炼钢前处理ppt课件.ppt

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1、第三章炉外处理第一节炉外处理的概况第二节炉外处理的基本手段第三节铁水的预处理技术第一节炉外处理的概况一、现代炼钢流程高炉——铁水预处理——转炉——钢水二次精炼——连铸电炉——钢水二次精炼——连铸其中钢水二次精炼与铁水预处理在这里我们统称为炉外处理。二、炉外处理技术与目的炉外处理技术是在初炼炉（转炉、电炉）以外的钢包或专用容器中，对金属液（铁水或钢液）进行炉外处理的精炼方法。炉外处理的主要目的：铁水预处理：脱硫、脱硅及同时脱磷—脱硫；钢水二次精炼：脱碳、脱气（H、N、CO）、脱氧、脱硫、去除夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度等等。第二节炉外处理的基本手段为了创造

2、最佳的冶金反应条件，所采用的基本手段不外乎搅拌、真空、加热、渣洗、喷吹及喂丝等几种。当前各种炉外精炼方法也都是这些基本手段的不同组合。一、搅拌对反应器中的金属液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它是采取某种措施给金属液提供动能，促使它在精炼反应器中对流运动。搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。反应器的搅拌强度用单位重量的金属液所得到的搅拌能密度衡量，搅拌的效果通常用反应器内的均匀混合时间τ来反映。事实上，反应器内的均匀混合时间除了与搅拌能密度有关外，还与搅拌方式、熔池的几

3、何形状等均有关。1、气体搅拌底吹氩底吹氩是通过安装在钢包底部一定位置的透气砖吹入氩气。优点：均匀钢水温度、成分和去除夹杂物的效果好，设备简单，操作灵便，不需占用固定操作场地，可在出钢过程或运输途中吹氩。还可与其它技术配套组成新的炉外精炼方式。缺点：透气砖有时易堵塞，与钢包寿命不同步。(a)Q=1.19×10-2Nm3/h(b)Q=3.56×10-2Nm3/h(c)Q=4.75×10-2Nm3/h典型的底吹氩气泡行为图顶吹氩顶吹氩是通过吹氩枪从钢包上部浸入钢水进行吹氩搅拌。要求设立固定吹氩站，该方法操作稳定也可喷吹粉剂。但顶吹氩搅拌效果不如底吹氩好。吹氩搅拌对金属液所

4、作的功◆氩气在出口处因温度升高产生的体积膨胀功Wt◆氩气在金属液中因浮力所做的功Wb◆氩气从出口前的压力降至出口压力时的膨胀功Wp◆氩气吹入时的动能We从它们的计算值比较可知，Wt和Wb较大，而Wp和We较小，可忽略。氩气对钢液的搅拌能密度通常用下式计算：Q—气体流量；W—钢液重量；TG、TL—气体与钢液温度；H0—钢液深度；P2—钢液面压力。增加吹氩流量，增大钢液的深度均可提高氩气对钢液的搅拌能。对钢水施加一个交变磁场，当磁场以一定速度切割钢液时，会产生感应电势，这个电势可在钢液中产生感应电流J，载流钢液与磁场的相互作用产生电磁力f，从而驱动钢液运动，达到搅拌钢液

5、的目的。电磁搅拌能主要决定于磁场强度。而要增大磁场强度，必须增大输入感应线圈中的电流。常用的电磁搅拌装置的感应方式:基于异步电机原理的旋转搅拌基于同步电机原理的直线搅拌2、电磁搅拌3、循环搅拌典型的循环搅拌:RH、DH。又称吸吐搅拌。在RH精炼中，钢包内的搅拌是由真空室内钢液注流进入钢包中引起的。其搅拌能为注入钢液的动能：增大搅拌能，可通过增大钢液循环量来实现。增加吹氩流量，增大上升管直径和下降管直径均可增大搅拌能。温度梯度和浓度梯度通过搅拌很易消除。在一个合理的气量下，经过2～3min就可以达到均匀化效果。常用钢包搅拌系统示意图二、真空当反应生成物为气体时，通

6、过减小反应体系的压力—抽真空，可以使反应向着生成气态物质的方向移动。因此，在真空下，钢液将进一步脱气、脱碳及脱氧。向钢液中吹入氩气，从钢液中上浮的每个小气泡都相当一个“小真空室”，气泡内的H2、N2及CO等分压接近于零，钢中的[H]、[N]以及碳氧反应产物CO将向小气泡中扩散并随之上浮排除。因此，吹氩对钢液具有“气洗”作用。采用专门的真空装置，将钢液置于真空环境中精炼，可以降低钢中气体、碳及氧含量。钢水真空处理工艺示意图三、添加精炼剂炉外精炼中金属液的精炼剂一类为以钙的化合物（CaO或CaC2）为基的粉剂或合成渣，另一类为合金元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等

7、。将这些精炼剂加入钢液中，可起到脱硫、脱氧、去除夹杂物、夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。添加方法:合成渣洗法、喷吹法和喂线法。渣洗法是在出钢时利用钢流的冲击作用使钢包中的合成渣与钢液混合，精炼钢液。喷吹法是用载气（Ar）将精炼粉剂流态化，形成气固两相流，经过喷枪，直接将精炼剂送入钢液内部。由于精炼粉剂粒度小，进入钢液后，与钢液的接触面积大大增加。因此，可以显著提高精炼效果。喂丝法是将易氧化、比重轻的合金元素置于低碳钢包芯线中，通过喂丝机将其送入钢液内部。优点：◆可防止易氧化的元素被空气和钢液面上的顶渣氧化，准确控制合金元素添加数量，提高和稳定合金元素的利用