炼钢工艺和炉外精炼课件
★ 吹炼
前期 温度低于1400-1500℃， [Si], [Mn],
[Fe], [C]开始氧化。
中期 温度高于1500℃，碳氧化速度高。 后期 超过1600℃，碳氧化速度比中期低。
★ 测温、取样化验
★ 脱氧出钢与合金化
★ 溅渣护炉
氧枪位置的确定
◆ 开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣， 多去磷，保护炉衬； ◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”， 不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则； ◆在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温 度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点， 同时使降低渣中Fe含量，减少铁损，达到溅渣的要求。
吹炼后期，熔池温度已升至出钢温度，（FeO） 回升，比中期高，碱度高熔池搅拌不如中期，因 此，脱硫速度低于或稍低于中期。
LD/ BOF/ BOP
OBM/ Q-BOP
LD- Q- BOP
2.2 电炉炼钢及其发展
2.2.1 前言
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子 的统称。 按电能转换热能方式的差异，电炉可 分为： – 电渣重熔炉—利用电阻热； – 感应熔炼炉—利用电磁感应； – 电 子 束 炉—依靠电子碰撞； – 等 离 子 炉—利用等离子弧； – 电 弧 炉—利用高温电弧，不包括加热炉、
炼 钢 方 法（5）
• 1899年出现了完全依靠废钢为原料的电 弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢 炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一 直在不断发展，是当前主要的炼钢法之 一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢 的产量的30-40%。
炼 钢 方 法（6）
• 瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹 转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产，所以此法也称为 LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法。
吹炼一炉钢过程中金属、炉渣成分的变化
顶吹转炉吹炼各期的特点
因素 时期 前期
中期
后期
熔池温度 (%SFeO) 炉渣碱度 降碳速度
较低 较高 高
较高 较低
高
低 较高 高
低于中期 高于初期 低于中期
思考：分析顶吹转炉吹炼各期脱P、S的特 点？
磷的变化规律
前期不利于脱磷的因素是炉渣碱度比较低， 因此，为及早形成碱度较高的炉渣，是前期脱 磷的关键。
第二节 炼钢工艺和炉外精炼
炼钢的发展历程 炼 钢 方 法（1）
• 最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩 埚法，它是将生铁和废铁装入由石墨和 粘土制成的坩埚内，用火焰加热熔化炉 料，之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法 几乎无杂质元素的氧化反应。
炼 钢 方 法（2）
• 1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性 空气底吹转炉炼钢法，也称为贝塞麦法， 第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难 题，从而使炼钢的质量得到提高，但此 法要求铁水的硅含量大于0.8%，而且不 能脱硫。目前已淘汰。
总之，炼钢技术经过200多年 的发展，技术水平、自动化程度 得到了很大的提高，21世纪炼钢 技术会面临更大的挑战，相信会 有不断的新技术涌现。
◆主要炼钢工艺：
●平炉 ●转炉 ●电炉
● 平炉 Open Hearth
碱性平炉炼钢：以液态生铁或废钢为原料；利用炉气 和矿石供氧；以气体或液体燃料供热。
● 氧气顶吹转炉 Basic Oxygen Furnace
●电弧炉 Electric-arc Furnace
2.1 氧气顶吹转炉炼钢工艺：
2.1.1 设备
★炉体与倾动机构 ★吹氧设备 ★废气处理设备
{ 吹氧压力 ★氧枪的位置
★供料设备
2.1.2 氧气顶吹转炉炼钢工艺：
★ 装料 铁水、废钢→下降氧枪→加造渣料
炼 钢 方 法（3）
• 1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明 了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢 法，即马丁炉法。1880年出现了第一座 碱性平炉。由于其成本低、炉容大，钢 水质量优于转炉，同时原料的适应性强， 平炉炼钢法仍一时成为的主要的炼钢法。
炼 钢 方 法（4）
• 1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的 底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在 吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决 了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧 的一些国家特别适用，因为西欧的矿石 普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉 子寿命低，钢水中氮的含量高。
中期不利于脱磷的因素是（∑FeO）较低， 因此，如何控制渣中(∑FeO)达10%-20%， 避免炉渣“返干”是中期脱磷的关键。 •后期不利于脱磷的热力学因素是熔池温度高。
硫的变化规律
吹炼前期，由于温度和碱度较低，（FeO）较高， 渣的流动性差，因此脱硫能力较低，脱硫速度很 慢；
吹炼中池乳 化比较好，是脱硫的最好时期；
LD/ BOF/ BOP
炼 钢 方 法（7）
• 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧 气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公 司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢 法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进 OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转 炉，命名为Q-BOP (Quiet BOP)。
炼 钢 方 法（8）
• 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，19781979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工 艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧）， 从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅 提高钢的质量，降低了消耗和吨钢成本， 更适合供给连铸优质钢水。
炼 钢 方 法（9）
•我 国 首 先 在 1972-1973年 在沈阳第一炼钢 厂成功开发了全 氧侧吹转炉炼钢 工艺。并在唐钢 等企业推广应用。
热处理炉等。
钢的品种结构—实现“全方位竞争”
电炉钢不但在传统的特殊钢和高合金钢领域 继续保持其相对优势，而且正在普钢领域表现出 强劲的竞争态势。
在产品结构上，电炉钢几乎覆盖了整个长材 生产领域，诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无 缝管，甚至部分中型钢材等。并且正在与转炉钢 争夺板材（热轧板）市场。
合集下载
钢铁生产流程课堂PPT
52
（6）切割装置 ·作用：定尺、切割。 ·方式：火焰、机械 ·火焰切割 －设备轻，不受断面限制，切口齐，
有金属损耗； ·机械切割： － 切割速度快 －无金属损耗 －操作安全可靠 －设备投资大，重量较大。
53
连铸机的生产能力
1）连铸机的作业率 指一年的生产时间（含准备时间）占 一年的日历时间的百分数。 y = （C+P）/ D ×100％ 其中：y：作业率 C：年浇铸时间 P：年准备时间 D：年日历时间
6.渣铁处理系统 出铁场、渣铁沟、泥炮、开口机、炉前天车、水渣池、渣铁罐车
16
17
7.喷吹系统 煤粉制备、储煤罐、喷吹罐、混合器、喷枪
18
高炉生产技术经济指标
19
20
21
三、炼钢生产工艺流程 •转炉炼钢工艺； •铁水预处理工艺； •钢水炉外精炼处理工艺。
22
钢与生铁的区别：
首先是碳的含量，理论上一般把碳含量 小于2.11%称之钢，它的熔点在14501500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。
31
32
连铸机的种类
连铸机的机型及其特点 2.1.1 连铸机的机型 （1） 按外形分类；
33
（2）按铸坯断面分类：
机型
最大断面 mm×mm
最小断面 mm×mm
经常浇注断面 mm×mm
板坯
300×2640 310×2500
130×250
180×700～ 300×200
大方坯 小方坯
圆坯
600×600 160×160
·要求全凝固矫直，限制了生产率。
37
（3）多点弯曲立弯式连铸机
－ 有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立
弯
式连铸机的优点；
（6）切割装置 ·作用：定尺、切割。 ·方式：火焰、机械 ·火焰切割 －设备轻，不受断面限制，切口齐，
有金属损耗； ·机械切割： － 切割速度快 －无金属损耗 －操作安全可靠 －设备投资大，重量较大。
53
连铸机的生产能力
1）连铸机的作业率 指一年的生产时间（含准备时间）占 一年的日历时间的百分数。 y = （C+P）/ D ×100％ 其中：y：作业率 C：年浇铸时间 P：年准备时间 D：年日历时间
6.渣铁处理系统 出铁场、渣铁沟、泥炮、开口机、炉前天车、水渣池、渣铁罐车
16
17
7.喷吹系统 煤粉制备、储煤罐、喷吹罐、混合器、喷枪
18
高炉生产技术经济指标
19
20
21
三、炼钢生产工艺流程 •转炉炼钢工艺； •铁水预处理工艺； •钢水炉外精炼处理工艺。
22
钢与生铁的区别：
首先是碳的含量，理论上一般把碳含量 小于2.11%称之钢，它的熔点在14501500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。
31
32
连铸机的种类
连铸机的机型及其特点 2.1.1 连铸机的机型 （1） 按外形分类；
33
（2）按铸坯断面分类：
机型
最大断面 mm×mm
最小断面 mm×mm
经常浇注断面 mm×mm
板坯
300×2640 310×2500
130×250
180×700～ 300×200
大方坯 小方坯
圆坯
600×600 160×160
·要求全凝固矫直，限制了生产率。
37
（3）多点弯曲立弯式连铸机
－ 有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立
弯
式连铸机的优点；
电炉炼钢及炉外精炼
●●：效果显著 ●：有效果
工艺类别
精炼方式 搅拌方式 加热方式
钢包喷 粉法
氩氧炉 （AOD）
真空循环 脱气法 （RH）
真空吹氧 脱碳法 （VOD）
喷粉 吹氩
稀释气体 真空 钢水循环 电加热
真空 吹氩 吹氧
钢包真空 脱气法 （VD）
钢包炉 （LF）
真空 吹氩
大气(真空) 吹氩
电弧
脱氢
脱氮
脱氧
冶 金
真空碳脱氧
法
铁反应进行脱氧
扩散脱氧：将脱氧剂加在炉渣中，使脱氧剂和炉渣的氧化亚铁反应， 使钢液中氧向渣中转移扩散
真空脱氧：钢包内钢液置于真空条件下，打破原有的碳氧平衡，促使 碳与氧反应。
转炉炼钢脱氧三种方法都有，电炉炼钢一般只使用沉淀脱氧和扩散脱氧
● 脱氧
1.3.1 炼钢的基本任务
碳脱氧： FeO + C → Fe + CO 能在钢液中进行，但通常是扩散脱氧时在渣中进行的主要反应
● 去非金属夹杂 来源
内因：脱氧脱硫产物；凝固过程因溶解度降低产物；固态钢相变产生 外因：带入钢液中的炉渣和耐火材料；钢液氧化物
成分：大多数氧化物+部分硫化物
降低夹杂物含量：炉外精炼 改变夹杂物类别：钙处理、稀土处理 改变夹杂物颗粒尺寸和分布：塑性加工、进行热处理 氧化物冶金：在钢中加入细小弥散的Ti2O3夹杂物，改善性能
● 提高生产能力，降低成本 可提高现有炼钢能力30%~50%，生产成本下降10%~40%
2
1.3.6 钢的连铸 概念 将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺 钢液成形方法：模注（获得钢锭）— 轧制或锻压 — 钢坯 连铸（获得钢坯）
流程
炼钢工艺和设备教材(PPT 56页)
节钢水温度。 （3）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。
12
转炉操作室
13
转炉进废钢
14
转炉进铁水
15
三、转炉
3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁 本身）与氧结合（氧化），从铁中去除。 比铁与氧容易结合的元素，按照其结合能 力，从铁中去除。与氧结合比铁弱的元素， 则不能通过氧化去除。因此要在原料阶段 对不能氧化去除而又有害是元素进行处理 或不让其进入炉内。
喷吹氮气压力
Max.200×104Pa
喷枪
尺寸 插入深度
250×8095mm 距铁水包包底350-450mm
数量
1×2
测温取样装置
型式 升降速度
升降式
11
10-30m/min
三、转炉
1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副 枪测定温度和成分出钢（脱氧及合金化） 倒渣
2、炼钢原料 （1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。 （2）副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调
渣容易，对耐材侵蚀较轻。 （3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析
出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉 和石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。 （4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速 发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安 全措施。 （5）电石粉价格昂贵。
喷枪尺寸 390×6650mm
插入深度 1200-1400mm
测温取样装置数量 1套2线共用
型式 自转角度 ～360 °
附属设备试样切断机探头贮藏箱
10
二、铁水预处理
铁水包脱硫设备
铁水包脱硫装置
说明
设置地点
1#、2#受铁坑及地面
12
转炉操作室
13
转炉进废钢
14
转炉进铁水
15
三、转炉
3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁 本身）与氧结合（氧化），从铁中去除。 比铁与氧容易结合的元素，按照其结合能 力，从铁中去除。与氧结合比铁弱的元素， 则不能通过氧化去除。因此要在原料阶段 对不能氧化去除而又有害是元素进行处理 或不让其进入炉内。
喷吹氮气压力
Max.200×104Pa
喷枪
尺寸 插入深度
250×8095mm 距铁水包包底350-450mm
数量
1×2
测温取样装置
型式 升降速度
升降式
11
10-30m/min
三、转炉
1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副 枪测定温度和成分出钢（脱氧及合金化） 倒渣
2、炼钢原料 （1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。 （2）副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调
渣容易，对耐材侵蚀较轻。 （3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析
出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉 和石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。 （4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速 发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安 全措施。 （5）电石粉价格昂贵。
喷枪尺寸 390×6650mm
插入深度 1200-1400mm
测温取样装置数量 1套2线共用
型式 自转角度 ～360 °
附属设备试样切断机探头贮藏箱
10
二、铁水预处理
铁水包脱硫设备
铁水包脱硫装置
说明
设置地点
1#、2#受铁坑及地面
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 )。
炼钢工艺流程及典型案例介绍PPT课件
氧装置都带两只氧枪，一只工作，一只
备用。
枪身由三层同心圆钢管组成，枪尾 与
进水管、出水管和进氧管相连。
喷头 ：是将压力能转换成动能的能量
器，
氧枪：氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一
14
第14页/共63页
2.4氧气转炉的辅助设备
•
炉料喷补设备：喷补方法分为湿法
和干法两种。喷补机的驱动电机经减
速器带动搅拌器旋转，将料斗内的补
2.7氧气转炉的主要原料
• 转炉对铁水进行冶炼操作
•
转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特
点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、
硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金
属达到出钢要求的成分和温度。
转炉冶炼的炉料主要为铁水、造渣料（如石灰、石英、 萤石等）、铁合金（如硅铁、锰铁等）、脱氧剂（如硅化铁等） 以及增碳剂（如碳粉等），为调整温度，可加入废钢及少量的 冷生铁块和矿石等。
15
第15页/共63页
2.4氧气转炉的辅助设备
•铁（钢）包车的作用是承载钢包、接受钢水并运送钢包过跨 铁水包 鱼 雷 铁 包 车
炉渣盆
16
第16页/共63页
2.5氧气转炉的气体
• 一、氧气 • 氧气是氧气转炉炼钢的主要氧化剂，要求含氧量达到99.5%
以上，并脱除水分与皂液。 • 工业用氧是通过制氧机把空气中的氧气分离、提纯来实现的。
3
第3页/共63页
第一章 炼钢的主要任务：
脱碳
措施
炼钢过程使用氧化剂，如吹入氧 气，加入铁矿石等
主 要
脱磷、脱硫
措施 使用造渣剂造好渣
任 务
脱氧合金化
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。
《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〕
钢液炉外精炼工艺课件
通过搅拌装置对钢液进 行充分搅拌，使其成分 均匀，提高钢材的性能
。
提高质量
通过炉外精炼工艺，可 以提高钢材的质量和稳 定性，降低生产成本。
02
钢液炉外精炼的种类与 原理
钢包精炼法
总结词
通过在钢包内对钢液进行加热、搅拌、合金化等操作，去除杂质和气体，提高钢 液质量。
详细描述
钢包精炼法是在钢包内通过加热、搅拌、真空脱气、合金化等手段对钢液进行精 炼的过程。通过去除钢液中的杂质和气体，可以提高钢液的纯净度和均匀性，从 而改善钢材的性能。
真空吹氧脱碳法
总结词
在真空条件下向钢液中吹入氧气，通过氧化反应将钢液中的碳含量降低至规定范围。
详细描述
真空吹氧脱碳法是一种通过向钢液中吹入氧气来降低碳含量的精炼工艺。在真空条件下，向钢液中吹 入氧气可以促进氧化反应，使钢液中的碳与氧气结合生成二氧化碳气体，从而达到降低碳含量的目的 。这种方法常用于生产高纯净度低碳钢材。
未来发展趋势
高效化
绿色化
随着能源和环保要求的提高，钢液炉 外精炼技术将向高效化发展，提高生 产效率和能源利用率。
环保要求将推动钢液炉外精炼技术向 绿色化发展，减少废弃物排放和能源 消耗，降低对环境的影响。
智能化
智能化技术将在钢液炉外精炼中得到 广泛应用，实现工艺参数的实时监测 和自动控制，提高产品质量和稳定性 。
应用案例二：建筑用钢的精炼
案例概述
通过钢液炉外精炼工艺，提高建 筑用钢的强度和延展性，满足高 层建筑、大跨度桥梁等建筑的建
造需求。
工艺流程
钢液→精炼处理→连铸→轧制→ 钢材产品。
技术特点
采用夹杂物去除、合金元素调整 等精炼技术，优化钢材的显微组 织和相组成，提高钢材的综合性
。
提高质量
通过炉外精炼工艺，可 以提高钢材的质量和稳 定性，降低生产成本。
02
钢液炉外精炼的种类与 原理
钢包精炼法
总结词
通过在钢包内对钢液进行加热、搅拌、合金化等操作，去除杂质和气体，提高钢 液质量。
详细描述
钢包精炼法是在钢包内通过加热、搅拌、真空脱气、合金化等手段对钢液进行精 炼的过程。通过去除钢液中的杂质和气体，可以提高钢液的纯净度和均匀性，从 而改善钢材的性能。
真空吹氧脱碳法
总结词
在真空条件下向钢液中吹入氧气，通过氧化反应将钢液中的碳含量降低至规定范围。
详细描述
真空吹氧脱碳法是一种通过向钢液中吹入氧气来降低碳含量的精炼工艺。在真空条件下，向钢液中吹 入氧气可以促进氧化反应，使钢液中的碳与氧气结合生成二氧化碳气体，从而达到降低碳含量的目的 。这种方法常用于生产高纯净度低碳钢材。
未来发展趋势
高效化
绿色化
随着能源和环保要求的提高，钢液炉 外精炼技术将向高效化发展，提高生 产效率和能源利用率。
环保要求将推动钢液炉外精炼技术向 绿色化发展，减少废弃物排放和能源 消耗，降低对环境的影响。
智能化
智能化技术将在钢液炉外精炼中得到 广泛应用，实现工艺参数的实时监测 和自动控制，提高产品质量和稳定性 。
应用案例二：建筑用钢的精炼
案例概述
通过钢液炉外精炼工艺，提高建 筑用钢的强度和延展性，满足高 层建筑、大跨度桥梁等建筑的建
造需求。
工艺流程
钢液→精炼处理→连铸→轧制→ 钢材产品。
技术特点
采用夹杂物去除、合金元素调整 等精炼技术，优化钢材的显微组 织和相组成，提高钢材的综合性
炼钢精炼工艺介绍课件
熔化与氧化期
使用电能加热，将生 铁和废钢等材料熔化 为钢水，并使用氧气 吹入钢水，去除杂质， 形成初期钢水。
还原期
使用电能、化学能和 辐射能加热，调整钢 水成分，控制钢水温 度，形成中期钢水。
精炼期
使用不同的精炼剂和 合金元素调整钢水成 分和温度，控制钢水 中气体和夹杂物含量， 形成末期钢水。
浇注期
影响因素
主要因素包括温度、压力、合金元素含量、熔渣 组成等。这些因素会影响化学反应的速度和程度， 进而影响最终产品的性能和质量。
炼钢精炼工艺的选择及优化
不同炼钢精炼工艺的比较及选择
转炉炼钢法
适合大型钢厂，生产效率高，但不适合生 产高精度、高合金钢。
连铸法
提高钢水凝固效率，降低能耗，提高生产 效率。
炉外精炼的主要设备和工艺流程
主要设备
包括钢水罐、真空脱气装置、合金添 加装置、喷粉装置等。
工艺流程
首先将钢水从转炉或电炉转移到钢水 罐中，然后进行真空脱气、合金添加、 喷粉等工序，最后将处理后的钢水返 回转炉或电炉进行二次处理。
炉外精炼过程中的化学反应及影响因素
主要化学反应
包括碳氧反应、脱硫反应、脱氧反应等。
炉外精炼工艺在某钢厂的应用实例
总结词
灵活性、高精度控制、适应性强
VS
详细描述
某钢厂采用炉外精炼工艺，通过使用各种 合金料和脱氧剂等辅助材料，实现了对钢 水成分和温度的精确控制。该工艺具有灵 活性高、适应性强等优点，可根据不同产 品需求进行灵活调整。
还原反应
使用焦炭、石灰等材料与氧化 物反应，生成铁、硅、锰等元 素，调整钢水成分。
合金化反应
添加合金元素与钢水反应，形 成合金元素化合物，调整钢水 成分和温度。
炉外精炼(课件)
2、搅拌
2.1 搅拌方法：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌等。 2.2钢包吹氩原理 氩气是一种惰性气体，吹入钢液内既不参与化学反 应，也不溶解，纯氩内含氢、氮、氧等量很少，可 以认为吹入钢液内的氩气泡对于溶解在钢液内的气 体来说就像一个小的真空室，在这个小气泡内其他 气体的分压力几乎为零。钢水中的气体、夹杂物等 不断向氩气泡内扩散、碰撞粘附，随氩气泡逸出而 去除。
5、炉外精炼手段 （1）渣洗：合成渣倒入钢包内，借钢流的冲击作用，使钢液与 合成渣充分混合，完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。 （2）真空：钢水置于真空室内，由真空作用使反应向生成气相 方向移动，达到历史最高水平脱气、脱氧、脱碳等目的。 （3）搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应过程，提高反应 速度。主要方法有吹氩搅拌、电磁搅拌等。 （4）加热：调节钢水温度的手段，主要有电弧加热、化学热法 等。 （5）喷吹：将反应剂加入钢液内的一种手段，喷吹的冶金功能 取决于精炼剂的种类，可完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和 控制夹杂物形态等精炼任务。 当今炉外精炼方法，都是五种精炼手段的不同组合，综合一 种或几种手段便构成一种方法。
2.5喷吹
喷吹即喷粉精炼，是根据流化态和气力传输原 理，用氩气或其他的气体作载体，将不同类型粉 剂喷入钢水或铁水中进行精炼的一种冶金方法， 一般称之喷射冶金或喷粉冶金。 喷射冶金通过载体将反应物料的固体粉粒吹入 熔池深处，既可以加快物料的熔化和溶解，而且 也大大增加了反应界面，同时还强烈搅拌熔池， 从而加速了传输过程和反应速率。能够有效地脱 硫、改变夹杂物形态、脱氧、脱磷以及合金化。
2.5.1.1喂线设备
喂线机主要由线盘驱动机、喂线驱动机和电气控制等组成，如图所示。
WX-4BF型喂线机示意图
2.5.1.2 喂线冶金效果