冶金概论5炉外精炼

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1、第五章炉外精炼(SecondaryRefining)主要内容5.1炉外精炼的特点5.2精炼手段5.3炉外精炼方法5.3.1RH5.3.2LF/23:46:052炉外精炼产生的原因对钢的质量要求的提高→用普通炼钢炉(转炉、电炉和平炉)冶炼出来的钢液已经难以满足其质量的要求。提高生产率，缩短冶炼时间→希望能把炼钢的一部分任务移到炉外去完成。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。/23:46:053钢中杂质元素钢中杂质元素是指O、S、P、H、N等非金属元素（对某些钢种也包含C）及有色金属（Pb、As、Sb、Bi、Cu、Sn等）。这些

2、溶解在钢中的元素用传统的炼钢方法是很难除去的，不能达到纯净钢要求的标准。由于真空技术的应用，H所引起的白点问题已基本解决。P除利用高磷生铁或冶炼超低碳钢种外，多数钢种能达到[P]≤0.03%水平。/23:46:054C虽是一般钢种的有益元素，但在某些特殊钢中可成为有害元素，因此，要求含量很低.N在一般钢种中是有害元素，要求大力降低。O和S是钢中必须大量除去的主要杂质(少数钢种，如易切削钢等例外:一般低硫钢的S≤0.025％，有的甚至S<0.01％；中硫钢的S=0.04～0.09％；高硫钢的S=0.1～0.3％)。钢实际上合金基体与非金属夹杂物组成的复合材料

3、。生产纯净钢必须进一歩大力降低钢中的w[O]和w[S]，达到5×10-3%以下。/23:46:0555.1炉外精炼的定义及特点炉外精炼S.R.(SecondaryRefining)：按传统工艺，将常规炼钢炉（转、电）中完成的精炼任务（四脱（S、P、C、O），二去（气体、夹杂），两调整（温度、成分）），部分或全部地转移到钢包或其它容器中进行。/23:46:056现状到目前为止，还没有任何一种炉外精炼方法能完成上述所有任务，某一种精炼方法只能完成其中一项或几项任务。由于各厂条件和冶炼钢种不同，一般是根据不同需要配备一两种炉外精炼设备。/23:46:057炉外精

4、炼的特点任务、要求→常规炼钢炉不能满足→常规炉缺陷不足→改进办法→出现S.R特点：二次冶金。创造最佳环境，提高效率、解决难创造最佳条件和效率低的问题；具备各种类型的搅拌，改善了动力学条件，解决了优越性不能发挥的问题；具备浇注功能（钢包炉、容器）省略出钢过程，解决了已精炼钢水的再污染、工艺安排矛盾的问题。/23:46:058炼钢技术的发展方向1）质量方面降低钢中的有害杂质和非金属夹杂物的含量、改善夹杂物的形态和分布、使钢的化学成分均匀、精确控制过程温度、使之能适合后步工序生产要求2）经济方面提高生产率、降低原材料、能源和劳动力消耗/23:46:0595.2精

5、炼手段5.2.1对精炼手段的要求5.2.2精炼手段定义5.2.3精炼手段的作用及代表方法/23:46:05105.2.1对精炼手段的要求主要要求：独立性－不是伴随其他冶金过程出现的一种现象作用时间可控作用强度可调还有：作用的能力重现性好便于与其他精炼手段配合操作方便、设备简单、基础投资和运行费用低/23:46:0511精炼手段：具有独立性、作用时间可控、作用强度可调的特定方法、措施称为精炼手段。炉外精炼共有5种精炼手段：渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹。5.2.2精炼手段定义/23:46:0512精炼手段功能代表方法⑴渣洗脱S、脱O、去夹杂同炉、异炉、混合VS

6、R⑵真空脱气、脱C、脱ORH、DH⑶搅拌净化、均匀成分，促进其他冶金反应所有精炼方法（除了渣洗）⑷加热调温、保证精炼时间LF、SKF、CAS-OB、AOH⑸喷吹高效加入反应剂5.2.3精炼手段的功能及代表方法/23:46:0513精炼的作用及方法/23:46:05145.2.3.1渣洗渣洗法获得洁净钢液并能适当进行脱氧、脱硫和去夹杂的最简便的精炼手段。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。电弧炉冶炼时的钢渣混出，称同炉渣洗，也是利用了渣洗原理。/23:46

7、:0515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。搅拌方法：吹气搅拌和电磁搅拌。通常使用的方法有吹氩搅拌，可以达到脱气（N、H）、去除夹杂和脱氧脱碳的目的。对反应容器中的钢液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它采取某种措施给钢液提供动能，促使钢液在精炼反应器中对流运动。钢液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。5.2.3.2搅拌/23:46:05161、气体搅拌气体搅拌主要用氩气，故又称氩气搅拌。向钢液吹入氩气可以用顶枪插入法，也可以用底

8、部透气砖法。实践证明，从底部通过透气砖吹入氩气，可充分发挥其搅拌作