处理1982炉外精炼一般可分为两大类：一是钢包处理型炉外精炼法，如RH、钢包喷粉和喂线、CAS 等；二是钢包精炼型炉外精炼炉，如VOD、LF 和AOD 炉等。
炉外精炼技术的特征见图7.1和炉外精炼的功能和工艺目标见表7.2、表7.3。
表7.2 主要精炼装置的功能 工 艺 加热 真空 搅拌合金调整渣精炼 吹氧精炼LF/VD ● ● 〇 ● ● ASEA-SKF ● ● 〇 ● ● VAD ● ● 〇 ● ● ● VOD 〇 ● 〇 〇 ● DH ● ● 〇 RH ● ● 〇 RH-OB 〇 ● ● 〇 〇 ● RH-KTB 〇 ● ● 〇 〇 ● RH-MFB 〇 ●●〇 ●注：：●－精炼功能强；〇－精炼功能弱。
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6.1钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）
❖ 1965年建成，由瑞典通用电器公司（ASEA）与瑞典滚 珠轴承公司（SKF）合作开发。ASEA-SKF钢包精炼炉 具有电磁搅拌、真空脱气、电弧加热和渣洗精炼等功能， 如图6-1所示。可以进行脱气，脱氧，脱碳，加热，去除 夹杂物，调整合金成分等操作。
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
❖ 电炉无渣出钢及转炉挡渣出钢技术的发展，为LF精 炼技术的发展与完善起到了巨大的推动作用。但是 在实际生产中要实现电弧炉的无渣出钢及转炉的少 渣出钢相当困难，因此出现了目前电炉流程及转炉 流程普遍采用的出钢后对下渣改性处理工艺，即：
⑤优越的合金化条件。由于具有加热手段，精炼过程中的合 金加入量原则上不受限制。可以把钢液成分控制在较窄的 规格范围内。
❖ 钢包炉精炼法在不同程度上都可以完成脱氧，脱气，脱碳， 脱硫，提高纯净度，合金化等项任务。
❖ 典型的钢包炉精炼法有三种： ASEA-SKF法，VAD法，LF及LF(V)法。
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②能够准确地调整钢液温度。加热钢液时，通过调节输入功率 来控制钢液的升温速度。此外精炼过程中钢包内衬充分蓄热， 这样在浇注过程中钢液降温缓慢，能保持在规定的温度范围 内。
③钢液的成分均匀稳定。因为搅拌贯穿整个精炼过程，所以成 分均匀稳定。
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④可以加渣料造还原渣精炼，充分地脱氧，脱硫，精炼低硫 钢种。
电磁搅拌，搅拌更激烈，为了保持真空脱气的沸腾时间，钢 包上部留有较大的自由空间；②真空盖上设有可在真空下添 加合金及熔剂的双钟式漏斗，以便连续加料时不破坏真空度； ③真空盖上还增设了电弧加热装置，设备的关键部位是上下 移动的石墨电极与真空盖之间的密封技术，采用了望远镜式 的双套筒系统，套筒用抗磁材料制成，并用水冷却。
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1－真空室；2－底吹氩系统；3－钢包；4－电弧加热系统； 5－合金加料系统；6－抽真空装置； 图6-6 VAD法设备示意图
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❖ 钢包炉精炼法的一个突出特点是具有加热手段，可以 在钢包内对钢液进行加热。所以为完成精炼任务的吸 热以及在精炼过程中的散热损失，均可通过加热而得 到补偿，使钢包炉在钢液温度和精炼时间长短方面不 再依赖于初炼炉的出钢温度。
❖ 钢包炉通常都具有搅拌、加热、造渣等三种以上（如 真空）的精炼手段。并且这些手段都是可以独立控制 的。
❖ 目前，LF炉是国内普及程度最高的炉外精炼手段。
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
❖ LF(V)：Ladle Furnace (Vacuum)。 是钢包炉的缩写。 无真空工位的叫LF法，带有真空工位的叫LFV法。 LFV法是在ASEA-SKF法和VAD法等方法基础上的改 进设备，这三种方法统称为钢包精炼炉。此法是把电 弧炉的还原精炼原样移到钢水包中操作。将电弧埋入 钢液面以上的熔渣层中加热钢液，吹氩搅拌，在还原 气氛下造渣精炼，亦称为埋弧桶炉法。
图6-4 搅拌器位置和钢液流动状态示意图
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6.2真空电弧加热脱气法（VAD法）
❖ VAD:Vacuum Arc Degassing（真空、电弧加热、脱气）。 ❖ VAD精炼法具有真空脱气、真空下电弧加热、吹氩搅拌、造
渣精炼多种冶金功能。 ❖ VAD与ASEA-SKF法所不同的是：①用氩气搅拌，而不是用
❖ 电弧炉或转炉出钢+钢内渣改性 (加铝、加渣料、 加Ca-Si或加改渣剂) +LF精炼
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
❖ 电弧炉发展的第一阶段是包括熔化、氧化、还原的传统型电 弧炉。
❖ 第二阶段是由于电弧炉炉型(出钢槽式电弧炉)的原因，为避 免氧化渣污染钢液及发挥钢渣脱氧、脱硫的作用，在电弧炉 内必须造好还原渣，钢渣混出，由LF来完成进一步还原精 炼的任务。
6.3.1 LF精炼技术的产生与发展 ❖ LF(LadleFurnace)精炼技术的研究始于1968年，当时发 现用电弧炉预造还原渣、钢渣混出、钢包吹氩处理，还原 精炼效果显著，因此进行了以省略电弧炉还原期为目的的 有电弧加热功能的钢包精炼技术的开发。 ❖ 1971年，日本大同特殊钢厂第一台钢包精炼炉(LF)投入 使用)。 ❖ 1973年，新日铁八幡制铁所在转炉厂设置LF。
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a－炉盖旋转式；b－钢包移动式 1－钢包；2－搅拌器；3－电极盖；4－真空盖
图6-3 ASEA-SKF炉布置方式
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6.1钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）
电磁感应搅拌器
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钢包炉精炼功能特点：
①具有良好的脱气条件。一般都具有真空或搅拌条件，钢包底 吹氩气搅拌或电磁搅拌。真空和钢液内上浮的氩气泡为脱气 提供了良好的热力学条件；氩气泡上浮过程中对钢液的搅拌 （或电磁搅拌）作用和不断地更新气－液相界面又为脱气创 造了良好的动力学条件。
炉外精炼
钢包炉精炼法 -- ASEA-SKF法， VAD法，LF及LF(V)法
2011年9月31日Fra bibliotek6. 钢包炉精炼法
6.1 ASEA-SKF法 6.2 VAD法
6.3 LF法及LFV法
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6. 钢包炉精炼法
❖ 采用多种精炼手段，因而功能比较齐全的炉外精炼方 法和设备，通常称之为钢包精炼炉。