朱榮電爐煉鋼工藝1綜述

1、電爐煉鋼工藝朱 榮1 電爐煉鋼工藝的發(fā)展歷程電爐煉鋼工藝的發(fā)展歷程 1905年第一臺(tái)年第一臺(tái)5噸工業(yè)煉鋼電爐建成噸工業(yè)煉鋼電爐建成 （德國(guó)人（德國(guó)人R.Linberg） 1936年德國(guó)制造了可爐蓋旋轉(zhuǎn)的煉鋼電爐年德國(guó)制造了可爐蓋旋轉(zhuǎn)的煉鋼電爐 1936年美國(guó)建成了當(dāng)時(shí)最大的年美國(guó)建成了當(dāng)時(shí)最大的100噸煉鋼電爐噸煉鋼電爐 1964年美國(guó)碳化物公司年美國(guó)碳化物公司(W.E.Schwabe)和西和西北鋼鐵線材公司北鋼鐵線材公司(C.GRobinson)提出電爐超高提出電爐超高功率概念功率概念(Ultra High Power簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱UHP)，電爐，電爐工業(yè)開始走向輝煌。開始與轉(zhuǎn)爐競(jìng)爭(zhēng)。工業(yè)開始走向

2、輝煌。開始與轉(zhuǎn)爐競(jìng)爭(zhēng)。1990年后，電爐煉鋼技術(shù)取得了重大進(jìn)展。煉鋼年后，電爐煉鋼技術(shù)取得了重大進(jìn)展。煉鋼技術(shù)的進(jìn)步主要進(jìn)步集中在電爐煉鋼領(lǐng)域。技術(shù)的進(jìn)步主要進(jìn)步集中在電爐煉鋼領(lǐng)域。世界電爐生產(chǎn)迅速發(fā)展動(dòng)力世界電爐生產(chǎn)迅速發(fā)展動(dòng)力 社會(huì)廢鋼積累的增長(zhǎng)，環(huán)境壓力。社會(huì)廢鋼積累的增長(zhǎng)，環(huán)境壓力。 低生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)刺激，廉價(jià)廢鋼及廉價(jià)電力。低生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)刺激，廉價(jià)廢鋼及廉價(jià)電力。 對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的追求。采用廢鋼作原料的電對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的追求。采用廢鋼作原料的電弧爐工藝，流程短，生產(chǎn)率高，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率弧爐工藝，流程短，生產(chǎn)率高，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率高達(dá)高達(dá)27004000 t /（人（人a），幾乎是

3、高爐），幾乎是高爐轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐流程的爐流程的34倍。倍。 我國(guó)鋼鐵行業(yè)我國(guó)鋼鐵行業(yè)20102010年能耗構(gòu)成的預(yù)測(cè)值，年能耗構(gòu)成的預(yù)測(cè)值， 礦石礦石經(jīng)高爐經(jīng)高爐/ /轉(zhuǎn)爐流程而成粗鋼的單位能耗高于轉(zhuǎn)爐流程而成粗鋼的單位能耗高于600kgce/t600kgce/t，其中氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗僅為，其中氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗僅為10kgce/t10kgce/t，主要能耗是高爐和煉焦工序。，主要能耗是高爐和煉焦工序。 鐵前系統(tǒng)燒結(jié)、煉焦和高爐煉鐵是能耗大戶，鐵前系統(tǒng)燒結(jié)、煉焦和高爐煉鐵是能耗大戶，也是污染環(huán)境的大戶。也是污染環(huán)境的大戶。 相比之下，廢鋼經(jīng)電爐熔煉所生產(chǎn)的粗鋼噸鋼相比之下，廢鋼經(jīng)電爐熔煉所生產(chǎn)的

4、粗鋼噸鋼能耗僅為能耗僅為270kgce/t270kgce/t，而污染的產(chǎn)生及其治理更遠(yuǎn)，而污染的產(chǎn)生及其治理更遠(yuǎn)優(yōu)于高爐優(yōu)于高爐/ /轉(zhuǎn)爐流程。轉(zhuǎn)爐流程。 電爐煉鋼的其它優(yōu)勢(shì)電爐煉鋼的其它優(yōu)勢(shì)世界粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)情況世界粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)情況世界鋼產(chǎn)量預(yù)測(cè)世界鋼產(chǎn)量預(yù)測(cè)電弧爐技術(shù)的發(fā)展電弧爐技術(shù)的發(fā)展2 電爐煉鋼主體設(shè)備介紹電爐煉鋼主體設(shè)備介紹機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備 爐殼、爐門、出鋼槽或偏心爐底出鋼、爐蓋，爐殼、爐門、出鋼槽或偏心爐底出鋼、爐蓋，分水冷和耐材分水冷和耐材 電極夾持器、電極升降裝置電極夾持器、電極升降裝置 爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、爐體旋轉(zhuǎn)或開出爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、爐體旋轉(zhuǎn)或開出 排煙除塵裝置排煙除塵裝置

5、 爐頂加料裝置爐頂加料裝置電氣設(shè)備電氣設(shè)備 變壓器變壓器 電抗器電抗器 短網(wǎng)短網(wǎng) 隔離開關(guān)及高壓斷路器隔離開關(guān)及高壓斷路器 電極升降自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置電極升降自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置3 電爐煉鋼的能量來源電爐煉鋼的能量來源 電能電能 化學(xué)能。包括爐料帶來的化學(xué)能。包括爐料帶來的物理熱及氧化帶來的化學(xué)熱、物理熱及氧化帶來的化學(xué)熱、外來輸入的燃料。外來輸入的燃料。傳統(tǒng)電爐總能量平衡總總能能量量630kWh/t=100%電電能能 4 41 10 0kWh/t(65%)燒燒嘴嘴 4 40 0kWh/t(6%)化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng) 1 18 80 0kWh/t(29%)廢廢氣氣 1 14 40 0kWh/t(22%)鋼鋼 3

6、 38 80 0kWh/t(60%)損損失失 1 10 0kWh/t(2%)冷冷卻卻 5 50 0kWh/t(8%)渣渣 5 50 0kWh/t(8%)現(xiàn)代電爐總能量平衡(裝鐵水)3.1 供供 電電60年代-400kVA/tRP-EAFMC30MVA/特殊鋼,合金鋼冶煉周期:180min噸鋼電耗:630kwh/t電極消耗:6.5kg/t高電壓大電流短弧80年代-700kVA/t90年代800kVA/t70年代-500kVA/tUHP1-EAFLFCC(S)BR50MVA/30萬噸/棒線材UHP2-EAFLFCCR70MVA/50萬噸/扁平材,管材UHP3-EAFLFCCCR100MVA/100

7、萬噸/純凈鋼,熱帶冶煉周期:40min噸鋼電耗:230kwh/t電極消耗:1.1kg/t低電壓大電流更短弧高電壓小電流長(zhǎng)弧更高電壓小電流更長(zhǎng)弧燒嘴二次冶金水冷爐壁DRILF/EBT泡沫渣豎爐/用氧雙爐殼連續(xù)加料年代功率級(jí)別-400kVA/t流程變遷變壓器容量/產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)進(jìn)步相關(guān)/配套技術(shù)電氣運(yùn)行供電技術(shù)發(fā)展供電技術(shù)發(fā)展直流電弧爐消除爐襯熱點(diǎn)問題，減少電極消耗，攪拌熔池消除偏?。粶p少對(duì)電網(wǎng)沖擊高阻抗電弧爐利用泡沫渣埋弧操作、提高變壓器水平，降低電極消耗提高功率因數(shù)，減輕對(duì)電網(wǎng)干擾無功功率靜止式動(dòng)態(tài)補(bǔ)償消除或減弱電弧爐冶煉冶煉中電負(fù)荷造成的電壓波動(dòng)與諧波對(duì)電網(wǎng)的危害降低閃爍和諧波冶煉過程計(jì)算機(jī)自

8、動(dòng)化控制按冶金模型、熱模型進(jìn)行最佳配料、電熱平衡、最佳控制功率等計(jì)算，實(shí)現(xiàn)控制、管理、決策合理電氣工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)選擇、保證合理供電制度執(zhí)行智能電弧爐利用人工智能，具有三相意識(shí)，也可進(jìn)行電弧爐綜合控制解決電弧爐供電三相不平衡問題，減少對(duì)電網(wǎng)沖擊普通功率與超高功率電弧爐工作點(diǎn)普通功率與超高功率電弧爐工作點(diǎn) 配電操作配電操作冶煉階段根據(jù)工藝要求輸入的功率是不相同的，冶煉階段根據(jù)工藝要求輸入的功率是不相同的，在各個(gè)階段調(diào)節(jié)輸入功率大小，電功率的調(diào)節(jié)在各個(gè)階段調(diào)節(jié)輸入功率大小，電功率的調(diào)節(jié)稱為配電操作。稱為配電操作。 配電操作分：送電、停電、調(diào)換電壓、調(diào)節(jié)配電操作分：送電、停電、調(diào)換電壓、調(diào)節(jié)電流及電氣設(shè)備

9、的監(jiān)護(hù)。電流及電氣設(shè)備的監(jiān)護(hù)。配電分手動(dòng)及自動(dòng)調(diào)節(jié)，好的配電制度對(duì)縮短配電分手動(dòng)及自動(dòng)調(diào)節(jié)，好的配電制度對(duì)縮短冶煉時(shí)間及降低電耗是非常重要的。冶煉時(shí)間及降低電耗是非常重要的。供電時(shí)間確定供電時(shí)間確定C C 噸鋼電耗，噸鋼電耗，kWh/tkWh/tW W 鋼水總重，鋼水總重，t tP P電爐變壓器容量，電爐變壓器容量，kV.AkV.A變壓器利用率，變壓器利用率，非通電時(shí)間，非通電時(shí)間，minmin3.2 供供 氧氧爐門人工吹氧爐門人工吹氧 從從1 1根氧管到根氧管到3 3根氧管；根氧管； 爐門吹氧機(jī)械手爐門吹氧機(jī)械手 強(qiáng)化供氧及安全生產(chǎn)；強(qiáng)化供氧及安全生產(chǎn)；爐壁氧燃槍爐壁氧燃槍(可加二次燃燒可加

10、二次燃燒) 輔助能量;EBT氧槍氧槍 解決偏心爐的冷區(qū)及成分均勻解決偏心爐的冷區(qū)及成分均勻；爐壁氧氣碳粉噴吹模塊爐壁氧氣碳粉噴吹模塊 可伸入式及固定式；可伸入式及固定式；爐壁及煙道的二次燃燒氧槍爐壁及煙道的二次燃燒氧槍 利用余熱、能量極限利用利用余熱、能量極限利用電爐供氧示意圖電爐供氧示意圖北京科大電爐煉鋼用氧專利技術(shù)內(nèi)容電爐爐門多功能吹氧裝置電爐爐壁氧燃助熔及二次燃燒氧槍電爐爐壁及EBT氧槍電爐爐頂氧槍電爐爐壁氧氣及碳粉噴吹模塊（集束氧槍）電爐泡沫渣技術(shù)電爐用氧診斷電爐用氧模塊化控制技術(shù)在吹氧條件下，熔池中 各元素氧化1kg時(shí)所產(chǎn)生的理論熱值反 應(yīng) 熱元素產(chǎn) 物kJ/kgkwh/kg相對(duì)成本

11、*（參考值）AlSiMnFeCCAl2O3SiO2MnOFeOCOCO230.99532.1576.9924.7759.15932.7618.618.931.941.332.549.103.73.26.01.80.50.60.30.6 化學(xué)反應(yīng)中各發(fā)熱元素的來源首先是爐料廢鋼和生鐵，還有是由碳槍噴入的碳粉或焦粉。對(duì)于普通鐵水，每吹入1m3的氧氣,所含各元素在 1600時(shí)反應(yīng)理論發(fā)熱值約為4kwh。 在電爐采用多種供氧方式以后，如何做到爐在電爐采用多種供氧方式以后，如何做到爐內(nèi)均衡供氧是非常重要的。內(nèi)均衡供氧是非常重要的。 目的：目的：1 1、控制噸鋼耗氧；、控制噸鋼耗氧； 2 2、提高金屬收得

12、率；、提高金屬收得率； 3 3、解決除塵冷卻裝置及電極等氧化。、解決除塵冷卻裝置及電極等氧化?？刂品绞剑嚎刂品绞剑?1 1、結(jié)合熱平衡及物料平衡；、結(jié)合熱平衡及物料平衡； 2 2、結(jié)合原有爐次的供氧曲線；、結(jié)合原有爐次的供氧曲線； 3 3、根據(jù)冶煉狀況，分解不同供氧方式的供氧量；、根據(jù)冶煉狀況，分解不同供氧方式的供氧量； 4 4、檢測(cè)冶煉過程爐氣成分的變化，調(diào)整供氧量。、檢測(cè)冶煉過程爐氣成分的變化，調(diào)整供氧量。4 電爐煉鋼的原料電爐煉鋼的原料 傳統(tǒng)的電弧爐煉鋼是全廢鋼工藝以冷廢鋼為主，傳統(tǒng)的電弧爐煉鋼是全廢鋼工藝以冷廢鋼為主，配加配加1010左右的生鐵塊；左右的生鐵塊； 現(xiàn)代電弧爐煉鋼使用的其

13、它原料還有：除冷生現(xiàn)代電弧爐煉鋼使用的其它原料還有：除冷生鐵外，直接還原鐵（鐵外，直接還原鐵（DRIDRI，HBIHBI）、熱鐵水、碳化）、熱鐵水、碳化鐵等；鐵等； 電弧爐煉鋼的原料構(gòu)成對(duì)其工藝、裝備、指標(biāo)電弧爐煉鋼的原料構(gòu)成對(duì)其工藝、裝備、指標(biāo)等有決定性影響；等有決定性影響； 不同原料結(jié)構(gòu)下的生產(chǎn)過程是不可比的?；蛘卟煌辖Y(jié)構(gòu)下的生產(chǎn)過程是不可比的?；蛘哒f只有原料結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)那闆r下才是可比較的。說只有原料結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)那闆r下才是可比較的。廢廢 鋼鋼 電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用過程，也是一種處理電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用過程，也是一種處理污染的環(huán)保技術(shù)污染的環(huán)保技術(shù) 。僅就電爐煉鋼工序而言

14、，廢鋼是基本原料，廢鋼原料需僅就電爐煉鋼工序而言，廢鋼是基本原料，廢鋼原料需進(jìn)行鑒別、分類管理和打包、剪切等預(yù)處理。進(jìn)行鑒別、分類管理和打包、剪切等預(yù)處理。 當(dāng)前電爐煉鋼使用廢鋼原料的最大問題是金屬殘留元素，當(dāng)前電爐煉鋼使用廢鋼原料的最大問題是金屬殘留元素，主要是殘留的主要是殘留的NiNi，CrCr，MoMo等合金元素和等合金元素和CuCu，SnSn，BiBi，SdSd，PbPb等有害元素。它們?cè)陔姞t煉鋼過程中尚無有效方法去等有害元素。它們?cè)陔姞t煉鋼過程中尚無有效方法去除，殘留在鋼材中造成種種危害，并在廢鋼循環(huán)再利用除，殘留在鋼材中造成種種危害，并在廢鋼循環(huán)再利用過程中不斷積累。過程中不斷積累

15、。目前采用的對(duì)策主要有：目前采用的對(duì)策主要有：加強(qiáng)廢鋼管理；加強(qiáng)廢鋼管理；在廢鋼預(yù)在廢鋼預(yù)加工過程中挑選或分離；加工過程中挑選或分離；冶煉過程配加其他鐵源，稀冶煉過程配加其他鐵源，稀釋殘留元素的濃度。釋殘留元素的濃度。其它金屬料其它金屬料冷生鐵：配碳、稀釋殘留元素、渣量增加冷生鐵：配碳、稀釋殘留元素、渣量增加直接還原鐵：粒狀直接還原鐵（直接還原鐵：粒狀直接還原鐵（DRIDRI）和塊狀熱）和塊狀熱壓塊（壓塊（HBIHBI）鐵水：配加鐵水：配加1010的熱鐵水，帶入的物理熱約為的熱鐵水，帶入的物理熱約為25kwh/t-steel25kwh/t-steel，化學(xué)熱約，化學(xué)熱約25kwh/t-stee

16、l25kwh/t-steel，（而，（而氧耗氧耗6 67m7m3 3/t-steel/t-steel）碳化鐵碳化鐵(Fe(Fe3 3C)C)：技術(shù)問題，不能大量生產(chǎn)：技術(shù)問題，不能大量生產(chǎn)5 電爐冶煉工藝電爐冶煉工藝n 傳統(tǒng)冶煉工藝傳統(tǒng)冶煉工藝( (三段工藝三段工藝) ) 熔化期、氧化期、還原期熔化期、氧化期、還原期n 現(xiàn)代冶煉工藝現(xiàn)代冶煉工藝( (二段工藝二段工藝) ) 熔化期、氧化期、加爐外處理；熔化期、氧化期、加爐外處理； 或稱熔氧脫磷期、脫碳升溫期或稱熔氧脫磷期、脫碳升溫期n 操作步驟：補(bǔ)爐、裝料（配料）、熔化期、操作步驟：補(bǔ)爐、裝料（配料）、熔化期、氧化期、精煉氧化期、精煉(或還原期

17、或還原期)、出鋼、出鋼5.1 補(bǔ)補(bǔ) 爐爐 電爐補(bǔ)爐工作量是很大的，補(bǔ)爐的重點(diǎn)是：電爐補(bǔ)爐工作量是很大的，補(bǔ)爐的重點(diǎn)是： 渣線渣線( (渣的浸蝕渣的浸蝕) )； 靠電極靠電極( (最容易跑鋼的地方最容易跑鋼的地方) )；電弧的輻射；電弧的輻射； 補(bǔ)爐用大鏟或噴槍。補(bǔ)爐用大鏟或噴槍。 5.25.2裝料裝料( (配料配料) )對(duì)廢鋼的要求對(duì)廢鋼的要求 （1 1）不允許有有色金屬。）不允許有有色金屬。（2 2）不允許有封閉器皿、易爆炸物。）不允許有封閉器皿、易爆炸物。（3 3）入爐的鋼鐵料塊度要合適，不能太大。）入爐的鋼鐵料塊度要合適，不能太大。裝料量要求裝料量要求 二次進(jìn)料：第二次進(jìn)料：第1 1次，

18、次，6060；第；第2 2次，次，4040； 三次進(jìn)料：第三次進(jìn)料：第1 1次，次，4040；第；第2 2、3 3次，次，3030； 四次進(jìn)料：第四次進(jìn)料：第1 1、2 2次，次，3030；第；第3 3、4 4次，次，2020。配碳的重要性配碳的重要性 重要性：重要性：廢鋼鐵氧化、氧化期去氣廢鋼鐵氧化、氧化期去氣(N(N、H)H)、去、去夾雜；夾雜； 最低配最低配C C計(jì)算：計(jì)算： 配配C C量量%=0.50%(%=0.50%(熔化期損失熔化期損失)+0.2-0.3%()+0.2-0.3%(氧氧化需要化需要)+)+氧化終了碳含量。氧化終了碳含量。裝料原則：裝料原則： 大、中、小料配合；大、中、

19、小料配合； 重料在下、輕料在上；重料在下、輕料在上； 大塊在中、輕料在邊大塊在中、輕料在邊。5.3 廢鋼熔化階段操作廢鋼熔化階段操作 熔化期是電爐工藝中能源消耗的大頭，冶煉時(shí)熔化期是電爐工藝中能源消耗的大頭，冶煉時(shí)間的間的50-80%50-80%，因此，電爐的節(jié)能降耗主要在熔化，因此，電爐的節(jié)能降耗主要在熔化期。期。 廢鋼熔化過程：從中心向四周、從熱區(qū)向冷區(qū)、廢鋼熔化過程：從中心向四周、從熱區(qū)向冷區(qū)、從下向上。從下向上。 熔化期操作原則：合理供電、合適吹氧、提前熔化期操作原則：合理供電、合適吹氧、提前造渣。造渣。 吹氧方式：自耗式：可切割、可吹渣鋼界面；吹氧方式：自耗式：可切割、可吹渣鋼界面；

20、 水冷式：只能吹渣鋼界面。水冷式：只能吹渣鋼界面。優(yōu)化的供電曲線優(yōu)化的供電曲線0510152025303540455004812162024288m in4m in3m in5m in2m in5m in2m in5m in2m in19/618/621/615/518/621/615/518/615/5( 精煉 ) ( 二 次 料 )( 加鐵 水) ( 一 次 料 )供 電 時(shí) 間 m in 電壓級(jí) 別/電流 級(jí) 別 V/A 5.4 5.4 電爐氧化期操作電爐氧化期操作 氧化期的任務(wù)：氧化期的任務(wù)： 繼續(xù)脫繼續(xù)脫P(yáng) P、脫、脫C C 去氣去氣(N(N、H)H)、去夾雜、去夾雜 鋼液升溫鋼液升

21、溫電爐熔氧期操作：電爐熔氧期操作： 熔化廢鋼與氧化期脫碳結(jié)合，提前造渣脫磷。熔化廢鋼與氧化期脫碳結(jié)合，提前造渣脫磷。元素氧化方式元素氧化方式鐵礦石氧化：鐵礦石氧化： 吸熱、有利于脫磷、增加金屬量吸熱、有利于脫磷、增加金屬量 Fe 2O3+3C=2Fe+3CO吹氧氣氧化：吹氧氣氧化： 放熱、對(duì)脫磷不利、但可部分脫硫，渣中放熱、對(duì)脫磷不利、但可部分脫硫，渣中氧化鐵增加。氧化鐵增加。礦石加吹氧礦石加吹氧氧化期操作氧化期操作熔清、取樣分析熔清、取樣分析( (全分析全分析) )、加石灰、吹氧化渣、加石灰、吹氧化渣、流渣脫流渣脫P(yáng) P、加石灰、測(cè)溫、加石灰、測(cè)溫, ,視鋼中含碳量吹氧脫碳；視鋼中含碳量吹氧

22、脫碳；看看P P：取樣分析、看渣子的顏色（黑亮：取樣分析、看渣子的顏色（黑亮P P高、灰黑高、灰黑P P低）、低）、看渣子的泡沫化；看渣子的泡沫化；看看C C ：取樣分析、看火花、砂輪對(duì)比、副槍；：取樣分析、看火花、砂輪對(duì)比、副槍；看溫度：藍(lán)白亮、淺藍(lán)、深藍(lán)、淺紅、深紅看溫度：藍(lán)白亮、淺藍(lán)、深藍(lán)、淺紅、深紅；取樣全分析、測(cè)溫，靜沸騰等待出鋼取樣全分析、測(cè)溫，靜沸騰等待出鋼；傳統(tǒng)工藝：扒除氧化渣，為還原期造渣做準(zhǔn)備。 氧化期的造渣氧化期的造渣氧化期的造渣要根據(jù)脫磷及脫碳的要求、氧化期的造渣要根據(jù)脫磷及脫碳的要求、具有合適的爐渣成分及流動(dòng)性具有合適的爐渣成分及流動(dòng)性 渣中渣中FeOFeO含量一般控

23、制在含量一般控制在10102020，堿，堿度控制在度控制在2.5-3.02.5-3.0，總渣量在，總渣量在2 24 4。磷的控制磷的控制3 3個(gè)關(guān)鍵因素：爐渣氧化性、石灰含量、溫度。個(gè)關(guān)鍵因素：爐渣氧化性、石灰含量、溫度。 HealyHealy經(jīng)驗(yàn)式：經(jīng)驗(yàn)式： lg(%P)/%P=22350/T-lg(%P)/%P=22350/T-16.0+0.08%(CaO)+2.5lg%(TFeO)16.0+0.08%(CaO)+2.5lg%(TFeO)常規(guī)工藝常規(guī)工藝%P0.030%P0.030以下以下脫磷的主要工藝：脫磷的主要工藝： 強(qiáng)化吹氧提高初渣氧化性強(qiáng)化吹氧提高初渣氧化性 提前造高堿度渣提前造高

24、堿度渣 流渣造新渣流渣造新渣 噴粉技術(shù)的應(yīng)用噴粉技術(shù)的應(yīng)用氧化期噴粉脫磷氧化期噴粉脫磷碳的控制碳的控制作用：減少金屬燒損、作用：減少金屬燒損、降低熔池溫度、促進(jìn)降低熔池溫度、促進(jìn)鋼渣反應(yīng)、促進(jìn)脫磷、鋼渣反應(yīng)、促進(jìn)脫磷、促進(jìn)泡沫渣形成、去促進(jìn)泡沫渣形成、去氣去夾雜。氣去夾雜。溫度控制溫度控制T出鋼出鋼=t1+t過程過程 t加熱加熱 t澆鑄澆鑄 t1 液相線溫度液相線溫度t過程過程 過程降溫過程降溫 t加熱加熱 鋼包溫度補(bǔ)償鋼包溫度補(bǔ)償 t澆鑄澆鑄 澆鑄降溫澆鑄降溫氧化終點(diǎn)特別情況處理氧化終點(diǎn)特別情況處理（1 1）碳高）碳高磷磷低，溫度低，吹氧；溫度高，低功率低，溫度低，吹氧；溫度高，低功率操作；

25、操作；（2 2）碳高）碳高磷磷高，先脫高，先脫P(yáng) P后脫后脫C(C(可加部分礦石可加部分礦石) )；（3 3）碳低）碳低磷磷高，溫度合適，造高，溫度合適，造FeOFeO渣；溫度高渣；溫度高(加加礦石礦石)，停電；，停電； (4) (4) 低低磷磷低溫，性碳低，加大電功率低溫，性碳低，加大電功率, ,造泡沫渣；造泡沫渣；碳高，吹氧，一般功率。碳高，吹氧，一般功率。 5.5 冶煉過程造泡沫渣冶煉過程造泡沫渣泡沫渣是指在不增大渣量的情況下，使?fàn)t渣呈泡沫渣是指在不增大渣量的情況下，使?fàn)t渣呈很厚的泡沫狀很厚的泡沫狀泡沫渣的作用泡沫渣的作用采用長(zhǎng)弧泡沫渣操作可以增加電爐輸入功率，采用長(zhǎng)弧泡沫渣操作可以增加

26、電爐輸入功率，提高功率因數(shù)及熱效率；提高功率因數(shù)及熱效率；降低電爐冶煉電耗，縮短了冶煉時(shí)間；降低電爐冶煉電耗，縮短了冶煉時(shí)間；減少了電弧熱輻射對(duì)爐壁及爐蓋的熱損失；減少了電弧熱輻射對(duì)爐壁及爐蓋的熱損失；1.1.泡沫渣有利于爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，特別有利于脫泡沫渣有利于爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，特別有利于脫P(yáng) P、C C及去氣（及去氣（N N、H H）泡沫渣對(duì)電能輸入的影響泡沫渣對(duì)電能輸入的影響對(duì)爐渣泡沫渣高度的影響對(duì)爐渣泡沫渣高度的影響泡沫渣新工藝泡沫渣新工藝1、設(shè)備要求、設(shè)備要求 性能穩(wěn)定及易操作的噴粉設(shè)備性能穩(wěn)定及易操作的噴粉設(shè)備 碳粉噴吹量、粒度及噴粉速度控制碳粉噴吹量、粒度及噴粉速度控制 穩(wěn)定干燥的噴吹氣

27、源及定期的設(shè)備檢查穩(wěn)定干燥的噴吹氣源及定期的設(shè)備檢查泡沫渣技術(shù)泡沫渣技術(shù)2、造泡沫渣的新思路、造泡沫渣的新思路-解決噴吹區(qū)域解決噴吹區(qū)域 爐門區(qū)及爐后區(qū)域同時(shí)噴碳，全熔池區(qū)域泡沫爐門區(qū)及爐后區(qū)域同時(shí)噴碳，全熔池區(qū)域泡沫化及全程泡沫渣冶煉。化及全程泡沫渣冶煉。3、熱裝鐵水后的泡沫渣、熱裝鐵水后的泡沫渣 有豐富的碳源，噴碳任務(wù)減輕，但噴碳粉有豐富的碳源，噴碳任務(wù)減輕，但噴碳粉在冶煉前期及后期作用是很大的。在冶煉前期及后期作用是很大的。 鐵水熱裝的終渣鐵水熱裝的終渣FeO高達(dá)高達(dá)30。 5.6 電爐還原期電爐還原期還原期是轉(zhuǎn)爐煉鋼沒有的。還原期是轉(zhuǎn)爐煉鋼沒有的。 還原期的主要任務(wù)是：還原期的主要任務(wù)

28、是： 1 1 去除鋼液中的氧去除鋼液中的氧 2 2 去除鋼液中的硫去除鋼液中的硫 3 3 調(diào)整鋼液的溫度，成份到規(guī)定成分；調(diào)整鋼液的溫度，成份到規(guī)定成分； 4 4 合金化合金化 這四點(diǎn)是相互聯(lián)系及同時(shí)進(jìn)行的。脫這四點(diǎn)是相互聯(lián)系及同時(shí)進(jìn)行的。脫O O與與脫脫S S的關(guān)系，合金化與脫的關(guān)系，合金化與脫O O、S S，脫，脫O O、S S時(shí)加入時(shí)加入的合金的合金MnMn，就是成品需要的合金。，就是成品需要的合金。進(jìn)入還原或采用爐外精煉的條件是無渣出鋼。進(jìn)入還原或采用爐外精煉的條件是無渣出鋼。無渣出鋼無渣出鋼殘余氧化渣的危害：殘余氧化渣的危害： 降低脫硫脫氧能力；降低脫硫脫氧能力； 降低合金收得率；降

29、低鋼包攪拌強(qiáng)度；降低合金收得率；降低鋼包攪拌強(qiáng)度； 降低包襯壽命。降低包襯壽命。偏心爐底出鋼徹底解決了這一問題。傳統(tǒng)偏心爐底出鋼徹底解決了這一問題。傳統(tǒng)電爐需扒渣。電爐需扒渣。傳統(tǒng)出鋼虹吸出鋼傳統(tǒng)出鋼虹吸出鋼還原期操作還原期操作 扒除氧化渣后加石灰和瑩石扒除氧化渣后加石灰和瑩石 化渣、加碳粉造白渣或電石渣化渣、加碳粉造白渣或電石渣 還原還原5-105-10分鐘推渣，取樣全分析、測(cè)溫分鐘推渣，取樣全分析、測(cè)溫 補(bǔ)加渣料加補(bǔ)加渣料加C C粉粉 成份溫度合格、加合金測(cè)溫度、看脫氧、出鋼。成份溫度合格、加合金測(cè)溫度、看脫氧、出鋼。還原白渣及電石渣還原白渣及電石渣白渣：是用白渣：是用C C粉和粉和SiS

30、i粉還原的爐渣，冷卻后呈白粉還原的爐渣，冷卻后呈白色，過一會(huì)兒會(huì)粉化；色，過一會(huì)兒會(huì)粉化；電石渣：過量的電石渣：過量的C C粉（或加粉（或加CaCCaC2 2），在渣中有大），在渣中有大量存在，冷卻后呈灰色；量存在，冷卻后呈灰色；白渣與電石渣的比較：白渣與電石渣的比較：電石渣的脫氧、脫電石渣的脫氧、脫S S能能力強(qiáng)（在力強(qiáng)（在S S、O O高時(shí)，采用）高時(shí)，采用）電石渣增電石渣增C C。增。增Si Si 電石渣和鋼液性濕潤(rùn)性較好，鋼水，中易產(chǎn)電石渣和鋼液性濕潤(rùn)性較好，鋼水，中易產(chǎn)生夾雜，所以，不能電石渣出鋼，生夾雜，所以，不能電石渣出鋼，如何破電石渣：如何破電石渣： 加渣料加渣料爐蓋留一條線爐

31、蓋留一條線 6 近年主要電爐煉鋼新工藝近年主要電爐煉鋼新工藝 豎式電爐豎式電爐 雙殼電爐雙殼電爐 consteel 電爐電爐 鐵水熱裝及強(qiáng)化供氧鐵水熱裝及強(qiáng)化供氧豎爐電弧爐豎爐電弧爐 豎爐電弧爐是豎爐電弧爐是Fuchs System Fuchs System 在在19921992年推年推出的。它有一個(gè)廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)，豎爐電弧爐出的。它有一個(gè)廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)，豎爐電弧爐可以是單豎爐或雙豎爐，也可以是直流的或可以是單豎爐或雙豎爐，也可以是直流的或交流的。交流的。 它用廢氣（它用廢氣（10001000以上）的潛熱和化學(xué)熱，以上）的潛熱和化學(xué)熱，加上在豎爐底部的氧燃燒嘴預(yù)熱裝在水冷豎爐內(nèi)加上在豎爐底部的氧燃

32、燒嘴預(yù)熱裝在水冷豎爐內(nèi)的廢鋼料柱。與普通的爐子比較，其氧的廢鋼料柱。與普通的爐子比較，其氧燃燒嘴燃燒嘴的熱效更高。豎爐里至少可裝全爐廢鋼的的熱效更高。豎爐里至少可裝全爐廢鋼的40%40%，剩下的廢鋼在開始熔化前直接加入爐內(nèi)。剩下的廢鋼在開始熔化前直接加入爐內(nèi)。雙殼電弧爐雙殼電弧爐 雙殼爐內(nèi)有兩個(gè)爐殼，共用一套電源。雙殼爐內(nèi)有兩個(gè)爐殼，共用一套電源。 雙殼爐的技術(shù)特點(diǎn)是將廢鋼預(yù)熱和節(jié)省非通電時(shí)間相結(jié)雙殼爐的技術(shù)特點(diǎn)是將廢鋼預(yù)熱和節(jié)省非通電時(shí)間相結(jié)合：當(dāng)一個(gè)爐殼內(nèi)在熔化爐料時(shí)，另一爐殼就加入第一合：當(dāng)一個(gè)爐殼內(nèi)在熔化爐料時(shí)，另一爐殼就加入第一籃爐料。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)爐殼要出鋼時(shí)電極就轉(zhuǎn)向另一個(gè)爐殼，籃爐料

33、。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)爐殼要出鋼時(shí)電極就轉(zhuǎn)向另一個(gè)爐殼，開始送電。這樣停電時(shí)間可縮短開始送電。這樣停電時(shí)間可縮短610分鐘，生產(chǎn)率大分鐘，生產(chǎn)率大大提高。大提高。有些設(shè)計(jì)中，當(dāng)一個(gè)爐殼在熔煉時(shí)將排出的熱廢氣通入有些設(shè)計(jì)中，當(dāng)一個(gè)爐殼在熔煉時(shí)將排出的熱廢氣通入第二個(gè)爐殼，以預(yù)熱廢鋼。第二個(gè)爐殼，以預(yù)熱廢鋼。 預(yù)熱爐料的優(yōu)點(diǎn)是縮短給電時(shí)間和節(jié)電，日本預(yù)熱爐料的優(yōu)點(diǎn)是縮短給電時(shí)間和節(jié)電，日本Nippon Steel估計(jì)預(yù)熱估計(jì)預(yù)熱25分鐘可節(jié)電分鐘可節(jié)電35KWh/t。Consteel電爐電爐 廢鋼原料預(yù)熱和加料過程的連續(xù)化，顯然廢鋼原料預(yù)熱和加料過程的連續(xù)化，顯然 對(duì)電弧爐煉鋼過程是非常有利的：對(duì)電弧爐煉鋼過

34、程是非常有利的：n 電弧非常平穩(wěn)，閃爍、諧波和噪音很低電弧非常平穩(wěn)，閃爍、諧波和噪音很低n過程連續(xù)進(jìn)行，非通電操作時(shí)間減至最少過程連續(xù)進(jìn)行，非通電操作時(shí)間減至最少n不必周期性加料，熱損失和排放大大減少不必周期性加料，熱損失和排放大大減少n便于穩(wěn)定控制生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量便于穩(wěn)定控制生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量冶金學(xué)院冶金學(xué)院 朱朱 榮榮爐外精煉1 爐外精煉的產(chǎn)生爐外精煉的產(chǎn)生半世紀(jì)以來迅速發(fā)展的鋼鐵冶金重要技術(shù)；半世紀(jì)以來迅速發(fā)展的鋼鐵冶金重要技術(shù)；提高生產(chǎn)率的需要；提高生產(chǎn)率的需要；提高鋼質(zhì)量的需要；提高鋼質(zhì)量的需要；滿足不同鋼種的特殊要求。滿足不同鋼種的特殊要求。爐外精煉發(fā)展歷程爐外精煉發(fā)展歷程202

35、0世紀(jì)世紀(jì)30304040年代，合成渣洗、真空模鑄年代，合成渣洗、真空模鑄5050年代，大功率蒸汽噴射泵技術(shù)的突破，發(fā)明年代，大功率蒸汽噴射泵技術(shù)的突破，發(fā)明了鋼包提升脫氣法了鋼包提升脫氣法(DH)(DH)及循環(huán)脫氣法及循環(huán)脫氣法(RH)(RH)60607070年代，高質(zhì)量鋼種的要求，產(chǎn)生了各種年代，高質(zhì)量鋼種的要求，產(chǎn)生了各種精煉方法精煉方法80809090年代，連鑄的發(fā)展，連鑄坯對(duì)質(zhì)量的要年代，連鑄的發(fā)展，連鑄坯對(duì)質(zhì)量的要求及煉鋼爐與連鑄的銜接求及煉鋼爐與連鑄的銜接2121世紀(jì)，更高節(jié)奏及超級(jí)鋼的生產(chǎn)。世紀(jì)，更高節(jié)奏及超級(jí)鋼的生產(chǎn)。爐外精煉的內(nèi)容爐外精煉的內(nèi)容脫氧、脫硫脫氧、脫硫去氣、去除

36、夾雜去氣、去除夾雜調(diào)整鋼液成分及溫度調(diào)整鋼液成分及溫度2 爐外精煉的手段爐外精煉的手段渣洗渣洗 最簡(jiǎn)單的精煉手段；最簡(jiǎn)單的精煉手段；真空真空 目前應(yīng)用的高質(zhì)量鋼的精煉手段；目前應(yīng)用的高質(zhì)量鋼的精煉手段；攪拌攪拌 最基本的精煉手段；最基本的精煉手段；噴吹噴吹 將反應(yīng)劑直接加入熔體的手段；將反應(yīng)劑直接加入熔體的手段；調(diào)溫調(diào)溫 加熱是調(diào)節(jié)溫度的一項(xiàng)常用手段。加熱是調(diào)節(jié)溫度的一項(xiàng)常用手段。合成渣洗合成渣洗根據(jù)要求將各種渣料配置成滿足某種冶金功能根據(jù)要求將各種渣料配置成滿足某種冶金功能的合成爐渣；的合成爐渣；通過在專門的煉渣爐中熔煉，出鋼時(shí)鋼液與爐通過在專門的煉渣爐中熔煉，出鋼時(shí)鋼液與爐渣混合，實(shí)現(xiàn)脫硫

37、及脫氧去夾雜功能；渣混合，實(shí)現(xiàn)脫硫及脫氧去夾雜功能；不能去除鋼中氣體；不能去除鋼中氣體；必須將原爐渣去除；必須將原爐渣去除；同爐渣洗、異爐渣洗。同爐渣洗、異爐渣洗。真空處理真空處理脫氣的主要方法脫氣的主要方法 提高真空度可將鋼中提高真空度可將鋼中C C、H H、O O降低；降低；日本真空技術(shù)，真空度到日本真空技術(shù)，真空度到1 torr1 torr；C10ppm,H1ppm,O5ppmC10ppm,H1ppm,O5ppm中國(guó)真空技術(shù)，真空度到中國(guó)真空技術(shù)，真空度到3 torr3 torr；C20ppm,H2ppmC20ppm,H2ppm，O15ppmO15ppm。新開發(fā)了脫硫功能：新開發(fā)了脫硫功

38、能：KTBKTB 代表性裝置：代表性裝置：RHRH、VDVD、VODVOD。噴吹技術(shù)噴吹技術(shù)噴吹實(shí)現(xiàn)脫碳、脫硫、脫氧、合金化、控制噴吹實(shí)現(xiàn)脫碳、脫硫、脫氧、合金化、控制夾雜物形態(tài)；夾雜物形態(tài)；單一氣體噴吹單一氣體噴吹 VODVOD；混合氣體噴吹混合氣體噴吹 AODAOD；粉氣流的噴吹粉氣流的噴吹 TNTN；固體物加入固體物加入 喂線。喂線。升溫工藝升溫工藝提高生產(chǎn)率的需要；提高生產(chǎn)率的需要；升溫裝置：升溫裝置： LFLF加熱加熱 CASCAS化學(xué)加熱?；瘜W(xué)加熱。3 主要的精煉工藝主要的精煉工藝LF(Ladle Furnace process)；AOD(Argon-oxygen decaburi

39、zition process );VOD (Vacuum oxygen decrease process) ; RH (Ruhrstahl Heraeus process);CAS-OB( Composition adjustments by sealed argon -oxygen blowing process) ；喂線喂線 (Insert thread) ； 鋼包吹氬攪拌鋼包吹氬攪拌(Ladle argon stirring)；噴粉噴粉( powder injection )。3.1 LF3.1 LF爐爐最常用的精煉方法最常用的精煉方法取代電爐還原期取代電爐還原期解決了轉(zhuǎn)爐冶煉優(yōu)鋼問題解

40、決了轉(zhuǎn)爐冶煉優(yōu)鋼問題具有加熱及攪拌功能具有加熱及攪拌功能脫氧、脫硫、合金化脫氧、脫硫、合金化LF爐精煉原理1-電極；2-合金料斗；3-透氣磚；4-滑動(dòng)水口1-電極；2-合金料斗；3-透氣磚；4-滑動(dòng)水口l精煉功能強(qiáng)，適宜生產(chǎn)超精煉功能強(qiáng)，適宜生產(chǎn)超低硫、超低氧鋼；低硫、超低氧鋼；l具備電弧加熱功能，熱效具備電弧加熱功能，熱效率高，升溫幅度大，溫度率高，升溫幅度大，溫度控制精度高；控制精度高；l 具備攪拌和合金化功能，具備攪拌和合金化功能，易于實(shí)現(xiàn)窄成分控制，提易于實(shí)現(xiàn)窄成分控制，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性；高產(chǎn)品的穩(wěn)定性；l 采用渣鋼精煉工藝，精采用渣鋼精煉工藝，精煉成本較低；煉成本較低；l設(shè)備簡(jiǎn)單，投

41、資較少。設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較少。工藝優(yōu)點(diǎn)工藝優(yōu)點(diǎn)常規(guī)常規(guī) LFLF爐工藝操作爐工藝操作電爐電爐EBTEBT出鋼，出鋼過程加合金、加渣料出鋼，出鋼過程加合金、加渣料( (石灰、石灰、螢石等螢石等2%)2%)，底吹氬、通電升溫、化渣，底吹氬、通電升溫、化渣，1010分分鐘取樣分析，加渣料鐘取樣分析，加渣料(1(1) )，測(cè)溫取樣，加合，測(cè)溫取樣，加合金看脫氧，準(zhǔn)備出鋼。金看脫氧，準(zhǔn)備出鋼。一般一般30305050分鐘，電耗分鐘，電耗505080kwh/t80kwh/t；現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐、電爐與連鑄聯(lián)系的紐帶?，F(xiàn)代轉(zhuǎn)爐、電爐與連鑄聯(lián)系的紐帶。3.2 AOD 3.2 AOD 爐爐目的：目的： 主要是冶煉高質(zhì)量的不

42、銹鋼主要是冶煉高質(zhì)量的不銹鋼(C20ppm,S,P50ppm)(C20ppm,S,P50ppm) 使用更廉價(jià)的原料使用更廉價(jià)的原料( (采用高碳鉻代低碳鉻采用高碳鉻代低碳鉻) )；使用情況：使用情況：60607070的不銹鋼產(chǎn)量；的不銹鋼產(chǎn)量；我國(guó)太鋼有國(guó)內(nèi)第一臺(tái)我國(guó)太鋼有國(guó)內(nèi)第一臺(tái)AOD;AOD;不銹鋼的冶煉方法不銹鋼的冶煉方法 電爐；電爐或轉(zhuǎn)爐電爐；電爐或轉(zhuǎn)爐AODAOD；電爐或轉(zhuǎn)爐；電爐或轉(zhuǎn)爐VOD.VOD.AODAOD工藝過程工藝過程爐料：廢鋼、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵、高碳鎳爐料：廢鋼、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵、高碳鎳鐵鐵吹煉過程溫度及氬氧比的控制吹煉過程溫度及氬氧比的控制分不同溫度及碳

43、含量控制吹煉氬氧比分不同溫度及碳含量控制吹煉氬氧比: :O O2 2：Ar=4:1(3:1)Ar=4:1(3:1)，C C下降為下降為0.2%0.2%、T T16801680；O O2 2：Ar=2:1Ar=2:1， C C下降為下降為0.1%0.1%、T T17001700；O O2 2：Ar=1:2Ar=1:2， C C下降為下降為0.02%0.02%、T T17301730；O O2 2：Ar=1:3Ar=1:3， C C下降為下降為0.01%0.01%、T T17501750；3.3 VD/VOD3.3 VD/VOD爐爐VD VD 的功能僅是真空加攪拌，的功能僅是真空加攪拌，VOD V

44、OD 是是Vacuum and stir and injection oxygenVacuum and stir and injection oxygen；VDVD主要應(yīng)用于軸承鋼脫氧；主要應(yīng)用于軸承鋼脫氧；VOD VOD 主要用于不銹鋼冶煉；主要用于不銹鋼冶煉；VD工藝工藝軸承鋼最重要的性能指標(biāo)是疲勞壽命。軸承鋼最重要的性能指標(biāo)是疲勞壽命。影響軸承鋼壽命的重要指標(biāo)是鋼中氧含量，鋼影響軸承鋼壽命的重要指標(biāo)是鋼中氧含量，鋼中中OO控制在控制在10ppm10ppm為好。為好。 最好水平最好水平O O 3 35ppm5ppm。國(guó)內(nèi)。國(guó)內(nèi)10ppm10ppm左右。左右?？刂其撝蟹墙饘賷A雜物和碳化物級(jí)別

45、?？刂其撝蟹墙饘賷A雜物和碳化物級(jí)別。GCr15GCr15是最常用軸承鋼：是最常用軸承鋼： %C%C：0.95-1.05 %Mn: 0.9-1.20 0.95-1.05 %Mn: 0.9-1.20 %Si:0.40-0.65%Si:0.40-0.65 %Cr: 1.30-1.65 S,P0.020 %Cr: 1.30-1.65 S,P0.020以軸承鋼冶煉為例以軸承鋼冶煉為例冶煉工藝：冶煉工藝：UHPUHPLF+VDLF+VD（或（或RHRH）+CC+CC： LFLF出鋼后，扒渣（倒渣）出鋼后，扒渣（倒渣）2/32/3，渣層厚度應(yīng)保，渣層厚度應(yīng)保持持404070mm70mm，扒渣時(shí)間，扒渣時(shí)間3

46、min3min。 扒渣完畢扒渣完畢LFLF鋼包入鋼包入VDVD處理工位，接通氬氣，處理工位，接通氬氣，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)流量505080NL/min80NL/min，同時(shí)測(cè)溫、取樣，加，同時(shí)測(cè)溫、取樣，加入硅石入硅石2 kg/mm2 kg/mm，調(diào)整爐渣堿度，調(diào)整爐渣堿度R=1 .2R=1 .21 .51 .5。測(cè)溫、取樣后測(cè)溫、取樣后VDVD加蓋密封，抽真空。加蓋密封，抽真空。真空泵啟動(dòng)期間，調(diào)整氬氣流量保持真空泵啟動(dòng)期間，調(diào)整氬氣流量保持30 30 40NL/min40NL/min。VD工藝工藝以軸承鋼冶煉為例以軸承鋼冶煉為例真空保持時(shí)間：真空啟動(dòng)后，工作壓力達(dá)到真空保持時(shí)間：真空啟動(dòng)后，工作壓

47、力達(dá)到67 67 PaPa時(shí)，保持時(shí)間時(shí)，保持時(shí)間15min15min。真空保持期間調(diào)整氬氣流量真空保持期間調(diào)整氬氣流量 70NL/min70NL/min左右，并左右，并通過觀察孔觀察鋼水沸騰情況，及時(shí)調(diào)整，保通過觀察孔觀察鋼水沸騰情況，及時(shí)調(diào)整，保持均勻沸騰。持均勻沸騰。終脫氧后解除真空、開蓋、測(cè)溫，軟吹終脫氧后解除真空、開蓋、測(cè)溫，軟吹151525min25min，氬氣流量，氬氣流量 70-100NL/min70-100NL/min左右，控制渣左右，控制渣面微動(dòng)為宜。面微動(dòng)為宜。軟吹結(jié)束后，測(cè)溫、取樣，加保溫劑出鋼，出軟吹結(jié)束后，測(cè)溫、取樣，加保溫劑出鋼，出鋼溫度鋼溫度1530153015

48、401540。以軸承鋼冶煉為例以軸承鋼冶煉為例VD工藝VOD VOD 工藝工藝初煉爐將碳控制在初煉爐將碳控制在0.20.20.50.5，P0.03%P0.03%以下；以下； 鋼液溫度為鋼液溫度為16301630；初煉爐除渣后，將初煉爐除渣后，將VODVOD鋼包吊入真空室，接底吹氬，開始鋼包吊入真空室，接底吹氬，開始抽真空，此時(shí)溫度抽真空，此時(shí)溫度1550-1580;1550-1580;當(dāng)真空度達(dá)到當(dāng)真空度達(dá)到131320kpa20kpa時(shí)，開始吹氧脫碳；時(shí)，開始吹氧脫碳；碳含量降低的同時(shí)，提高真空度，保鉻不氧化；碳含量降低的同時(shí)，提高真空度，保鉻不氧化；當(dāng)碳合格時(shí)，停止吹氧，加大真空到當(dāng)碳合格

49、時(shí)，停止吹氧，加大真空到100Pa100Pa以下，并加大以下，并加大攪拌，進(jìn)一步脫碳，鋼液溫度達(dá)到攪拌，進(jìn)一步脫碳，鋼液溫度達(dá)到1670167017501750；加合金、微調(diào)成分、加鋁吹氬攪拌幾分鐘后，破真空澆鑄。加合金、微調(diào)成分、加鋁吹氬攪拌幾分鐘后，破真空澆鑄。以冶煉超低碳不銹鋼為例以冶煉超低碳不銹鋼為例3.4 RH3.4 RH真空精煉真空精煉 Ruhrstahl Ruhrstahl 公司和公司和HeraeusHeraeus公司公司19571957年開發(fā)的。年開發(fā)的。也稱鋼液循環(huán)脫氣法，將鋼液提升到一容器內(nèi)處也稱鋼液循環(huán)脫氣法，將鋼液提升到一容器內(nèi)處理。理。主要冶煉高質(zhì)量產(chǎn)品，如軸承鋼、主

50、要冶煉高質(zhì)量產(chǎn)品，如軸承鋼、LFLF鋼、硅鋼、鋼、硅鋼、不銹鋼、齒輪鋼等。不銹鋼、齒輪鋼等。國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)RHRH設(shè)備主要依靠進(jìn)口。設(shè)備主要依靠進(jìn)口。RHRH工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)反應(yīng)速度快，表觀脫碳速度常數(shù)反應(yīng)速度快，表觀脫碳速度常數(shù)k kC C可達(dá)到可達(dá)到3.5min3.5min-1-1。處理周期短，生產(chǎn)效率高，常與轉(zhuǎn)爐配套使用。處理周期短，生產(chǎn)效率高，常與轉(zhuǎn)爐配套使用。反應(yīng)效率高，鋼水直接在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，可反應(yīng)效率高，鋼水直接在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，可生產(chǎn)生產(chǎn)H0.5H0.51010-6-6，N25N251010-6-6，C10C101010-6-6的的超純凈鋼。超純凈鋼?？蛇M(jìn)行吹氧脫碳和二次燃燒進(jìn)

51、行熱補(bǔ)償，減少處可進(jìn)行吹氧脫碳和二次燃燒進(jìn)行熱補(bǔ)償，減少處理溫降；理溫降；可進(jìn)行噴粉脫硫，生產(chǎn)可進(jìn)行噴粉脫硫，生產(chǎn)S5S51010-6-6的超低硫鋼。的超低硫鋼。RHRH工藝參數(shù)工藝參數(shù)處理容量：大爐子比小爐子好處理容量：大爐子比小爐子好(50t(50t以上以上) )；處理時(shí)間：鋼包在真空位的停留時(shí)間處理時(shí)間：鋼包在真空位的停留時(shí)間； Tc/Vt TcTc/Vt Tc允許溫降，允許溫降， VtVt平均溫降平均溫降/min/min；循環(huán)因數(shù)：循環(huán)因數(shù)：C C(t/min).t(min)/Q(t/min).t(min)/Q (ton) (ton) 循環(huán)流量、循環(huán)流量、 t t脫氣時(shí)間、脫氣時(shí)間、

52、Q Q處理容量處理容量循環(huán)流量循環(huán)流量：主要由上升管與驅(qū)動(dòng)氣體流量決定；：主要由上升管與驅(qū)動(dòng)氣體流量決定；真空度：真空度：6060100pa100pa；抽氣能力。抽氣能力。RHRH真空工藝過程真空工藝過程出鋼后，鋼包測(cè)溫取樣；出鋼后，鋼包測(cè)溫取樣；下降真空室，插入深度為下降真空室，插入深度為150-150-200mm200mm；起動(dòng)真空泵，一根插入管輸入起動(dòng)真空泵，一根插入管輸入驅(qū)動(dòng)氣體；驅(qū)動(dòng)氣體；當(dāng)真空室的壓力降到當(dāng)真空室的壓力降到262610kpa10kpa后，循環(huán)加??；后，循環(huán)加劇；鋼水上升速度為鋼水上升速度為5m/s5m/s、下降速、下降速度為度為1 12m/s2m/s；氣泡在鋼液中將

53、氣體及夾雜帶氣泡在鋼液中將氣體及夾雜帶出。出。 RHRH的發(fā)展的發(fā)展-OB (Oxygen Blowing)，真空室下部吹氧，真空室下部吹氧-KTB (Kawasaki Top Blowing) 日本川崎，頂日本川崎，頂吹氧吹氧-PB(Powder Blowing)，真空室下部噴粉脫，真空室下部噴粉脫P(yáng)、S。工藝優(yōu)點(diǎn)：工藝優(yōu)點(diǎn)： 鋼液升溫和精確控制鋼水溫度鋼液升溫和精確控制鋼水溫度 促進(jìn)夾雜物上浮，提高鋼水純凈度促進(jìn)夾雜物上浮，提高鋼水純凈度 精確控制鋼液成分，實(shí)現(xiàn)窄成分控制精確控制鋼液成分，實(shí)現(xiàn)窄成分控制 均勻鋼水成分和溫度均勻鋼水成分和溫度 與喂線配合，可進(jìn)行夾雜物的變性處理與喂線配合，可

54、進(jìn)行夾雜物的變性處理 冶煉節(jié)奏快，適合轉(zhuǎn)爐的冶煉節(jié)奏。冶煉節(jié)奏快，適合轉(zhuǎn)爐的冶煉節(jié)奏。3.5 CAS3.5 CAS、CASCASOBOB精煉工藝精煉工藝CASCASOBOB的冶煉效果的冶煉效果加熱；升溫速度加熱；升溫速度5 56/min6/min；鋼液成分：吹氧前后變化不大；鋼液成分：吹氧前后變化不大；鋼水潔凈度：鋼水潔凈度：OO基本不變，可降低基本不變，可降低NN含量。含量。CAS工藝的操作過程CAS-OB工藝的操作過程3.6 噴粉工藝噴粉工藝效果最好投資及使用成本最低也是最不好掌握的效果最好投資及使用成本最低也是最不好掌握的技術(shù)；可脫硫、脫磷、合金化、夾雜變性；技術(shù)；可脫硫、脫磷、合金化、

55、夾雜變性；工藝參數(shù)：工藝參數(shù)：噴槍插入深度；噴槍插入深度；h=H(h=H(鋼液深鋼液深)-hc()-hc(噴入深噴入深) )；噴吹壓力：大于鋼液、爐渣及大氣壓；噴吹壓力：大于鋼液、爐渣及大氣壓；噴吹時(shí)間：噴粉設(shè)備及鋼液容納粉劑的能力；噴吹時(shí)間：噴粉設(shè)備及鋼液容納粉劑的能力；供料速度：設(shè)備能力及鋼液化學(xué)反應(yīng)速度；供料速度：設(shè)備能力及鋼液化學(xué)反應(yīng)速度；載氣能力與粉氣比。載氣能力與粉氣比。4 典型精煉設(shè)備的功能典型精煉設(shè)備的功能冶金效果冶金效果典型精煉方法達(dá)到的潔凈度典型精煉方法達(dá)到的潔凈度5 5 潔凈鋼潔凈鋼(purity steel) (purity steel) 6060年代：年代：S+P+N

56、+O+H900ppmS+P+N+O+H900ppm；7070年代：年代：S+P+N+O+H800ppmS+P+N+O+H800ppm；8080年代：年代：S+P+N+O+H600ppmS+P+N+O+H600ppm；9090年代：年代：S+P+N+O+H100ppmS+P+N+O+H100ppm；20002000年代：年代：S+P+N+O+H50ppmS+P+N+O+H50ppm。 潔凈鋼除潔凈鋼除S+P+N+O+HS+P+N+O+H五大元素外，五大元素外，隨廢鋼量的增加。還包括隨廢鋼量的增加。還包括CuCu、ZrZr、SnSn、BiBi、PbPb等等伴生元素。伴生元素。潔凈鋼是一個(gè)相對(duì)概念潔

57、凈鋼是一個(gè)相對(duì)概念某一雜質(zhì)含量降低到什么水平?jīng)Q定于鋼種和產(chǎn)品某一雜質(zhì)含量降低到什么水平?jīng)Q定于鋼種和產(chǎn)品用途用途不同的年代，對(duì)潔凈鋼有不同的要求不同的年代，對(duì)潔凈鋼有不同的要求有害元素降低程度決定于裝備和工藝現(xiàn)代化水平。有害元素降低程度決定于裝備和工藝現(xiàn)代化水平。高附加值產(chǎn)品對(duì)潔凈度的要求是：高附加值產(chǎn)品對(duì)潔凈度的要求是： TO要低要低20ppm； 夾雜物數(shù)量要少；夾雜物數(shù)量要少； 夾雜物尺寸要小夾雜物尺寸要小50m；夾雜物形態(tài)要合適。；夾雜物形態(tài)要合適。潔凈鋼的定義 潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù) 初煉爐低氧鋼精煉技術(shù)初煉爐低氧鋼精煉技術(shù) 出鋼爐渣改質(zhì)與預(yù)脫硫工藝出鋼爐渣改質(zhì)與預(yù)脫硫工藝 出鋼擋

58、渣技術(shù)與下渣檢測(cè)出鋼擋渣技術(shù)與下渣檢測(cè) 渣洗精煉工藝渣洗精煉工藝 夾雜物改性技術(shù)夾雜物改性技術(shù) Ca Ca處理技術(shù)處理技術(shù) 超低碳鋼冶煉技術(shù)超低碳鋼冶煉技術(shù) 低低N N鋼冶煉技術(shù)鋼冶煉技術(shù) 夾雜物控制技術(shù)夾雜物控制技術(shù) 鋼水保護(hù)技術(shù)鋼水保護(hù)技術(shù) 無缺陷連鑄坯生產(chǎn)工藝無缺陷連鑄坯生產(chǎn)工藝 連鑄坯表面質(zhì)量的控制連鑄坯表面質(zhì)量的控制 大型夾雜物的控制大型夾雜物的控制 鐵 水 預(yù) 處 理 工 藝 朱 榮鐵水預(yù)處理技術(shù)鐵水預(yù)處理技術(shù) 鐵水預(yù)處理是指鐵水兌入煉鋼爐之前進(jìn)行的各鐵水預(yù)處理是指鐵水兌入煉鋼爐之前進(jìn)行的各種處理。種處理。 分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處理兩大類。分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處

59、理兩大類。 普通鐵水預(yù)處理包括：普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、鐵水脫硅和鐵鐵水脫硫、鐵水脫硅和鐵水脫水脫P(yáng) P。 特殊鐵水預(yù)處理一般是針對(duì)鐵水中含有的特特殊鐵水預(yù)處理一般是針對(duì)鐵水中含有的特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用，如鐵水提殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用，如鐵水提釩、提鈮、脫鉻等預(yù)處理工藝。釩、提鈮、脫鉻等預(yù)處理工藝。鐵水預(yù)處理容器的選擇鐵水預(yù)處理容器的選擇根據(jù)鐵水預(yù)處理容器的選擇，脫硫工藝可分為：根據(jù)鐵水預(yù)處理容器的選擇，脫硫工藝可分為： 混鐵車噴吹法混鐵車噴吹法 鐵水罐法鐵水罐法 鐵水包法鐵水包法 發(fā)展趨勢(shì)：發(fā)展趨勢(shì)： 采用鐵水包作為鐵水脫硫預(yù)處理的容器采用鐵水包作為鐵水脫硫預(yù)處

60、理的容器1.2 鐵水預(yù)處理的化學(xué)冶金學(xué)意義化學(xué)冶金學(xué)意義化學(xué)冶金學(xué)意義： 創(chuàng)造最佳的冶金反應(yīng)環(huán)境創(chuàng)造最佳的冶金反應(yīng)環(huán)境 ! !鋼鐵冶金工藝優(yōu)化鋼鐵冶金工藝優(yōu)化： 高爐高爐 分離脈石、還原鐵礦石分離脈石、還原鐵礦石 鐵水預(yù)處理鐵水預(yù)處理 脫硅、脫磷、脫硫脫硅、脫磷、脫硫 轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐 脫碳、升溫脫碳、升溫 鋼水爐外精煉鋼水爐外精煉 去夾雜、合金化去夾雜、合金化 1. 3 鐵水預(yù)處理(脫硫)的優(yōu)越性(1) 滿足用戶對(duì)超低硫、磷鋼的需求，發(fā)展?jié)M足用戶對(duì)超低硫、磷鋼的需求，發(fā)展高附加值鋼種：如：高附加值鋼種：如： 船板鋼、油井管鋼：船板鋼、油井管鋼：S、P 0.005 % 管線鋼、管線鋼、Z向鋼、向鋼、I