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1、1主要內(nèi)容主要內(nèi)容一一.概概 述述二二.RH.RH、LFLF及及VDVD法簡(jiǎn)介法簡(jiǎn)介第1頁(yè)/共29頁(yè)21.爐外精煉的概念及目的概念：概念：爐外精煉就是將轉(zhuǎn)爐（或電爐）中初煉的鋼水移到另一反應(yīng)器中進(jìn)行精煉的過程，也稱二次精煉。目的：目的：把傳統(tǒng)的煉鋼方法分為兩步，即初煉+精煉。初煉在氧化性氣氛下進(jìn)行爐料的熔化、脫P(yáng)、脫C和合金化。精煉在真空、惰性氣體或可控氣氛的條件下進(jìn)行深脫C、去氣、脫氧、去夾雜物和夾雜物變性處理，調(diào)整成分，控制鋼水溫度等，從而優(yōu)化工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、開發(fā)高附加值產(chǎn)品、節(jié)能降耗、降低成本增加經(jīng)濟(jì)效益。第2頁(yè)/共29頁(yè)3 早期的爐外處理設(shè)備是鋼包脫氣，其目的在于減少鋼中的H和O，由于

2、鋼包脫氣法的使用，使軸承鋼的壽命大為增加。德國(guó)于1956年發(fā)明了真空提升脫氣法即DH法，萊茵鋼鐵冶金公司和海拉斯公司合作開發(fā)了真空循環(huán)脫氣法即RH法，解決了傳統(tǒng)煉鋼方法難以解決的脫氧、脫氮等問題。發(fā) 展第3頁(yè)/共29頁(yè)4 進(jìn)入60年代后，為了提高鋼水的爐外處理效果，擴(kuò)大處理功能，使鋼水有均勻的溫度和成分，促使夾雜物上浮，瑞典研制出具有感應(yīng)攪拌和電弧加熱功能的ASEASKF精煉爐。1965年，德國(guó)又研制成真空吹氧脫碳法即VOD法；1968年，美國(guó)研制成氬氧精煉爐即AOD法。70年代初，日本研制成具有電弧加熱、氬氣攪拌功能的鋼包精煉爐即LF爐。第4頁(yè)/共29頁(yè)5 日本山陽(yáng)鋼廠對(duì)不同氧含量的軸承鋼進(jìn)

3、行疲勞試驗(yàn)證明，當(dāng)鋼中O由30ppm降到15ppm時(shí)，軸承鋼的疲勞壽命增加5倍；降到10ppm，則提高15倍；降到5ppm，可提高30倍。由此可以看出，保證鋼材有高的純凈度是提高內(nèi)在質(zhì)量的重要一環(huán)。而爐外精煉就是為了解決科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)鋼材質(zhì)量的要求不斷提高而提出來的，沒有爐外精煉，就無(wú)法保證鋼材的高質(zhì)量。第5頁(yè)/共29頁(yè)63.爐外精煉方法的共同特點(diǎn)爐外精煉方法的共同特點(diǎn)理想的精煉氣氛條件，通常應(yīng)用真空、惰性氣氛或還原氣氛；攪動(dòng)鋼水，采用電磁力、惰性氣體或機(jī)械攪拌的方法；為補(bǔ)償精煉過程的鋼水溫度損失，采用加熱設(shè)施有電弧加熱、等離子加熱或增加鋼水中的化學(xué)熱等。第6頁(yè)/共29頁(yè)7二二.RH.RH、L

4、FLF及及VDVD法簡(jiǎn)介法簡(jiǎn)介RH 法LF 法VD 法第7頁(yè)/共29頁(yè)81 1）RHRH的功能與特點(diǎn)的功能與特點(diǎn) 以小部分鋼水進(jìn)入真空環(huán)境，經(jīng)受真空處理，在不同程度上增大了鋼氣接觸面積，提高了精煉脫氣效果。特特 點(diǎn)：點(diǎn)：脫氣效果好；適用于大量的鋼液處理；處理過程溫降小；脫C能力強(qiáng)，適用于低碳鋼的生產(chǎn)第8頁(yè)/共29頁(yè)92 2）生產(chǎn)過程模擬）生產(chǎn)過程模擬第9頁(yè)/共29頁(yè)10第10頁(yè)/共29頁(yè)113 3）RHRH過程生產(chǎn)工藝原理過程生產(chǎn)工藝原理 當(dāng)真空室抽真空后，插入管插入鋼液中，Ar經(jīng)鋼液加熱膨脹，形成向上流動(dòng)的氣泡，使上升管內(nèi)的鋼液隨之上升進(jìn)入真空室。氣泡在真空室下突然膨脹，使鋼液濺成極細(xì)微粒呈

5、噴泉狀，增加了鋼液與真空接觸面積，使鋼液充分脫氣。脫氣后的鋼液匯集在真空室底部，在密度差的作用下不斷地從下降管回到鋼包中。如此循環(huán)多次，達(dá)到精煉鋼液的目的。第11頁(yè)/共29頁(yè)124)RH4)RH的主要功能的主要功能功功 能能:脫H:對(duì)完全脫氧鋼液脫氫效率60%,對(duì)未完全脫氧鋼液,由于C-O反應(yīng)劇烈,70%.脫氣時(shí)間1520min,H2ppm.脫N:N易形成N-化物,脫氮效率010%;脫O:O0.0020.005%脫 碳:對(duì) 初 始 C有 要 求,處 理15min,可使C0.002%;脫S:效率5075%;減少非金屬夾雜:改善鋼水純凈度;成分微調(diào):合金元素控制精度為0.0030.010%第12頁(yè)

6、/共29頁(yè)132.LF 法第13頁(yè)/共29頁(yè)141)LF1)LF概述概述 LF是日本大同制鋼公司于1971年開發(fā)，特點(diǎn)是將電弧爐煉鋼還原期任務(wù)移到專用的鋼包內(nèi)進(jìn)行。在利用電弧加熱鋼水的同時(shí)，向鋼液內(nèi)吹入惰性氣體（Ar），以實(shí)現(xiàn)在非氧化性氣氛下精煉，從而達(dá)到鋼液脫硫、脫氧、去氣、去夾雜物的效果。經(jīng)LF處理的鋼水，鋼中O10-30ppm、N20ppm、H1.5-2.5ppm。第14頁(yè)/共29頁(yè)152)LF2)LF工藝原理工藝原理脫脫 氧氧脫脫 硫硫去夾雜去夾雜第15頁(yè)/共29頁(yè)16脫脫 氧氧目目 的的:鋼中過剩氧與C反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,將造成凝固組織不致密;沉淀脫氧沉淀脫氧:Fe-Si和Al等脫氧劑與鋼

7、中O反應(yīng),脫氧產(chǎn)物上浮,達(dá)到脫氧的目的.因產(chǎn)物在鋼液內(nèi)部以沉淀形態(tài)產(chǎn)生,故稱沉淀脫氧.優(yōu)點(diǎn):脫氧速度快,操作簡(jiǎn)單,缺點(diǎn):部分脫氧產(chǎn)物成為非金屬夾雜;擴(kuò)散脫氧擴(kuò)散脫氧:C、Si、Mn等脫氧元素以 粉 末 狀 加 入 渣 中,與 渣 中（FeO）、（MnO）、（Fe2O3）及O在鋼渣界面進(jìn)行反應(yīng),使O降低，脫氧產(chǎn)物直接溶于渣中,不污染鋼液；脫氧劑選擇脫氧劑選擇:脫氧元素對(duì)氧的親和力鐵對(duì)氧的親和力；脫氧產(chǎn)物在鋼液中的溶解度盡可能?。粴埩翡撝械拿撗踉貙?duì)鋼性能不產(chǎn)生壞的影響；脫氧元素應(yīng)在鋼液中溶解快、均勻并經(jīng)濟(jì)。第16頁(yè)/共29頁(yè)17脫脫 硫硫目目 的的:S在鋼中產(chǎn)生”熱脆”并降低鋼的抗腐蝕性、延展性

8、和韌性；原原 理理:（FeS）+（CaO）=（FeO）+（CaS）條條 件件:高堿度、還原氣氛、高溫、大渣量第17頁(yè)/共29頁(yè)18去去 夾夾 雜雜來來 源：源：脫氧產(chǎn)物、澆注及凝固反應(yīng)產(chǎn)物，混入熔渣及耐材；危危 害：害：破壞鋼的組織連續(xù)性；措措 施：施：減少外部帶入；強(qiáng)化冶煉；提高耐材質(zhì)量；出鋼過程強(qiáng)化非金屬夾雜排除第18頁(yè)/共29頁(yè)193)LF3)LF相關(guān)設(shè)備相關(guān)設(shè)備供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)鋼鋼包包及及臺(tái)臺(tái)車車爐爐蓋蓋提提升升裝裝置置事事故故攪攪拌拌裝裝置置測(cè)測(cè)溫溫取取樣樣裝裝置置加加料料系系統(tǒng)統(tǒng)喂喂絲絲裝裝置置第19頁(yè)/共29頁(yè)20喂絲裝置喂絲裝置目目 的：的：借助喂絲機(jī)將易氧化、易揮發(fā)合金制成包

9、芯線輸入鋼液，達(dá)到脫氧、脫S等目的；喂絲設(shè)備：喂絲設(shè)備：松卷裝置、喂絲器、導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成；喂絲操作：喂絲操作：Al絲在成分調(diào)整時(shí)喂入，Si、Ca-Si絲在LF處理后喂入。喂絲時(shí)弱吹A(chǔ)r攪拌，可自動(dòng)設(shè)定也可手動(dòng)。第20頁(yè)/共29頁(yè)213.鋼包真空脫氣法（VD法）VD 法第21頁(yè)/共29頁(yè)221)VD1)VD概述概述 20世紀(jì)50年代由德國(guó)首先應(yīng)用，用于生產(chǎn)低碳鋼，可嚴(yán)格控制成分和溫度。具有以下功能：具有以下功能：有效的脫氣，減少H、N；脫氧，通過C+O=CO去除O；通過堿性頂渣去S；通過合金微調(diào)及吹A(chǔ)r控制化學(xué)成分和溫度；通過吹A(chǔ)r使夾雜無(wú)聚集上浮。VD主要與電弧爐和LF配合，用于生產(chǎn)管線鋼，S1

10、0ppm；H 1.5-2ppm；N 40ppm；O 20ppm。第22頁(yè)/共29頁(yè)232)VD2)VD生產(chǎn)模擬生產(chǎn)模擬工部全景工部全景生產(chǎn)模擬生產(chǎn)模擬第23頁(yè)/共29頁(yè)243)VD3)VD生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝基本原理基本原理真空處理真空處理吹吹A(chǔ)r制度制度第24頁(yè)/共29頁(yè)25真空脫氣真空脫氣原原 理：理：基 于 H、N在 鋼液 中 溶 解 服 從 平 方 根定律，當(dāng)VD抽真空時(shí)，真 空 室 內(nèi) 壓 力 降 低，使H、N隨之降低，達(dá)到去除目的。脫 氣 產(chǎn) 物 為 氣體，向 溶 液 中 析 出 的脫氧產(chǎn)物CO和吹A(chǔ)r氣泡內(nèi)擴(kuò)散而一起去除。第25頁(yè)/共29頁(yè)26吹吹A(chǔ)rAr精煉精煉 通過鋼包底部的多孔塞將Ar吹入鋼液，Ar在上升中形成小氣泡，對(duì)H、N而言為真空室，因此向其中擴(kuò)散并帶走。此外，吹A(chǔ)r利于去除夾雜、均勻成分和溫度，避免鋼液二次氧化。第26頁(yè)/共29頁(yè)27真空處理真空處理工作順序：工作順序：排氣連續(xù)壓縮（6min后）達(dá)設(shè)計(jì)真空度保持達(dá)到VD處理要求反抽氣破壞真空。第27頁(yè)/共29頁(yè)28吹吹A(chǔ)rAr制度制度 鋼包到工位即吹A(chǔ)r，不吹破渣面，防止透氣磚堵塞；加合金采用大流量吹A(chǔ)r，吹開渣面，使合金直接進(jìn)入鋼液，提高收得率；高真空處理時(shí)小流量吹A(chǔ)r，防噴濺；喂絲時(shí)，小流量吹A(chǔ)r，防止增N和二次氧化。第28頁(yè)/共29頁(yè)29感謝您的觀看。第29頁(yè)/共29頁(yè)