炉外精炼
1炉外精炼的主要目的和任务?
①降低钢中O.S.H.N.和非金属夹杂物的含量，改变夹杂物的形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性
能②脱C满足低C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的减小包内的温度梯度
2炉外精炼的技术特点
⑴二次精炼⑵创造良好的冶金动力条件⑶二次精炼容器具有浇注功能
3炉外精炼的手段：渣洗真空搅拌加热喷吹
4 C O反应的步骤⑴溶解在钢液内的C和O通过扩散边界层迁移到钢液和气相得相界面⑵在气液相界面上进行化学反应生成CO气体⑶反应产物CO脱离相界面进入气相⑷CO气泡长大和上浮并通过钢液排除
5脱气反应的步骤
⑴通过扩散或对流钢液中的溶解气体原子迁移到气液相界面⑵气体原子由溶解状态变为表面吸附状态⑶表面吸附的气体原子彼此相互作用生成气体分子⑷气体分子从钢液表面脱离⑸气体分子扩散进入气相并被真空泵抽出
6脱N效果不好的原因
N的扩散系数比H小扩散速度慢氮化物分解压极低
7钢液滴流脱气法的原理及问题
原理：是钢液以流束状注入置于真空室内的容器中由于真空室压力急剧降低使流股松散膨胀并散开成一定角度以滴状降落脱气表面积增大有利于气体的溢出
问题：钢液温降较大小容量钢包尤为突出为保证充分脱气和合格的浇注温度钢液过热100℃左右
8 DH法脱气工作原理
⑴吸嘴插入钢液内⑵启动真空泵钢液上升到真空室内的压差高度⑶钢包下降或是真空室提升⑷处理后钢液密度大，沉降到钢包底部⑸当钢包提升或真空室下降时又有一批钢液进入真空室脱气，直至处理结束为止。
9 DH法的主要优缺点
优点：进入真空室内的钢液由于气相压力的降低激烈的沸腾，脱气表面积增大，脱气效果好，适用于大量钢液的脱气处理，可用较小的真空室处理大吨位的钢液，对真空室进行烧烤加热，因此处理过程中滤降小。由于激烈沸腾还具有较大的脱C能力，合金通过真空室加入，提高合金收得率。
缺点：设备比较复杂，成本高
10钢液真空循环原理（RH）
(1)将真空室下部的两根浸管插入钢液内100-150mm的深度启动真空泵抽真空钢液使从两根浸管中上升到压差相等的高度(2)从上升管吹入驱动气体，产生小气泡核形成循环(3)气泡进入真空室后炸裂成无数小液滴，是脱气面积大大增加，加速了脱气过程（4）脱气后的钢液汇集到真空室的底部，经下降管返回到钢包内。未经脱气的钢液有不断从上升管进入真空室脱气，周而复始，形成连续过程。
11处理容量V：是指被处理的钢液量
12处理时间于哪些因素有关?
处理时间决定于脱气时的平均降温速度而平均速度主要与处理容量钢包（800摄氏度）和真空室（1400摄氏度）的预热温度处理时加入添加剂的种类和数量以及渣层厚度包衬材料的导热率的因素
13循环因数U：是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
11真空冶金的一般规律--压力对化学平衡的影响?
当反应生成物为气相时，减少系统的压力可以使化学平衡向着增加气体物质的方向移动，也就是说真空可以使已经达到平衡的脱气，脱C和脱O反应继续进行，从而提高钢液的质量。在冶金过程中，应用真空技术时，只有当反应过程中有气相参加并且反应且生成物的气体摩尔数大于反应物中的气体摩尔数时才有可能引起平衡的移动。
12真空下碳还原固体金属氧化物能力的提高：真空状态下碳和氧的亲和力随气相压力的降低而增加，使碳的还原还能力大大提高，因此可以得到含碳很低的金属和铁合金
13真空下脱C和O的热力学：[c]+[o]=CO(g) lgk=lgPco/a(c)a(o) a(c)a(o)=Pco/k 即[%C][%O]=Pco/K 所以Pco=[%c][%o]k 熔池中C.O关系
14为什么在气液相界面上面有效?
因为在气液相界面上脱O产物CO能从液面上去除到气相中，此时反应邀平衡受气相中Pco的影响
15钢中气体：指溶解在钢中的H和N KH=0.0027 KN=0.040 [%H]=KH(PH2)1/2 [%N]=KN(PN2)1/2 16真空度：是指RH处理的真空室内可以达到并且保持的最小的压力
17本处理：本是指在高真空（气压不大于0.27KPa）下，以去除钢液中H.O（脱氧产物）为目的真空脱气处理，一般本处理的脱率在50%左右最大可达70%
18 RH轻处理：利用RH的搅拌，脱C功能在低真空条件下，对未脱氧钢液进行短时间处理，同时使钢液温度、成分调节到适于连续铸钢的工艺要求
产品：准沸腾钢对应浇注方式
19 RH的发展：RH→RH-O→RH-OB→RH-KTB(RH-FMB)等
20（1）RH-O真空吹氧技术。功能强制脱碳用于冶炼低碳不锈钢（2）RH-OB真空吹氧技术。冶炼超低碳钢、不锈钢。弱点：喷嘴寿命低，降低了设备的作业率，喷溅严重结瘤(3)RH-IJ RH喷粉技术脱S脱H脱C 减少非金属夹杂物和调整成分(4)RH-PB喷粉技术(5)RH-KTB真空喷粉技术（6）真空顶喷粉技术（7）RH-MFB 多功能喷粉技术
21钢包吹氩的作用：（1）驱动钢液自下而上运动，均匀钢液的成分和温度（2）脱气：氩气泡上升过程中吸附钢液中溶解的气体H和N（3）粘附非金属夹杂物并排出
22吹氩压力：理想的吹氩压力应该使氩气泡能遍布整个钢包，氩气泡在钢液内存均匀分布
23吹氩方式（1）顶吹方式：在线吹氩，缩短时间效果不如底吹（2）底吹方式：吹的过程中不能中止，一直贯穿整个过程
24 VD真空吹氩脱气。手段：真空搅拌。完成的功能任务：吹氩搅拌增大钢与真空的接触面积，很强的脱H、N能力，同时上浮的氩气泡还能粘附非金属夹杂物，促使夹杂物从钢液内排除，使钢的纯净度提高，消除钢的白点和发纹缺陷
缺点：缺少加热手段，不能造新渣脱硫造新渣
25 CAS密封吹氩微调合金成分
基本功能：）均匀和调整钢液成分和温度）提高合金收得率）净化钢液、去除夹杂物
精炼工艺过程）大量底吹氩）降下隔离罩，罩住该无渣区域）罩内呈密封状态、惰性气氛
26 CAS-OB为了快速补偿CAS法处理过理过程中的温降，在隔离罩内增设了一支吹氧枪对钢液进行吹氧，同时向钢液内加入铝或硅铁，利用加入的铝或硅铁与氧反应所放出的热量直接加热钢液
目的：是对转炉钢液进行快速升温，补偿法工序的温降，为中间包内的钢液提供准确的目标温度，使转炉和连铸协调配合
27隔离罩的作用：）隔开浮渣在钢液表面造成的无渣亮面并提供加入微调合金空间，形成保护区和为加热钢液提供货学反应空间）也是有一般烟罩的作用，借以收集和排出烟气
特点：1）为锥形体）材质三氧化二铝2）寿命一百次左右3）罩住气泡区
28 CAS-OB的特点：在吹氧的同时，不断通过隔离罩向钢液内加入铝或硅铁，利用铝或硅铁氧化的化学热对钢液加热，吹氧时有少量的Mn C Fe元素被氧化，升温速度为5--10摄氏度/s，当出钢温度低时或浇注时，经吹氧处理，可以不回炉再冶炼
29 CAS-OB法钢液的热调温目的：为了转炉与连铸更好地协调配合，钢包处理暂起缓冲作用，为连铸中间包内的钢液提供准确的目标温度而创造条件，由于表现了过程中加热，有助于降低转炉的出钢温度，提高炉龄和钢液质量，并且可以协调转炉与连铸的生产，提高生产率。利用加入的铝或硅铁与氧的反应所放出的热量直接加热钢液操作方便，且成本低，效率高
30IR-UT带有增加温度能力的喷吹精炼
31钢包冶金站采用上部敞口式隔离罩，它与采用的上部封闭的隔离罩相比的优点：1）可使整个设备的高度降低2）喂线可在隔离罩内进行，免除与表面渣的反应3）在钢液处理过程中容易观察和调整各项操作如
吹氧搅拌合金化及隔离罩内耐火材料的侵蚀等
32 IR-UT的特点法取消了包底的多孔透气砖，改底吹氩为顶吹氩，可以有力的搅拌钢液，促使钢液温度和成分均匀
14钢包炉通常都具有真空搅拌加热等三种以上的精炼手段
15钢包炉在精炼功能方面的特点⑴有良好的脱气条件真空搅拌⑵能够准确的调整钢液温度⑶钢液的成分均匀稳定⑷可以加渣料造还原渣精炼充分的脱氧脱硫精炼低硫钢种⑸优越的合金化条件
16钢包炉精炼法的任务
脱碳脱氧脱气脱硫提高纯净度合金化
17典型的三种ASEA-SKF V AD LF(v)
手段都是真空加热搅拌
18 ASEA-SKF钢包加热电磁搅拌精炼法
⑴功能电磁搅拌真空脱气和电弧加热⑵任务可以进行脱气脱氧脱碳脱硫加热去除夹杂物调整合金成分等操作⑶实现方式①真空密封炉盖和抽真空系统②加热电弧加热系统③搅拌水冷电磁感应搅拌器即变频器⑷ASEA-SKF 钢包同时兼有钢包真空脱气设备和精炼炉的作用与普通钢包相似钢包外壳形状为无锥度的柱形为采用圆锥形钢包势必将搅拌器也要制成圆锥形结果使制造困难以及带来其他不利之处⑸优点①提高钢的质量②提高产量③扩大品种④降低成本⑤可以根据精炼的目的不同而选择不同的操作工艺缺点①采用电磁搅拌搅拌器设计复杂价格昂贵②应用起来比吹Ar费用高③工艺处理周期长
19 V AD真空电弧加热脱气法
⑴功能真空脱气真空下电弧加热吹Ar搅拌多种冶金功能⑵任务造渣脱硫脱氧去夹杂脱H脱N 合金化⒀实现方式①真空真空系统②加热电弧加热③搅拌吹Ar⑷与ASEA-SKF法不同的是①用Ar气搅拌更激烈②真空盖上设有可在真空下添加合金即溶剂的双钟式漏斗以便连续加料时不破坏真空度
20 LF（v）钢包炉精炼法
⑴功能LF炉内还原性气氛低吹Ar气搅拌石墨电极埋弧加热在高碱度和成渣精炼微调合金成分⑵任务脱气脱硫脱氧去夹杂加热钢液微调成分等⑶实现方式①真空脱气系统②加热电弧加热③搅拌吹Ar⑷如何实现还原性气氛①水冷炉盖与密封橡胶圈的作用可以起到隔离空气的密封作用②还原性渣以及加热时石墨电极与渣中的氧化铁氧化锰三氧化二铬等氧化物作用生成一氧化碳气体增加炉气的还原性③石墨电极与包中的氧气反应生成一氧化碳阻止炉气种的氧向金属传递保证了精炼时炉内的还原气氛⑸LF炉盖得作用钢包口密封保持炉内强还原性气氛防止钢包散热提高加热效率⑹埋弧加热的作用散热少减少电弧光对炉衬热辐射和侵蚀并可稳定电流⑺高碱度合成渣精炼的作用降低钢中氧硫和非金属夹杂物的含量⑻LF应用广泛的原因①Ar气搅拌成本低效果好②设备简单可以满足精炼的需要⑼LFV通常由座包工位加热工位真空工位组成⑽LFV的精炼工艺①基本精炼工艺纯净刚生产不造渣②特殊精炼工艺超纯净刚造渣③普通精炼工艺一般要求的低合金钢无真空不造渣④真空吹氧脱碳工艺低碳和超低碳不锈钢
21电弧炉返回吹氧法的特点以不锈钢为原料高温吹氧碳氧化铬不氧化
22脱碳保铬对铬含量的要求理论要求在12%以上常见在13%以上
23脱碳保铬的途径⑴提高温度提高熔池温度使K增加即可使平衡的C含量降低⑵降低Pco在一定铬含量下降低Pco使平衡的C含量降低所达到的脱碳保铬效果比升温更好
24降低Pco的方法
⑴真空法利用真空使Pco大大降低进行脱C保铬⑵稀释法吹入Ar气N气和水蒸气等稀释气体来降低Pco 进行脱碳保铬如AOD CLU法
选择性氧化确切的说是氧化程度的选择高铬钢液脱碳时一氧化碳的生成部位熔池内部熔池表面和悬空液滴熔池理想状态熔池内部脱碳的比例越小表面和悬空液滴所脱碳的比例越大钢液最终含碳量越低
7影响脱碳速度的限制环节：（1）高碳区供氧量（2）低碳区碳在钢内的扩散
8 VOD方法的特点真空吹氧脱碳
向处于真空室内的不锈钢进行顶吹氧和底吹氩气搅拌精炼，达到脱碳保铬的目的
9 VOD的设备构成：钢包、真空罐、抽真空系统、吹氧系统、吹氩系统、自动加料系统、测温取样装置、过程控制装置等
10 VOD基本功能
具有吹O脱C升温氩气搅拌真空脱气造渣合金化等冶金功能适用于不锈钢工业纯铁精密合金高温合金结构钢的冶炼尤其是超低C 不锈钢和合金结构钢的冶炼尤其是超低C不锈钢和合金的冶炼
11 AOD ：氩氧精炼法（1）设备：由炉体，倾动机构，氩氧枪，测温装置，气体混合调节装置，除尘设备，加料设备等组成，⑵功能，精炼效果脱硫，由于加入石灰石硅铁可造高碱度渣，又有强力的氩气搅拌，可深脱硫，能力超过电炉白渣法冶炼，脱氢，吹入氩气搅拌也有明显的脱氢效果，脱氮，比电炉钢低，脱氧搅拌时促使氧化物分离上浮，去夹杂物，刚中氧化物夹杂易于分离上浮，纯净度高，⑶优缺点，优点：1可大量使用廉价的高碳铬铁及碳素废钢来配料，降低了原料成本，2采用电炉和AOD炉双联生产不锈钢，生产能力提高，3AOD设备简单投资低，4过程控制比较简单，工艺容易掌握5刚的质量高，缺点：1由于氩气消耗量大，因而操作费用高，2炉龄比较低，耐火材料消耗高，生产成本高，⑷AOD比VOD发展快的原因：1AOD 在原料选择生产成本和生产率方面都比VOD优越，2AOD能快速处理高碳钢液，3AOD的铬收得率高，锤炼过程比较容易实现计算机的自动控制
12喷射冶金：根据流化态和气力输送原理用氩气或其他的气体做载体，将不同类型的粉剂（多为含钙物质）吹入钢液或铁水中进行精炼的一种冶金方法，
13喷射冶金可完成的任务：钢液的脱S脱O脱P去除夹杂，改变夹杂物形态，调温，控制微量元素和合金化等，铁水脱S，脱SI脱P预处理
14喷射冶金的系统设备的组成：储料仓，喷粉罐，输送管道，流量监测和控制系统，喷枪及其操作系统组成，核心设备：喷粉灌
15喷粉灌的结构形式：气压式流态化式振动式
16典型的喷粉灌有如下三种基本形式：1平床式喷粉灌{平床流化下出料}2平床式喷粉灌{平床流化上出料}3锥体流化段喷粉灌
17 典型的喷粉系统：TN法SL法系统
18 TN法的特点：1设备简单分配容器较小2分配器上设上下两个出料口根据粉剂特性不同采用不同的出料方式3备用包盖以防止喷溅和减少散热损失4喷枪用砖衬保护喷吹时喷枪插入钢液深部用N气做载流气体
19SL的特点：分配器内采用微孔尼龙套或其他弥散孔透气材料组成流态化段流化床的面积较小主要集中左下段锥口接近出口部位局部流态化得效果较好利用分配系和孰料管道内的压差将粉料从分配器内喷出喷枪由特殊钢管外套高铝质耐火材料组成
20 与TN相比喷粉系统中设有回收站其作用是冷态调试以预选各种喷吹参数时可回收粉料当跟换粉料时可用次罐回收分配器中的剩余粉料
21喷射冶金的应用：1铁水的脱S P Si 等预处理2电炉炼钢过程中炉内喷吹氧化期强化脱P 还原期加速脱S 缩短冶炼时间减低电耗3将易氧化元素粉剂用Ar气做载体喷入钢液内可提高合金元素的利用率减少烧损稳定钢液成分4高Cr钢液的脱P5夹杂物形态的控制6喷粉增C
22流态化：向固体微粒床层中通入气体或是液体是床层具有类似流体的某些特性的过程
固定床：颗粒固定不动
临界流化态床：颗粒刚刚可以自由移动
散失流态化床层：流速稍大于流态化速度或颗粒较细时
聚式流化床层：床层中的空隙度随着位置和时间变化颗粒分为群体而湍动
气力输送：使粉剂悬浮于气流中通过管道输送粉剂出喷粉罐到钢液之间的运动
真空精炼炉工艺技术说明VOD设备
真空精炼炉工艺技术说明(VOD设备) 1.1设备的功能、用途和可靠性 VOD型真空精炼设备是目前世界上使用最广泛的炉外精炼设备之一。它具有设备简单、投资少、成本低、精炼钢种多、质量高、操作方便等诸多优点，因此成为特钢厂必备的精炼手段。 VOD-40t钢包精炼炉具有真空脱气、吹氩搅拌、吹氧脱碳、非真空测温取样等多种功能。可以精炼轴承钢、合金结构钢、弹簧钢、优质碳素钢、超低碳不锈钢等。由于它具有极强的真空脱气能力，因此可保证钢种的氢、氧、氮含量达到最低水平，并精确调整钢水成分，使夹杂物充分上浮，而有效提高钢的纯洁度，正因为它精炼的钢种多、质量高，可以为用户更灵活的适应市场竞争的需要，及时精炼出市场需要的钢种，从而增加企业的经济效益。 1.2方案布置 本套VOD-40t钢包精炼炉总体布置初步采用罐体半高架、固定不动，罐盖移动形式。 1.3 设备先进性 VOD-40t钢包精炼炉当不作吹氧操作时，VOD炉可完全实现VD炉操作功能。冶炼时罐体和真空泵相连，其间通过主截止阀，可实现罐体与真空泵的启闭，并可在钢包吊入罐体之前，先对真空管道进行予抽，这样可以充分利用真空泵，缩短罐体的抽气时间和减少温降，使VOD炉和初炼炉、LF、浇铸相匹配，达到最佳效果。 该设备包括：一个真空罐系统、一个真空罐盖系统，一个罐盖升降及罐盖车系统，吹氧装置，真空加料装置，一套真空泵系统，一套连接罐与真空泵的真空管道系统，液压系统，吹氧系统，吹氩系统，压缩空气系统，冷却水系统，TV
摄像装置，一套电气控制及仪表监测设备系统。 在真空泵的造型和设计，罐盖的设计与密封性，吹氧装置的设计与密封以及全套计算机控制系统等方面，皆按目前世界上最先进的结构进行优化设计，以保证本设备的先进性，合理性，通用性。 设备特点: （1）、真空罐接受要处理的钢包，吊车将钢包置于真空罐中后，人工连接上氩气管，罐为焊接结构，并设有钢包导向结构，以方便起吊钢包。具有耐火材料的内衬以防止热应力。罐底设有防漏装置。 （2）、罐盖升降为液压传动。 （3）、罐盖车行走采用电动机—减速机驱动，变频调速，以保证罐盖车起动行车及停止时平稳运行。 （4）、罐盖采用碟形封头，使罐盖的自重减少，强度增加，同时使罐盖的受力分布更加均匀，罐盖内部设有耐火材料内衬。 （5）、罐盖上装有人工观察窗，可随时观察炉内冶炼状态，实现合金成分调整及非真空状态下的测温取样。 （6）、罐盖与罐体之间，采用单层空心硅橡胶密封圈进行密封。 （7）采用新型专利组合除尘装置，提高除尘效果，对被抽气体进行除尘冷却，一方面保证进入真空泵系统气体的洁净度，又可使被抽气体温度控制在要求的范围之内，保护密封件，防止热失效，使真空泵的抽气效率大为提高。 （8）真空管道设置主截止阀，缩短予抽真空时间。 （9）配备麦氏计定期校验真空测量仪表。 （10）电控系统采用三电一体化设计，对真空泵的控制及炉子其它动作可全部由计算机操作站进行控制。配置PLC 及工控机操作站作为基础级可连接到
LF炉外精炼技术和装备发展概述
LF炉外精炼技术和装备发展概述 作者：刘景春 摘要：我国钢包二次精炼技术之一LF精炼,初期市场需求少，不受重视，精炼产品主要集中在特钢行业；随市场对高端精炼产品的需求量快速提高,现LF精炼装置在钢厂被大量使用，LF装备、技术也在中国被逐步完善，LF精炼产品在品种质量、技术装备和节能减排等方面进步明显。 LF精炼未来发展方向：缩短LF精炼的周期，工艺、装备上技术更先进，更节能环保及降本。 关键词：LF精炼炉单工位LF双工位LF 1概述 回顾总结我国炉外精炼技术和装备的发展，在改革开放初期，此时，整个市场对需精炼要求的钢种不多，需求量很少。国内钢厂大多不设精炼装置，转炉或电炉出钢后，钢水直接进行连铸或模铸。 现随着时代的发展，对钢的质量（钢的纯净度）的要求越来越高，用常规炼钢方法冶炼出来的钢液已难以满足其质量要求，另外随着连铸技术的发展，对钢液的成分、温度等提出了更严格的要求。因此为提高生产率，提高产品质量，缩短冶炼时间，使冶炼、浇铸工序实现最佳衔接，于是产生了各种炉外精炼（钢包二次精炼）方法。 众知，在钢包内进行钢水二次精炼处理过程中,在进行吹氩搅拌、脱硫、合金化等作业时，不可避免均为引起钢水温度降低。以往通常仅通过提高一次冶炼（转炉、电炉）出钢钢水温度（过热度）来补偿。但提高一次冶炼出钢钢水过热度，引起如下的问题：增加一次冶炼时间，其结果引起相应的生产率下降；钢水吸收更多有害气体、减少耐材使用寿命等。 LF炉精炼法的一个突出特点是具有方便加热手段，可以在钢包内对钢液进行电加热，所有在精炼过程中所需的吸热与散热均可通过电加热得到补偿。 LF(Ladel Furnace)炉是上世纪70年代初期出现的新型二次精炼设备，世界上第一套以电加热、用吹氩为搅拌的LF装置，是1971年在日本大同钢铁公司大森特殊钢厂开发成功。40多年来这项技术得到高度发展和广泛应用。 2我国LF钢包精炼炉的发展 我国上世纪九十年代起，当电炉钢厂在引进大型电弧炉的同时也引进了与电炉相匹配的LF精炼炉装置，其目的在于增产扩产。当时的电炉采用的传统工艺，冶炼时间过长，影响电炉生产能力和电炉厂的全连铸生产。匹配LF以后，电炉的脱氧、脱硫、调温、合金化及去除夹杂物的五大任务，将由LF精炼炉完成，其结果缩短了一次冶炼时间，加快生产节奏，从而解放了电炉的生产力，为电炉厂采用全连铸生产创造了良好的工序协调条件。
浅谈炉外精炼技术的应用和发展
浅谈炉外精炼技术的应用和发展 发表时间：2019-08-28T12:16:42.733Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：何志斌 [导读] 摘要：随着科学技术的不断进步，各行各业对于钢材的质量，也提出了更加高的要求。 宝钢湛江钢铁有限公司 524003 摘要：随着科学技术的不断进步，各行各业对于钢材的质量，也提出了更加高的要求。因此，为了能够使自身的钢材能够满足市场的要求，所以需要企业采取最新的炼钢工艺流程，从而提高钢材的纯净度，通过对炉外精炼工艺技术的深入研究与开发，不仅可以降低生产钢材的成本，还能促进精炼工艺技术以及设备的进步，使这项炼钢工艺能够发挥更大的作用。本文对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向进行探讨。 关键词：炉外精炼；应用；发展 引言 随着社会发展建设对钢材产品质量以及规格、种类等方面要求的不断提高，世界各国普遍加强了对炼钢工艺的研究，由此而促进了炉外精炼工艺技术的快速发展。我国也努力研发了各种性质、各种型号的炉外精炼设备，使炉外精炼技术得到了很大程度的发展完善，出现许多先进而成熟的精炼工艺技术，如真空循环脱气法.（RH）、钢包精炼炉法（LF）、VOD精炼法等。这些炉外精炼工艺极大地提高了炼钢精炼工艺技术水平，有效地控制了生产成本，提高了产品质量。 1炉外精炼的基本工艺 炉外精炼的工艺有着许多的方法，并且可以根据不同的形式进行组合，从而满足当前的生产要求。在根据设备的目的以及功能的情况之下，还可以将炉外精炼工艺进行更加细致的划分。 常压下的炉外精炼工艺。此类工艺在经验的过程之中，不会使用到升温装置，而采用吹氛搅拌的方法，将物料添加到钢液之中，这一种精炼设备具有操作简单设备、投资成本低的优点，并且特别适合扩大钢材品种、提高钢材质量的需求。 不锈钢精炼工艺。不锈钢精炼法在整个炼钢行业之中都具有非常重要的意义，通过使用这种炼钢方法不仅可以提高生产时的质量，还能控制成本，并且目前市场上对于不锈钢的需求十分巨大，其应用前景非常广泛。 2 发展炉外精炼技术需解决的问题 炉外精炼技术已经应用 40 年，对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用，使冶炼成本大幅降低，同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题，有待于解决，使这项技术更加完美。 2.1实现炉外精炼工艺的智能化控制，根据来料钢水的各种技术参数，利用信息技术，制定最佳的精炼工艺方案，并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备，实现数据网络化，减少热停等待时间。 2.2炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来，实现精炼，以满足超纯净钢生产的社会需求。 2.3开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料，以适应不同精炼炉的需要，注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应，最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料，研究开发保温和修补技术，提高炉衬的使用寿命。 2.4减少精炼过程的污染排放，精炼过程会产生大量废气，其中含 SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等，在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn 等，这些污染物须经企业内部的相关处理，把污染程度降低到符合排放标准后再排放，加强环境保护意识。 3炉外精炼工艺技术概述及其应用研究 3.1真空循环脱气法（RH） 真空循环脱气法是一种钢液真空处理技术，在1956年由联邦德国Ruhrstahl公司和Heraeus公司共同研发，因此以两公司首字母命名，简称RH法。真空循环脱气法主要是利用了空气扬水泵原理，使钢液在大气压力作用下进入真空室，在高真空作用下可以使钢液中的气体不断释放，从而实现钢液的脱氧、脱碳、脱气处理，真空脱气处理后的钢液再沿下降管返回到钢包中，如此连续反复循环作业。 3.2钢包精炼炉法（LF） LF炉精炼法是炉外精炼的主要方法之一，该方法起源于日本，主要是利用电弧加热、吹氩搅拌、快速造白渣来实现精炼的。该方法的主要优势是精炼效果好，适用于超低硫、超低氧的钢材生产；采用电弧加热，热效率高，温度控制精确，满足炼钢精炼的大幅升温要求；设备结构简单，操作简便，采用渣钢精炼工艺，有利于调整生产节奏和合理控制精炼成本。钢包精炼炉法的工艺要点主要包括以下几个方面： 3.2.1温度控制 合理精确的温度控制是完成钢包精炼，保证精炼效果的关键性条件因素。钢包精炼炉法采用了埋弧泡沫技术和电弧加热的方式，有效较低了加热过程中的热量损失，保证了较高的加热效率和对精炼各阶段温度的准确控制。 3.2.2白渣精炼 钢包精炼法主要是通过钢渣反应来实现精炼的，因此白渣精炼也是钢包精炼炉法最为核心的环节。在白渣精炼中主要应注意以下：控制渣子的碱度，一般情况下应保证将渣子的碱度控制在R≥4范围内；保持炉内的弱氧化状态，避免造成炉渣的再氧化过程；采取适当的搅拌强度，在确保熔池中的传质速度的同时，避免将钢液面裸露在外。 3.2.3钢液成分的微调控制 合理的成分微调过程，可确保钢材成分的稳定性，实现良好的冶金过程。以齿轮钢生产为例，为将钢材的淬透性带度控制在4HRc以内，就必须对钢液中的各种合金成分进行精确调整。在成分控制中应注意将快速分析响应时间控制在3～5min内；精确计量钢液重量、合金回收率等参数，然后根据产品性能需要确定所需的合金元素参数，以确保钢液成分的精确性和稳定性。 3.3VD与VOD联合法 VD炉是精炼过程中较为常见的真空脱气设备，可对钢水进行一般的真空脱气处理及真空下合金成分微调，与LF联合使用可以满足各种合金钢、低合金高强度钢以及优质碳钢的生产。VOD炉即是在VD炉中加设了顶吹供氧系统，实现了真空吹氧脱碳，在低碳不锈钢冶炼中有
炉外精炼的工艺技术发展终稿
炉外精炼的工艺技术发展终 稿(总28页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
炉外精炼的工艺技术发展 摘要 随着科学技术的迅速发展，钢材性能和质量越来越被重视，钢材质量主要包括钢材的洁净度、均匀性能和高的精度。而各种炉外精炼方式恰是获得高纯度、高均匀性和高精度钢材的重要措施。本文首先论述了炉外精炼技术现状及发展趋势；其次，论述了炉外精炼工艺参数的优化；第三论述了低硫钢炉外精炼生产工艺，最后论述了在炉外精炼喂丝吹氩操作实践。 关键词：洁净度；均匀性；高精度；工艺参数优化；低硫钢；喂丝吹氩；
目录 摘要 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。前言 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 炉外精炼技术发展现状及发展趋势 .................................................... 错误!未定义书签。 炉外精炼发展现状 ............................................................................ 错误!未定义书签。 炉外精炼发展趋势 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2 炉外精炼工艺参数优化 ........................................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼设备组成............................................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼装置的主要设备组成................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼化学升温装置的主要设备........................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼工艺参数优化.................................................................... 错误!未定义书签。 钢包顶渣的最佳渣量及排渣工艺 ........................................ 错误!未定义书签。 AHF浸渍罩尺寸及插入深度控制 ........................................ 错误!未定义书签。 AHF升温设备及工艺参数 .................................................... 错误!未定义书签。 AHF钢水降温处理和成分调整 ............................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼结果 ................................................................................. 错误!未定义书签。 3 脱硫工艺技术发展 ................................................................................ 错误!未定义书签。 吹氩对脱硫的影响 ............................................................................ 错误!未定义书签。 钢包渣的组成控制 ............................................................................ 错误!未定义书签。 精炼渣的渣系 .................................................................................... 错误!未定义书签。 精炼渣化学成分对脱硫的影响 ........................................................ 错误!未定义书签。 4 炉外精炼的喂线、吹氩操作 ................................................................. 错误!未定义书签。 喂线-吹氩工艺参数的确定............................................................... 错误!未定义书签。 试验对比 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 小结 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
RH炉外精炼的应用和研究
RH炉外精炼的应用和研究 摘要：随着我国钢铁冶金工业不断发展，在实际生产过程中，二次精炼过程作 为保障钢品种和质量的关键环节，需要对其进行有效控制。在本文中，结合某热 轧带钢厂RH炉外精炼，对其精炼工艺的特点、工作原理及其实施方案确定进行 阐述，同时也对RH生产过程中所存在的问题进行分析，并在此基础上提出有效 应对策略，以保障和提升钢的生产质量。 关键词：RH；炉外精炼；应用；研究 在我国科学技术不断发展背景下，对炼钢的成本、纯度及使用性能也提出了 更高的要求。RH法也被广泛应用到钢冶炼当中，起初主要是应用于钢液脱氢处理当中。长期发展下，RH法使用范围也在不断的扩展，现被应用于钢水脱碳、脱氧、吹氧升温、脱硫等方面，也取得了很好的应用效果。基于此，对RH炉外精炼的 应用展开分析和研究。 1基本概况 该热轧带钢厂配置了一座100tRH的炉外精炼装置，主要是为中薄板坯连铸机生产硅钢提供纯净的钢水，其中一次处理钢水量，每次在90~110吨左右，年处 理的钢水量为72.5万吨。脱气钢水合格率和脱气装置作业率分别为99%、71.4%。抽气能力为67Pa时，500kg/h，循环的速度为65t/min，最终硅钢成品碳合格率（ 50ppm）为100%[1]。 2 RH工艺简述 RH装置的主要用途体现在以下几方面：（1）脱氢，钢中含有氢使得钢脆性 增加和白点形成的最为主要的原因，因此需要对锻造钢坯、管线钢等进行脱氢处理，借助RH法可以获得最低的氢含量；（2）氢处理，在RH装置中开展合金化 可以显著提高收成率，并且实现连续性添加合金。在真空条件下进行脱氧还可以 起到节约合金和减少脱氧剂的作用，不仅有效实现了自由氧的排除，钢水还实现 了有效脱碳；（3）真空碳脱氧，在真空条件下，气体作为脱氧的产物，会使得 钢水更加的洁净，为达到这一效果，就需要对真空泵进行分级启动，促使氧气转 炉钢的质量等同于电炉钢的质量；（4）自然脱碳，由于降碳的平衡值比较低， 并且最终所取得的碳含量也与受脱碳动力学所限制，对其进行真空处理，并在此 基础上采用先进的工艺技术，可以显著提升脱碳的速率，并且获得极低的碳含量 [2]。 3 RH工艺方案确定 3.1选定RH装置 经最后决定选择双室平移交替式，真空室整体吊换，其应用优势主要体现在：（1）作业效率比较高，无论是真空室，还是双室平移交替的时间都比较短，设 备作业也不会受到材料寿命制约；（2）占地面积较大，一次性投资较高，而吨 钢的成本比较低。 3.2真空室形式确定 主要运用分段式，优缺点如下：（1）真空室结瘤，由于在中部和底部连接法兰是运用水冷，也就会出现局部冷点，甚至是出现冷钢，就需要在间歇期间对其 进行加热处理，以防止出现冷钢的情况；（2）设备配备合理化程度高，结合不 同部位耐火材料的寿命，在中部和底部进行配备；（3）进行加热的能耗比较低[2-3]。 3.3顶吹氧枪形式确定
炉外精炼教程
1.五种精炼手段 （1）渣洗（2）真空（3）搅拌（4）加热（5）喷吹 2.工业生产的挡渣技术 （1）挡渣球（2）浮动塞挡渣（3）气动吹气挡渣塞（4）虹吸出钢口挡渣（5)偏心炉底出钢 3.顶渣改质 目的：（1）适当提高覆盖渣碱度；（2）降低覆盖渣氧化性；（3）改善覆盖渣的流动性；（4）适当提高夹杂物去除率。 方法：在转炉出钢过程中向钢包内加入改质剂，利用钢水的流动冲刷和搅拌作用促进钢—渣反应并快速生成覆盖渣。 4.合成渣有液态渣、固态渣和预熔渣。根据液态合成渣炼制方式不同，渣洗工艺可分为异炉渣洗和同炉渣洗。固态合成渣有机械混合体、烧结渣。 5.合成渣的物理化学性能：必须具有较高的碱度、高还原性、低熔点和良好的流动性；此外要具有合适的密度、扩散系数、表面张力和导电性等。 6.搅拌：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌（如渣洗）等。 7.钢包吹氩的主要作用是什么？（简答题） (1)调温。主要是冷却钢液。对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以利用吹氩将钢液温度降到规定的要求。 （2）混匀。在钢包底部适当位置安放透气砖，氩气喷入可使钢包中的钢液产生环流，用控制氩气流量的方法控制钢液的搅拌程度。 （3）净化。搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢液中的杂质，将黏附的夹杂物带至钢液表面而被渣层所吸收。 8.吹氩方式：顶吹、底吹。 9.影响钢包吹氩效果的主要因素：氩气耗量、吹氩压力、流量与吹氩时间及气泡大小等。 10.能量耗散速率（比搅拌功率）：单位时间内，向1t钢液提供的搅拌能量作为描述搅拌特征和质量的指标。 11.常用的加热方法主要是电弧加热，化学加热（化学热法）、燃料燃烧加热、电阻加热等 12.燃料燃烧加热存在哪些不足？ （1)由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行。 （2）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反应交替作用下，从而使内衬的寿命降低。 (3)真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为精炼钢液二次氧化氧的来源之一。 （4）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性。 （5)燃料燃烧之后的大量烟气（燃烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。 13.钢的真空脱气分类：钢流脱气、钢包脱气、循环脱气。 壹
炉外精炼设备安全生产操作(新版)
炉外精炼设备安全生产操作 (新版) The safety operation regulations are the guiding documents for the safe operation of the post. It stipulates the specific details of the safe operation methods of the post. ( 操作规程) 单位：_______________________ 部门：_______________________ 日期：_______________________ 本文档文字可以自由修改
炉外精炼设备安全生产操作(新版) 1设备与相关设施 1.1精练炉的最大钢水量，应能满足不同炉外精练对钢液面以上钢包自由空间的要求。 1.2钢水炉外精炼装置，应有事故漏钢措施。VD、VOD等钢包真空精练装置，其蒸汽喷射真空泵系统应有抵制钢液溢出钢包的真空度调节措施，并应设彩色工业电视，监视真空罐内钢液面的升降。 1.3VOD、CAS-OB，RH-KTB等水冷氧枪升降机械，应有事故驱动等安全措施;氧气阀站至氧枪的氧气管道，应采用不锈钢管，且应在软管接头前设置长度超过1.5m的铜管。 1.4受钢液高温影响的水冷元件，应设可靠的断电供水设施，确保在断电期间保护设备免遭损坏;可能因冷却水泄漏酿成爆炸
事故的水冷元件，如VOD、CAS-OB、IR-UT、RH-KTB中的水冷氧枪，应配备进出水流量差报警装置;报警信号发出后，氧枪应自动提升并停止供氧，停止精炼作业。 1.5VOD与RH-KTB等真空吹氧脱碳精炼装置、蒸汽喷射真空泵的水封池应密闭，并设风机与排气管，排气管应高出厂房2～4m。所在区域应设置“警惕煤气中毒”、“不准停留”等警示牌。 1.6LF与RH电加热的供电设施，应遵循有关电气规程、规范，设备与线路的绝缘电阻应达到规定值，电极与炉盖提升机械应有可靠接地装置;若RH与RH-KTB采用石墨电阻棒加热真空罐，真空罐应有可靠接地装置。 1.7RH装置的钢水罐或真空罐升降液压系统，应设手动换向阀装置。 1.8真空精炼装置，用氮气破坏真空时，应设大气压平衡阀及恢复大气压信号。信号应与真空罐盖开启、RH吸嘴抽出钢液的动作联锁，当真空罐内外存在压差时，不应开启真空罐盖或抽
炉外精炼试题A及答案
湖南工业大学试题 2007 年~ 2008 年第 2 学期 课程名称：炉外精炼新技术专业年级：冶金工程2005级 考生学号：考生姓名： 试卷类型：A卷■B卷□考试方式: 开卷□闭卷■…………………………………………………………………………………………………………………………… 一、填空题（30分=15分×2） 1、VAD的完整拼写为Vacuum Arc Degassing；AOD的完整拼写为Argon Oxygen Decarburization 。 2、真空脱气过程的限制性环节是气体在钢液中的扩散。 3、渣洗的最大的缺点是效果不稳定（重现性差）。 4、炉外精炼中，气液界面的主要来源包括吹氩、_ CO气泡、吹氧和熔体表面。 5、LF电弧加热速率的特点：通电后，缓慢升温1~2℃/min，逐渐趋于平均值3~4℃/min。 6、RH工艺处理容量的下限为_30吨 7、LF炉吹氩制度中，钢包到位后，采用中等吹氩量均匀钢液成分和温度；化渣和加合金采用大吹氩量；通电加热时采用小吹氩量。 8、AOD精炼工艺分为氧化期、还原期和精炼期。（注意顺序） 9、AOH没有像CAS-OB得到广泛使用的原因是产物去除困难 10、夹杂物变性处理中，使用Ca处理Al2O3_夹杂物。 二、名词解释（20分=4分×5） 1、炉外精炼 2、活性缝隙 3、抽引比 4、粉气流的经济流速 5、循环流量 1、炉外精炼：将常规炼钢炉的炼钢任务部分或全部地移到钢包或其它容器中进行。 2、活性缝隙：能够作为C-O反应新相生成核心的缝隙。 3、抽引比：单位体积流量的气体，可以提升的钢液的体积。 4、粉气流的经济流速：能保证粉气流基本上均匀、稳定的最小流速。 5、循环流量：单位时间内通过真空室的钢液量。 三、简答题（35分=7分×5） 1、炉外精炼中包含哪些精炼手段及这些精炼手段的功能、代表工艺(至少2种)。 答：精炼手段包括： 1）渣洗。功能：脱硫、脱氧、去夹杂。代表工艺：同炉渣洗、异炉渣洗；（1.5分） 2）真空。功能：脱气、脱氧、脱碳。代表工艺：VD、RH；（1.5分） 3）搅拌。功能：均匀成分和温度、净化钢液、促进其它冶金反应。代表工艺：除了渣洗外所有精炼工艺。（1.5分） 4）加热。功能：调温、保证精炼时间。代表工艺：LF、CAS-OB；（1.5分） 5）喷吹。功能：高效加入反应剂。代表工艺：SL、WF。（1分） 2、真空下，为什么碳的实际脱氧能力远没有热力学计算的大？ 答：1）碳氧反应未达到平衡；（2分） 2）反应区的压力大于真空度；（2分） 3）真空下，碳脱化合物中的氧困难；（1.5分） 4）耐材、炉渣、夹杂中氧化物可能向钢液供氧。（1.5分）
炉外精炼 20090316
1 炉外精炼概述 1.1 钢铁制造流程 钢具有很好的物理化学性能与力学性能，可以进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，因此钢比铁的用途广泛。除约占生铁总量10%的铸造生铁用于生产铁铸件外，90%的生铁要冶炼成钢。钢是国民经济发展的十分重要的原材料，其产量仅次于水泥。我国2007年钢产量已达5亿吨。 现代炼钢工艺主要的流程有两种，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，具体见图6.1。 图6.1 钢铁制造流程图 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。 短流程工艺：将回收再利用的废钢经破碎、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。 1.3 炉外精炼分类 炉外精炼就是按传统工艺，将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质(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它容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼或钢包冶金。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。
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用
编号：AQ-Lw-01468 ( 安全论文) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 浅谈炉外精炼技术在铸钢生产 中的应用 Application of secondary refining technology in cast steel production
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的 应用 备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生， 除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。 铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 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。 1.1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。 1.2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
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版)
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0468
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用 (新版) 铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 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。 1.1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。 1.2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
炉外精炼设备安全生产操作(最新版)
炉外精炼设备安全生产操作 (最新版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0758
炉外精炼设备安全生产操作(最新版) 1设备与相关设施 1.1精练炉的最大钢水量，应能满足不同炉外精练对钢液面以上钢包自由空间的要求。 1.2钢水炉外精炼装置，应有事故漏钢措施。VD、VOD等钢包真空精练装置，其蒸汽喷射真空泵系统应有抵制钢液溢出钢包的真空度调节措施，并应设彩色工业电视，监视真空罐内钢液面的升降。 1.3VOD、CAS-OB，RH-KTB等水冷氧枪升降机械，应有事故驱动等安全措施;氧气阀站至氧枪的氧气管道，应采用不锈钢管，且应在软管接头前设置长度超过1.5m的铜管。 1.4受钢液高温影响的水冷元件，应设可靠的断电供水设施，确保在断电期间保护设备免遭损坏;可能因冷却水泄漏酿成爆炸事故的水冷元件，如VOD、CAS-OB、IR-UT、RH-KTB中的水冷氧枪，应配
备进出水流量差报警装置;报警信号发出后，氧枪应自动提升并停止供氧，停止精炼作业。 1.5VOD与RH-KTB等真空吹氧脱碳精炼装置、蒸汽喷射真空泵的水封池应密闭，并设风机与排气管，排气管应高出厂房2～4m。所在区域应设置“警惕煤气中毒”、“不准停留”等警示牌。 1.6LF与RH电加热的供电设施，应遵循有关电气规程、规范，设备与线路的绝缘电阻应达到规定值，电极与炉盖提升机械应有可靠接地装置;若RH与RH-KTB采用石墨电阻棒加热真空罐，真空罐应有可靠接地装置。 1.7RH装置的钢水罐或真空罐升降液压系统，应设手动换向阀装置。 1.8真空精炼装置，用氮气破坏真空时，应设大气压平衡阀及恢复大气压信号。信号应与真空罐盖开启、RH吸嘴抽出钢液的动作联锁，当真空罐内外存在压差时，不应开启真空罐盖或抽出RH吸嘴;VOD 与RH-KTB破坏真空系统，应有氮气稀释措施。 1.9蒸汽喷射真空泵的喷射器，应包裹隔声层，废气排出口与蒸
炉外精炼安全管理措施
编号：SY-AQ-07176 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 炉外精炼安全管理措施 Safety management measures for secondary refining
炉外精炼安全管理措施 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 1设备与相关设施 1.1精练炉的最大钢水量，应能满足不同炉外精练对钢液面以上钢包自由空间的要求。 1.2钢水炉外精炼装置，应有事故漏钢措施。VD、VOD等钢包真空精练装置，其蒸汽喷射真空泵系统应有抵制钢液溢出钢包的真空度调节措施，并应设彩色工业电视，监视真空罐内钢液面的升降。 1.3VOD、CAS-OB，RH-KTB等水冷氧枪升降机械，应有事故驱动等安全措施；氧气阀站至氧枪的氧气管道，应采用不锈钢管，且应在软管接头前设置长度超过1.5m的铜管。 1.4受钢液高温影响的水冷元件，应设可靠的断电供水设施，确保在断电期间保护设备免遭损坏；可能因冷却水泄漏酿成爆炸事故的水冷元件，如VOD、CAS-OB、IR-UT、RH-KTB中的水冷氧枪，应配备进出水流量差报警装置；报警信号发出后，氧枪应自动提升
并停止供氧，停止精炼作业。 1.5VOD与RH－KTB等真空吹氧脱碳精炼装置、蒸汽喷射真空泵的水封池应密闭，并设风机与排气管，排气管应高出厂房2～4m。所在区域应设置“警惕煤气中毒”、“不准停留”等警示牌。 1.6LF与RH电加热的供电设施，应遵循有关电气规程、规范，设备与线路的绝缘电阻应达到规定值，电极与炉盖提升机械应有可靠接地装置；若RH与RH-KTB采用石墨电阻棒加热真空罐，真空罐应有可靠接地装置。 1.7RH装置的钢水罐或真空罐升降液压系统，应设手动换向阀装置。 1.8真空精炼装置，用氮气破坏真空时，应设大气压平衡阀及恢复大气压信号。信号应与真空罐盖开启、RH吸嘴抽出钢液的动作联锁，当真空罐内外存在压差时，不应开启真空罐盖或抽出RH吸嘴；VOD与RH-KTB破坏真空系统，应有氮气稀释措施。 1.9蒸汽喷射真空泵的喷射器，应包裹隔声层，废气排出口与蒸汽放散口应设消声器。
内蒙古科技大学炉外精炼论文
炉外精炼论文 题目LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧 含量控制及非金属夹杂物的行为研究 姓名 学号 班级冶金四班
LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制及非金属夹杂物的行为研究 摘要：将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫“二次炼钢”。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。这样将炼钢分两步进行，可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本,主要介绍转炉钢水过LF精炼时，钢水中硫、磷、氮、氧含量的控制以及非金属夹杂物的行为研究。进而通过对工艺的优化和 精炼炉的精炼效果，提高钢水纯净度。 完善，在生产中提高LF 关键词：LF精炼；脱硫；脱磷；氮、氧含量；非金属夹杂物 1引言：钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量。硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫做热脆性。磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。通常情况下，氮被视为钢中的有害元素，而氧元素主要以氧化物系非金属夹杂物的形式存在于钢中。减少LF炉精炼工艺过程钢液增氧、去除钢中氢含量是生产优质钢的关键环节。此外，控制钢中夹杂物是提高钢材使用性能的有效途径。 2转炉LF精炼脱硫与脱磷 1
2 2.1脱硫 2.11脱硫方法 硫是钢中的长存元素之一,它会使大多数钢种的加工性能和使用性能变坏,因此除了少数易切削钢种外,它是需要在冶炼中脱除的有害元素。硫在钢中以[FeS]形式存在,常以[S]表示。钢中含锰高时,还会有一定的[MnS]存在。目前炼钢生产中能有效脱除钢中硫的方法有碱性氧化渣脱硫、碱性还原渣脱硫和钢中元素脱硫三种。 2.1.2脱硫影响因素 脱硫影响因素与碱性氧化渣脱硫不同,LF 碱性还原渣脱硫 反应方程式为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)(1)[MnS]+(CaO)=(CaS)+(MnO)(2) 由于钢中的[S]大部分以[FeS]形式存在,因此脱硫反应主要以式(1)为主。从式中可以发现,影响脱硫的主要因数有:①炉渣中(CaO)的含量,即碱度高低的影响;②炉渣中(FeO)含量;③该反应是渣钢界面反应,炉渣流动性影响;④渣量的影响等。具体如下： ①由脱硫的反应式可见,渣中含有(CaO)是脱硫的首要条件,由于酸性渣中的(CaO)全部被(SiO2)所结合而无脱硫能力,所以脱硫要在碱性渣下才能进行。随着碱度的增大,渣中自由的(CaO)含量增多,炉渣的脱硫能力增大。但碱度过高会引起炉渣的黏度增大,恶化双相反应的动力学条件而不利于脱硫反应的进行。生产经验表明,炉渣碱度2.5-3.5时,脱硫效果最好。炉渣碱度与硫的分配系数Ls 的关系如图1 所示。 ②渣中(FeO)的含量。在LF 精炼造渣过程中,随着扩散脱氧的进行,渣中(FeO)的含量逐渐降低。从脱硫反应式(1)中可以看出,渣中氧化铁(FeO)含量的降低有利于脱硫反应向右进行。在还原气氛下,只要保持炉渣具有较高的碱度脱硫效果就极为显著,这表明了脱硫与脱氧的一致性。因此在冶炼过程中,脱氧越完全,对脱硫也越有利。同时炉渣中(FeO)+(MnO)含量%与硫的分配系数有以下关系,(FeO)+(MnO)含量%越高,硫的分配系数越低(参见图2)。