第7章炉外精炼案例.ppt

第七章 炉外精炼 武汉科技大学材料与冶金学院冶金工程系 周进东 7.1 炉外精炼的定义及特点 定义： 炉外精炼，就是按传统工艺，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），成分和温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼或钢包冶金。 7.1 炉外精炼的定义及特点 炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分和温度 3 脱氧脱硫脱磷和脱碳 4 去除钢中气体（氢、氮）及夹杂 5 夹杂物形态控制 7.1 炉外精炼的定义及特点 炉外精炼技术的特点 （1）二次精炼—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； （2）创造较好的冶金反应的动力学条件—解决了传统炼钢设备优越性不能发挥的问题； （3）二次精炼的容器具有浇注的功能—解决了已精炼钢水的再污染、工艺安排矛盾的问题。 7.2 炉外精炼手段 炉外精炼基本手段 渣洗 真空 搅拌 加热 喷吹 7.2 炉外精炼手段 渣洗法是在出钢时利用钢流的冲击作用使钢包中的合成渣与钢液混合，精炼钢液。 合成渣有液态渣和固态渣，多数为液态渣。主要有CaO-Al2O3系，CaO-SiO2-Al2O3系，CaO-SiO2-CaF2系等。其中CaO含量大都波动在45%~60%之间，MgO在6%~10%，Al2O3在12%~16%，SiO2在16%~20%。 渣洗的主要目的是降低钢中的氧、硫和非金属夹杂物含量，它可以把[O]降至0.002%、[S]降至0.005%甚至0.003%。 7.2 炉外精炼手段 渣洗的精炼作用 （1）浮化渣的碰撞、合并、长大和上浮 （2）合成渣对钢中元素脱氧能力的影响 （3）扩散脱氧 （4）去除夹杂 （5）脱硫 7.2 炉外精炼手段 单独应用渣洗手段的炉外精炼方法有异炉渣洗、同炉渣洗、混合炼钢。 7.2 炉外精炼手段 真空是炉外精炼中广泛应用的一种手段，目前被使用的炉外精炼方法中，将近有三分之二配有真空装置。 定义： 是在真空条件下去除金属中非金属夹杂物(氧、氢、氮)以及其他有害杂质，并使成分精确的方法。 7.2 炉外精炼手段 只应用真空的炉外精炼方法，主要以脱气为目的。有VC法（真空浇注）、SLD法（倒包法）、TD法（出钢过程中的真空脱气）等。 真空辅以搅拌的炉外精炼方法，有芬克尔法、VD、ISLD、DH、PM等。 辅以搅拌和加热的方法，有LFV、SKF、VAD等。 辅以搅拌和喷吹的方法，有VOD、RH-OB等。 7.2 炉外精炼手段 搅拌是各种炉外精炼方法都采用的基本手段。搅动可以扩大反应界面，加速反应物质的传递过程，从而提高反应速率。 搅拌可以借助于喷吹气体（VD、VAD、LF、VOD、AOD法等）、电磁感应（SKF、ISLD法等）、机械等方法来实现。 单纯的搅拌可以均匀成分和温度，促进夹杂的上浮。 7.2 炉外精炼手段 在炉外精炼过程中，若无加热措施，则钢液不可避免地逐渐冷却。因此，加热是调节被精炼钢液温度的一项重要手段。 当前应用最多的是电弧加热，如LF、LFV、SKF、VAD、GRAF等。 7.2 炉外精炼手段 喷吹是将反应剂加入冶金熔体的一种手段。 单一气体喷吹，如VOD。 混合气体喷吹，如AOD（氩氧混合气）。 粉气流的喷吹，如SL和TN。 喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类。它可以完成脱碳、脱硫、合金化、控制夹杂形态等精炼任务。 7.3 炉外精炼典型工艺 RH法又称真空循环脱气法。其基本工艺原理是利用气泡将钢水不断地提升到真空室内进行脱气、脱碳等反应，然后回流到钢包中。 7.3 炉外精炼典型工艺 7.3 炉外精炼典型工艺 1）RH-OB 可进行强制脱碳、加铝吹氧升高钢水温度、生产铝镇静钢等技术，从而减轻了转炉负担，提高了转炉作业率，降低了脱氧铝耗。 喷溅严重，易结瘤，处理时间长等。 7.3 炉外精炼典型工艺 2）RH-KTB 工艺特点： 不需加热源（如铝、硅等），成本低； 不需延长处理时间，作业率高； 热效率高，吹氧脱碳期间的前10min内，炉气中含CO2量高达60.5%（而RH仅为3.5%）。 7.3 炉外精炼典型工艺 RH-KTB的优点 A、 脱碳速度快 转炉出钢终点碳400~500ppm； B 、热量补偿多 吹氧脱碳时，二次燃烧，可降低转炉出钢温度23℃； C 、防止和减轻真空室结冷钢 7