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炼钢生产技术炉外精炼工艺昆钢工业职业技术学院冶金系炼钢生产技术炉外精炼工艺主讲：段榆蓉讲师本节重点：•主要的炉外处理方法及相关工艺原理、工艺参数、工艺效果、设备特点等•其他炉外精炼方法及其工艺流程、特点和操作注意事项•昆钢LF法设备特点、操作要求、工艺参数§1RH法复空脱气一、工艺过程及原理1.启动真空泵后，所幸和真空室压力的降低，钢包中的钢夜沿两根插入管上升，当真空室的压力降到26-13kPa时，钢液经过真空室的循环就十分明显了2.循环处理初期，要求每隔10min取样和测温一次，在接近处理终了时，每隔5min取样测温各一次，并补加合金材料以保证成分均匀二、工艺参数1.处理参量：不少于8t2.处理时间：在RH工位停留时间.以“τ”表示Ι=TcVT3.循环因数：即循环的次数CC=w×t/φ4.循环流量：单位时间内通过真空的钢液量5.真空度：67～134Pa6.工作泵抽气能力三、RH法的发展1.RH-OB(真空强制脱C升温法)特点：①能保持氧气转炉较高的生产率②Cr回收率高③采用高C铬铁，成本低④成品性能好，质量稳定3.RH法电磁加热处理（RH-MFB法）4.RH-KTB(顶吹循环脱气)5.RH-WPB喷粉脱S，双真空四.RH法的效果1.脱H：ηS=65～70%[H]2ppm2.脱O：[O]20～60ppm3.去N:ηS=10～20%4.脱气钢的质量：广泛用于锈造用钢、高强度钢、各种碳素和合金结构钢、轴承钢、工具钢、电工钢、冲钢等优点：提高纯净度，使纵向和横向机械性能均匀，提高延伸率，断面收缩率和冲击韧性，可缩短热处理时间5.经济效果：效益明显改善五、RH装表2.1RH类型年代发明工厂主要冶金功能RH1957德国鲁尔和赫纳环斯钢厂脱氢RHO1969德国莱森钢铁公司真空强制脱碳、升温RH-OB1972日本转日铁室兰制铁真空强制脱C.升温RH-Znjection1983新日铁大分制铁脱SRH-PB1985新日铁名古屋制铁喷粉脱S.脱PRH-KTB1989日本川崎钢铁公司fot厂喷粉脱S.脱PRH-MFB1993日本转月铁广烟制铁吹氢脱C.升温RH-WPB1995武钢集团公司喷粉脱S六、RH真空精练的功能和冶金效果（补充）RH真空精炼冶金功能脱氢脱氢脱氮脱氧自然脱碳电磁材料及低碳钢温度和成分调整板材、线材用于轧钢板、厚板的碳素钢吹氧升温脱气脱氧脱磷喷粉脱硫精炼强制脱碳去除杂质不锈钢、ZF钢等极微C钢高合金钢、不锈钢七、RH转技术1.RH真空吹氧技术：RH-O→RH-OB→RH-KTB2.RH合金化合成分微调3.RH轻处理工艺优点：①降低脱O剂消耗量②缩短真空处理时间③提高炼炉设备能力,降低成本④提高重点碳含量,提高钢水收得率4.RH深度脱S八、提高钢水循环速度的方法1.扩大循环管内径2.增加驱动气体流量3.改进驱动气体的供给方式多空扩散（高AL砖）→环形板→供气小管§2包钢喷粉一、包钢喷粉法的优点:1.反应表面大，反应速率快2.添加剂的利用率高3.搅拌作用为转形成的精炼反应产物创造了良好的浮离条件4.准确调整钢液成分，使钢量更稳定5.设备简单、投资少、见效快、收益大二、不同形式喷粉冶金设备的特点1.IRSID法特点：载流气体混合形成粉气流，导入钢液熔体中2.TN法特点：以惰性气体为载体，浸00000入式喷枪喷入主要用于喷粉脱S粉料：CaC2为主。硅钙、镁粉、石灰粉加少量发热剂三、喷粉工艺流程工艺参数：1.喷枪插入深度（h）2.喷吹压力（MPa）3.喷吹时间（min）4.供料速率：kg/min四、冶金效果1.脱S：ηs=95%+（高R）ηs=75%～87（Ca.Mg粉剂）ηs=40%～80%（石灰.萤石）2.净化钢液和控制夹杂物形态3.提高合金收得率4.改善钢液的浇注性能§3包钢炉法一、钢包炉的特点及种类特点：1.钢包炉均配备两种或两种以上的精炼手段2.钢包炉具备加热手段3.具备良好的脱气条件4.能够准确调整钢液成分5.被精炼钢液成分均匀稳定6.优越的合金化条件7.可以加入造渣剂或其他脱S材料，以精炼低S钢种类型：1.有加热和搅拌手段的钢包炉：LF2.真空和搅拌手段的钢包炉：VD3.真空、搅拌、喷吹的钢包炉：VOD法4.典型的钢包炉：SKF、LFV、VAD作用：脱O、脱气、脱C、脱S、提高纯净度、合金化、调温二、工艺过程衬炼炉：融化废钢、脱C、脱P、调温精炼炉：合金加入.成分微调1.工艺参数：⑴与精炼反应有关的参数:钢包炉的容量;粗钢液的成分,温度⑵与真空有关的工艺参数:真空度、抽气速率、真空不保持时间⑶与搅拌有关的工作参数：工作压力、吹An时间、Ar用量⑷与加热有管的工艺参数⑸与吹O、脱C有关的工艺参数⑹与喷吹和喂丝有关的工艺参数2.工艺参数的优化三、精炼效益1.脱氢：可达60%～90%ηH2.脱氮：可达20%～35%ηN3.脱氢：可达[O]20ppm4.去除钢中夹杂5.成分的精确控制6.脱S：ηS80%7.脱P：高R渣，可将P脱到30ppm以下8.改善钢的机械性能：9.提高初炼炉的生产率：电炉45%10.提高连铸比11.降低成本：大幅度降低原材料费用88.6%合金收得率大大提高.Ni-Co合金↓54%主要精炼装置的工艺目标：工艺主要辅助原料升温方法精炼对象脱气CPCrSOHNLF/VDCaO电热√√√AOD吹氧√√√ASEA-SKFCaO电热√√VODCaO铝热√√VADCaO电热√√√DH√√√RH电热√√√√√VD√√√√工艺主要辅助原料升温方法精炼对象脱气CPCrSOHNLF√√DH-OB√√√SL√WF√SD√√RH-OB/PBCaO粉铝氧化√√RH-KTB/KPBCaO粉√√RH-MFB√√RH-MESIDCaO粉√√精炼深度：深√浅LF法：是以电弧加热为主要技术特真的炉外精炼方法一、LF炉能达到以下目的1.钢水温度满足连铸工艺要求2.处理时间满足多炉连浇要求3.成分微调能保证产品具有合格的成分及实现成本最低化4.产品纯净度能满足产品质量要求二、设备特点昆钢LF炉：加热、吹气搅拌、喂丝1.包括：电极加热系统、合金与渣料加料系统、底透气砖吹Ar搅拌系统、喂丝系统、炉盖冷却水系统（有的没有）、除尘系统、测温取样系统、钢包及钢包车控制系统2.电极加热方式：1）交流钢包炉2）直流钢包炉直流钢包炉包括：①单点极直流钢包炉②双电极直流刚包炉③三电极直流电渣刚包炉3.国内主要装备情况：生产钢种：硬线钢、弹簧钢、三轨钢、低合金钢、焊丝、冷墩钢、调质钢、高压锅炉钢、优C钢、深冲钢等三、精炼过程的温度控制1.钢包预热对钢液温度的影响：预热↑.温降↓2.渣层厚底对钢液温度的影响：渣层↓.热损失↑3.合金加入对钢液温度的影响：Si.Ti.V.Mn.Cr.Mo4.吹Ar搅拌对钢液温度的影响:吹Ar量↑.温降↑5.LF过程成渣热及渣钢反应对钢液温度的影响（0.070oC/min）6.与喷吹和喂丝有关的参数：喷粉量、粉气比、喂丝量大小四、LF精炼过程的成分控制合金计算公式：Pi=[(G/ai-bi)/(fici)]+MiP’i式中：Pi—某种合金用量（kg）Gi—钢液质量Ai—某种元素的目标含量（%）Bi—某种元素在钢液中的含量（%）fi—某元素获得率（%）ci—某元素合金中的含量（%）Mi—某元素的补加系数P’i—各种合金的初步总用量（kg）LF炉精炼成分控制精度LF搅拌功率选择CSiMnCrMoNiAl0.010.020.020.010.010.010.009工艺过程目的搅拌功率选择/w.t-1加热升温加合金之后.取样前脱S及钢渣反应脱O及去夹杂100150～20015030～50主要精炼装置的功能：工艺加热真空搅拌合金调整渣精炼吹O2精炼LF/VD√√√√ASEA-SKF√√√√VAD√√√√√VOD√√DH√√RH√√RH-OB/PB√√√RH-KTB/KPB√√√RH-MFB√√√RH-MESID√√√备注：√强功能弱功能