炉外精炼概述
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%
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).
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。
炉外精炼基础知识
一、理论基础所谓炉外精炼，就是将在转炉或电炉内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，即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)、调整和均匀成分和温度的任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，变一步炼钢法为二步炼钢，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行。
国外也称之为二次精炼(Secondary Refining)、二次炼钢(Secondary steelmaking)、钢包冶金(Ladle Metallurgy)。
炉外精炼可以完成下列任务：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，使其分布均匀，降低合金的消耗，以提高合金收得率。
④调整钢水温度到浇注所要求的范围内，减小包内钢水的温度梯度。
①渣洗：将事先配好(在专门炼渣炉中熔炼)的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。
合成渣洗的主要目的是降低钢中的氧、硫和非金属夹杂物含量，可以把W[O]降到0.002%、W[S]降至0.005%。
1．工艺流程：渣料加入钢包底→挡渣出钢→吹氩、喂线→浇铸2．加入量：控制在0.3~0.5%即可保证一定的脱硫率且不会因合成渣的大量加入而使出钢温降增大，确保浇铸顺利。
3．操作要求：（1）合成渣应预热以充分去除渣中水分；（2）采用挡渣出钢技术，做到少下渣或不下渣；（3）做到红包出钢且钢包干净，无残钢残渣；（4）出钢后进行吹氩处理。
4.合成渣冶金效果：(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%。
第十一章 钢的炉外精炼
炉外精炼是近代炼钢技术发展的一个重要方向 炉内：熔化脱磷 炉外：脱C, S. O等 优点：钢液质量好 缩短炼钢时间 降低能耗
第节 概 述
一、炉外精炼的重要作用 1、提高钢的纯净度 清洁钢 采用惰性气体，或真空，避免了氧化脱氧、 夹杂物。 2、减少合金元素烧损 炉外加合金元素 没有氧化 3、为冶炼超低碳钢开辟了途径 可炼低碳C%<0.06%,超低碳C%<0.03%， 可生产工业纯铁，超低碳不锈钢。
图11-1 钢包吹氧示意图 1-氩气瓶 2-减压阀 3-耐压橡胶管 4-活接头 5-透气塞 6-钢包支架 7-钢液 8-炉渣
第三节 氩氧脱碳精炼法
AOD法如图 11-2 1、过程 1)先吹氧 脱碳 C+O→CO↑ FeO+C→CO↑+Fe 2)吹氩氧混合气体 降低CO分压，继续 脱碳 图11-2 AOD法精炼装置示意图 3)吹氩 脱氧、脱碳 1-加料、取样、出钢口 2-转轴 3-吹氧、氩用风口 FeO+C→CO↑+Fe C%可达0.03%，钢中H,N夹杂物可以彻底清除 2、应用 高强钢，超高强钢，超低碳不锈钢
第四节 真空氧氩脱碳精炼法
一、过程 图11-5 熔化钢液（1560 ℃ ） 钢包—真空罐— 抽真空—吹氧（上） 、氩（下）—调节成分 二、优点 1脱碳能力更强C%<0.01% 2清除钢液气体能力更强 节省氩气用量 只占VOD法的1/8~1/10 4设备较复杂、投资大
图11-5 VOD法精炼用的容器示意图 1-吹氧管（氧枪） 2-真空密封罩 3-真空管路 4-真空罐盖 5-真空罐 6-氩气管 7-钢包 8-透气砖 9-小车
第四节 真空氧氩脱碳精炼法
第五节 真空氧氩脱碳转炉精炼法
过程 图11-6 1、先进行氧化脱碳 2、盖上罩抽真空， 吹氩精炼
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
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；
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② 氩气搅拌 良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点。氩气搅拌有 利于钢-渣间的化学反应，它可以加速钢-渣之间的物 质传递，有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。吹氩 搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3类型的 夹杂物上浮去除更为有利。值得提出的是LF炉的吹氩 搅拌是在排除了大气密封还原气氛下进行的，因此可 以适当加大吹氩流量，通常吹氩搅拌处理15min后，可 使钢中大于20μm的Al2O3夹杂基本全部去除，残留钢 中的只是小颗粒的Al2O3夹杂。 吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与成分 均匀，能快速精确地调整复杂的化学组成，而这对优 质钢来说又是必不可少的要求。
• 电炉钢液用钢包倒入AOD 炉后首先进行脱碳。脱碳期吹入氧、 氩混合气体的比例一般为3~4 个阶段。 • 第一阶段用O2:Ar=3:1，将碳氧化到0.25%左右； • 第二阶段用O2:Ar=2:1 或1:1 将碳氧化到0.1%左右； • 第三阶段用O2:Ar= 1:3，将碳氧化到0.03%左右。到所需要的 限度。最后用纯氩吹炼几分钟，使溶解在钢液中的氧继续脱碳 ，同时还可以减少还原铬的铁-硅的用量。 • 脱碳终了以后如果不是冶炼含钛不锈钢和不需要专门进行脱硫 操作，作为单渣法冶炼，一般不扒渣直接进入还原期。 • 单渣法在还原期以前由于脱碳终点温度约在1710～1750℃。为 了控制出钢温度并有利于炉衬寿命，在脱碳后期需添加清洁的 本钢种废钢冷却钢液。随后加入Fe-Si、Si-Cr、铝等还原剂和 石灰造渣材料，纯吹氩3～5min，调整成分、温度合适即可出 钢。
④ 白渣精炼 LF炉是利用白渣进行精炼的，它不同于主要靠真空脱 气的其它精炼方法。白渣在LF炉内具有很强的还原性， 这是LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌互相作用的结 果。通过白渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂 物的含量。
合成渣精炼工艺
造合成渣精炼是LF 炉的重要操作。将石灰、萤石等按不同比 例（如5：1或4：1）分批加入钢包内，加入量为钢液量的1%～ 2%，造高碱度合成精炼渣脱硫；然后用硅铁粉、硅钙粉和铝粉 或碳粉，按一定比例混合直接加入钢液面或采取喷吹方法加入 钢液中，形成流动性良好的炉渣成分为CaO：60%±5%、SiO2： 10%±5%、Al2O3：30%±5%的还原渣系或者CaO：60%、CaF2： 10%、Al2O3：30%的还原渣系。
• AOD 氩氧脱碳法
• AOD 炉的外形与转炉相似，在其底部安装有两支或多支带有冷 却气的双层风枪。内管常为铜质，吹入不同比例的氩氧（氮） 混合气进行脱碳，外管常为不锈钢。从缝隙间吹入氩气或碳氢 化物，为冷却气。炉体装在可向前旋转的托圈上，如图。当炉 子前倾时，风枪离开钢液面而处于上方，可以进行取样、扒渣 、出钢测温等操作。当炉子垂直时，风枪埋入钢液，吹入气体 进行脱碳和精炼操作。
KIP／CAS钢水处理设备
KIP主要设备包括：粉料的接受和输送设备，喷吹设备 ，喷枪升降及旋转装置，钢包盖升降装置，喷枪更换用 悬臂吊，运送喷枪用汽车等。 CAS主要设备包括：合金接受与储藏设备，合金输送与 称量设备，合金投入装置，合金回收装置，浸渍管升降 装置及夹持装置，吹氩装置，测温取样装置，破渣装置 ，钢液面检测棒等。 KIP／CAS附属设备：耐火材料修理设备，除尘设备，钢 包车等。 耐火材料修理设备包括：KIP用喷吹枪修造设备，喷枪 干燥设备，钢包盖修理设备，钢包盖干燥设备,浸渍管 修理设备，浸渍管干燥设备，修理用电动萌芦及悬臂吊 ，浸渍管运送台车等。
炉外精炼概述
宝武人才开发院技师培训中心
铁水预处理 三脱阶段
转炉内融化 氧化、出钢 过初次合金 化
炼钢（转炉、 电炉等）
钢包内脱气、 脱氧、脱硫、 控制夹杂物、 温度成分微 调
①合金微 ②脱硫 ③夹杂物变性处理
喂线（丝）处理
请看flash
RH真空脱气的原理 RH工艺参数的选择 RH基本设备介绍 RH应用及发展 RH基本工艺及操作
RH真空环流脱气装置所具有的功能现状：
脱 [H] 脱 [C] 脱 [N] 脱 [O] 脱 [S] Ca 处 理 升 温 成 份 控 制 ◎ 温 度 控 制 ◎ 节 约 合 金 ◎
R H
◎
◎
○
○
◎
◎
○
注：◎－好 ○－较好
RH主要工艺参数的选择 主要工艺参数有： 处理能力、循环指数、脱气时间、循环流量、真空度及 其抽气能力等。 这些参数的正确选择，对脱气室及其系统设计有着重要 的意义。
四个独特的精炼特点：
① 炉内还原性气氛 LF炉本身一般不具备真空系统，通常在大气压下进行 精炼，主要靠钢包包沿与水冷炉盖间的密封气幕起到 隔离空气的密封作用。再加上在造还原渣过程中，渣 料中的C及加热时的石墨电极与炉渣中的FeO、MnO、 Cr2O3等氧化物作用生成CO气体，增加了炉气的还原性, 并保待炉内微正压, 使LF炉内气氛中的氧含量减为0.5 ％左右，阻止了外界及炉气中的氧向钢液传递，保证 了精炼时炉内的还原性气氛。钢液在还原条件下精炼, 可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于 钢液质量的提高。
RH真空脱气的原理
浸渍管插入钢水后，真空泵开始 抽真空，槽内和槽外形成压差，钢液 就从浸渍管上升到与压差相等的高度 （即所谓的提升高度）。 与此同时，从上升管下部约三分之一 处吹入驱动气体（Ar或N2），该气体 由于受热膨胀和压力降低，引起等温 膨胀，气泡体积成倍增加，使钢液比 重变小，从而驱动钢液上升，使其象 喷泉一样向真空槽喷出。 随着气泡的破裂，钢水成为细小的液 滴，使脱气表面积大大增加，加速了 脱气过程。气体自钢液内析出，被抽 走，而脱气后的钢水由于重量的差异， 经下降管返回钢包。未经脱气的钢液 又不断从上升管进入真空槽，从而形 成连续循环过程。
增强抽气能力，加大环流速度，强化脱碳作者一直致力于缩短RH脱碳过程的研 究和实践。 下表所示为近年来RH真空泵能力、环流速度及脱碳能力的变化。
项目 年代 容量 真 空 泵 系 统 排 气 能 力 B E C 在0.5torr 在100torr 在200torr 环流管直径 环流气流量 环流速度 300 20ppm RH-OB 1985 300 3 3 5 950kg/h / 7000kg/h Ф500mm 1000Nl/min 约85吨/分 20分 RH-MFB 1999 300 2 2 3 1100kg/h 8000kg/h / Ф750mm 3000Nl/min 约220吨/分 12～13分 RH-SB 1992 270 3 5 5 800kg/h / 6000kg/h Ф600mm 1500Nl/min 约140吨/分 14～16分 RH-SB 1999 270 2 3 2 1200kg/h / 12000kg/h Ф750mm 3000Nl/min 约220吨/分 12～13分
③ 电极埋弧加热
LF精炼炉采用三根石墨电极进行加热，加热时电弧插入渣层中采 用埋弧加热，这种方法的辐射热小，对炉衬有很大的保护作用， 与此同时加热的热效率较高，热利用率好，通常升温幅度能达到 3～5℃／min，可以大大降低初炼炉的出钢温度，同时考虑到LF炉 进行的是电极物理升温，避免了如RH-OB升温所产生大量Al2O3夹 杂对钢内在质量的影响。 C与渣中氧化物主要发生如下反应： C+FeO→Fe+CO C+MnO→Mn+CO 其结果不仅使渣中不稳定的氧化物减少，提高了炉渣的还原性， 而且还可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都较电炉单 独冶炼有了较大程度的提高。碳与氧化物作用的另一结果是生成 CO气体，CO的生成使LF炉内气氛具有还原性，钢液在还原性气氛 下精炼，可进一步提高质量。
冷钢的形成
RH 处理过程中，从上升管吹入的氩 气，形成大量的气泡，气泡受热不断膨 胀并带动钢水上升，当气泡进入真空室 后，由于压差使气泡破裂，在破裂的瞬 间将钢液击碎形成无数小液滴，在此过 程中既完成了RH的各种脱气反应，但同 时部分液滴可吸附于真空槽壁，经数炉 堆积后，就在槽内形成了所谓的“冷钢” 或称“钢瘤”。 由此可见，冷钢是伴随 RH 钢液环流 而生，是RH处理的孪生产物。
LF 炉精炼钢水的基本原理如图 所示，在保持钢包内还原性气 氛条件下，用电弧加热高碱度 炉渣，边造渣边完成脱氧、脱 硫等一系列炉渣精炼，该工艺 不仅能精确地控制化学成分和 温度，而且通过合成渣精炼具 有脱硫、脱氧及夹杂物变性等 功能。
主要工艺特点： • 深脱硫功能：成品 〔S〕≤10ppm • 深脱氧功能：成品 〔O〕≤15ppm • 控制夹杂物形态： 钢帘线处理 • 电极升温：降低转 炉出钢温度，协调 工序物流
钢中硫化物的去除
• VOD 法的主要设备
• （1）钢包
–VOD 法和其它炉外精炼方法所用钢包相比，工作条 件要苛刻许多：
• 1）工作温度高，约为1700℃。 • 2）精炼过程钢液搅动激烈，包衬砖受化学侵蚀和机械冲 刷严重。因此，尽管使用高温烧成的耐火材料，其寿命 一般也只有10~30 次。 • 3）为防止吹氧过程钢液上涨从包沿溢出，VOD 钢包自由 空间较大，为900~1200mm。30tVOD 钢包结构尺寸如图220。
• 不锈钢的主要生产炉型已扩展为顶底复吹转炉、AOD 和VOD • VOD 法的生产路线也由电炉（或转炉）—VOD 演变为电炉—复 吹转炉—VOD • 顶底复吹转炉和AOD 相比，VOD 设备复杂，冶炼费用高，脱碳 速度慢，初炼炉需要进行粗脱碳，生产效率低，优点是在真空 条件下冶炼，钢的纯净度高，碳氮含量低，一般C+N<0.02%， 而AOD 法则在0.03%以上，因此VOD 法更适宜生产C、N、O 含 量极低的超纯不锈钢和合金。
随着冶金工业的迅速发展，对钢材质量的要求越来越高， 而且纯净钢的需求量不断增加，因而促进了RH多功能精炼技 术的迅速发展。到目前为止，RH的主要功能已经由原来单一 的脱氢设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温 度补偿、均匀温度和成分等的多功能炉外精炼设备，而且随 着技术的进步和精炼功能的扩展，在生产超低碳钢方面表现 出了显著的优越性。目前，在现代化的钢厂中，多功能的RH 真空精炼已成为一种必不可少的炉外处理手段，它的应用为 炼钢厂实现优质、低耗、多品种、高效益奠定了可靠的基础。