电炉炼钢工艺概论-2

1.1.2 炉外精炼技术发展概论

炉外精炼，也叫二次精炼，是在初炼炉（转炉或电弧炉）以外的钢包或专用容器中，对钢水进行炉外处理的方法。炉外精炼把传统的炼钢方法分为两步，即初炼加精炼。初炼—在氧化气氛下进行炉料熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行深脱碳、脱气（H、N）、脱氧、脱硫、去夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度等。炉外精炼的主要手段有：渣洗、真空、搅拌、喷粉、加热等五种。采用炉外精炼技术可以提高钢的质量，扩大品种，缩短冶炼时间，提高生产率，调节炼钢炉与连铸的生产节奏，并可降低炼钢成本、提高经济效益。

1933年，法国人波林（R.Perrin）应用专门配制的高碱度合成渣，在出钢过程中，对钢水进行“渣洗脱硫”，这是炉外精炼技术的萌芽。到了20世纪50年代，由于真空技术的发展和大型蒸汽喷射泵的研制成功，为钢水的大规模真空处理提供了条件，开发出了各种钢水真空处理方法，如1957年，前联邦德国的多特蒙德（Dortmund）和豪特尔（Horder）两公司开发的提升脱气法（DH法），德国鲁尔钢铁公司（Ruhrstahl）和海拉斯公司（Heraeus）

图1.1 1965~2001年现代电弧炉技术发展情况

共同发明的钢水真空循环脱气法（RH法）。

20世纪60年代~70年代，是钢水炉外精炼多种方法发明的繁荣时期，这是与该时期提出洁净钢生产，连铸要求稳定的钢水成分和温度以及扩大钢的品种密切相关。在这个时期，炉外精炼技术形成了真空和非真空两大系列。真空精炼技术有：前联邦德国于1965年开发的用于超低碳不锈钢生产的真空吹氧脱碳法（VOD）和1967年美国开发的真空电弧加热去气法（VAD）；1965年瑞典开发的用于不锈钢和轴承钢生产的，有电弧加热、带电磁搅拌和真空脱气的钢包精炼炉法（ASEA-SKF）；1978年日本开发的用于提高超低碳钢生产效率的RH吹氧法（RH-OB）。非真空精炼技术有：1968年在美国开发，用于低碳不锈钢生产的氩氧脱碳精炼法（AOD）；1971年在日本开发，配合超高功率电弧炉，取代电弧炉还原期对钢水进行精炼的钢包炉（LF）以及后来配套真空脱气（VD）发展起来的LF-VD；喷射冶金技术如1976年瑞典开发的氏兰法（SL法），1974年前联邦德国开发的蒂森法（TN法），日本开发的川崎喷粉法（KIP）；喂合金包芯线技术如1976年日本开发的喂丝法（WF）；加盖或浸渣罩的吹氩技术如1965年日本开发的密封吹氩法（SAB法）和带盖钢包吹氩法（CAB），1975年日本开发的成分调整密封吹氩法（CAS）。

自20世纪80年代以来，炉外精炼已经成为现代钢铁生产流程水平和钢铁产品高质量的标志，并朝着功能更全、效率更高、冶金效果更佳的方向发展和完善。这一时期发展起来的技术主要有RH顶吹氧法（RH-KTB）、RH多功能氧枪（RH-MFB）、RH钢包喷粉法（RH-IJ）、RH真空室喷粉法（RH-PB）、真空川崎喷粉法（V-KIP）和吹氧喷粉升温精炼法（IR-UT法）等。

未来的炉外精炼技术正朝着多功能化的方向发展，发挥着提高效率、提高精炼比、优化流程的重要作用。

我国于1957年开始研究钢水真空处理技术，建立了钢水真空脱气、真空铸锭装置。70年代又建立了AOD炉、VOD炉、RH炉、ASEA-SKF精炼炉、VAD炉、LF炉和钢包喷粉等炉外精炼装置。到90年代初，与世界发展趋势相同，我国炉外精炼技术也随着连铸生产的增长和对钢铁产品质量日益严格的要求，得到了迅速发展。不仅装备种类和数量增加，处理钢水量也由2%增加到20%。

各种炉外精炼装置所采取的手段与功能见表1.1。

表1.1 各种炉外精炼装置所采取的手段与功能

工艺

精炼手段

主要冶金功能

造渣

真空

搅拌

喷粉

加热

脱气

脱氧

去夹杂

控制夹杂形态

脱硫

合金化

调温

脱碳

钢包吹氩

●

CAB

●

ASKF-SKF

●

VAD

●

CAS-OB

●

VOD

●

RH-OB

●

AOD

●

合成渣洗

●

注：●-具备。

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