炉外精炼(课件)

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1、炉外精炼一、炉外精炼的发展二、炉外精炼理论与技术基础三、CAS工艺四、CAS系统设备五、LF炉工艺六、LF炉系统设备一、炉外精炼发展1、炉外精炼概念就是把常规炼钢炉（转炉、电炉）初炼的钢液倒入钢包或专用容器内，进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度，以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。也称二次精炼、二次炼钢、钢包冶金。（炼钢发展史：青铜器、铁器、锻造铁、平炉淘汰、空气转炉、氧气转炉、电炉、炉外精炼）2、炉外精炼技术发展原因氧气转炉炼钢、炉外精炼和连铸三项技术，称为现代炼钢生产的三大关键技术，也称冶金史上的三大技术革命。炉外精炼

2、起始于20世纪50年代，现已成为现代钢铁生产流程水平与钢铁产品高质量水平的标志。新建电炉短流程钢厂和转炉炼钢厂，100%采用二次精炼。（世贸大厦）3、我国炉外精炼技术的发展我国炉外处理技术开发应用于20世纪50年代中后期，70年代，特钢企业和机电、军工行业钢水精炼技术的应用得到发展。2000年，冶金系统不包括吹氩和喂线的钢水精炼比为28%。1991年全国首次炉外精炼技术工作会议，明确了“立足产品、合理选择、系统配套、强调在线”的基本方针。4、炉外精炼的任务和功能炉外精炼的主要任务：（1）承担初炼炉原有的部分功能，在最佳的热力学和动力学条件下完成部分

3、炼钢反应，提高单体设备的生产能力；（2）均匀钢水，精确控制钢种成分；（3）精确控制钢水温度，满足连铸生产的要求；（4）进一步提高钢水纯净度，满足成品钢材性能要求；（5）作为炼钢与连铸间的缓冲，提高炼钢整体效率。要求炉外精炼设备具备以下功能：（1）熔池搅拌功能，均匀钢水成分和温度，促进夹杂物上浮和钢渣反应；（2）钢水升温和控温功能，精确控制钢水温度，最大限度减少钢包内温度梯度；（3）精炼功能，包括脱气、脱碳、脱硫、去除夹杂和夹杂物变性处理等；（4）合金化功能，对钢水实现窄成分控制，并使其分布均匀；（5）生产调节功能，均衡炼钢-连铸生产。各厂根据自身条

4、件和冶炼钢种的不同，一般是根据不同需要配备不同炉外精炼设备。5、炉外精炼手段（1）渣洗：合成渣倒入钢包内，借钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。（2）真空：钢水置于真空室内，由真空作用使反应向生成气相方向移动，达到历史最高水平脱气、脱氧、脱碳等目的。（3）搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应过程，提高反应速度。主要方法有吹氩搅拌、电磁搅拌等。（4）加热：调节钢水温度的手段，主要有电弧加热、化学热法等。（5）喷吹：将反应剂加入钢液内的一种手段，喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类，可完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和控

5、制夹杂物形态等精炼任务。当今炉外精炼方法，都是五种精炼手段的不同组合，综合一种或几种手段便构成一种方法。6、当前炉外精炼技术的发展趋势（1）多功能化。由单一功能的炉外精炼设备发展成多种功能的设备，并将各种不同功能的装置组合到一起，建立综合处理站。如CAS-OB、LF-VD等。（2）提高精炼设备生产效率和二次精炼比。（3）炉外精炼技术的发展不断促进钢铁生产流程优化重组、不断提高过程自动控制和冶金效果在线监测水平。二、炉外精炼理论与技术基础1、合成渣洗由炼钢炉初炼的钢水再在钢包内通过钢液对合成渣的冲洗，进一步提高钢水质量的一种炉外精炼方法。合成渣洗的主

6、要目的是降低钢中的氧、硫和非金属夹杂物含量，可以把W[O]降到0.002%、W[S]降至0.005%。1.1合成渣物理化学性能（1）成分：合成渣主要有CaO-AI2O3系、CaO-SiO2-AI2O3系、CaO-SiO2-CaF2系等。常用的主要是CaO-AI2O3碱性渣系，化学成分大致为：50~55%CaO、40~45%AI2O3、≤5%SiO2、≤0.1%C、＜1%FeO。对于固体合成渣洗工艺（转炉），使用目的不同，选用的固体合成渣系也不同：为了脱氧、脱硫多选用CaO-CaF2系；不需脱硫，去除氧化物夹杂，选用AI2O3-SiO2系等。（2）熔

7、点：渣的熔点应低于被渣洗钢液的熔点。在CaO-AI2O3渣系中，当W（AI2O3）为48~56%和W（CaO）为52~44%时，其熔点最低（1450~1500℃）。即C12A7（见下图）1455℃一般来说低熔点的精炼渣可以从渣的相图获得；在一定范围内提高渣中SiO2、Al2O3、MgO尤其是CaF2的含量可以有效降低熔点。此外加入其他成份对渣的熔点也有很大影响，如加入Li2O、Na2O、K2O、BaO等也能降低渣的熔点。（3）流动性：在相同的温度和混冲条件下，提高合成渣的流动性，可以减少乳化渣滴的平均直径，从而增大渣钢接触界面。在1600℃时，粘度

8、最小的渣(0.05~0.06Pa·s)的组成为（CaO＋MgO）：63～65％，MgO：4％～8％。随着MgO含量的增加，