1、炼钢工艺和设备炼钢工艺和设备20082008年年7 7月月一、炼钢概述一、炼钢概述 钢的定义：含碳量小于钢的定义：含碳量小于2 2的铁合金。的铁合金。 钢的分类：普碳钢和特殊钢（优质碳素钢、钢的分类：普碳钢和特殊钢（优质碳素钢、合金钢、高合金钢合金钢、高合金钢（合金含量大于（合金含量大于1010）。）。 炼钢：将高炉生产出来的铁水炼成适合各炼钢：将高炉生产出来的铁水炼成适合各种用途的钢的过程。种用途的钢的过程。 炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。 炼钢流程：高炉（铁水）炼钢流程：高炉（铁水）铁水预处理铁水预处理（铁水）（铁水）转炉（钢水）转炉（钢水）炉外精炼（
2、钢炉外精炼（钢水）水）连铸或模铸（钢坯或钢锭）。连铸或模铸（钢坯或钢锭）。二、铁水预处理二、铁水预处理 1 1、铁水预处理流程：、铁水预处理流程：高炉铁水高炉铁水前扒渣前扒渣（铁（铁水脱硫）水脱硫）受铁受铁（深脱硫）（深脱硫）铁水包扒渣铁水包扒渣转转炉炉。二、铁水预处理二、铁水预处理 2、铁水脱硫主要工艺、铁水脱硫主要工艺 利用脱硫剂和铁水中的硫反应，生成物利用脱硫剂和铁水中的硫反应，生成物去除到脱硫渣中。去除到脱硫渣中。 主要的脱硫剂有电石粉（主要的脱硫剂有电石粉（CaC2）和石灰）和石灰粉（粉（CaO）。发生如下反应：）。发生如下反应：CaC2（固）（固）+FeSCaS（固）（固）+Fe+
3、2CCaC2+SCaS+2C2FeS+4CaO+Si2Fe+2CaS+Ca2SiO42FeS+2CaO+Si2Fe+2CaS+SiO2二、铁水预处理二、铁水预处理 电石粉的特点：电石粉的特点：（1）分解出的钙离子与）分解出的钙离子与S有极强的亲和力，因此有极强的亲和力，因此CaC2有很强的脱硫能力，耗量少，渣量也较少。有很强的脱硫能力，耗量少，渣量也较少。（2）生成物）生成物CaS熔点高，形成固体渣，防止回硫，扒熔点高，形成固体渣，防止回硫，扒渣容易，对耐材侵蚀较轻。渣容易，对耐材侵蚀较轻。（3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析出。同时还有
4、少量出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉气体，以及少量电石粉和石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。和石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。（4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速发生反应，生成发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安（乙炔）气体易爆，应采取安全措施。全措施。（5）电石粉价格昂贵。）电石粉价格昂贵。二、铁水预处理二、铁水预处理 石灰粉的特点：石灰粉的特点：（1）当铁水中的）当铁水中的Si氧化后，生成氧化后，生成Ca2SiO4和和SiO2，相应消耗有效相应消耗有效CaO，降低了脱硫效率。，降低了脱硫效率
5、。（2）脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较轻微，扒渣）脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较轻微，扒渣方便，但渣量大。方便，但渣量大。（3）石灰粉流动性差，易受潮及结块。）石灰粉流动性差，易受潮及结块。（4）由于脱硫反应中在石灰粉颗粒表面生成致密）由于脱硫反应中在石灰粉颗粒表面生成致密的硅酸二钙，阻碍了硫向石灰粉颗粒中的扩散，的硅酸二钙，阻碍了硫向石灰粉颗粒中的扩散，故脱硫效率仅为电石粉的故脱硫效率仅为电石粉的1/31/4。（5）价格低廉。）价格低廉。二、铁水预处理二、铁水预处理 脱硫剂的组成：为脱硫剂的组成：为了降低脱硫剂成本，了降低脱硫剂成本，减少电石粉消耗，减少电石粉消耗，脱硫剂的组成常根脱硫剂的组成常
6、根据铁水条件、脱硫据铁水条件、脱硫要求作适当调整。要求作适当调整。其原则是既满足脱其原则是既满足脱硫的要求，又要尽硫的要求，又要尽量降低脱硫成本。量降低脱硫成本。二、铁水预处理二、铁水预处理 3 3、铁水脱硫主要设备、铁水脱硫主要设备 喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料的流态化气力输送技术为基础的。的流态化气力输送技术为基础的。（1 1）脱硫剂输送设备：受料设备、给料设备、）脱硫剂输送设备：受料设备、给料设备、喷吹设备。喷吹设备。（2 2）脱硫喷枪及喷枪升降装置：喷枪工作时）脱硫喷枪及喷枪升降装置：喷枪工作时必须插入混铁车的铁水内，喷枪底部为喷必须插入
7、混铁车的铁水内，喷枪底部为喷口，两个喷口成一直线水平布置。口，两个喷口成一直线水平布置。（3 3）混铁车测温取样装置。）混铁车测温取样装置。二、铁水预处理二、铁水预处理铁水预处理喷枪插入示意图二、铁水预处理二、铁水预处理混铁车脱硫设备混铁车脱硫设备 TDS 装置说明装置说明设置地点设置地点 脱硫间脱硫间1#线线处理能力处理能力 42车车/日日脱硫剂脱硫剂 CaC2+CaO贮料仓贮料仓 数量数量 2个个 容积容积 90m32喷粉罐喷粉罐 数量数量 4个个 容积容积 2m34 喷粉速度喷粉速度 40-70Kg/min 氮气压力氮气压力 Max. 39.2104Pa喷枪尺寸喷枪尺寸 3906650m
8、m插入深度插入深度 1200-1400mm测温取样装置数量测温取样装置数量 1套套2线共用线共用 型式型式 自动旋转式自动旋转式 升降速度升降速度10-30m/min 旋转角度旋转角度 360 附属设备试样切断机探头贮藏箱附属设备试样切断机探头贮藏箱二、铁水预处理二、铁水预处理铁水包脱硫装置铁水包脱硫装置说明说明设置地点设置地点1#、2#受铁坑及地面受铁坑及地面处理能力处理能力70包包/日日脱硫剂脱硫剂Mg+Ca0贮料仓贮料仓CaO数量数量容积容积140m3，1110m3Mg数量数量容积容积140m3，120m3喷粉罐喷粉罐CaO数量数量容积容积22.3m3Mg数量数量容积容积21.4m3喷粉
9、速度喷粉速度CaOCaO：Mg可调，可可调，可以单吹以单吹CaO3070Kg/minMg1030Kg/min2(双枪喷双枪喷吹吹)喷吹氮气压力喷吹氮气压力Max.200104Pa喷枪喷枪尺寸尺寸2508095mm插入深度插入深度距铁水包包底距铁水包包底350-450mm测温取样装置测温取样装置数量数量12型式型式升降式升降式升降速度升降速度10-30m/min铁水包脱硫设备铁水包脱硫设备 三、转炉三、转炉 1 1、转炉冶炼流程、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水装入废钢和铁水副原料投入副原料投入吹炼吹炼副副枪测定温度和成分枪测定温度和成分出钢（脱氧及合金化）出钢（脱氧及合金化）倒渣倒渣 2 2、炼钢
10、原料、炼钢原料（1 1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。（2 2）副原料：用于造渣去除）副原料：用于造渣去除P P、S S等杂质和调等杂质和调节钢水温度。节钢水温度。（3 3）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。转炉操作室转炉操作室转炉进废钢转炉进废钢转炉进铁水转炉进铁水三、转炉三、转炉 3 3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁本身）与氧结合（氧化），从铁中去除。本身）与氧结合（氧化），从铁中去除。比铁与氧容易结合的元素，按照其结合能比铁与氧容易结合的元素，按照其结合能力，从铁中去除。与氧结合
11、比铁弱的元素，力，从铁中去除。与氧结合比铁弱的元素，则不能通过氧化去除。因此要在原料阶段则不能通过氧化去除。因此要在原料阶段对不能氧化去除而又有害是元素进行处理对不能氧化去除而又有害是元素进行处理或不让其进入炉内。或不让其进入炉内。三、转炉三、转炉 4 4、炼钢反应、炼钢反应 铁中主要元素：铁中主要元素：C C、Si Si、MnMn、P P、S S发生如下氧化发生如下氧化反应：反应：C+OC+OCOCO Si+2OSi+2O(SiO(SiO2 2) )Mn+O (MnO)Mn+O (MnO)2P+5O (p2P+5O (p2 2OO5 5) )FeS+(CaO)FeS+(CaO)(CaS)+(
12、FeO)(CaS)+(FeO)“ ”表示铁水（或钢水）中溶解的表示铁水（或钢水）中溶解的“( )( )”表示存在于渣中表示存在于渣中“”表示变为气体逃掉表示变为气体逃掉三、转炉三、转炉 5 5、冶炼要点、冶炼要点（1 1）脱）脱C C和温度和温度 随着随着C C的下降，熔池的温度不断上升，为的下降，熔池的温度不断上升，为此要向熔池充分的供氧来促进脱碳反应，此要向熔池充分的供氧来促进脱碳反应，这时产生的这时产生的COCO促进了熔池的搅拌，熔池的促进了熔池的搅拌，熔池的沸腾亦能有效地排出沸腾亦能有效地排出H H2 2、NN2 2等有害气体。等有害气体。三、转炉三、转炉（2 2）脱）脱P P P P
13、是有害元素，是低温加工时产生表面缺陷（冷是有害元素，是低温加工时产生表面缺陷（冷脆）的原因，并且在钢锭中易产生偏析。当脆）的原因，并且在钢锭中易产生偏析。当CaOCaO未充分溶解在渣中时脱未充分溶解在渣中时脱P P按下式进行：按下式进行：2P+5(FeO)2P+5(FeO)5Fe+(P5Fe+(P2 2OO5 5) )2P+8(FeO)2P+8(FeO)5Fe+(3FeO5Fe+(3FeO. .P P2 2OO5 5) )当当CaOCaO足量时按下式进行：足量时按下式进行：(P(P2 2OO5 5)+4(CaO)+4(CaO)(4CaO(4CaO. .P P2 2OO5 5) )P P2 2O
14、O5 5生成稳定的生成稳定的(4CaO(4CaO. .P P2 2OO5 5) )，防止回，防止回P P反应。反应。三、转炉三、转炉 脱脱P P反应放出相当多的热，低温有利于放热反应放出相当多的热，低温有利于放热反应的进行。故脱反应的进行。故脱P P反应应在低温下进行。反应应在低温下进行。 脱脱P P反应的有利条件归纳如下：反应的有利条件归纳如下：A A、(CaO)(CaO)要多要多B B、 (FeO)(FeO)要多要多C C、 (P(P2 2OO5 5) )要少要少D D、熔池温度低、熔池温度低三、转炉三、转炉（3 3）脱硫）脱硫 S S和和P P同样是有害元素。同样是有害元素。S S对钢材
15、的影响是在对钢材的影响是在热轧时造成表面裂纹（热脆）。由于热轧时造成表面裂纹（热脆）。由于FeSFeS的的熔点低，当其在溶解状态下轧制，就产生熔点低，当其在溶解状态下轧制，就产生了缺陷。此外了缺陷。此外S S同同P P一样易偏析。一般认为一样易偏析。一般认为炉内脱硫反应有三个：炉内脱硫反应有三个：A A、钢液内脱硫：、钢液内脱硫：FeS+MnFeS+MnMnS+FeMnS+FeB B、钢液和炉渣之间的脱、钢液和炉渣之间的脱S SFeS+(MnO)FeS+(MnO)(MnS)+(FeO)(MnS)+(FeO)三、转炉三、转炉C C、熔池和炉气间的脱、熔池和炉气间的脱S S 根据现场的经验，吹入大
16、量氧时能脱根据现场的经验，吹入大量氧时能脱S S。通常认。通常认为这是钢水中的为这是钢水中的S S与氧气反应，生成与氧气反应，生成SOSO2 2、SOSO3 3的的缘故。缘故。 脱硫反应的有利条件归纳如下：脱硫反应的有利条件归纳如下：A A、(CaO)(CaO)要多要多B B、(FeO)(FeO)要少要少C C、(CaS)(CaS)要少要少D D、熔池温度要高、熔池温度要高E E、MnMn要多要多三、转炉三、转炉 冶炼时要注意以下几点，以取得满意的冶炼时要注意以下几点，以取得满意的结果：结果：A A、应随着、应随着C C的降低，把熔池温度正常的的降低，把熔池温度正常的升高。升高。B B、应在、
17、应在C C低到钢种的目标值之前，先使低到钢种的目标值之前，先使P P、S S降低到目标值以下。降低到目标值以下。C C、吹炼终点各元素的含量应符合其钢种、吹炼终点各元素的含量应符合其钢种的要求，钢水的温度也应调整到符合下的要求，钢水的温度也应调整到符合下工序的要求。工序的要求。三、转炉三、转炉（4 4）脱氧）脱氧 加入比加入比CC更易与更易与OO结合的元素，如结合的元素，如AlAl、Si Si等使等使OO去除的过程。去除的过程。 把氧脱到何种程度，根据钢的使用目的而把氧脱到何种程度，根据钢的使用目的而异，如沸腾钢，钢中的异，如沸腾钢，钢中的OO是要利用的，而是要利用的，而镇静钢则要完全脱氧。但
18、脱氧产物对钢的镇静钢则要完全脱氧。但脱氧产物对钢的性能有不良影响。性能有不良影响。三、转炉三、转炉 6 6、转炉设备、转炉设备（1 1）转炉本体及倾动设备）转炉本体及倾动设备 由炉体、倾动装置、耳轴轴承座、托圈由炉体、倾动装置、耳轴轴承座、托圈及润滑装置组成，还有一套空气冷却系统。及润滑装置组成，还有一套空气冷却系统。 炉体可分为炉帽、炉身、炉底三个部分，炉体可分为炉帽、炉身、炉底三个部分，炉体约重炉体约重290290吨。吨。 倾动装置主要由一次减速机、二次减倾动装置主要由一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成。速机和扭力杆系统组成。公称容量（T） 300t转炉炉壳高度（H） 11.5m转炉炉
19、壳直径（D1） 8.5m 倾动速度 0.151.5cpm倾动角度 270三、转炉三、转炉（2 2）氧枪及其升降装置）氧枪及其升降装置 氧枪的工作环境恶劣高温、多尘、易燃、氧枪的工作环境恶劣高温、多尘、易燃、易爆，因此必须十分可靠。氧枪由三根钢管相套易爆，因此必须十分可靠。氧枪由三根钢管相套而成，内管为氧气通道，内管与中管之间是冷却而成，内管为氧气通道，内管与中管之间是冷却水进水通道，中管与外管之间是冷却水的出水通水进水通道，中管与外管之间是冷却水的出水通道。氧枪的端部是五孔拉瓦尔喷嘴，为脱氧铸铜道。氧枪的端部是五孔拉瓦尔喷嘴，为脱氧铸铜制作，具有良好的导热性。制作，具有良好的导热性。 升降装置
20、由升降小车、横移台车、升降卷扬装升降装置由升降小车、横移台车、升降卷扬装置及升降轨道组成。置及升降轨道组成。三、转炉三、转炉（3 3）副枪装置）副枪装置 为了提高吹炼终点控制的命中率，在吹炼过程为了提高吹炼终点控制的命中率，在吹炼过程中获得钢水温度、成分、炉内造渣情况等信息。中获得钢水温度、成分、炉内造渣情况等信息。可装上不同的探头达到不同的检测目的，枪体采可装上不同的探头达到不同的检测目的，枪体采用水冷，使用寿命较长，运行安全可靠，测定速用水冷，使用寿命较长，运行安全可靠，测定速度快、精度高。副枪装置由旋转框架及其驱动装度快、精度高。副枪装置由旋转框架及其驱动装置、副枪及升降小车、升降小车驱
21、动装置、探头置、副枪及升降小车、升降小车驱动装置、探头供给及装着装置、探头提取及试样切断装置、刮供给及装着装置、探头提取及试样切断装置、刮渣装置及副枪孔密封装置、副枪枪体矫直装置、渣装置及副枪孔密封装置、副枪枪体矫直装置、探头回收溜槽等。探头回收溜槽等。三、转炉三、转炉（4 4）副原料系统）副原料系统由进料、上料、加料等三个系统组成。由进料、上料、加料等三个系统组成。A A、进料流程：原料场、进料流程：原料场皮带机皮带机中转料仓中转料仓1#1#皮皮带机带机2#2#皮带机皮带机3#3#皮带机皮带机梭式皮带机梭式皮带机地下地下料仓料仓B B、上料流程：地下料仓给料器、上料流程：地下料仓给料器1#1
22、#皮带机皮带机2#2#皮皮带机带机3#3#皮带机皮带机卸料小车卸料小车炉顶料仓炉顶料仓C C、加料流程：炉顶料仓、加料流程：炉顶料仓给料器给料器称量斗称量斗密封密封阀阀中间料斗中间料斗切断阀切断阀密封阀密封阀固定溜槽固定溜槽转转炉炉三、转炉三、转炉（5 5）铁合金系统）铁合金系统 分为输送系统和投料系统。分为输送系统和投料系统。输送系统：自卸卡车输送系统：自卸卡车地下料仓地下料仓1#1#皮带机皮带机2#2#皮带机皮带机3#3#皮带机皮带机卸料小车卸料小车炉上炉上料仓料仓投料系统：炉上料仓投料系统：炉上料仓称量斗称量斗卸料闸阀卸料闸阀皮带给料器皮带给料器中间料斗中间料斗截止阀截止阀振动给振动给料
23、器料器中间溜槽中间溜槽投料溜槽投料溜槽钢包钢包三、转炉三、转炉（6 6）OGOG系统系统 吹炼中从炉口大量冒出含有吹炼中从炉口大量冒出含有COCO和氧化铁和氧化铁的高温炉气，通过裙罩、烟罩等收集，经的高温炉气，通过裙罩、烟罩等收集，经过热交换（由锅炉系统收集蒸汽）冷却、过热交换（由锅炉系统收集蒸汽）冷却、一次除尘和二次除尘，在一次除尘和二次除尘，在IDFIDF风机的吸引下，风机的吸引下，将一定将一定COCO含量的转炉煤气回收到煤气罐中，含量的转炉煤气回收到煤气罐中，而达不到回收条件的炉气则由烟囱放散。而达不到回收条件的炉气则由烟囱放散。三、转炉三、转炉系统计算机控制画面系统计算机控制画面三、转
24、炉三、转炉 OGOG的主要设计指标的主要设计指标: 工艺条件：炉容量工艺条件：炉容量300t300t 铁水比：铁水比：89%89% 吹炼时间：吹炼时间：16min16min 冶炼周期：冶炼周期：36min36min，吹氧流量：，吹氧流量：70000Nm3/h70000Nm3/h，矿石：，矿石：45kg/t.s45kg/t.s 烟尘排放浓度：烟尘排放浓度：100mg/Nm3100mg/Nm3 煤气回收量：煤气回收量：505060Nm3/t.s60Nm3/t.s COCO浓度：浓度：55%55%65%65% 蒸气回收量：蒸气回收量：35kg/t.s35kg/t.s 氧化铁尘回收量：氧化铁尘回收量：
25、16kg/t.s16kg/t.s 耗水量：耗水量：2t/t.s2t/t.s 耗电量：耗电量：3.3Kwh/t.s3.3Kwh/t.s三、转炉三、转炉（7 7）其他系统）其他系统 转炉设备还包括蒸汽回收系统（锅炉汽包、转炉设备还包括蒸汽回收系统（锅炉汽包、锅炉循环泵、蒸汽蓄热器等）、二次除尘锅炉循环泵、蒸汽蓄热器等）、二次除尘系统（除尘管道、风机、布袋除尘机等）、系统（除尘管道、风机、布袋除尘机等）、挡渣棒投入装置、炉后测温取样装置等。挡渣棒投入装置、炉后测温取样装置等。三、转炉三、转炉项目项目说明说明项目项目说明说明设置地点设置地点转炉分厂转炉分厂顶顶吹吹氧气流氧气流量量Max.80000Nm
26、Max.80000Nm3 3/h/h公称能力公称能力座数座数300t300t3 3座座氧气压氧气压力力147.1147.1104Pa104Pa炉炉体体 型式型式炉底非对称炉底非对称型式型式N2N2-Ar-Ar切换切换LDLDCBCB法法炉高（炉高（H H）11.5m11.5m供气元供气元件件极小径管集合型镁质透气极小径管集合型镁质透气砖砖炉径（炉径（D D）8.5m8.5m风口数风口数2 2个（间距个（间距1000mm1000mm），），BRPBRP改造后改造后1#1#、3#3#炉均炉均为为6 6个，个，2#2#炉炉5 5个个烟气烟气处理处理型式型式非燃烧烟气回非燃烧烟气回收收底底吹吹供气流供
27、气流量量ArAr：Max.Max.l980l980（BRPBRP脱磷脱磷时时35003500）NmNm3 3/h/hNN2 2：Max.Max.10001000（BRPBRP脱磷脱磷时时35003500）NmNm3 3/h/h烟气流量烟气流量210000Nm210000Nm3 3/ /h h气体种气体种类类NN2 2，ArAr，N2+02N2+02转炉顶底复吹转炉顶底复吹LDLDCBCB设施规格设施规格四、炉外精炼四、炉外精炼 炉外精炼的定义：把粗精炼的钢水导入另一简便的炉外精炼的定义：把粗精炼的钢水导入另一简便的精炼装置，为得到比粗精炼更高的生产率、更高的精炼装置，为得到比粗精炼更高的生产率
28、、更高的质量，而进行的冶金操作。质量，而进行的冶金操作。 炉外精炼的目的：脱氢、脱氧（去除夹杂物）、脱炉外精炼的目的：脱氢、脱氧（去除夹杂物）、脱碳、脱硫、非金属夹杂物的形态控制、成分调整碳、脱硫、非金属夹杂物的形态控制、成分调整（添加合金）、钢水成分及温度的微调及均匀化、（添加合金）、钢水成分及温度的微调及均匀化、（脱氮）和（脱磷）。（脱氮）和（脱磷）。 宝钢现有的炉外精炼装置有：宝钢现有的炉外精炼装置有：RH-OBRH-OB（1#RH1#RH）、）、RH-KTBRH-KTB（3#RH3#RH）、）、RH-MFBRH-MFB（2#RH2#RH）、）、VDVD、CAS-OBCAS-OB、KIP
29、KIP、IRIR、UTUT、LFLF炉和喂丝等。炉和喂丝等。四、炉外精炼四、炉外精炼（1 1）RHRH真空脱气的基本原理和工艺真空脱气的基本原理和工艺 为了减少钢中的有害气体和夹杂，净化钢水，提高钢为了减少钢中的有害气体和夹杂，净化钢水，提高钢材的内在质量，改善机械性能，国内外各大钢厂均采用材的内在质量，改善机械性能，国内外各大钢厂均采用了各种脱气方法，其中了各种脱气方法，其中RHRH真空循环脱气法生产能力大，真空循环脱气法生产能力大，脱气效果好，能使用于高生产率的氧气顶吹转炉。脱气效果好，能使用于高生产率的氧气顶吹转炉。 钢水的脱气就是溶解在钢中的气体向气相迁移的过程，钢水的脱气就是溶解在钢
30、中的气体向气相迁移的过程，其步骤为：其步骤为：A A、通过扩散，钢水中的气体原子逐渐迁移到钢水表面；、通过扩散，钢水中的气体原子逐渐迁移到钢水表面；B B、原子由溶解状态转变为表面吸附状态；、原子由溶解状态转变为表面吸附状态；C C、吸附在钢水表面的同类原子相互作用生产气体分子；、吸附在钢水表面的同类原子相互作用生产气体分子；D D、吸附的气体分子进入气相后被真空泵吸走。、吸附的气体分子进入气相后被真空泵吸走。四、炉外精炼四、炉外精炼RHRH的真空槽由以下几的真空槽由以下几部分组成：部分组成：A A、浸渍管、浸渍管B B、下部槽、下部槽C C、上部槽、上部槽D D、热顶盖或热弯管、热顶盖或热弯
31、管E E、排气口、排气口四、炉外精炼四、炉外精炼 钢水循环原理：脱气处理时，将浸渍管插钢水循环原理：脱气处理时，将浸渍管插入钢水，在真空槽内抽真空形成的压力差入钢水，在真空槽内抽真空形成的压力差使钢水通过浸渍管进入真空槽，同时在两使钢水通过浸渍管进入真空槽，同时在两根浸渍管之一（称为上升管）吹入驱动气根浸渍管之一（称为上升管）吹入驱动气体（通常为氩气），利用气泡泵原理（随体（通常为氩气），利用气泡泵原理（随着气泡上升带动钢水上升）使钢水进入脱着气泡上升带动钢水上升）使钢水进入脱气室，在真空槽内钢水被脱气后比重增加，气室，在真空槽内钢水被脱气后比重增加，通过两根浸渍管的另一根（称为下降管）通过两
32、根浸渍管的另一根（称为下降管）回到钢包内，这样就形成了不断的钢水循回到钢包内，这样就形成了不断的钢水循环运动。环运动。四、炉外精炼四、炉外精炼 RHRH工艺流程：转炉出钢工艺流程：转炉出钢钢包到达处理位钢包到达处理位液压液压顶升（浸渍管插入钢水）顶升（浸渍管插入钢水）测温（定氧）测温（定氧）排气开排气开始（按规定开启各级真空始（按规定开启各级真空泵）泵）成分、温度调整成分、温度调整测温取样测温取样成分、温度微成分、温度微调调处理结束（破坏真空）处理结束（破坏真空）测温取样测温取样液压下降液压下降钢包离开钢包离开浇注浇注四、炉外精炼四、炉外精炼（2 2）RHRH真空脱气的主要设备真空脱气的主要设
33、备A A、真空槽本体及槽移动台车；、真空槽本体及槽移动台车；B B、真空排气系统（、真空排气系统（1#RH1#RH为六级八台泵，为六级八台泵，2#RH2#RH为为四级六台泵）；四级六台泵）；C C、铁合金投料系统；、铁合金投料系统；D D、钢包升降液压装置；、钢包升降液压装置；E E、OBOB（1#RH1#RH）或顶枪（）或顶枪（2#RH2#RH）系统；）系统；F F、水处理系统；、水处理系统；G G、机械冷却水系统；、机械冷却水系统；H H、煤气加热系统；、煤气加热系统；I I、其它设备（钢包台车、测温取样设备、保温剂投、其它设备（钢包台车、测温取样设备、保温剂投入设备、浸渍管维护设备）入设
34、备、浸渍管维护设备）四、炉外精炼四、炉外精炼序号序号设备名称设备名称能力能力1 1处理量处理量280-301t/280-301t/次次2 2处理能力处理能力200200万吨万吨/ /年年3 3处理周期，其中循处理周期，其中循环时间环时间24-36min24-36min，12-24min12-24min（轻处理（轻处理12min12min，本，本处理处理24min24min）4 4脱气钢水合格率脱气钢水合格率100%100%5 5环流速度环流速度220t/min220t/min6 6抽气能力抽气能力1100kg/h(1100kg/h(在在67pa67pa下下) )，极限真空度：，极限真空度：26
35、pa26pa，漏气量漏气量35kg/h35kg/h7 7处理效果处理效果钢水钢水H2ppm(H2ppm(保证值保证值) )8 8抽气时间（从大气抽气时间（从大气降至降至67Pa67Pa）3.5min3.5min（不带钢水）（不带钢水）宝钢宝钢1#RH1#RH设备能力设备能力四、炉外精炼四、炉外精炼（3 3）CAS-OBCAS-OB原理和工艺原理和工艺 在大气压下，将氩气通过钢包底部透气在大气压下，将氩气通过钢包底部透气砖吹入，将浸渍管插入钢液表面吹氩口的砖吹入，将浸渍管插入钢液表面吹氩口的上方，并挡掉炉渣。可通过浸渍管加入各上方，并挡掉炉渣。可通过浸渍管加入各种合金调整钢水成分。并且在浸渍管上
36、插种合金调整钢水成分。并且在浸渍管上插入氧枪，加热钢水。入氧枪，加热钢水。CAS-OBCAS-OB可以调整和均可以调整和均匀钢水的温度和成分，减少钢中氧化物夹匀钢水的温度和成分，减少钢中氧化物夹杂的含量及改善钢水的凝固性能。杂的含量及改善钢水的凝固性能。四、炉外精炼四、炉外精炼CAS-OBCAS-OB工艺流程：工艺流程：转炉出钢转炉出钢钢包到达钢包到达处理位处理位接吹氩管接吹氩管测温（定氧）取样测温（定氧）取样吹氩搅拌吹氩搅拌浸渍管下浸渍管下降降成分、温度调整成分、温度调整测温取样测温取样成分、成分、温度微调温度微调浸渍管上浸渍管上升升吹氩停止吹氩停止测温测温取样取样拔吹氩管拔吹氩管钢钢包离开
37、包离开浇注浇注四、炉外精炼四、炉外精炼（4 4）CAS-OBCAS-OB的主要设备的主要设备A A、浸渍管及其升降夹持装、浸渍管及其升降夹持装置；置；B B、合金上料、储藏、称量、合金上料、储藏、称量、输送、投入和回收装置；输送、投入和回收装置；C C、吹氩装置；、吹氩装置；D D、测温取样及破渣装置；、测温取样及破渣装置；E E、浸渍管运送、维护设备；、浸渍管运送、维护设备；F F、除尘设备。、除尘设备。四、炉外精炼四、炉外精炼上部料上部料仓仓个数个数1010个个容积容积3 36m6m3 3/ /个个皮带机运输能力皮带机运输能力160t/h160t/h加料斗加料斗个数个数4 4个个容积容积2
38、m2m3 3/ /个个排料能力排料能力8080240t/h240t/h浸渍管浸渍管升降速度升降速度6m/min6m/min升降行程升降行程2114mm2114mm测温取样装置测温取样装置可在线检测可在线检测氩气氩气压力压力58.558.578.4578.45104Pa104Pa流量流量0.350.350.5m0.5m3 3minminOBOB吹氧流量吹氧流量0 03500Nm3500Nm3 3h h处理能力处理能力320320万吨万吨/ /年年处理周期处理周期262628min/28min/炉炉 钢包底吹氩合金微调钢包底吹氩合金微调CASCASOBOB装置装置 四、炉外精炼四、炉外精炼（5 5
39、）KIPKIP原理和工艺原理和工艺 KIPKIP具有脱硫和夹杂物形态控制功能。具有脱硫和夹杂物形态控制功能。A A、脱硫处理：利用喷枪通过氩气将脱硫剂、脱硫处理：利用喷枪通过氩气将脱硫剂（CaO+CaFCaO+CaF2 2）粉末向钢包内的钢水中吹入，）粉末向钢包内的钢水中吹入，在高温下熔化成小液滴，随着气泡的上升在高温下熔化成小液滴，随着气泡的上升与钢水接触，使得渣滴吸收钢水中的硫。与钢水接触，使得渣滴吸收钢水中的硫。(CaO)+S (CaS)+O(CaO)+S (CaS)+O四、炉外精炼四、炉外精炼B B、夹杂物形态控制、夹杂物形态控制 钢水中含有较多的钢水中含有较多的AlAl2 2OO3
40、3，既影响钢的机械性能和表面，既影响钢的机械性能和表面质量，又会造成钢包水口堵塞，影响正常浇注；钢中含质量，又会造成钢包水口堵塞，影响正常浇注；钢中含有的有的MnSMnS夹杂经轧制后发生塑性变形，导致钢材的各向性夹杂经轧制后发生塑性变形，导致钢材的各向性能差异，这对于制造要求低温韧性的输油管和厚板钢，能差异，这对于制造要求低温韧性的输油管和厚板钢，要求进行弯曲加工的高强度热轧钢板和要求焊缝有延性要求进行弯曲加工的高强度热轧钢板和要求焊缝有延性的电焊管是极为不利的。的电焊管是极为不利的。 因此向钢水中喷入因此向钢水中喷入CaSiCaSi粉，将粉，将AlAl2 2OO3 3和和MnSMnS改变为球
41、状改变为球状的的mCaOmCaO. .nAlnAl2 2OO3 3以消除上述不良影响。在炼钢温度下极以消除上述不良影响。在炼钢温度下极易成为液态而排除或以球状存在于钢中，其优点是：易成为液态而排除或以球状存在于钢中，其优点是：a a、可以改善钢水的流动性和夹杂物对钢水的湿润性，从而、可以改善钢水的流动性和夹杂物对钢水的湿润性，从而可以消除钢包水口堵塞；可以消除钢包水口堵塞；b b、钢中夹杂物由群簇状变为球状，从而可以消除对机械性、钢中夹杂物由群簇状变为球状，从而可以消除对机械性能的恶劣影响；能的恶劣影响；c c、液态球状夹杂物较易上浮，从而改善钢的纯净度。、液态球状夹杂物较易上浮，从而改善钢的
42、纯净度。四、炉外精炼四、炉外精炼 KIPKIP工艺流程：钢包台车到达工艺流程：钢包台车到达CASCAS位置位置测测定渣层液面定渣层液面钢包台车到达钢包台车到达KIPKIP位置位置钢包钢包盖下降盖下降测温取样测温取样喷枪下降喷粉加合金喷枪下降喷粉加合金喷枪上升喷枪上升测温取样测温取样钢包盖上升钢包盖上升钢钢包离开包离开浇注浇注四、炉外精炼四、炉外精炼（6 6）KIPKIP的主要设备的主要设备A A、粉剂的接受和输送设备（由氮气将槽车装送的、粉剂的接受和输送设备（由氮气将槽车装送的粉剂压送到储料仓）；粉剂压送到储料仓）；B B、粉剂喷吹设备（将上部料斗旋转阀排出的粉剂、粉剂喷吹设备（将上部料斗旋转
43、阀排出的粉剂吹入钢水）；吹入钢水）；C C、喷枪升降、旋转装置（由喷吹罐压出的粉剂经、喷枪升降、旋转装置（由喷吹罐压出的粉剂经配管最终由喷枪喷入钢水内）配管最终由喷枪喷入钢水内）D D、钢包盖升降装置；、钢包盖升降装置；F F、喷枪、钢包盖维护、干燥设备。、喷枪、钢包盖维护、干燥设备。四、炉外精炼四、炉外精炼（7 7）LFLF炉原理和工艺炉原理和工艺 LFLF炉精炼主要靠造白渣，在低氧的气氛中，由炉精炼主要靠造白渣，在低氧的气氛中，由钢包底部吹氩进行搅拌，加速钢渣之间的反应，钢包底部吹氩进行搅拌，加速钢渣之间的反应，并由石墨电极对经过粗精炼炉的钢水加热，保证并由石墨电极对经过粗精炼炉的钢水加热
44、，保证较长的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫、夹杂较长的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫、夹杂物含量降低。物含量降低。 LFLF炉的特点是设备简单、投资费用低、操作灵炉的特点是设备简单、投资费用低、操作灵活、精炼效果好，成为连铸生产线上不可缺少的活、精炼效果好，成为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。控制成分、温度及保存钢水的设备。四、炉外精炼四、炉外精炼 LFLF炉具有以下四个独特的精炼功能：炉具有以下四个独特的精炼功能：A A、炉内气氛：通过盖在钢包上的水冷炉盖，可以起到隔离、炉内气氛：通过盖在钢包上的水冷炉盖，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空气
45、的密封作用。再加上还原性渣以及加热时石墨电极与渣中的与渣中的FeOFeO、MnOMnO、CrCr2 2OO3 3等氧化物作用生成等氧化物作用生成COCO气体，气体，增加了炉气的还原性，钢水在还原气氛下精炼可以进一增加了炉气的还原性，钢水在还原气氛下精炼可以进一步的脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于钢水质量步的脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于钢水质量的提高。的提高。B B、氩气搅拌：氩气搅拌有利于钢渣之间的化学反应，加、氩气搅拌：氩气搅拌有利于钢渣之间的化学反应，加速钢渣之间的物质传递，有利于钢水的脱氧、脱硫反速钢渣之间的物质传递，有利于钢水的脱氧、脱硫反应进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹
46、杂物，特别是对应进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3Al2O3类型的夹杂物上浮去除更为有利。吹氩搅拌的另一类型的夹杂物上浮去除更为有利。吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢水的温度和成分均匀。此外吹氩搅拌作用是可以加速钢水的温度和成分均匀。此外吹氩搅拌可加速渣中氧化物的还原，对回收可加速渣中氧化物的还原，对回收CrCr、MoMo、WW等有价值等有价值的合金元素有利。的合金元素有利。四、炉外精炼四、炉外精炼C C、埋弧加热：、埋弧加热：LFLF炉是采用三根石墨电极进行加热炉是采用三根石墨电极进行加热的，加热时电极插入渣层中采用埋弧加热法，这的，加热时电极插入渣层中采用埋弧加热法，这
47、种方法的辐射热小，对炉衬有保护作用，同时加种方法的辐射热小，对炉衬有保护作用，同时加热的效率也比较高，热利用率好。石墨电极与渣热的效率也比较高，热利用率好。石墨电极与渣中的氧化物反应生成中的氧化物反应生成COCO气体，使炉内气氛具有气体，使炉内气氛具有还原性，还可以提高合金元素的收得率。还原性，还可以提高合金元素的收得率。D D、白渣精炼：白渣在、白渣精炼：白渣在LFLF炉内具有很强的还原性，炉内具有很强的还原性，这是这是LFLF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌相互作用炉内良好的还原气氛和氩气搅拌相互作用的结果。通过白渣的精炼作用可以降低钢中的氧、的结果。通过白渣的精炼作用可以降低钢中的氧、硫及夹
48、杂物含量。硫及夹杂物含量。四、炉外精炼四、炉外精炼 LFLF炉工艺流程：钢包台炉工艺流程：钢包台车到达处理位车到达处理位接吹氩接吹氩管管炉盖下降炉盖下降除尘系除尘系统开启统开启加入渣料加入渣料吹吹氩搅拌氩搅拌电极下降、通电极下降、通电加热电加热测温取样测温取样钢钢水成分、温度调整水成分、温度调整吹吹氩关闭氩关闭测温取样测温取样电电极上升极上升炉盖上升炉盖上升关关闭除尘系统闭除尘系统拔吹氩管拔吹氩管钢包离开钢包离开浇注浇注四、炉外精炼四、炉外精炼（8 8）LFLF炉的主要设备炉的主要设备A A、LFLF炉本体；炉本体；a a、电极升降机构；、电极升降机构；b、加热桥架及导向装置；加热桥架及导向装
49、置；c c、水冷炉盖及提升机构；、水冷炉盖及提升机构；d d、短网；、短网；e e、干油集中润滑系统；、干油集中润滑系统；f f、液压系统；、液压系统；g g、冷却水系统；、冷却水系统；h h、压缩空气系统。、压缩空气系统。四、炉外精炼四、炉外精炼B B、渣料及合金系统（渣料、合金上料系统、渣料及合金系统（渣料、合金上料系统、渣料、合金投料系统）；渣料、合金投料系统）；C C、喂丝装置；、喂丝装置；D D、氩气系统（钢包底吹氩、事故枪顶吹、氩气系统（钢包底吹氩、事故枪顶吹氩）；氩）；E E、测温取样装置；、测温取样装置；F F、水处理系统；、水处理系统；G G、除尘系统。、除尘系统。谢谢！谢谢！
