炉外精炼及新技术培训手册.ppt

1、炉外精炼及新技术,炉外精炼概述 渣洗 LF RH 元素含量超低量控制技术,炉外精炼及新技术,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），成分及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。,1 炉外精炼技术概论,炉外精炼 凡是在熔炼炉（如转炉、电炉）以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。,炉外精炼二次精炼钢包冶金二次炼钢炉外处理,1 炉外精炼技术概论,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

2、脱硫脱磷脱碳 4 去除钢中气体（氢氮）及夹杂 5 夹杂物形态控制,基本手段 1 渣洗 2 真空 3 搅拌 4 加热 5 喷吹,1 炉外精炼技术概论,炉外精炼水平与连铸生产发展概况,日本炉外精炼比和连铸比逐年增长的趋势图,中国炉外精炼比、连铸比和吹氩喂丝比增长趋势图,2 渣洗,渣洗用合成渣考虑指标 1） 成分：CaO-Al2O3渣系 2 ）熔点：1350 1400 3 ）流动性：减小乳化渣滴的平均直径，从而增大渣 钢接触界面。 4 ）表面张力：550 580 dyn/cm 5 ）还原性：Fe00.3,2 渣洗,渣洗的精炼作用 (1) 乳化渣的碰撞、合并、长大和上浮 (2) 合成渣对钢中元素脱氧能

3、力的影响 (3) 扩散脱氧 (4) 去除夹杂 (5) 脱硫,铝脱氧 在石灰-氧化铝渣中，由于存在反应 CaO + Al2O3 = CaO Al2O3 使铝的脱氧能力提高,2Al+3O=(Al2O3),与不同铝含量相平衡的氧含量（T=1873K）, 脱硫,(CaO) 十 FeS (CaS) 十 (FeO),Ks =,(S)(FeO),S (CaO),(S),S,Ls =,= Ks ,(CaO),(FeO),渣洗分类按合成渣炼制方式,2 渣洗,2 渣洗,CaO和Al2O3在1600可发生以下反应：,12CaO+7Al2O312CaO7Al2O3(S) 3CaO+Al2O3= 3CaOAl2O3(S

4、) CaO+Al2O3= CaOAl2O3(S) CaO+2Al2O3= CaO2Al2O3(S) CaO+6Al2O3= CaO6Al2O3(S),CaO-Al2O3系相图,2 渣洗,固体渣的优点： 成本相对预熔渣较低； 原材料容易获得； 操作简单。,固体渣的缺点： 渣不易完全熔化； 易产生偏析，性能不稳定； 易水化，影响精炼效果； 使钢液H增加，引起质量问题。,2 渣洗,预熔渣的优点： 成分均匀，性能稳定； 储存时不易吸水； 成渣均匀，速度快； 粉尘少，对环境污染小； 有较强的吸附钢中非金属夹杂物的能力； 综合脱硫率高。,2 渣洗,固体渣渣洗,电解铝的二次废弃物Al-20成分,预熔渣渣洗,

5、预熔渣典型成分,目前渣洗的流行模式,CaO + 12CaO7Al2O3 + Al-Al2O3,3 2 1.5,3 LF,LF精炼渣概述 LF精炼渣的物理性能 LF精炼渣的发泡性能 LF精炼渣的脱硫性能,对LF精炼渣的要求 高碱度以利于脱硫； 低氧化性以利于脱氧； 好的流动性以利于渣-钢界面反应。,LF精炼渣概述,3 LF,LF精炼渣的作用 采用高碱度、高还原性渣进一步脱除钢中硫、氧； 保护包衬，提高热效率； 吸收钢中夹杂物，净化钢液； 隔绝空气，防止钢液吸收气体； 对夹杂物进行变性处理。,通常精炼渣分为高碱度渣和低碱度渣，一般碱度(CaO/SiO2)大于2为高碱度渣，高碱度渣适用于一般铝镇静钢

6、二次精炼，在钢水脱硫等方面具有较好的效果。对于具有特殊要求的钢种，如帘线钢、钢丝绳钢、轴承钢等，需采用低碱度渣。在这些钢中为了避免在脱氧过程中生成过多氧化铝夹杂，大多采用Si-Mn脱氧，采用中性精炼渣、甚至于酸性渣，精炼后形成较低熔点的圆形或椭圆形复合夹杂物，在加工时可以变形，危害较小。,LF精炼渣概述,3 LF,LF精炼渣概述,3 LF,轴承钢中氧化物夹杂物总量随着钢中酸溶铝的增加而增加，其原因如下： 钢中酸溶铝增加时，与之平衡的溶解氧呈下降趋势， 其反应产物Al2O3数量增加； 浇注过程中，铝的二次氧化量增加，导致Al2O3数量增加。 轴承钢中Al2O3夹杂占整个氧化物夹杂总量的50，而钢

7、中的氧化物夹杂含氧量占总含氧量的66以上。因此钢中酸溶铝量过高对降低氧化物夹杂和总氧量不利。,夹杂物Al2O3含量与不变形夹杂物指数的关系,LF精炼渣概述,3 LF,精炼渣吸收钢中夹杂物的机理： （1）钢渣界面上的氧化物夹杂与熔渣间发生化学反应使夹杂进入渣中； （2）氧化物夹杂停留在钢渣界面上并溶解于渣中； （3）由于界面能的作用，渣钢界面上的氧化物夹杂自发的转入渣中。,精炼渣吸收Al2O3的速率随渣中Al2O3/CaO 值的增大而减少，随(SrO+MgO)值的增大 而增加； 降低渣的粘度可以加快熔渣对Al2O3夹杂的 吸收； 减少熔渣与Al2O3夹杂之间的界面张力有利 于改善熔渣吸收Al2O

8、3夹杂的能力。,影响精炼渣吸收Al2O3夹杂物的因素：,精炼渣的成分及其作用,LF精炼渣概述,3 LF,精炼渣使用过程中注意事项 为了降低钢液的含氢量，必须严格控制渣料的湿度，使 之保持干燥。特别是石灰，易吸潮，使用钝化石灰比一般石灰好。另外，要严格控制渣量，一般渣量为金属量的 2%8%。 (2)在精炼之前必须尽可能地将转炉或电炉氧化性炉渣扒掉， 然后造新渣。 (3)LF 耐火材料方面的开支占运行总成本的60%以上，特别是渣线处更容易过早损坏而影响炉衬寿命。因此，为了降低熔渣的浸蚀性，渣中应尽量少加入萤石类降熔点材料。,粘度及熔化性温度、熔点（熔化温度） 表面张力 密度,3 LF,实际渣系的表

9、面张力采用气泡最大压力法测定,组分B的摩尔分数； 组分B的表面张力因子，Nm-1,熔渣组分的表面张力因子（Nm-1）,物理性质,炉渣熔化性温度的定义,熔化温度在理论上就是相图上液相线温度，或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。 熔化性温度炉渣可自由流动的最低温度，粘度曲线与45o切线的切点温度即定义为熔化性温度。,LF精炼渣有关组分的几个评价指数 二元碱度 四元碱度 光学碱度 MI指数 石灰饱和指数 过剩指数,光学碱度的概念 光学碱度是由Duffy与Lngram在玻璃工业中发展起来的氧化物碱度测量值。原理是以紫外线区内频率位移的直接光谱测量结果为基础，用氧化物制成分光镜，造成掺杂介质对

10、紫外线选择性吸收光带的位移。每个氧化物都有设定的碱度值，然后应用求和法可以计算出混合氧化物的光学碱度值。 氧化物的光学碱度()是指该氧化物的氧离子得失电子的能力与自由氧化物(以CaO为标准定为1.00)中氧离子得失电子能力之比，以得到各种氧化物的光学碱度值。 测定单一氧化物的光学碱度方法: 示踪离子法 电子极化作用率法 电子折射率法 负电性法,氧化物的光学碱度,炉渣的光学碱度：,式中氧化物的光学碱度； 氧化物在渣中的氧原子的摩尔分数：,式中渣中氧化物摩尔分数； 氧化物分子中氧原子数。,实现炉渣泡沫化的两个必要条件： 炉渣具有良好的发泡性能； 要有较充足的气源。,LF精炼渣的发泡性能,有多种指数

11、表示熔渣的发泡效果:,(1)相对发泡高度:,(2)起泡率:,(3)发泡持续时间:t(min),(4)发泡指数(或P),K.Ito等定义的炉渣起泡指数的物理意义为气体穿过泡沫层所需要的平均时间，表达式为: 式中炉渣起泡指数/s h 炉渣起泡高度(即起泡后的高度与未吹气时炉 渣高度差)/ Q 吹入气体流量/(m3s-1) A 坩锅内截面积/m2 Vg渣层中气体体积/m3,三类发泡剂: 碳酸盐 氯化物 氟化物 实验结果表明 CaCO3发泡性能优于Na2CO3和BaCO3； CaCl2的发泡性能优于其他氯化物(NaCl和BaCl2)； CaF2的发泡效果是有限的。 CaCO3是适于现场的较为理想的发泡

12、剂。,发泡剂的研究,各种发泡剂的作用评价,精炼渣物理特性对泡沫化程度的影响 泡沫渣是气渣混合体系，气泡间以渣膜隔开，气体不能自由运动。泡沫渣的稳定性及泡沫寿命与气泡间渣膜液体的排出速度密切相关，影响发泡性能的因素有： 炉渣物理性质(密度、粘度、表面张力、界面张力、表 面弹性等) 炉渣内固体颗粒 精炼温度 气体产生量、气泡大小及密集程度等。 炉渣物性合适值 炉渣粘度：0.250.45 Pas 密 度：2.543.25 g/cm3 表面张力：350500 dyn/cm,影响精炼渣泡沫化指数的主要因素是表面张力、粘度、密度(kg/cm3)和重力加速度g(m/s2)，即,R.Jiang和R.J.Fru

13、ehan提出：,2正是描述重力、粘度、表面张力相平衡的Morton准数。,而K.Ito和R.J.Fruehan所采用的1、2两个准数为:,得出,对精炼渣系CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2利用因次分析法,相对于密度、表面张力而言，炉渣粘度对炉渣起泡性能的影响更大。,Q 渣形成泡沫时所需气体量/(m3min-1) Q0 渣的性质最易形成泡沫渣时所需气体量/(m3min-1) 渣的粘度值/(Pas) 渣粘度偏离最佳状态的值/(Pas) 渣的表面张力值/(Nm-1) 渣表面张力偏离最佳状态的值/(Nm-1) a，b 修正系数,根据最佳状态求渣泡沫化所需气体量,组分对精炼渣发泡性能的影响-

14、碱度,精炼渣碱度对起泡率的影响,（CaO45%55%,SiO215%25%,FeO1%, CaF22%6%,Al2O38%16%,MgO4%8%）,组分对精炼渣发泡性能的影响-碱度,光学碱度对起泡指数的影响,(光学碱度0.72-0.82；Al2O315-30% CaF2 0-10%),组分对精炼渣发泡性能的影响 碱度对渣发泡性能影响通过渣的物理性能表现出来。 碱度降低，即SiO2含量增加,可降低渣的表面张力。 在碱性渣中，SiO2属表面活性物质,体积较大的硅酸根 离子(SiO44-、SiO75-)吸附于气泡表面，增强吸附膜的 弹性和强度，延长了气泡的寿命，故碱度的降低有利 于渣的发泡。 熔渣中

15、形成2CaOSiO2而增大炉渣粘度有利发泡。 碱度过高或过低对炉渣发泡均不利。,MgO对精炼渣发泡性能的影响,当渣碱度较低时，提高MgO含量可增加渣粘度，改善发泡性能，但过高时，使渣的流动性变坏，气体在渣液内会变得不均匀和不稳定，从而影响渣的发泡性能。 当碱度较高时，MgO含量低一些对渣发泡有利。,组分对精炼渣发泡性能的影响-Al2O3,(光学碱度0.72-0.82；Al2O315-30%; CaF2 0-10%),Al2O3对起泡指数的影响,组分对精炼渣发泡性能的影响-CaF2,(光学碱度0.72-0.82；Al2O315-30%; CaF2 0-10%),CaF2对起泡指数的影响,I值对起

16、泡率的影响,LF精炼渣的脱硫性能,钢水脱硫的热力学 精炼渣的硫容量 精炼工艺中渣钢间S的分配平衡 各种脱硫精炼渣的脱硫能力 渣组分对脱硫性能的影响 精炼渣的脱S指标 结语,式中 渣中硫含量 金属液中硫含量 金属液中氧含量 氧离子活度系数 硫的活度系数 硫离子的活度系数 脱硫反应平衡常数,钢水脱硫的热力学,渣气间脱硫反应 Richardson假定渣中S遵从Henry定律，定义了表征渣的物理化学性质的硫容量,如果可以估算和渣平衡的钢液中氧的活度，有实测的精炼渣的CS值，在一定温度下可用上式计算渣钢间的硫分配比 。,Duffy等整理了S分配比与渣的光学碱度的关系，Sommerville等提出了渣的硫

17、容量和光学碱度的关系式： 从上式求得的S的分配比与实验测定值基本一致。光学碱度与MSI不同的是可以考虑氟化物的影响，因此也是表征渣的脱硫能力的有效指标。,Young等人发表的CS与的关系式如下:,当 0.8时:,当0.8时:,CaO-Al2O3渣系lgCS与组成的关系,精炼渣的硫容量,CaO-CaF2-Al2O3 渣系lgCS与组成的关系,CaO-MgO-Al2O3系渣系lgCS与组成的关系,CaO-Al2O3-SiO2 渣系lgCS与组成的关系,CaO-Al2O3-MgO-SiO2 渣lgCS与组成的关系,精炼渣钢间S的分配平衡,Al是脱氧能力强且便宜的脱氧剂之一; 在二次精炼中钢中的氧浓度

18、一般由Al脱氧控制。,Ohta和Suito 提出了适于1873K CaO-Al2O3-SiO2-MgO系渣的Al2O3活度的计算公式：,公式的适用范围：CaO 10-60%, SiO2 10-50%, Al2O3 0-50%, MgO 0-30%。,CaO-Al2O3-SiO2渣的LS与铝含量的关系,水渡计算了1873K CaO-Al2O3-SiO2渣系的LS和钢 中Al含量的关系 Al2O3=30%，%Al = 0.01， CaO/SiO2 = 2，LS = 20 CaO/SiO2 = 5， LS = 200 碱度越高脱S能力越强 LS也随渣中Al2O3浓度的改变而变化。,1873K CaO

19、-Al2O3渣与钢液间硫分配比,1873K CaO-Al2O3-CaF2渣与钢液间硫分配比,1873K CaO-MgO-Al2O3渣与钢液间硫分配比,1873K CaO-Al2O3-SiO2渣与钢液间硫分配比,钢中氧位由渣中FeO决定的情况下,1873 K和钢水成分平衡的硫浓度 1-C2S饱和的CaO-SiO2；2-硅酸盐；3-C2S饱和的硅酸铝； 4-CaO饱和的铝酸盐；5-高炉渣(CaO+MgO)/SiO2=1.5, (S) =2%,不含CaF2的CaO-Al2O3-SiO2三元系渣脱硫最佳组成,一般认为最佳脱硫组成为SiO2 510%，CaO接近饱和,各种脱硫精炼渣的脱硫能力,1873K

20、 CaO-SiO2-Al2O3渣系组成与硫分配比的关系,不含CaF2的CaO-Al2O3-SiO2三元系渣,含MgO的CaO-Al2O3-SiO2三元系渣,含30%Al2O3的CaO-Al2O3-SiO2-MgO 渣的硫分配比,KKawakami认为MgO含量在15%以下对S的分配比没有影响；藤本等认为只要保证自由氧化钙的初晶存在，aCaO1即可保持脱硫能力,渣组分对脱硫性能的影响,碱度对精炼渣脱硫性能的影响 CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系脱硫实验表明，渣碱度R对渣钢硫分配比LS具有较大影响。 当R3.0时，继续增加R，Ls下降。 随着CaO含量的提高，S降低，但当(CaO)60%后

21、，CaO含量提高使脱硫效果降低。原因是由于CaO含量过高后，渣中会有固相质点析出，使熔渣出现非均相，炉渣粘度上升，流动性变差，从而影响了脱硫的动力学条件，使脱硫效果变差。,渣中MgO对脱硫的作用 MgO为碱性物质，与硫具有一定的结合能力，但这种结合能力不如CaO。其主要作用是降低渣中aSiO2，提高aCaO，从而提高LS。 MgO另一不利影响是提高渣的熔点，特别在MgO含量大于6.0%8.0%之后，使渣迅速稠化，不利于反应的进行。 对CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元系，当Al2O3含量为15%25%时，(MgO)10%左右熔渣即进入两相区。在精炼渣中适量加入MgO，可以起到保护镁质炉衬

22、的作用，减少了炉衬向熔渣的熔解过程。在精炼脱硫渣中，其合适用量为：4%6%。,Al2O3对脱硫的作用 Al2O3的作用较为复杂，其本身呈酸性，无脱硫作用，而且能在一定程度上降低熔渣的碱度。 根据4元碱度表达式：,可知随着Al2O3增加，R4下降。 从另一角度分析，Al2O3具有降低熔渣熔点的作用，在Al2O315%时，增加Al2O3含量，可以提高渣的流动性，促进脱硫反应进行，但过高时会过多降低渣碱度，同时也不利于Al2O3夹杂的排除。,Mannesman Index(渣指数)的影响,MI=CaO/(SiO2Al2O3),MI指数反映了保证精炼渣一定的碱度下，使炉渣有适宜的流动性。,脱S能力指标

23、,H. Gruner等报告过Mannesman Index 附近时脱硫效率最高，但事实并非如此。 例如MSI=0.35，Al2O3含量较高的渣aCaO小，脱硫能力并不强。 另外，含CaF2的渣脱硫能力随MSI增大而增强，但在MSI=0.35附近并非最大值。,在生产现场，也可以用实测的F表示渣的脱硫能力 N. Bannenberg以（CaO）饱和组成为基准定义了石灰饱和指数,CaO-SiO2-Al2O3三元系钢包渣的石灰饱和指数,硫分配比与石灰指数的关系,JFE Steel 的钢包炉深脱硫技术,日本的脱硫技术,新旧脱硫方式的比较,脱硫剂的优化,log CS,优化的脱硫剂的脱硫效果,脱硫效果的改进

24、,转炉超低硫钢生产工艺,铁水预处理,转炉冶炼,清洁废钢,炉渣改质 白渣出钢,LF加热 精炼,沸腾出钢 弱脱氧,真空脱氧 喷粉脱硫,T=1350 S 30106,T=1650 S 50106,(FeO+MnO) 1.0%,TO=10-20106 S 10106,O=400-600106,TO=15-25106 S 10106,白渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣，控制包渣碱度R3，（TFe+MnO） 1%，保证脱硫、脱氧效果。,根据热力学分析，影响钢水精炼脱硫的因素有：钢水的氧位；脱硫渣的硫容量；钢液中硫的活度系数；精炼温度。 钢水的氧位受钢种的影响较大； 石灰基脱硫渣的脱硫能力

25、可以用石灰饱和指数和光学碱度来表征，后者可以考虑氟化物和其它组分的影响。 脱硫渣的脱硫能力必须顾及钢水脱氧产物组分在渣中的活度以充分提高脱氧效果，降低钢液的氧活度。 另外，钢包渣中的FeO, MnO对脱硫渣的脱硫能力影响不可忽略，应该尽量控制在较低的浓度范围。,4 RH,RH概述 RH-OB RH-KTB RH-PB RH-PTB RH-MFB,4 RH,1959年西德Ruhrstahl和Heraeus公司共同开发了真空循环脱气法（ RH ） 开发的主要目的：钢水脱氢，防止钢中白点。 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

26、包中。因此，RH处理不要求特定的钢包净空高度，反应速度也不受钢包净空高度的限制。 80年代后，汽车工业促进RH的发展速度，主要趋势： 1）优化RH工艺、设备参数，扩大处理能力 2）开发多功能的RH精炼工艺和装备 3）开发RH钢水热补偿和升温技术,概述,4 RH,1 合金添加孔 2 排气孔 3 真空室 4 上升管 5 下降管 6 钢包,RH,概述,4 RH,概述,RH及多功能RH精炼技术的概况,RH-OB,1972年新日铁室兰厂依据VOD法生产不锈钢的原理，开发了RH-OB真空吹氧技术。RH-OB与转炉配合，顺利地生产含铬不锈钢。紧接着，新日铁大分厂在室兰厂的基础上发展了RH-OB真空精炼工艺技

27、术，利用RH-OB真空吹氧法进行强制脱碳、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。,RH-OB,缺点： RH-OB喷嘴寿命低，降低了RH设备的作业率，喷溅严重，RH真空室易结瘤，辅助作业时间处长，要求增加RH真空泵的能力。这些问题，阻碍了RH-OB真空吹氧技术的进一步发展。,RH-OB,RH-KTB,主要工艺特点： 不需额外添加热源（如铝、硅等），成本低； 不需延长处理时间，生产作业率高； 热效率高，在吹氧脱碳期间的前10min内，炉气中 含CO2量高达60.5（而普遍RH仅为3.5）。,RH-KTB,1986年，日本川崎钢铁公司开发,（

28、1）脱碳速度快 转炉出钢终点碳400500ppm； （2）热量补偿多 吹氧脱碳时，二次燃烧，可降低转炉出钢温度23； （3）防止和减轻真空室结冷钢 与-OB相比，- KTB吹氧脱碳时产生的喷溅减少，真空室结冷钢现象减少，减少了RH-OB工艺中Ar气的消耗，使用灵活，操作简便。,RHKTB,RH和RH-KTB过程排气成分和二次燃烧率的比较,RH-KTB工艺,提高RH强制脱碳速度： 真空脱碳前期(C0.02%)氧扩散是碳氧反应的限制性环节，吹氧脱碳可提高前期脱碳速度。 真空脱碳的中期(0.02%C0.002%)碳的扩散是脱碳反应的限制性环节，随着碳含量的降低，脱碳反应速度减慢，提高循环流量，增加吹

29、氧强度，增大反应界面可提高真空脱碳速度。 真空脱碳的后期(C0.002%)碳的扩散不再是脱碳反应的限制性环节，而钢水的静压力成为脱碳反应的限制环节。进一步降低碳含量，必须尽可能扩大反应界面，提高反应速度。,RH-PB,1987年新日铁名古屋厂开发成功RH-PB法。,RH-PB,RH-PB,特点： 不仅可以脱氧、脱硫，还可以冶炼超低磷钢； 吹氧喷嘴具有喷粉功能，可以使钢水升温，速 度达到810； 具有良好的去氢效果； 不会影响传统的RH真空脱气的能力，更无吸 氮之忧。,RH-PTB,RH-PTB,日本住友金属工业公司和歌山厂水冷顶枪进行喷粉，即RH-PTB法。,特点： 无喷枪堵塞问题； 无耐火材

30、料消耗； 因无钢水阻力， 载气消耗量小。,RH-PTB反应机理概貌,喷粉期间S和N的变化,RH-MFB,RH-MFB,为了提高转炉出钢碳和降低钢水氧含量，并可加热真空室和进行钢水温度补偿，1993年8月新日铁公司广岛制铁所建成第一台RH多功能枪。 RH-MFB法的主要功能是在真空状态下的吹氧强脱碳、铝化学加热钢水，在大气状态下吹氧气/天然气燃烧加热烘烤真空室及清除真空室内壁形成的结瘤物，真空状态下吹天然气/氧气燃烧加热钢水及防止真空室顶部形成结瘤物。,RH-MFB,RH-MFB,MFB氧枪是四层钢管组成，中心管吹O2，环缝输入天然气(LNG)或焦炉煤气(COG)，外管间通冷却水。,在大气状态加

31、热烘烤真空室 采用吹氧和焦炉煤气加热烘烤真空室，真空室温度最高可达1300(检测点距内壁表面80)，升温速度可达37.5/h。 吹氧降碳 在转炉终点碳(C)=0.040.06%条件下，吹氧13min，深度脱碳处理1519min，()=102010-6。同时在脱碳前期可加入廉价的高碳锰铁，进行锰的成分调整。 铝化学加热钢水 升温速度可达6.26.9/min，耗铝量为0.0300.034kg/t，耗氧量0.0200.028m3 /t，钢水中C、Mn、Si元素烧损分别为7%、2.5%、3.2%(质量分数)。最高可升温80。,RH-MFB,RH-MFB,真空下吹氧气/煤气加热 采用较高枪位进行氧气/煤

32、气燃烧加热，对钢水的升温速度为0.6/min，提高废气温度约300。这种方式对钢水升温的效果不明显，但可明显减少真空室内壁结瘤物的形成。 清除真空室内壁结瘤物 在非处理期间，MFB采用较大流量的氧气/ 煤气燃烧加热，可以明显地清除真空室内壁上积累的结瘤物。结瘤物熔化后，从浸渍管内流淌下来。为纯净钢和超低碳钢的生产创造了良好的真空室环境。RH-MFB多功能喷头是用氧气 液化天然气(LNG)燃烧加热的。攀钢引进后只能使用氧气 /焦炉煤气。,攀钢RH-MFB真空处理装置的主要工艺参数,攀钢RH-MFB装置处理的主要钢种,几种RH真空处理方法的比较,RH法和VD法精炼功能比较,5 元素含量超低量控制技

33、术,洁净钢 通常指非金属夹杂物（主要是各类氧化物和硫化物）含量少的钢；或者说是钢中S、P、O、H、N含量极低的钢。 关于洁净钢的概念。E.K.Holappa认为有两点：顾名思义一是钢中杂质要超低量，即钢中S、P、O、N、H甚至包括C应超低量。二是严格控制钢中非金属夹杂物的数量和形态。,在21世纪，对优质洁净钢提出下列要求: C：610-6(指薄板)； N：1410-6; S：110-6； O：510-6; P：810-6； H：0.210-6;,5 元素含量超低量控制技术,5 元素含量超低量控制技术,美国Weirton公司薄板铸坯TO与质量指数的关系,川崎Mizushima厂中间包TO含量作为

34、钢纯净度标准,氧的控制,5 元素含量超低量控制技术,氧的控制,硬线钢丝、钢轨、轴承钢、弹簧钢等中高碳合金钢或优质碳钢，对钢中夹杂物有严格的要求。为保证钢材质量，必须采用低氧钢精炼工艺技术。 基本要求： 1、严格控制钢中总氧含量，一般要求钢中T.O25106 2、严格控制钢中夹杂物的形态，避免出现脆性Al2O3夹杂物 3、严格控制钢中夹杂物的尺寸，避免出现大型夹杂物,5 元素含量超低量控制技术,氧的控制,基本工艺： 精确控制炼钢终点，实现高碳出钢，防止钢水过氧化 严格控制出钢下渣量，并在出钢过程中进行炉渣改质 LF炉内进行白渣精炼，实现炉渣对钢水扩散脱氧，同时完成脱硫的工艺任务 白渣精炼后，喂入

35、Si-Ca线，对夹杂物进行变性处理。控制钢中夹杂物成分 冶炼轴承钢等超低氧钢时（T.O10106），LF炉白渣精炼后应采用VD炉进行真空脱气。并喂入Si-Ca线对夹杂物进行变性处理。 在连铸生产中，应采用全程保护、速熔保护渣、较低拉速，保证钢液面平稳 采用低温浇铸工艺,5 元素含量超低量控制技术,P的控制,5 元素含量超低量控制技术,P的控制,NKK 福山厂的“零渣量”工艺,5 元素含量超低量控制技术,P的控制,新日铁多功能精炼转炉法示意图(MURC: Multi-Refining Converter),5 元素含量超低量控制技术,S的控制,超低硫钢冶炼工艺 大工业生产超低硫钢(%1010-6

36、)，应包括铁水脱硫、转炉精炼和钢水精炼三个基本工序。根据生产钢种是否需要真空处理，可进一步划分为精炼和真空喷粉精炼两大类。 在超低硫钢生产过程中，转炉精炼至关重要。由于入炉铁水硫含量极低，转炉一般为增硫过程。因此必须要求采用低硫清洁废钢，并适当增大铁水比。终点操作要防止钢水过氧化，并采用挡渣出钢工艺。,转炉超低硫钢生产工艺,铁水预处理,转炉冶炼,清洁废钢,炉渣改质, 白渣出钢,LF加热，精炼,沸腾出钢,弱脱氧,真空脱氧,喷粉脱硫,T=1350 S 30106,T=1650 S 50106,(FeO+MnO) 1.0%,T.O=10-20106 S 10106,O=400-600106,T.O=15-25106 S 10106,白渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣，控制包渣碱度R3，（TFe+MnO） 1%，保证脱硫、脱氧效果。,电炉超低硫钢生产工艺,电炉冶炼超低硫钢，需要对炉料进行调整。采用直接还原铁代替部分废钢，保证电炉出钢硫S0.02%，是关键环节。,5 元素含量超低量控制技术,C的控制,LD （1）计算机炼钢/模拟副枪炼钢，防止钢水过氧化 O500 10-6 （2）挡渣出钢 挡渣帽/挡渣塞 下渣量4kg/t,脱碳工艺： 在RH处理过程中应稳定保持高真空度和缩短