特種冶金方法

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1、爐外精煉為生產(chǎn)超純鐵素體不銹鋼、無間隙原子深沖鋼（IF鋼）、超低碳貝氏體鋼等需要，促使爐外精煉的發(fā)展。爐外精煉是將轉(zhuǎn)爐、電爐初煉過的鋼液轉(zhuǎn)移到另一容器中進行精煉的煉鋼過程，稱“二次煉鋼”（SecondarySteelmakingProcess），又稱“二次精煉”（SecondaryRefining）初煉：熔化、脫磷、脫碳和主合金化精煉：脫氣、脫氧、脫硫、深脫碳、去除夾雜及成分微調(diào)1.爐外精煉的理論基礎爐外精煉的理論基礎是以冶金過程物理化學理論為基礎的。1）鋼液攪拌多數(shù)冶金反應是相界面反應，反應物和生成物的擴散速度是限制性環(huán)節(jié)。鋼液攪拌是爐外精煉過程中加強冶金反應動力學條件的重要手段，

2、借助氣體、電磁感應和機械方法，實現(xiàn)鋼液和熔渣運動。（1）氣體攪拌（吹氬攪拌方式）氬氣是常用攪拌氣體，吹入氣體的比攪拌能與氣體流量的關系如下：爐外精煉理論基礎（2）吸吐攪拌（RH和DH攪拌方式）爐外精煉理論基礎（3）感應攪拌（ASEA-SKF攪拌方式）2）真空脫氣（1）脫氫爐外精煉理論基礎脫氫速度:根據(jù)脫氣裝置幾何尺寸，操作工藝及條件、鋼種及預脫氧狀態(tài)不同，脫氫的效果有差異，但真空度是直接關系脫氫的主要因素。（2）脫氮爐外精煉理論基礎脫氮速度：與脫氫率類似，去氮效果與其真空處理方法，裝置結(jié)構與尺寸，鋼水預脫氧程度，系統(tǒng)真空度等因素有關。由于鋼中氮的溶解度、擴散速度慢，存在易于氮化的合金

3、元素（Mn、Cr、Al、Zr、B），真空脫氮的效果僅為10-15%左右。（3）脫氧爐外精煉理論基礎碳在鋼中的擴散速度比氧大，故氧的傳質(zhì)是真空下脫氧反應的控制環(huán)節(jié)，其脫氧速度為：3）合成渣洗鋼液與爐渣間相互作用時的脫氧和脫硫速度：取決于鋼和渣中物質(zhì)擴散速度及攪拌功率的傳質(zhì)系數(shù)爐外精煉理論基礎金屬液中渣滴的流線系數(shù)4）噴粉精煉擴大鋼渣接觸比面積，改善鋼液內(nèi)部冶金反應的熱力學和動力學條件，另一重要目的是改變5）鋼水加熱爐外精煉理論基礎加熱的手段有：電弧加熱、化學加熱（鋁熱法、硅熱法、CO燃燒法）2.爐外精煉方法精煉方法真空精煉法惰性氣體稀釋法渣洗精煉法從有無補償加熱裝置方面又分為鋼包處理型

4、(RH、TN、SL、WF、Gazid）鋼包精煉型（VAD、VOD、AOD、ASEA-SKF、LF）爐外精煉方法(一)鋼包吹氬技術（1）帶保護罩加合成渣吹氬SAB法（SealedArgonBubbling）CAB法（CappedArgonBubbling）爐外精煉方法（2）封閉式吹氬成分微調(diào)法CAS法CAS-OB法爐外精煉方法（3）帶電弧加熱的鋼包吹氬LF爐具有4個功能：a.還原氣氛(石墨電極反應)b.氬氣攪拌c.埋弧加熱d.白渣精煉LF爐與超高功率電弧爐配合，除提高鋼質(zhì)量外，可提高生產(chǎn)率15-20%。爐外精煉方法(二)鋼包噴射冶金噴射冶金的基本特征是利用氬氣作載體，將粉料噴射到鋼液深

5、部，氣動連續(xù)輸送，顯著改善了鋼液內(nèi)冶金反應的熱力學和動力學條件。冶金特點如下：a.擴大了反應表面積b.連續(xù)供料與控制供料c.解決了活性元素加入問題d.反應在熔池被強烈攪動下進行爐外精煉方法(1)CAB/TN法和SL法CAB/TN法SL法可以噴吹合金粉末爐外精煉方法(2)RH-IJ法噴射冶金不具備真空去氣、脫碳功能，也無法形成還原氣氛，是其局限性。目前正在探索LF、VOD、RH等精煉工藝和噴吹冶金合理結(jié)合，如RH-IJ法用于精煉硅鋼。爐外精煉方法(三)喂線技術80年代出現(xiàn)的喂線技術，逐步代替了噴槍噴吹技術，以每分鐘80-300m的速度喂入熔池深處。因其不存在氣相載體，喂入的金屬向上移動

6、時間延長，有足夠的時間與鋼液發(fā)生反應。綜合對比各種爐外精煉技術，喂線技術有以下優(yōu)越性：1）合金收得率高。2）合金微調(diào)接近目標值。3）鋁的收得率提高，收得率可達94-98%。爐外精煉方法（四）循環(huán)真空脫氣法RH-OBRH-KTBRH爐外精煉方法(五)真空鋼包處理吹氬和真空脫氣結(jié)合-芬克法真空下減壓吹氬精煉-Gazad法電磁攪拌真空去氣法爐外精煉方法(六)電弧加熱的真空精煉爐1）ASEA-SKF爐具有真空脫氣、電弧加熱、電磁攪拌功能爐外精煉方法2）VAD爐具有電弧加熱、吹氬攪拌、真空脫氣、包內(nèi)造渣、合金化等多種精煉手段。VAD可實現(xiàn)以下功能：（1）有效杜絕爐渣回磷；（2）脫硫率高；（3）

7、脫氧良好；（4）脫氫良好；（5）去氮率高；（6）有效去除夾雜物；爐外精煉方法不銹鋼生產(chǎn)技術發(fā)展方向：1）發(fā)展不銹鋼冶煉工藝如右圖的冶煉方法。2）采用廉價原料3）開發(fā)新產(chǎn)品如高純鐵素體不銹鋼馬氏體不銹鋼4）完善配套技術如不銹鋼帶鋼連鑄VODK-VOD/VADSS-VODVODCRH-OBAODCLU（七）不銹鋼爐外精煉爐外精煉方法AOD-VCRAODVCR利用真空和吹氬，進一步脫碳爐外精煉技術發(fā)展趨勢1.鋼水百分之百地進行處理；2.促使鋼鐵工業(yè)有粗放型向集約