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炉外精炼
2011年8月31日
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教师信息
艾立群:
冶金与能源学院冶金工程系
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课程衔接:
炼铁学-铁水预处理-
炼钢学-炉外精炼-连铸
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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)、
二次冶金(Secondary Metallurgy)
钢包冶金(Ladle Metallurgy)。
炉外精炼定义
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炉外精炼起初仅限于生产特殊钢和优质钢,后来扩大到普通钢的生产上,现在已基本上成为炼钢工艺中必不可少的环节,它是连接冶炼与连铸的桥梁,用以协调炼钢和连铸的正常生产。未来的钢铁生产将向着近终型连铸(如薄板坯)和后步工序高度一体化的方向发展,这就要求浇铸出的铸坯无缺陷,并且能在操作上实现高度连续化作业。因此,要求钢液具有更高的质量特性,那就必须进一步发展炉外精炼技术,使冶炼、浇铸和轧制等工序能实现最佳衔接,进而达到提高生产率、降低生产成本、提高产品质量的目的。
炉外精炼是将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器内进行脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物和成分微调等。炉外精炼可提高钢的质量,缩短冶炼时间,优化工艺过程并降低生产成本。
炉外精炼
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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。
炉外精炼的主要目的和任务
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完成上述任务就能达到提高质量、扩大品种、降低消耗和成本、缩短冶炼时间、提高生产率、协调好炼钢和连铸生产的配合等目的。
但是,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。
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渣洗、真空、搅拌、喷吹、加热、过滤、喂线等。
当今,名目繁多的炉外精炼方法基本上是由这六种精炼手段的不同组合而成的。采用一种或几种手段简便可构成一种独特的炉外精炼技术(设备),不同的精炼技术满足于不同的处理目的和要求。如果单一炉外精炼设备不能满足品种钢生产要求,则需要两台精炼设备双联。如LF-RH。
炉外精炼的手段
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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。
②真空:将钢液置于真空室内,由于真空作用使反应向生成气相方向移动,达到脱气、脱氧、脱碳等目的。真空是炉外精炼中广泛应用的一种手段。
③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。
④加热:调节钢液温度的一项重要手段,使炼钢与连铸更好地衔接。加热方法:电弧加热法和化学加热法。
⑤喷吹:用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类,它能完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。
过滤、喂线
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