炉外精炼的内容

1、1 、炉外精炼的内容脱氧、脱硫；去气、去除夹杂；调整钢液成分及温度。2 、炉外精炼的手段渣洗：最简单的精炼手段；真空：目前应用的高质量钢的精炼手段；搅拌：最基本的精炼手段；喷吹：将反应剂直接加入熔体的手段；调温：加热是调节温度的一项常用手段。3 、主要的精炼工艺LF(Ladle Furnace process)；AOD(Argon-oxygen decaburizition process );VOD (Vacuum oxygen decrease process) ;RH (Ruhrstahl Heraeus process);CAS-OB(Composition adjustments b

2、y sealed argon -oxygenblowingprocess)；喂线(Insert thread)；钢包吹氩搅拌 (Ladle argon stirring)喷粉 ( powder injection )。；LF炉LF 炉指一种利用钢包对钢水进行炉外精炼的设备！LF 炉 (LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。它的主要任务是： 脱硫温度调节精确的成分微调改善钢水纯净度造渣在LF 炉生产中建立过程控制计算机系统，主要用来解决以下问题：实时接收生产计划，按照计划动态组织生产。按照炉次对LF 炉生产进行实时的数据跟踪。通过冶金模型的计算，实现作业过程的

3、优化，同时并向操作人员提供操作指导。向下工序提供LF 炉作业数据。向工艺人员提供生产数据的历史追溯.LF 炉一般指钢铁行业中的精炼炉。实际就是电弧炉的一种特殊形式。最常用的精炼方法；取代电炉还原期；解决了转炉冶炼优钢问题；具有加热及搅拌功能；脱氧、脱硫、合金化LF精炼炉LF 钢包精炼炉可供初炼炉（电炉、中频炉、AOD炉、转炉）钢水精炼、保温之用。是满足优钢、特钢生产和连铸、连轧的重要冶金设备。具有常压电弧加热、脱氧去气、吹氩搅拌、加料调整成分、测温、取样、脱磷脱硫等功能。特 点1. 采用三相电极三 ( 单) 支臂、水冷炉盖，具有电极旋转和平移钢包车两种结构，占地少，适于旧车间改造。可选钢包倾动

4、机构，进行扒渣操作。2. 采用机械传动、 PLC 控制、液压或气动电极夹紧，水冷电缆设备简单，易于使用维护，可靠性高。3. 具有包底吹氩 ( 氮 ) 装置，可以人工 ( 或机械 ) 包顶加料，吹氧 ( 辅助脱碳 .脱磷 ) 。4. 配合各种小型熔炼炉生产各种特殊钢，最小单炉处理钢水量6-8T ，单炉处理时间 25-35min 。常规LF 炉工艺操作1. 电炉 EBT 出钢，出钢过程加合金、加渣料 ( 石灰、萤石等 2%) ，底吹氩、通电升温、化渣， 10 分钟取样分析，加渣料 (1 ) ，测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。2. 一般 30 50 分钟，电耗50 80kwh/t；3. 现代转炉、

5、电炉与连铸联系的纽带。h1转载 /h1h2临钢炼钢厂精炼炉工艺实践/h2摘要概述了山西新临钢钢铁有限公司炼钢厂钢包精炼炉投产个月以来的基本工艺状况、 冶金效果， 包括钢水加热、 底吹氩、成分控制、 脱氧和钢液纯净度控制。近年来，钢铁冶金新技术、新工艺得到了长足的发展，而炉外精炼技术作为其中重要的一环， 及它对提高钢的内在质量、 改善钢材的性能、 满足品种钢冶炼的需求已经越来越引起人们的重视。 精炼炉因其设备投资较少、 精炼效果明显而迅猛发展，已成为开发钢种、 提高质量的主要精炼设备之一， 国内已形成了转炉炉连铸的工艺路线。山西新临钢钢铁有限公司钢包精炼炉于年月投产热试，经过个月的工艺实践，精炼

6、炉已发挥其良好的精炼脱氧优势，有效地起到了改善钢的内在质量和控制钢水温度的作用。炉的设备概况工艺技术参数公称容量：正常处理钢水量：最大处理钢水量：最小处理钢水量：变压器额定容量：一次电压：二次电压： 调压方式：无励磁调压 前三档为恒功率，后三档为恒电流精炼周期：精炼工艺制度及钢水处理效果工艺流程：转炉 炉 连铸 转炉的冶炼周期为，连铸的生产周期为 m 。 为保证生产连续快速进行， 临钢炼钢厂采用座炉配座连铸机的生产工艺， 且本厂工艺的特点是精炼周期较短， 这就给精炼造渣工艺带来了较大难度。 在热试期间， 炼钢厂采取了多种造渣脱氧工艺，经过反复比较，最终形成了比较适合炼钢厂的一套工艺制度。 .

7、转炉控制 . .出钢下渣控制转炉出钢过程中下渣时，炉渣受钢流的混冲乳化起到了充分氧化钢液的作用，这种原始渣氧化性强， 炉渣氧势高且渣中含量较高， 碱度低， 给精炼脱氧造成极大危害。 根据临钢目前的转炉设备工艺状况， 具有较好精炼效果的转炉下渣的渣层厚度不大于。 . .转炉成分控制在转炉出钢脱氧合金化的过程中，由于加入增碳剂（碳粉），有部分碳粒混入钢渣中，且合金、脱氧剂、精炼渣的加入使出钢温降较大，使熔渣变稠甚至硬化结壳，导致精炼前期化渣困难、时间较长和就位成分碳含量不准确。另外，由于炉加料口较小， 精炼周期较短， 我们采取了精炼过程不进行合金的成分微调， 转炉按钢种中限控制合金成分， 按钢种下

8、限控制碳含量， 减少转炉下渣的工艺措施， 确保在炉合金和碳含量的准确控制。 . . 出钢时加渣料研究表明，单独用脱氧剂如脱氧，发生如下反应：（）（）生成（），并不能把氧脱到很低的程度。但是随着脱氧产物（）在渣溶解，其热力学活度降低，促进了脱氧反应的进行，使钢中溶解氧降低，如图所示。无渣的情况下脱氧产物为 （），钢中溶解氧较高，故出钢前应将配好的渣料加入钢包中且放在钢流冲击处，充分利用出钢时钢水冲击的动能，加强渣 金属的混合，达到脱氧、脱硫的目的。为此，我们采取了出钢过程加精炼渣的工艺制度，采取的精炼渣渣系为： ，主要成分见表：表 精炼渣系的主要成分成分W(CaO) W(Al2O3) W(MgO

9、) W(Fe2O3) W(TiO2)精炼渣 % 45.9 29.5 1.9 1.3 1.6钢包中的（）图在有渣和无渣条件下的脱氧情况 . 加热制度钢包精炼炉的二次测电压范围为 加热制度，分为档，调方式为有载或无载。热调试数据表明，实际的钢液升温速度与初始钢液温度、出钢时合金和脱氧剂的加入量、 造渣剂的加入量、 钢包运转周期等因素有关。 实践表明，处理初期采用中等电压、 大电流操作以快速化渣提温， 当炉渣化好后可根据钢水温度情况， 采用不同电流， 短电弧加热， 弧流变化范围为。 . 吹氩制度底吹氩在炉处理过程中发挥的作用十分重要。底吹氩对化渣、调节成分、脱硫、脱氧及夹杂物的上浮均有较大影响。 搅

10、拌强度与钢包带渣量和钢水温度也有较大关系。实践表明，精炼炉到吊包工位后，接吹氩管进行旁吹破壳，破壳后流量稍微变小，以钢水不裸露为准。到加热工位后，根据透气砖透气情况，采取中等强度的氩流量进行搅拌。 钢包出加热工位喂丝后， 进行软搅拌。 氩气流量变化范围约为。 . 造渣工艺炉精炼造渣过程的核心任务是尽快形成含量小于的强还原性渣，即白渣。能否尽快形成白渣， 并使钢水在还原气氛中有足够的精炼时间是保证钢液脱硫和净化钢水质量的关键。在炉热试期间，考虑造渣剂成本和精炼周期等因素，经多次实践， 形成了较好的精炼造渣工艺制度。即钢包至炉， 底吹氩旁吹破壳后，首先喂铝线把钢中的溶解氧脱到最低限度， 脱氧反应为

11、， 然后加入电石、 铝粉等脱氧剂，转至精炼工位后，测温取样，供电精炼。精炼过程中，根据实际情况分批加入石灰、电石、铝粉等渣料，总量约为。供电结束后，炉转至等待工位， 喂硅钙线，软吹，吊包出工位。精炼过程白渣形成时间约需。钢水处理效果 . 渣中（）含量和熔渣碱度有关资料表明，当熔渣中（）在以 下时，钢液内的氧将向与之接触的熔渣内扩散，从而降低了钢液中的氧浓度，保证一定的炉渣碱度，控制包渣碱度在之间，会使炉渣具有较高的脱硫和吸附夹杂能力。热试过程的数据表明，在出钢挡渣正常的情况下，对于出钢时（）为， 碱度为的钢包顶渣，经炉精炼后，大部分炉次渣中（） 变为左右，碱度提高到之间，有效降低了钢中的氧含量

12、。 . 成分控制经炉处理后钢水成分变化不大，在渣厚小于情况下，经喂丝、添加碳粉、加入渣料后，可适当增加部分合金元素的含量。（）：由于转炉含量按规格下限控制，考虑石墨电极加热增碳量，根据目标要求加入碳粉，可使钢中（）增加。（）：由于精炼还原脱氧和加入硅钙线使钢中平均上升之间。（）：由于加入碳粉、 电石和铝粉， 使部分被还原， 回锰量约为 。（）：精炼处理时， 随着炉渣脱氧反应的进行，存在回磷现象， 回磷量为 .。（）：随着炉渣氧化性降低，钢水流动性渐好，脱硫条件得到改善，处理结束后，脱硫率平均为，最高达 . 。 . 钢中气体和夹杂在实际生产时，转炉出钢采用硅铁、锰铁、钢芯铝、硅钙等合金和脱氧剂进

13、行脱氧，钢包精炼时，进一步采用喂铝线脱氧，可以使钢中的氧含量降低，而炉渣中（） 含量的降低和炉渣碱度的提高， 使钢中氧向炉渣中扩散成为可能， 但在白渣化较差的情况下， 钢中氧有可能回升。 经过个月的工艺实践， 炉发挥了较好的脱氧优势，脱氧率最高为，平均为。钢中氮含量稍有增加，平均为，氮含量控制都在标准范围内。转炉出钢过程加部分硅钙，精炼结束喂硅钙线， 使钢中夹杂和夹杂由链条状转变为易上浮排除的液态球状氧化物， 起到了提高钢液纯净度， 消除机械性能影响的作用。金相检验表明，经精炼后的铸坯中只有级别较低的球状氧化物夹杂。结论（）炉发挥了较好的脱氧优势，脱氧率平均为.，铸坯纯净度得到改善。（）转炉下

14、渣量不稳定给精炼操作带来一定难度，钢包内渣层厚度不大于是今后一段时间内的攻关目标。（）炉的工艺制度还需要继续研究，对于如何解决渣料快速熔化，提高渣铁的硫容比，以进一步提高脱硫率是今后需要解决的问题。AOD 即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。一、 AOD 氩氧精炼炉设备组成：1、 AOD 炉体2、 AOD 悬架3、 托圈4 、 AOD 挡渣罩5、 AOD 底座6 、 轴承和轴承座7 、 倾炉系统驱动机构8 AOD 事故倾动驱动机构二、 AOD 法特点： * 采用廉价高碳铬铁大幅度降低原料成本。 * 采用二步法炼钢，缩短了冶炼时间， 提高了生产本。 * 采用 AOD 法冶炼的不锈钢

15、， 质量稳定。 *AOD 炉设备简单，基建投资小。 *AOD 法操作简单，可靠，并可稳定地实现过程自动控制。三、目的：主要是冶炼高质量的不锈钢(C20ppm,S,P50ppm)；使用更廉价的原料用高碳铬代低碳铬) ；( 采备注：使用情况：60 70 的不锈钢产量；我国太钢有国内第一台AOD;四、不锈钢的冶炼方法电炉；电炉或转炉AOD ；电炉或转炉 VOD.五、 AOD 工艺过程1. 炉料：废钢、不锈钢返回料、高碳铬铁、高碳镍铁2. 吹炼过程温度及氩氧比的控制3. 分不同温度及碳含量控制吹炼氩氧比 :O2 ： Ar=4:1(3:1)， C 下降为 0.2%、T 1680 ；O2 ：Ar=2:1，

16、C 下降为 0.1%、T1700 ；O2 ：Ar=1:2，C 下降为 0.02%、T 1730；O2 ：Ar=1:3，C 下降为 0.01%、T 1750；VD/VOD炉基本情况：injection oxygenVD的功能仅是真空加搅拌，VOD是 Vacuum and stir and；VD 主要应用于轴承钢脱氧；VOD主要用于不锈钢冶炼；一、设备用途： VD 型钢包精炼炉可对钢水进行真空脱气处理及真空下合金成分微调及氩气搅拌。 VOD 型钢包精炼炉是在真空下吹氧、脱碳、真空除气、真空下合金成分微调，主要用于精炼超低碳不锈钢和电工纯铁等。二、主要形式： VD/VOD 型钢包精炼炉可采用单独工位

17、，也可采用双工位，真空罐为高架式或地坑式布置， 也可采用车载式， 真空罐盖的移动方式可采取旋开式或车载移开式。三、设备组成： VD/VOD型钢包精炼炉由真空罐、真空罐盖及罐盖提升机构、钢包、氧枪机构、 真空加料装置、 测温取样和观察系统、 氧气系统、 氩气系统、冷却水系统、真空泵系统等组成。四、 VD 工艺：以轴承钢冶炼为例1. 轴承钢最重要的性能指标是疲劳寿命。2. 影响轴承钢寿命的重要指标是钢中氧含量，钢中O 控制在 10ppm为好。3. 最好水平 O 3 5ppm 。国内 10ppm 左右。4. 控制钢中非金属夹杂物和碳化物级别。5.GCr15是最常用轴承钢：%C ：0.95-1.05；

18、 %Mn:0.9-1.20； %Si:0.40-0.65；%Cr:1.30-1.65S,P0.0206. 冶炼工艺： UHP LF+VD （或 RH ） +CC ：LF 出钢后，扒渣（倒渣） 2/3 ，渣层厚度应保持40 70mm ，扒渣时间 3min。扒渣完毕 LF 钢包入 VD 处理工位，接通氩气，调节流量50 80NL/min，同时测温、取样，加入硅石2 kg/mm，调整炉渣碱度R=1 .2 1 .5 。测温、取样后VD 加盖密封，抽真空。真空泵启动期间，调整氩气流量保持3040NL/min。真空保持时间：真空启动后，工作压力达到67 Pa时，保持时间 15mi n 。真空保持期间调整氩

19、气流量70NL/min左右，并通过观察孔观察钢水沸腾情况，及时调整，保持均匀沸腾。终脱氧后解除真空、 开盖、测温，软吹 15 25min，氩气流量70-100NL/min左右，控制渣面微动为宜。软吹结束后，测温、取样，加保温剂出钢，出钢温度1530 1540 。五、 VOD工艺：以冶炼超低碳不锈钢为例1. 初炼炉将碳控制在 0.2 0.5 ， P0.03% 以下；2. 钢液温度为 1630 ；3. 初炼炉除渣后，将 VOD 钢包吊入真空室，接底吹氩，开始抽真空，此时温度1550-1580;4. 当真空度达到 13 20kpa 时，开始吹氧脱碳；5. 碳含量降低的同时，提高真空度，保铬不氧化；6

20、. 当碳合格时，停止吹氧，加大真空到 100Pa 以下，并加大搅拌，进一步脱碳，钢液温度达到 1670 1750 ；7. 加合金、微调成分、加铝吹氩搅拌几分钟后，破真空浇铸。rh 精炼炉Ruhrstahl公司和 Heraeus公司 1957年开发的。也称钢液循环脱气法，将钢液提升到一容器内处理。主要冶炼高质量产品，如轴承钢、LF 钢、硅钢、不锈钢、齿轮钢等。国内RH设备主要依靠进口一、 RH 工艺特点反应速度快，表观脱碳速度常数kC 可达到 3.5min-1。处理周期短，生产效率高，常与转炉配套使用。反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应，可生产H 0.5 10-6 ， N 25 10-6 ，

21、 C 10 10-6 的超纯净钢。可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理温降；可进行喷粉脱硫，生产S 510 -6 的超低硫钢。二、 RH 工艺参数处理容量：大炉子比小炉子好(50t以上 ) ；处理时间：钢包在真空位的停留时间；Tc/VtTc 允许温降，Vt 平均温降 /min ；循环因数： C (t/min).t(min)/Q (ton) 循环流量、t 脱气时间、Q 处理容量循环流量 ：主要由上升管与驱动气体流量决定；真空度： 60 100pa ；抽气能力。三、 RH 真空工艺过程1. 出钢后，钢包测温取样；2. 下降真空室，插入深度为 150-200mm ；3. 起动真空泵，一根插入

22、管输入驱动气体；4. 当真空室的压力降到 26 10kpa 后，循环加剧；5. 钢水上升速度为 5m/s 、下降速度为 1 2m/s ；6. 气泡在钢液中将气体及夹杂带出。四、 RH 的发展1.-OB (Oxygen Blowing)2.-KTB (Kawasaki3.-PB(Powder Blowing)，真空室下部吹氧Top Blowing)日本川崎，顶吹氧，真空室下部喷粉脱P、S。CAS 、 CAS OB 精炼工艺一、工艺优点：钢液升温和精确控制钢水温度；促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度； 精确控制钢液成分，实现窄成分控制；均匀钢水成分和温度；与喂线配合，可进行夹杂物的变性处理；冶炼节奏快

23、，适合转炉的冶炼节奏。二、 CAS OB 的冶炼效果1. 加热；升温速度 5 6 /min ；2. 钢液成分：吹氧前后变化不大；3. 钢水洁净度： O 基本不变，可降低 N 含量。喷粉工艺一、效果最好投资及使用成本最低也是最不好掌握的技术；可脱硫、脱磷、合金化、夹杂变性；二、工艺参数：喷枪插入深度； h=H(钢液深 )-hc(喷入深 ) ；喷吹压力：大于钢液、炉渣及大气压；喷吹时间：喷粉设备及钢液容纳粉剂的能力；供料速度：设备能力及钢液化学反应速度；载气能力与粉气比。典型精炼设备的功能一、洁净钢的定义1. 洁净钢是一个相对概念；某一杂质含量降低到什么水平决定于钢种和产品用途；不同的年代， 对洁

24、净钢有不同的要求； 有害元素降低程度决定于装备和工艺现代化水平。2. 高附加值产品对洁净度的要求是： TO 要低 20ppm ； 夹杂物数量要少；夹杂物尺寸要小 50m ；夹杂物形态要合适。二、洁净钢 (purity steel)60年代： S+P+N+O+H900ppm；70年代： S+P+N+O+H800ppm；80年代： S+P+N+O+H600ppm；90年代： S+P+N+O+H100ppm；2000年代： S+P+N+O+H50ppm。洁净钢除 S+P+N+O+H五大元素外， 随废钢量的增加。 还包括 Cu 、Zr 、 Sn 、 Bi 、 Pb 等伴生元素。装载： http:/ww

25、/topic/5/Article_s5kkUE.html 中国电炉网炉外精炼技术在铸钢生产中的应用铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。 当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同， 往往有不同的形成原因。常言道 “三分冶炼，七分铸造 ”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。炉外精炼技术简介20 世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用， 炼钢生产率飞速提高。 炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序， 这一技术的实用化，

26、大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量， 同样离不开冶金冶炼技术的发展。 炉外精炼技术就是铸件生产中的适用技术之一。1 炉外精炼技术的功能脱氢、脱氧、脱碳、脱硫、非金属夹杂物的形态控制、成分调整加合金 ) 、钢液成分及温度的微调及均匀化、脱氮、脱磷。针对上述功能，衍生出 LF 法、 VD 法、 VOD 法、 RH 法、 SKF法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。( 添2 电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产

27、生的高温和热能熔化固体炉料， 实现冶炼的目的。 在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物， 通常通过脱碳反应形成钢液沸腾， 对钢液激烈氧化。 在下一步为了去除钢液中残余的氧， 又需要对钢液进行脱氧， 因此产生大量的夹杂物， 这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。 为了解决这一问题， 经过冶金工作者多年努力， 摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期 氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行， 各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质量，提高生产率的目的。下面是双联工艺法的工艺流程：电炉加料 熔化 氧化 升温 出钢 LF 炉接钢液 精炼还原 微调成分，调整温度 出钢 喂丝 钢液测温 钢液浇注。3

28、 双联工艺法的产品质量对几个采用双联工艺法的铸钢厂产品质量跟踪：气体含量： H3.5ppm ， O40ppm ， N80ppm ；杂质含量： P0.015 ， s0.0l ， si 、 Mn 可控制在 0.02 内， Ni 、 Mo 、Cu 可控制在 0.0l 内。4 材料性能屈服强度增加 7 1l ；抗拉强度增加 3 6 ，冲击韧度增加 20 一 45 ；断面收缩率、伸长率基本无变化。夹杂物含量明显减少，分布形态多呈不连续状。炉外精炼技术经济效益分析几家铸钢厂使用钢包精炼炉设备后， 吨钢原材料消耗量均有所下降。 如吨钢电耗，下降 35kwh 左右。但增加 LF 炉设备后，需配套增大水循环系统

29、，除尘系统及其他投资，使得钢液冶炼成本增加。但钢液化学成分控制稳定，合金成分控制准确，钢液成分均匀。无偏析现象，钢液中气体、夹杂物控制较高，力学性能优良，铸件废品率大大降低。正基于上述原因，钢液成本总体上基本持平。使用钢包精炼炉技术的优点 用钢包精炼炉技术后，钢液中的有害元素和有害气体降到了一个较低的含量水平，使钢中不易形成对铸件材质有严重破坏的非金属夹杂物， 从而提高了铸件的低温性能和铸件对使用环境的适应性。氩气的搅拌作用加速了钢渣之间的化学反应，有利于钢液的脱硫、脱氧，促进钢液中非金属杂物的上浮和去除，提高了钢液温度和成分的均匀性。 与普通电弧炉联合冶炼，加快了生产周期， 提高了合金回收率

30、。设备简单、投资较低。使用钢包精炼炉还需解决如下问题钢液温度下降。由于钢包精炼炉与普通电弧炉相连操作，在普通电弧炉钢液氧化完毕向精炼炉出钢时，钢液温度下降，炉子越小，温降越大。这样精炼炉需进行提温操作，会少许增加电耗。钢液倒包会增加气体含量，钢液进行炉外精炼后，其钢液中各类气体含量均有降低。 但在钢液倒包过程中， 易使钢液吸气， 造成钢液气体含量些许增加，目前已有解决办法。转炉炼钢：铁水供应（倒罐站、混铁炉）脱硫站转炉炉外精练（LF、VD 、RH等）连铸机电炉炼钢：废钢供应（废钢配料间）电炉炉外精练（LF、 VD ）连铸机转炉炼钢：铁水供应（倒罐站、混铁炉）铁水预处理转炉炉外精炼（LF 、VD

31、 、RH 等）连铸机（或模注）电炉炼钢：废钢供应（铁水、海绵铁）电炉炉外精练（LF、VD、AOD 、 VOD等）连铸机（或模注）说明：不同的钢厂设备不同生产工艺流程也不同，实际上世界上几乎没有完全一样的钢厂存在，生产工艺流程存在很多不同。钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10 30 分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH 、DH ），钢包真空吹氩法（ Gazid ），钢包喷粉处理法（ IJ 、 TN 、 SL ）等均属此类。钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简

32、称。 其特点是比钢包处理的精炼时间长 （约 60 180 分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD ）、真空电弧加热脱气法（ VAD ）、钢包精炼法（ ASEA-SKF ）、封闭式吹氩成分微调法（CAS ）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD ）。Quote:引用第 12 楼 gxdchl-18于 2007-12-28 09:45发表的:学习了一下不错，对洁净钢的要求进一步了解。宝钢的洁净钢生产技术随着社会的进步，现代工业对钢材性能的要求越来越高，为满足这一要求，洁（纯）净钢技术研究也越来越成为

33、钢铁冶金技术领域的重要研究课题。宝钢从引进之初，就十分注重洁净钢厂的建设。特别是九十年代初以来，宝钢依靠科技进步， 着手研究开发纯净钢冶炼技术， 目前已形成批量生产纯净钢的生产技术和管理技术。1 超低硫钢生产技术铁水脱硫是一种经济、有效的脱硫方法，在工业生产终得到了广泛的应用。宝钢曾先后采用了混铁车（CaO 系、 CaC2 系脱硫剂）和铁水包（Mg 系脱硫剂）两种脱硫方式。当铁水原始硫为150 300ppm时，脱硫后铁水硫含量最低可达10 30ppm的水平。众所周知，转炉的脱硫能力是相当有限的。 特别在铁水原始硫含量很低的情况下，由于入炉的石灰、 废钢等炉料带有较高的硫， 往往出现转炉过程回硫

34、现象。 一般来说，仅靠铁水预处理要稳定生产硫含量小于 30ppm 的钢是有困难的。 因此，在转炉出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。宝钢相继开发了三种钢水炉外深脱硫工艺，其基本特征如下：RH 处理过程加入脱硫剂方式（方式 A ）：开发高效 CaO-CaF2 系脱硫剂，通过 RH 合金溜槽将脱硫剂加入真空室；脱硫处理的炉次尽量控制转炉下渣量，并对钢包顶渣进行改质处理，使其具有高碱度和低FeO 含量。RH 处理过程喷粉脱硫方式（方式 B）：开发采用低枪位操作， 以使粉剂能充分进入钢水循环；氧，以提高脱硫效率。CaO-Al2O3 系预熔型脱硫粉剂；处理前对钢水和钢包渣进行充分脱LF 炉深脱硫方式（方式

35、 C）：开发钙铝系合成渣剂，优化渣脱氧制度；优化钢包底吹氩模式；对于深脱硫钢，为强化渣钢界面的脱硫反应，采用强搅拌方式。上述三种脱硫方式的效果对比如下： RH 处理过程脱硫（方式 A 、方式 B ），其脱硫率均在 40% 左右，脱硫效率并不高。此类工艺作为一种钢水脱硫处理的补充手段，以降低钢种的保留率是比较合适的。其具有占用工位时间少，增氮量小的优点。而 LF 炉深脱硫工艺具有很高的脱硫效率，平均脱硫率达 87% ，在原始硫含量并不很低的前提下， 脱硫后可使钢水硫含量稳定达到 10ppm 以下，为超低硫钢的生产提高了有力保证。2 低磷钢生产技术钢中磷过高，在凝固时会产生严重的偏析而导致产品脆裂

36、。对于高级管线钢则需要将磷降至 100ppm 以下，而对于在极寒冷地区使用的管线钢，为防止冷脆，甚至需要将钢中的磷含量控制在 50ppm 以下。宝钢相继开展了如下的工艺试验：铁水三脱 + 转炉小渣量（渣量指数为0.3）冶炼工艺（方式A）铁水脱硫 + 转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式B）铁水三脱 + 转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式C）转炉预处理脱磷 + 脱碳转炉中渣量（渣量指数为0.6 ）冶炼工艺（方式D ）上述 4 种不同脱磷工艺效果如下：采用三脱铁水少渣量工艺的转炉终点平均磷含量为 120ppm；采用通常脱硫铁水的大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为100ppm；采用三

37、脱铁水大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为66ppm ；而采用转炉脱磷预处理铁水 + 脱碳炉中渣量工艺转炉终点平均磷含量达到58ppm ，由此可见，方式C、方式 D 均为生产超低磷钢的有效工艺。3 低氧钢生产技术在钢中氧含量过高，则角状夹杂物及宏观夹杂物增多，易于发生脆性断裂，而且非金属夹杂物含量过多也影响钢表面质量。宝钢主要针对 IF 钢，开展了一系列旨在降低全氧含量，减少夹杂物和防止卷渣的研究，在生产中所采用的措施包括：采用挡渣出钢，要求使钢包渣层厚度 70mm 。钢包渣改质：出钢时向钢包表面加入改质剂，降低渣的氧化性。控制 RH 中 FO 浓度和纯脱气时间。采用中间包纯净化技术。为了防止结晶

38、器保护渣卷入，采用不易卷入的高粘度保护渣。在连铸操作方面，保持适量的Ar 气吹入量和维持结晶器液面稳定。4 低氮钢生产技术钢终氮对冷轧板的深冲性能影响极大，为使冷轧板保持良好的加工性能，钢中的氮含量应尽可能降低；钢终氮含量过高将导致时效硬化、硬度增大而延展性变差。一般来说，因为 RH 脱氮能力有限，特别在低氮范围（氮在 50ppm 以下），脱氮反映几乎中止。 因此，降低转炉吹炼终点氮含量和避免钢液增氮是降低钢水的主要措施。（ 1 ）转炉低氮冶炼工艺从控制入炉原料和吹炼工艺里两方面入手，宝钢开发了转炉低氮吹炼模式：其措施包括控制铁水氮含量和入炉铁水比， 优化转炉造渣和吹炼制度等。 在采用转炉低氮

39、吹炼模式后，停吹氮可控制在 15ppm 以下。（ 2 ）防止钢水增氮技术不同出钢方式对钢水增氮影响很大，氧化状态出钢有利于减少增氮。板坯连铸中，最大的增氮一般发生在钢包和中间包之间。为此，宝钢除采用中间包覆盖剂覆盖钢水外， 在钢包和中间包之间采用长水口， 并在钢包水口和长水口连接处采用 Ar 气和纤维体密封。采用上述措施后可使浇铸过程中的增氮量控制在1.5ppm以内。通过上述措施的应用，目前宝钢可批量生产N 20ppm的低氮钢。5 超低碳钢生产技术（1）RH 脱碳技术RH 脱碳技术主要包括两点：RH 脱碳前最佳成分控制，使之处于最佳范围；加速 RH 脱碳技术。（ 2 ）防止钢水增碳技术经 RH

40、 脱碳处理的超低碳钢水，一旦脱氧后，就极易增碳。在不少场合，增碳是导致钢水成分出格， 成品降级的主要原因。 在导致钢水增碳的诸多因素终， 炼钢辅材和耐材中含有过量的碳是重要原因。宝钢在此两方面开展了较深入的研究：开发了高碱度中间包覆盖剂，该覆盖剂具有含碳量极低的特点，有利于减少钢水增碳；采用低碳高粘度保护渣。降低保护渣中的碳含量（特别是游离碳含量）是避免超低碳钢水增碳的直接、有效方法。此外，适当提高保护渣年度，渣耗降低、液渣层增加、液层中碳向钢液面扩散速度将降低。因此提高保护渣粘度对防止增碳是有利的；采用无碳钢包耐材。钢包耐材对钢水增碳的影响是巨大的，宝钢所开发的钢包无碳包底浇注料和钢包无碳渣

41、线浇注料不对钢水造成增碳。6 宝钢的纯净钢水平宝钢在纯净钢生产单项技术研究的基础上，以超低碳 IF 钢和 X 系列管线钢为对象钢种进行联动试验，开发了批量生产纯净 IF 钢、管线钢生产技术和管理技术，旨在带动宝钢纯净钢综合控制水平进步，增强产品竞争力。通过科技攻关和技术改造，宝钢目前的产品特别是管线钢和 IF 钢的有害元素含量得到了大幅度的下降，取样分析表明，铸坯中夹杂物直径小于 50m 的 99% 以上，洁净度得到了大幅度提高。洁净钢技术与工艺简介1 目标与目的钢洁净度在钢铁应用的发展中是最重要的。钢的性能决定了它的用途与竞争能力，而化学成分和最终的显微组织确定了钢的性能。 因此，不会有一个

42、完整的洁净钢定义，它仅仅是与应用有关的一个术语。 氧化物在改变钢的显微组织上扮演了重要角色，因此，成为本次研究的焦点。它们要么以钢水二次氧化的形式存在，要么以耐材或保护渣吸卷的方式进入钢中。 因此，炼钢，尤其是二次冶金处理和连铸工序是实现所要求的洁净度的关键。为判定最佳操作和建立科学的概念，收集了关于设备、工艺和控制方面的数据。这些数据来自 22 个国家的 64 套设备上， 各个数据表包含了 800 条不同的信息， 总共获得了 5 万余条可用信息。选择了低碳钢、超低碳钢、管线钢、高碳长材和弹簧钢进行研究， 应用领域涵盖了汽车裸露件、 管线和滚珠轴承等。 比较工业实践仅仅是该项目的一个部分，此外

43、，还进行了深入的文献调查，以确定今后的发展与进步。氧化洁净度是优质钢最重要的一个指标。全世界在改进二次炼钢和连铸工艺技术方面付出了巨大努力。 主要目的是要将钢水中夹杂物含量减少到最低程度， 促进颗粒分离，避免被大气、 炉渣和耐火材料二次氧化等。 有害夹杂物一个主要成因是非常小的夹杂物在紊流区凝结， 这出现在从大包到中间包、 中间包再到结晶器传输钢水的过程。相反，外来非金属夹杂物源于炉渣夹带，因此，保护渣绝不能乳化进入钢水。这是对钢铁工业在这个艰难冶金领域里继续发展提出的挑战。2 洁净钢这次的研究不是要建立洁净钢的通用定义，因为洁净度是钢材使用的直接结果，对洁净度的要求各不相同。 本次研究集中在

44、氧化物夹杂方面。 氧化物夹杂数量根据使用要求可以不同，但在位置、形状、分布和其它许多方面要仔细考虑。一般而言， 钢和食品一样干净。 人们所不希望的成分浓度大约是百万分之的数量级。而且，钢中局部含有杂质不会影响使用。当讨论钢的洁净度时，氧化物夹杂是讨论的重点。 氧化物颗粒是在生产加工中由脱氧、 二次氧化生成的， 或与各种容器的耐火材料反应形成的。多数颗粒能在钢包、中间包和结晶器中与钢水分离、熔入渣中。留在钢水中的氧化物颗粒非常小，只有几个微米。 显微洁净度是用钢水中总氧含量定义的。必须假定这些显微夹杂对高性能钢是无害的。即便如此， 显微洁净度仍具有重要的意义， 它是紊流区凝聚形成宏观夹杂物的基础

45、。钢材缺陷的起因通常是钢铁生产中必须避免的宏观夹杂物。夹杂物含量低是洁净钢的一个标准，但不是唯一的标准。洁净钢的焦点是钢材及钢材的应用。就此面言， 汽车裸露件、 海上设施和冷拔钢丝所要求的洁净度有相当大的差别。应该认识到， 随着产品厚度的减薄，这些要求也越来越严格。 夹杂物的位置和变形扮演了重要的角色，二次冶金中的夹杂物工程是一个非常流行的控制夹杂物变形的手段。连铸坯夹杂物的位置受机器的设计和结晶器流动控制影响。宏观夹杂在连铸坯中是很少见的。50m 以上的宏观夹杂很难找到，因此，需要使用大型试样监测系统，这是唯一能实现大海捞针的可能手段。当非金属夹杂物直接或间接地降低了加工性能或使用性能，则钢

46、是不洁净的， 当不存在这种影响时，则可以认为钢是洁净的，不用考虑非金属夹杂物的数量、种类、尺寸和分布等。3 洁净钢基本特征和生产实践洁净钢的任何定义都要包含它的使用要求， 我们应该认识到， 随着产品厚度的减薄，这些要求也越来越严格。 因此对洁净钢的一种定义应该是， 当非金属夹杂物直接或间接地降低了加工性能或使用性能， 则钢是不洁净的， 当不存在这种影响时， 则可以认为钢是洁净的，不用考虑非金属夹杂物的数量、种类、尺寸和分布等。非金属夹杂物的类型有两种，即内生夹杂物( 脱氧或二次氧化时形成的氧化物)和外来夹杂物 ( 来自卷入的炉渣或侵蚀掉的耐火材料) 。内生夹杂物通常与钢水成分达成化学平衡，它们

47、是自然发生的，因此只能降低不能完全消除。相反，外来夹杂物通常是与工艺相关的，因此可以通过适当的手段消除。洁净钢生产就是要在各工厂特定的条件下控制夹杂物污染。尤其是在要求苛刻的应用领域，它的厚度非常薄，如帘线钢、超低碳IF 钢或刀片钢等，则洁净钢操作必须严格贯穿整个生产流程。 可用热力学模型帮助确立特定应用的夹杂物成分， 强调实现这些所需要的工艺条件。 实践中需要注意的主要是稳定操作、 控制钢水氧势和在浇铸前分离夹杂物。在钢包向中间包以及中间包向结晶器输送钢水时，必须小心谨慎，避免钢水被空气二次氧化，还要注童降低各阶段的炉渣携带量。中间包向结晶器分配钢水， 在流动力学设计上要避免缩短流动路径，

48、这有助于将夹杂物引向渣或耐材表面。 连铸机采用适度设计并具有稳定流动模型后， 夹杂物在结晶器内的上浮实现最大化， 避免了突发事件和钢水的不稳定流动态， 而且，磁流体力学技术可用来控制、改变、优化钢水在结晶器内的流动。4 钢包操作就氧化物洁净度的关注程度而言， 高炉 转炉流程与电炉炼钢之间几乎没有差别。钢水中夹杂物的数量、种类、尺寸和分布的主要源头是二次精炼时的钢包操作，但也有一些源于中间包和结晶器内的钢水流动与工艺条件。 中间包和结晶器内的夹杂物的形成与排除不在本文的讨论范围内。非金属夹杂物的三个来源：* 加入脱氧剂产生的脱氧夹杂物，以及由于钢水暴露于大气中或与不稳定耐材接触造成的二次氧化夹杂物；* 由沙子形成的和因化学与机械侵蚀造成的耐材衍生夹杂物；* 由于钢水在渣金界面高速流动和渣层乳化被卷入钢水深处形成炉渣衍生夹杂物。二次氧化夹杂物是炼钢的固有特征， 通过优化工艺操作可以减少或完全消除二次氧化夹杂物、 耐材衍生夹杂物和炉渣衍生液态夹杂物， 否则就要使用搅拌或延长处理时间的手段去除这些夹杂物。原则上，炼钢的各个阶段都能通过这些手段将夹杂物送到金属 气体界面、