感应炉炉外精炼技术的应用.doc

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1、感应电炉炉外钢水精炼技术的应用感应电炉以其纯净的钢水质量和方便的炉前控制手段被广泛应用于铸造生产中，特别是在铸钢件生产过程中，由于传统的电炉冶炼方法噪音污染严重，应用感应炉熔炼是必然趋势，但是，感应炉熔炼没有传统炼钢的三期，因而从理论上讲，感应炉熔化的钢水纯净度低于电弧炉熔炼的钢水。资料介绍，电弧炉熔炼钢的钢水氧含量一般在50~60PPM，氢含量20PPM以上，氮含量为70~80PPM。非金属夹杂物(A,B,C,D四类夹杂)综合评级为3~4级（GB10561-89），而经过精炼后，氧量一般小于20PPM，H小于5PPM，氮

2、在50~60PPM之间，夹杂物综合评级可在1-2级水平（GB10561-89）。而我厂五吨工频炉熔炼的半钢水仅氧含量一项最高就可达100PPM左右，如能将炉外精炼技术应用于感应电炉，特别是小吨位的感应电炉，将有可能弥补感应电炉的这一缺陷。目前炉外精炼技术已经在轧辊生产过程中开始应用，邢台轧辊有限公司已经于2001年开始使用炉外精炼，迅速掌握这项技术，对于改善我公司轧辊性能，提高市场占有率极为必要。一，感应电炉的特点用炉外精炼的应用必要性：感应电炉的工作原理基于电磁感应和电流热效应原理。当交流电通过感应线圈时感应线圈周围产生

3、交流磁场，炉内金属材料受到交变磁场的作用，产生感应电动势，由于全部炉料的电阻较小，于是产生涡电流，炉料是靠涡电流熔化的。从感应电炉的熔化原理可知，应用感应电炉对金属进行加热，实际上是一个化钢的过程，全部熔化期内只发生了物理变化，没有类似电弧炉的那几种主要化学反应。熔化后期，由于涡电流的作用，液态金属中会产生较大的电磁搅拌作用，由于电磁力的作用，金属表面会出现凸起，这就是我们常讲的“驼峰”，由于“驼峰”的存在，金属液表面氧化作用会很强，高温金属在空气中必定会吸取空气中的氮，氧等气体，使得钢液中的气体含量比较高，这样会影响到钢

4、液的质量。感应电炉熔化完成后，浇注时，由于钢包及炉前处理小料中必然含有水份，在高温热作用下，会产生分解，使用钢液中氢的含量会增加。在合金料中，镍板是通过电解的方法得到的，其中氢，氮的含量也比较高。这些因素都会导致钢液中氢量较高。在钢中，有害气体最主要的是氧和氢，其次是氮，它们不仅降低钢的机械性能，而且是形成裂纹，皮下气孔等废品的主要成因，另外，氢气还是产生钢中白点的主要元素，由于钢中氢含量高，钢的韧性，塑性和疲劳强度都有明显下降。氧在钢中的最直接损害是在金属晶粒间产生连续网状的Fe,Mn,Cr,Al的氧化物，由于这些氧化物

5、的存在，使得金属的强度降低十分明显，同时严重影响到冲击韧性等机械性能。氮在钢中主要是形成一些Ti,V,Cr,B的夹杂物，对于熔炼含有上述合金的钢种时会由于夹杂物的存在而降低钢种的延伸性，可塑性等热加工性能。我厂为马钢，莱钢制作的大型H型钢辊套，由于其工作条件恶劣，强度，冲击韧性等机械性能要求很高，并且对辊套的重复使用性能要求较高，同时这种辊套外层钢水量比较少，最少的只的730公斤，我公司决定以此辊套生产为突破口，通过对感应炉熔炼的高碳半钢钢水进行炉外精炼试验，摸索经验，找出一条适合于我厂实际生产现状的精炼工艺，生产出品质比

6、较高的钢水。要想熔炼出品质比较高的钢水，使用炉外精炼技术是行之有效的工艺手段之一。而对于我厂而言，使用炉外精炼技术显得更加重要也更加困难一点，因为，由于产品结构和技术成本决定了我厂感应炉的炉衬必须是酸性的，熔炼过程中的炉渣反应只能在钢包中完成，炉内不可能实现。同时我厂熔炼的钢水重量都比较小，温度下降比较快，所以，要想较好地应用炉外精炼技术，就必须找到一条适合于我公司生产实际情况的方法。一，炉外精炼技术发展现状炉外精炼的主要目的是将炼钢炉中要完成的部份精炼任务转移到钢包内完成，其主要目的是脱氧，脱硫，去气体，去除钢内有害非金

7、属夹杂物。它主要分为常压精炼方法和真空精炼方法两大类。两大类精炼方法中，真空精炼方法脱气效果明显，成品钢水气体含量低，常见的有钢包真空脱气法，真空吹氩法（Finkl），真空循环脱气法（ＲＨ法），提升脱气法（ＤＨ法），出钢过程脱气法（ＴＤ法）等，这类方法一般都要求有真空钢水包或真空精炼设备，投资大，适合于专业炼钢厂，而对于我们这种以生产钢水为附的非专业炼钢厂显然不太适用。常压精炼方法一般不要求真空精炼炉或真空包等设备，它一般分为渣洗法（Perrin法），弹丸发射法（ＡＢＳ法），喂丝法（ＷＦ法），喷粉法（ＴＮ法），钢包吹氩法（

8、Ｇazal法），氩氧精炼法（ＡＯＤ法）等方法，这些方法中，喂丝法要求专业的喂丝机，喷粉法以脱碳为主要目的，ＡＯＤ法对设备要求比较高，均适合于正规的炼钢厂，而渣洗法要求炼钢炉为碱性炉衬，直接采用这种方法显然不适合于我公司，因为我公司所用的炼钢炉全部为感应电炉，采用酸性炉衬，因产品结构及技术经济的原因，不能