1主要内容主要内容一一.概概 述述二二.RH.RH、LFLF及及VDVD法简介法简介第1页/共29页21.炉外精炼的概念及目的概念：概念：炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼的过程，也称二次精炼目的：目的：把传统的炼钢方法分为两步，即初炼+精炼初炼在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱P、脱C和合金化精炼在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行深脱C、去气、脱氧、去夹杂物和夹杂物变性处理，调整成分，控制钢水温度等，从而优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低成本增加经济效益第2页/共29页3 早期的炉外处理设备是钢包脱气，其目的在于减少钢中的H和O，由于钢包脱气法的使用，使轴承钢的寿命大为增加德国于1956年发明了真空提升脱气法即DH法，莱茵钢铁冶金公司和海拉斯公司合作开发了真空循环脱气法即RH法，解决了传统炼钢方法难以解决的脱氧、脱氮等问题发 展第3页/共29页4 进入60年代后，为了提高钢水的炉外处理效果，扩大处理功能，使钢水有均匀的温度和成分，促使夹杂物上浮，瑞典研制出具有感应搅拌和电弧加热功能的ASEASKF精炼炉1965年，德国又研制成真空吹氧脱碳法即VOD法；1968年，美国研制成氩氧精炼炉即AOD法。
70年代初，日本研制成具有电弧加热、氩气搅拌功能的钢包精炼炉即LF炉第4页/共29页5 日本山阳钢厂对不同氧含量的轴承钢进行疲劳试验证明，当钢中O由30ppm降到15ppm时，轴承钢的疲劳寿命增加5倍；降到10ppm，则提高15倍；降到5ppm，可提高30倍由此可以看出，保证钢材有高的纯净度是提高内在质量的重要一环而炉外精炼就是为了解决科学技术发展对钢材质量的要求不断提高而提出来的，没有炉外精炼，就无法保证钢材的高质量第5页/共29页63.炉外精炼方法的共同特点炉外精炼方法的共同特点理想的精炼气氛条件，通常应用真空、惰性气氛或还原气氛；搅动钢水，采用电磁力、惰性气体或机械搅拌的方法；为补偿精炼过程的钢水温度损失，采用加热设施有电弧加热、等离子加热或增加钢水中的化学热等第6页/共29页7二二.RH.RH、LFLF及及VDVD法简介法简介RH 法LF 法VD 法第7页/共29页81 1）RHRH的功能与特点的功能与特点 以小部分钢水进入真空环境，经受真空处理，在不同程度上增大了钢气接触面积，提高了精炼脱气效果特特 点：点：脱气效果好；适用于大量的钢液处理；处理过程温降小；脱C能力强，适用于低碳钢的生产第8页/共29页92 2）生产过程模拟）生产过程模拟第9页/共29页10第10页/共29页113 3）RHRH过程生产工艺原理过程生产工艺原理 当真空室抽真空后，插入管插入钢液中，Ar经钢液加热膨胀，形成向上流动的气泡，使上升管内的钢液随之上升进入真空室。
气泡在真空室下突然膨胀，使钢液溅成极细微粒呈喷泉状，增加了钢液与真空接触面积，使钢液充分脱气脱气后的钢液汇集在真空室底部，在密度差的作用下不断地从下降管回到钢包中如此循环多次，达到精炼钢液的目的第11页/共29页124)RH4)RH的主要功能的主要功能功功 能能:脱H:对完全脱氧钢液脱氢效率60%,对未完全脱氧钢液,由于C-O反应剧烈,70%.脱气时间1520min,H2ppm.脱N:N易形成N-化物,脱氮效率010%;脱O:O0.0020.005%脱 碳:对 初 始 C有 要 求,处 理15min,可使C0.002%;脱S:效率5075%;减少非金属夹杂:改善钢水纯净度;成分微调:合金元素控制精度为0.0030.010%第12页/共29页132.LF 法第13页/共29页141)LF1)LF概述概述 LF是日本大同制钢公司于1971年开发，特点是将电弧炉炼钢还原期任务移到专用的钢包内进行在利用电弧加热钢水的同时，向钢液内吹入惰性气体（Ar），以实现在非氧化性气氛下精炼，从而达到钢液脱硫、脱氧、去气、去夹杂物的效果经LF处理的钢水，钢中O10-30ppm、N20ppm、H1.5-2.5ppm。
第14页/共29页152)LF2)LF工艺原理工艺原理脱脱 氧氧脱脱 硫硫去夹杂去夹杂第15页/共29页16脱脱 氧氧目目 的的:钢中过剩氧与C反应产生气泡,将造成凝固组织不致密;沉淀脱氧沉淀脱氧:Fe-Si和Al等脱氧剂与钢中O反应,脱氧产物上浮,达到脱氧的目的.因产物在钢液内部以沉淀形态产生,故称沉淀脱氧.优点:脱氧速度快,操作简单,缺点:部分脱氧产物成为非金属夹杂;扩散脱氧扩散脱氧:C、Si、Mn等脱氧元素以 粉 末 状 加 入 渣 中,与 渣 中（FeO）、（MnO）、（Fe2O3）及O在钢渣界面进行反应,使O降低，脱氧产物直接溶于渣中,不污染钢液；脱氧剂选择脱氧剂选择:脱氧元素对氧的亲和力铁对氧的亲和力；脱氧产物在钢液中的溶解度尽可能小；残留钢中的脱氧元素对钢性能不产生坏的影响；脱氧元素应在钢液中溶解快、均匀并经济第16页/共29页17脱脱 硫硫目目 的的:S在钢中产生”热脆”并降低钢的抗腐蚀性、延展性和韧性；原原 理理:（FeS）+（CaO）=（FeO）+（CaS）条条 件件:高碱度、还原气氛、高温、大渣量第17页/共29页18去去 夹夹 杂杂来来 源：源：脱氧产物、浇注及凝固反应产物，混入熔渣及耐材；危危 害：害：破坏钢的组织连续性；措措 施：施：减少外部带入；强化冶炼；提高耐材质量；出钢过程强化非金属夹杂排除第18页/共29页193)LF3)LF相关设备相关设备供供电电系系统统钢钢包包及及台台车车炉炉盖盖提提升升装装置置事事故故搅搅拌拌装装置置测测温温取取样样装装置置加加料料系系统统喂喂丝丝装装置置第19页/共29页20喂丝装置喂丝装置目目 的：的：借助喂丝机将易氧化、易挥发合金制成包芯线输入钢液，达到脱氧、脱S等目的；喂丝设备：喂丝设备：松卷装置、喂丝器、导向系统构成；喂丝操作：喂丝操作：Al丝在成分调整时喂入，Si、Ca-Si丝在LF处理后喂入。
喂丝时弱吹Ar搅拌，可自动设定也可手动第20页/共29页213.钢包真空脱气法（VD法）VD 法第21页/共29页221)VD1)VD概述概述 20世纪50年代由德国首先应用，用于生产低碳钢，可严格控制成分和温度具有以下功能：具有以下功能：有效的脱气，减少H、N；脱氧，通过C+O=CO去除O；通过碱性顶渣去S；通过合金微调及吹Ar控制化学成分和温度；通过吹Ar使夹杂无聚集上浮VD主要与电弧炉和LF配合，用于生产管线钢，S10ppm；H 1.5-2ppm；N 40ppm；O 20ppm第22页/共29页232)VD2)VD生产模拟生产模拟工部全景工部全景生产模拟生产模拟第23页/共29页243)VD3)VD生产工艺生产工艺基本原理基本原理真空处理真空处理吹吹Ar制度制度第24页/共29页25真空脱气真空脱气原原 理：理：基 于 H、N在 钢液 中 溶 解 服 从 平 方 根定律，当VD抽真空时，真 空 室 内 压 力 降 低，使H、N随之降低，达到去除目的脱 气 产 物 为 气体，向 溶 液 中 析 出 的脱氧产物CO和吹Ar气泡内扩散而一起去除第25页/共29页26吹吹ArAr精炼精炼 通过钢包底部的多孔塞将Ar吹入钢液，Ar在上升中形成小气泡，对H、N而言为真空室，因此向其中扩散并带走。
此外，吹Ar利于去除夹杂、均匀成分和温度，避免钢液二次氧化第26页/共29页27真空处理真空处理工作顺序：工作顺序：排气连续压缩（6min后）达设计真空度保持达到VD处理要求反抽气破坏真空第27页/共29页28吹吹ArAr制度制度 钢包到工位即吹Ar，不吹破渣面，防止透气砖堵塞；加合金采用大流量吹Ar，吹开渣面，使合金直接进入钢液，提高收得率；高真空处理时小流量吹Ar，防喷溅；喂丝时，小流量吹Ar，防止增N和二次氧化第28页/共29页29感谢您的观看第29页/共29页。
