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1、炉外精炼工艺,1 炉外精炼的产生,半世纪以来迅速发展的钢铁冶金重要技术；提高生产率的需要；提高钢质量的需要；满足不同钢种的特殊要求。,炉外精炼发展历程,20世纪3040年代，合成渣洗、真空模铸50年代，大功率蒸汽喷射泵技术的突破，发明了钢包提升脱气法(DH)及循环脱气法(RH)6070年代，高质量钢种的要求，产生了各种精炼方法8090年代，连铸的发展，连铸坯对质量的要求及炼钢炉与连铸的衔接21世纪，更高节奏及超级钢的生产。,炉外精炼的内容,脱氧、脱硫去气、去除夹杂调整钢液成分及温度,2 炉外精炼的手段,渣洗 最简单的精炼手段；真空 目前应用的高质量钢的精炼手段；搅拌 最基本的精炼手段；喷吹 将
2、反应剂直接加入熔体的手段；调温 加热是调节温度的一项常用手段。,合成渣洗,根据要求将各种渣料配置成满足某种冶金功能的合成炉渣；通过在专门的炼渣炉中熔炼，出钢时钢液与炉渣混合，实现脱硫及脱氧去夹杂功能；不能去除钢中气体；必须将原炉渣去除；同炉渣洗、异炉渣洗。,真空处理,脱气的主要方法 提高真空度可将钢中C、H、O降低；日本真空技术，真空度到1 torr；C10ppm,H1ppm,O5ppm中国真空技术，真空度到1 torr；C20ppm,H1ppm，O15ppm。新开发了脱硫功能：KTB 代表性装置：RH、VD、VOD。,喷吹技术,喷吹实现脱碳、脱硫、脱氧、合金化、控制夹杂物形态；单一气体喷吹
3、VOD；混合气体喷吹 AOD；粉气流的喷吹 TN；固体物加入 喂线。,升温工艺,提高生产率的需要；升温装置：LF加热 CAS化学加热。,3 主要的精炼工艺,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)；喂线(Insert thread)；
4、钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)；喷粉(powder injection)。,3.1 LF炉,最常用的精炼方法取代电炉还原期解决了转炉冶炼优钢问题具有加热及搅拌功能脱氧、脱硫、合金化,LF炉精炼原理1-电极；2-合金料斗；3-透气砖；4-滑动水口,1-电极；2-合金料斗；3-透气砖；4-滑动水口,精炼功能强，适宜生产超低硫、超低氧钢；具备电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高；具备搅拌和合金化功能，易于实现窄成分控制，提高产品的稳定性；采用渣钢精炼工艺，精炼成本较低；设备简单，投资较少。,工艺优点,LF炉生产流程,常规 LF炉工艺操作,电炉EBT出钢，出钢过
5、程加合金、加渣料(石灰、萤石等2%)，底吹氩、通电升温、化渣，10分钟取样分析，加渣料(1)，测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。一般3050分钟，电耗5080kwh/t；现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。,3.2 AOD 炉,目的：主要是冶炼高质量的不锈钢(C20ppm,S,P50ppm)使用更廉价的原料(采用高碳铬代低碳铬)；使用情况：6070的不锈钢产量；我国太钢有国内第一台AOD;不锈钢的冶炼方法 电炉；电炉或转炉AOD；电炉或转炉VOD.,AOD工艺过程,炉料：废钢、不锈钢返回料、高碳铬铁、高碳镍铁吹炼过程温度及氩氧比的控制分不同温度及碳含量控制吹炼氩氧比:O2：Ar=4:1(3:1)，
6、C下降为0.2%、T1680；O2：Ar=2:1，C下降为0.1%、T1700；O2：Ar=1:2，C下降为0.02%、T1730；O2：Ar=1:3，C下降为0.01%、T1750；,3.3 VD/VOD炉,VD 的功能仅是真空加搅拌，VOD 是Vacuum and stir and injection oxygen；VD主要应用于轴承钢脱氧；VOD 主要用于不锈钢冶炼；,V D/VOD,VD工艺,轴承钢最重要的性能指标是疲劳寿命。影响轴承钢寿命的重要指标是钢中氧含量，钢中O控制在10ppm为好。最好水平O 35ppm。国内10ppm左右。控制钢中非金属夹杂物和碳化物级别。GCr15是最常用
7、轴承钢：%C：0.95-1.05%Mn:0.9-1.20%Si:0.40-0.65%Cr:1.30-1.65 S,P0.020,以轴承钢冶炼为例,冶炼工艺：UHPLF+VD（或RH）+CC：LF出钢后，扒渣（倒渣）2/3，渣层厚度应保持4070mm，扒渣时间3min。扒渣完毕LF钢包入VD处理工位，接通氩气，调节流量5080NL/min，同时测温、取样，加入硅石2 kg/mm，调整炉渣碱度R=1.21.5。测温、取样后VD加盖密封，抽真空。真空泵启动期间，调整氩气流量保持30 40NL/min。,VD工艺,以轴承钢冶炼为例,真空保持时间：真空启动后，工作压力达到67 Pa时，保持时间15min
8、。真空保持期间调整氩气流量 70NL/min左右，并通过观察孔观察钢水沸腾情况，及时调整，保持均匀沸腾。终脱氧后解除真空、开盖、测温，软吹1525min，氩气流量 70-100NL/min左右，控制渣面微动为宜。软吹结束后，测温、取样，加保温剂出钢，出钢温度15301540。,VD工艺,以轴承钢冶炼为例,VOD 工艺,初炼炉将碳控制在0.20.5，P0.03%以下；钢液温度为1630；初炼炉除渣后，将VOD钢包吊入真空室，接底吹氩，开始抽真空，此时温度1550-1580;当真空度达到1320kpa时，开始吹氧脱碳；碳含量降低的同时，提高真空度，保铬不氧化；当碳合格时，停止吹氧，加大真空到100
9、Pa以下，并加大搅拌，进一步脱碳，钢液温度达到16701750；加合金、微调成分、加铝吹氩搅拌几分钟后，破真空浇铸。,以冶炼超低碳不锈钢为例,3.4 RH真空精炼,Ruhrstahl 公司和Heraeus公司1957年开发的。也称钢液循环脱气法，将钢液提升到一容器内处理。主要冶炼高质量产品，如轴承钢、LF钢、硅钢、不锈钢、齿轮钢等。国内RH设备主要依靠进口。,RH工艺特点,反应速度快，表观脱碳速度常数kC可达到3.5min-1。处理周期短，生产效率高，常与转炉配套使用。反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应，可生产H0.510-6，N2510-6，C1010-6的超纯净钢。可进行吹氧脱碳和二次
10、燃烧进行热补偿，减少处理温降；可进行喷粉脱硫，生产S510-6的超低硫钢。,RH工艺参数,处理容量：大炉子比小炉子好(50t以上)；处理时间：钢包在真空位的停留时间；Tc/Vt Tc允许温降，Vt平均温降/min；循环因数：C(t/min).t(min)/Q(ton)循环流量、t脱气时间、Q处理容量循环流量：主要由上升管与驱动气体流量决定；真空度：60100pa；抽气能力。,RH真空工艺过程,出钢后，钢包测温取样；下降真空室，插入深度为150-200mm；起动真空泵，一根插入管输入驱动气体；当真空室的压力降到2610kpa后，循环加剧；钢水上升速度为5m/s、下降速度为12m/s；气泡在钢液中
11、将气体及夹杂带出。,RH的发展,-OB(Oxygen Blowing)，真空室下部吹氧-KTB(Kawasaki Top Blowing)日本川崎，顶吹氧-PB(Powder Blowing)，真空室下部喷粉脱P、S。,3.5 CAS、CASOB精炼工艺,工艺优点：钢液升温和精确控制钢水温度 促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度 精确控制钢液成分，实现窄成分控制 均匀钢水成分和温度 与喂线配合，可进行夹杂物的变性处理 冶炼节奏快，适合转炉的冶炼节奏。,CAS和CAS-OB,CASOB的冶炼效果,加热；升温速度56/min；钢液成分：吹氧前后变化不大；钢水洁净度：O基本不变，可降低N含量。,3.6 喷
12、粉工艺,效果最好投资及使用成本最低也是最不好掌握的技术；可脱硫、脱磷、合金化、夹杂变性；工艺参数：喷枪插入深度；h=H(钢液深)-hc(喷入深)；喷吹压力：大于钢液、炉渣及大气压；喷吹时间：喷粉设备及钢液容纳粉剂的能力；供料速度：设备能力及钢液化学反应速度；载气能力与粉气比。,喷粉设备,4 典型精炼设备的功能,冶金效果,典型精炼方法达到的洁净度,5 洁净钢(purity steel),60年代：S+P+N+O+H900ppm；70年代：S+P+N+O+H800ppm；80年代：S+P+N+O+H600ppm；90年代：S+P+N+O+H100ppm；2000年代：S+P+N+O+H50ppm。
13、洁净钢除S+P+N+O+H五大元素外，随废钢量的增加。还包括Cu、Zr、Sn、Bi、Pb等伴生元素。,洁净钢是一个相对概念某一杂质含量降低到什么水平决定于钢种和产品用途不同的年代，对洁净钢有不同的要求有害元素降低程度决定于装备和工艺现代化水平。高附加值产品对洁净度的要求是：TO要低20ppm；夹杂物数量要少；夹杂物尺寸要小50m；夹杂物形态要合适。,洁净钢的定义,洁净钢生产技术,初炼炉低氧钢精炼技术 出钢炉渣改质与预脱硫工艺 出钢挡渣技术与下渣检测 渣洗精炼工艺 夹杂物改性技术 Ca处理技术 超低碳钢冶炼技术 低N钢冶炼技术 夹杂物控制技术 钢水保护技术 无缺陷连铸坯生产工艺 连铸坯表面质量的
14、控制 大型夹杂物的控制,转炉洁净钢生产工艺,电炉洁净钢生产工艺,1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能从内心去原谅别
15、人，那他就永远不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失
16、一切。23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好
17、。35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解
18、自己。47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，
19、我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人使你烦恼，而是
20、你拿某人的言行来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自己的无知说成是
21、别人的愚昧！80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。,
