文档介绍：炉外精炼
为生产超纯铁素体不锈钢、无间隙原子深冲钢(IF钢)、超低碳贝氏体钢等需要,促使炉外精炼的发展。
炉外精炼是将转炉、电炉初炼过的钢液转移到另一容器中进行精炼的炼钢过程,称“二次炼钢”(Secondary Steelmaking Process),又称“二次精炼”(Secondary Refining)
初炼:熔化、脱磷、脱碳和主合金化
精炼:脱气、脱氧、脱硫、深脱碳、去除夹杂及成分微调
炉外精炼的理论基础是以冶金过程物理化学理论为基础的。
1)钢液搅拌
多数冶金反应是相界面反应,反应物和生成物的扩散速度是限制性环节。
钢液搅拌是炉外精炼过程中加强冶金反应动力学条件的重要手段,借助气体、电磁感应和机械方法,实现钢液和熔渣运动。
(1)气体搅拌(吹氩搅拌方式)
氩气是常用搅拌气体,吹入气体的比搅拌能与气体流量的关系如下:
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炉外精炼理论基础
(2)吸吐搅拌(RH和DH搅拌方式)
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炉外精炼理论基础
(3)感应搅拌(ASEA-SKF搅拌方式)
2)真空脱气
(1)脱氢
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炉外精炼理论基础
脱氢速度:
根据脱气装置几何尺寸,操作工艺及条件、钢种及预脱氧状态不同,脱氢的效果有差异,但真空度是直接关系脱氢的主要因素。
(2)脱氮
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炉外精炼理论基础
脱氮速度:
与脱氢率类似,去氮效果与其真空处理方法,装置结构与尺寸,钢水预脱氧程度,系统真空度等因素有关。由于钢中氮的溶解度、扩散速度慢,存在易于氮化的合金元素(Mn、Cr、Al、Zr、B),真空脱氮的效果仅为10-15%左右。
(3)脱氧
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炉外精炼理论基础
碳在钢中的扩散速度比氧大,故氧的传质是真空下脱氧反应的控制环节,其脱氧速度为:
3)合成渣洗
钢液与炉渣间相互作用时的脱氧和脱硫速度:
取决于钢和渣中物质扩散速度及搅拌功率的传质系数
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炉外精炼理论基础
金属液中渣滴的流线系数
4)喷粉精炼
扩大钢渣接触比面积,改善钢液内部冶金反应的热力学和动力学条件,另一重要目的是改变
5)钢水加热
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炉外精炼理论基础
加热的手段有:电弧加热、化学加热(铝热法、硅热法、CO燃烧法)
2. 炉外精炼方法
精炼方法
真空精炼法
惰性气体稀释法
渣洗精炼法
从有无补偿加热装置方面又分为
钢包处理型(RH、TN、SL、WF、Gazid)
钢包精炼型(VAD、VOD、AOD、ASEA-SKF、LF)
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炉外精炼方法
(一)钢包吹氩技术
(1)带保护罩加合成渣吹氩
SAB法(Sealed Argon Bubbling)
CAB法(Capped Argon Bubbling)
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炉外精炼方法
(2)封闭式吹氩成分微调法
CAS法
CAS-OB法
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