爐外精煉工藝

1、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半世紀(jì)以來迅速發(fā)展的鋼鐵冶金重要技術(shù)；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 2020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)明了年代，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)生了各種精年代，高質(zhì)量鋼種的要求，產(chǎn)生了各種

2、精煉方法；煉方法； 80809090年代，連鑄的發(fā)展，連鑄坯對質(zhì)量的要求年代，連鑄的發(fā)展，連鑄坯對質(zhì)量的要求及煉鋼爐與連鑄的銜接；及煉鋼爐與連鑄的銜接； 2121世紀(jì)，更高節(jié)奏及超級鋼的生產(chǎn)。世紀(jì)，更高節(jié)奏及超級鋼的生產(chǎn)。爐外精煉的內(nèi)容爐外精煉的內(nèi)容 脫氧；脫氧； 脫硫；脫硫； 去氣；去氣； 去除夾雜；去除夾雜； 調(diào)整鋼液成分及溫度。調(diào)整鋼液成分及溫度。爐外精煉的手段 渣洗渣洗 最簡單的精煉手段；最簡單的精煉手段； 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

3、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 根據(jù)要求將各種渣料配置成滿足某種冶根據(jù)要求將各種渣料配置成滿足某種冶金功能的合成爐渣；金功能的合成爐渣； 通過在專門的煉渣爐中熔煉，出鋼時(shí)鋼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)脫硫及脫氧去夾雜液與爐渣混合，實(shí)現(xiàn)脫硫及脫氧去夾雜功能；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 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

4、度到日本真空技術(shù)，真空度到1 torr1 torr；C10ppm,H1ppm,O5ppmC10ppm,H1ppm,O5ppm 中國真空技術(shù)，真空度到中國真空技術(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)了脫硫功能； RHRH、VDVD、VODVOD。噴吹技術(shù) 噴吹實(shí)現(xiàn)脫碳、脫硫、脫氧、合金化、噴吹實(shí)現(xiàn)脫碳、脫硫、脫氧、合金化、控制夾雜物形態(tài)；控制夾雜物形態(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

5、 喂線。喂線。調(diào)溫 提高生產(chǎn)率的需要；提高生產(chǎn)率的需要； LFLF加熱；加熱； CASCAS化學(xué)加熱?；瘜W(xué)加熱。主要的精煉工藝主要的精煉工藝 LF(Ladle Furnace process)； AOD(Argon-oxygen decaburizition process ); VOD (Vacuum oxygen decrease process) ; RH (Ruhrstahl Heraeus process); CAS-OB( Composition adjustments by sealed argon -oxygen blowing process) ； 喂線 (Insert th

6、read) ； 鋼包吹氬攪拌(Ladle argon stirring)； 噴粉( powder injection )。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LFLF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； 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 LF 工藝操作工藝操作 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、螢石等石灰、螢石等2%)2%)，底吹氬、通電升溫、，底吹氬、通電升溫、化渣，化渣，1010分

7、鐘取樣分析，加渣料分鐘取樣分析，加渣料(1(1) )，測溫取樣，加合金看脫氧，準(zhǔn)備出鋼。測溫取樣，加合金看脫氧，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。AOD爐爐目的： 主要是冶煉高質(zhì)量的不銹鋼(S，P50ppm)； 使用更廉價(jià)的原料(采用高碳鉻代低碳鉻)； 超低碳不銹鋼(C20ppm)。 使用情況：6070的不銹鋼產(chǎn)量； 我國太鋼第一臺(tái)AOD。不銹鋼的冶煉方法 電爐；電爐； 電爐或轉(zhuǎn)爐電爐或轉(zhuǎn)爐AODAOD； 電爐或轉(zhuǎn)爐電爐或轉(zhuǎn)爐VODVOD；AODAOD工藝過程工藝過程

8、爐料：廢鋼、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵、高碳鎳鐵；爐料：廢鋼、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵、高碳鎳鐵； 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

9、 C下降為下降為0.01%0.01%、T T17501750；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 VOD 是是Vacuum and stir and injection Vacuum and stir and injection oxygen 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；VOD 工藝 以冶煉超低碳不銹鋼為例；以冶煉超低碳不銹鋼為例； 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1630

10、1630； 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，開鋼包吊入真空室，接底吹氬，開始抽真空，此時(shí)溫度始抽真空，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)碳合格時(shí)，停止吹氧，加大真空到100Pa100Pa以下，并加以下，并加大攪拌，進(jìn)一步脫碳，鋼液溫度達(dá)到大攪拌，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

11、拌幾分鐘后，破真空加合金、微調(diào)成分、加鋁、吹氬攪拌幾分鐘后，破真空澆鑄。澆鑄。RH真空精煉真空精煉 RH真空工藝過程 出鋼后，鋼包測溫取樣；出鋼后，鋼包測溫取樣； 下降真空室，插入深度為下降真空室，插入深度為150-200mm150-200mm； 起動(dòng)真空泵，一根插入管輸入驅(qū)動(dòng)氣體；起動(dòng)真空泵，一根插入管輸入驅(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??； 鋼水上升速度為鋼水上升速度為5m/s5m/s、下降速度為、下降速度為1 12m/s2m/s； 氣泡在鋼液中將氣體及夾雜帶出。氣泡在鋼液中將氣體及夾雜帶出。RHRH工藝參數(shù)工藝參數(shù) 處理

12、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 (ton)(t/min).t(min)/Q (ton) 循環(huán)流量、循環(huán)流量、 t t脫氣時(shí)間、脫氣時(shí)間、 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。RH的冶

13、金效果 脫脫H H： 2ppm2ppm以下；以下； 脫脫O O： 10ppm10ppm以下；以下； 去去N N：40ppm40ppm以下；真空對脫氮效果一般；以下；真空對脫氮效果一般； 經(jīng)濟(jì)效益好，附加值高；經(jīng)濟(jì)效益好，附加值高； 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，日本川崎，頂吹氧頂吹氧 -PB(Powder Blowing)，真空室下部噴粉，真空室下部噴粉脫脫P(yáng)、S。CAS、CASOB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；基本不變；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技效果最好投資及使用成本最低也是最不好掌握的技術(shù)；術(shù)； 可脫硫、脫磷、合金化、夾雜