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1、1、LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。 LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。 实际就是电弧炉的一种特殊形式。LF炉的主要任务脱硫 、脱氧-（相当于电炉三阶段中的还原期）温度调节 精确的成分微调 改善钢水纯净度 造渣LF(Ladle Furnace)炉是70年代初期在日本发展起来的精炼设备。由于它设备简单，投资费用低，操作灵活和精炼效果好而成为冶金行业的后起之秀，在日本得到了广泛的应用与发展。LF炉精炼主要靠桶内的白渣，在低氧的气氛中(氧含量为5)，由桶内吹氩气进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而精炼。由于氩气搅拌加速了渣一钢之间的化学反应，用
2、电弧加热进行温度补偿，可以保证较长时间的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫含量降低，夹杂物按ASTM评级为OO1级。LF炉可以与电炉配合，以取代电炉的还原期，还可以与氧气转炉配合，生产优质合金钢。此外，LF炉还是连铸车问，特别是合会钢连铸生产线上不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备。因此LF炉的出现形成了LDLFRH（真空循环脱气法）CC(连铸)新的生产优质钢的联合生产线。在这种联合生产线上钢的还原精炼主要是靠LF炉来完成的。LF炉所处理得钢种几乎涉及从特钢到普钢的所有钢种，生产中可视质量控制的需要，采用不同的工艺操作制度。在各种二次精炼设备中，LF炉的综合性价比高。LF炉本身一般不具有真空设
3、备。在精炼时，即在不抽真空的大气压下进行精炼时，靠钢桶上的水冷法兰盘、水冷炉盖及密封橡皮圈的作用可以起到隔离空气的密封作用。再加上还原性渣以及加热时石墨电极与渣中FeO、MnO、C如q等氧化物作用生成CO气体，增加炉气的还原性。除此之外，石墨电极还与桶内的氧气作用生成碳一氧化物，阻止炉气中的氧向金属传递。良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点。氩气搅拌有利于钢一渣之间的化学反应，它可以加速钢一渣之间的物质传递。有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物。吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与成分均匀，能精确的调整复杂的化学组成，而这对优质钢又是不可缺少的要求。此外吹氩搅
4、拌可加速渣中氧化物的还原，对回收铬、铝、钨等有价值的合金元素有利。LF精炼炉是采用三根电极并行加热的。加热时电极插入渣层中采用埋弧加热法，这种方法的辐射小，对炉衬有保护作用，与此同时加热的效率也比较高，热效率好。 LF是利用白渣进行精炼的，它不同于主要靠真空脱气的其他精炼法。白渣在LF炉内具有很强的还原性，这是LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌，互相作用的结果。一般渣量为金属量的28。通过白渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂物含量。LF炉冶炼时可以不用加脱氧剂，而是靠白渣对氧化物的吸附作用而达到脱氧的目的。2、AOD冶炼技术利用AOD炉炼制不锈钢 AOD炉(argon oxygen decar
5、burization furnace) 氩氧脱碳炉氩氧精炼法的精炼设备，以该法英文名的缩写字母命名。它的外形与转炉近似，炉体安放在一个可以前后倾翻的托圈上，由销钉固定。在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪，喷枪的数量根据炉子的吨位而有所不同，一般为23支。喷枪延长线的会合点与炉子的竖轴重合。喷枪由内管(铜质)及外管(不锈钢)两层组成，内管导入主吹炼气体(由ArO2或ArN2组成)，内管与外管之间的环形缝隙导入Ar、N2或碳氢化合物起冷却作用以保护喷枪。喷枪是消耗式的，在筑炉时埋入耐火材料层，在冶炼过程中与炉衬同步烧损。3、VOD技术VOD技术，中文“真空吹氧脱碳法”，属于炉外精炼技术
6、重要的一种方法。1965年联邦德国Edelstahlwerk Witten公司最早在1965年开发了50吨VOD炉。现世界上最大的VOD炉是建设在日本新日铁八幡制铁厂的150吨VOD炉。我国最早的VOD炉始建于1978年。 所谓VOD技术，就是增加顶部吹氧，在底部使用Ar气搅拌钢水，然后在真空条件下合金化、精炼钢的技术。 一般来说，VOD分为两种形式，一种是钢包置于真空罐内的罐式VOD”，一种是钢包直接加真空盖的“桶式VOD”。现在世界上使用较多的是“罐式VOD”，他具有：罐盖面积大，易于布置不同用途的装置；罐内课题容纳大小不同的钢包；易于与真空泵连接；钢包上部不必带法兰，结构简单且可以使用较
7、小的自由空间；易于设置防溅盖；较易保证密封等优点。 VOD的主要用途：具有很强的合金化、脱气、脱碳、喷粉能力；另外具有较强的搅拌、升温、渣洗、夹杂物处理等能力。 VOD的发展和AOD的发展，直接促使了钢铁行业“超低C+N”技术的成熟，许多新型钢种的出现，直接与AOD和VOD直接相关，特别是世界兴起的超低碳铁素体不锈钢，正是VOD和AOD技术发展带来的福利。 4、电炉炼钢：造渣造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷
8、降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。出渣出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。熔池搅拌熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。 脱磷减少钢液中含磷量的化学反应。磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过 0.045，优质钢要求含磷更少。生铁中的
9、磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐。氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水。如选矿不能除去磷的化合物，脱磷就只能在（高）炉外或碱性炼钢炉中进行。 碱性渣的脱磷作用 脱磷反应是在炉渣与含磷铁水的界面上进行的。钢液中的磷 【P】和氧 【O】结合成气态P2O5的反应 电炉底吹电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本
10、，提高生产率。熔化期熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。氧化期和脱炭期氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。还原期还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段
11、时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散，脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。炉外精炼炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行 脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量， 缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的
12、不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。钢液搅拌钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需3060分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需35分钟。钢液在静止状态下，夹杂物*上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。 钢包喂丝钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝
13、线、碳线（脱氧剂）等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。钢包处理钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约1030分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。钢包精炼钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特
14、殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。惰性气体处理惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体Ar，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中CO分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。预合金化向钢液加入一种或几种合金
15、元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。出钢出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化。5、VOD和AOD精炼装置相继产生，它们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性作用。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 采用电炉与VOD二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。 采用电炉与AOD的二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点： 1、AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达2左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20的不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本。 2、AOD法可以一步将钢水中的碳托道0.08，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的谈脱到0.03以下，除超低碳。超低氮不锈钢外，95的品种都可以生产。 3、不
