爐外精煉概述PPT課件

1、鐵水預(yù)處理三脫階段煉鋼（轉(zhuǎn)爐、電爐等）轉(zhuǎn)爐內(nèi)融化氧化、出鋼過初次合金化鋼包內(nèi)脫氣、脫氧、脫硫、控制夾雜物、溫度成分微調(diào)第1頁/共43頁第2頁/共43頁第3頁/共43頁第4頁/共43頁第5頁/共43頁第6頁/共43頁第7頁/共43頁合金微合金微脫硫脫硫夾雜物變性處理夾雜物變性處理喂線（絲）處理喂線（絲）處理第8頁/共43頁p請看flashflash第9頁/共43頁第10頁/共43頁p RHRH真空脫氣的原理真空脫氣的原理p RHRH工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)的選擇p RHRH基本設(shè)備介紹基本設(shè)備介紹p RHRH應(yīng)用及發(fā)展應(yīng)用及發(fā)展p RHRH基本工藝及操作基本工藝及操作第11頁/共43頁 隨著冶金工

2、業(yè)的迅速發(fā)展，對鋼材質(zhì)量的要求越來越高，而且純凈鋼的需求量不斷增加，因而促進了RH多功能精煉技術(shù)的迅速發(fā)展。到目前為止，RH的主要功能已經(jīng)由原來單一的脫氫設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榘婵彰撎?、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補償、均勻溫度和成分等的多功能爐外精煉設(shè)備，而且隨著技術(shù)的進步和精煉功能的擴展，在生產(chǎn)超低碳鋼方面表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。目前，在現(xiàn)代化的鋼廠中，多功能的RH真空精煉已成為一種必不可少的爐外處理手段，它的應(yīng)用為煉鋼廠實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、多品種、高效益奠定了可靠的基礎(chǔ)。第12頁/共43頁p 浸漬管插入鋼水后，真空泵開始抽真空，槽內(nèi)和槽外形成壓差，鋼液就從浸漬管上升到與壓差相等的高度（即所謂的提升高度）。

3、p 與此同時，從上升管下部約三分之一處吹入驅(qū)動氣體（Ar或N2），該氣體由于受熱膨脹和壓力降低，引起等溫膨脹，氣泡體積成倍增加，使鋼液比重變小，從而驅(qū)動鋼液上升，使其象噴泉一樣向真空槽噴出。p 隨著氣泡的破裂，鋼水成為細小的液滴，使脫氣表面積大大增加，加速了脫氣過程。氣體自鋼液內(nèi)析出，被抽走，而脫氣后的鋼水由于重量的差異，經(jīng)下降管返回鋼包。未經(jīng)脫氣的鋼液又不斷從上升管進入真空槽，從而形成連續(xù)循環(huán)過程。RHRH真空脫氣的原理真空脫氣的原理第13頁/共43頁脫H脫C脫N脫O脫SCa處理升溫成份控制溫度控制節(jié)約合金RHRHRH真空環(huán)流脫氣裝置所具有的功能現(xiàn)狀：真空環(huán)流脫氣裝置所具有的功能現(xiàn)狀：注：好

4、較好第14頁/共43頁RHRH主要工藝參數(shù)的選擇主要工藝參數(shù)的選擇主要工藝參數(shù)有：主要工藝參數(shù)有：處理能力、循環(huán)指數(shù)、脫氣時間、循環(huán)流量、真空處理能力、循環(huán)指數(shù)、脫氣時間、循環(huán)流量、真空度及其抽氣能力等。度及其抽氣能力等。這些參數(shù)的正確選擇，對脫氣室及其系統(tǒng)設(shè)計有著這些參數(shù)的正確選擇，對脫氣室及其系統(tǒng)設(shè)計有著重要的意義。重要的意義。第15頁/共43頁第16頁/共43頁冷鋼的形成冷鋼的形成RH處理過程中，從上升管吹入的氬氣，形成大量的氣泡，氣泡受熱不斷膨脹并帶動鋼水上升，當(dāng)氣泡進入真空室后，由于壓差使氣泡破裂，在破裂的瞬間將鋼液擊碎形成無數(shù)小液滴，在此過程中既完成了RH的各種脫氣反應(yīng)，但同時部分

5、液滴可吸附于真空槽壁，經(jīng)數(shù)爐堆積后，就在槽內(nèi)形成了所謂的“冷鋼”或稱“鋼瘤”。由此可見，冷鋼是伴隨RH鋼液環(huán)流而生，是RH處理的孿生產(chǎn)物。第17頁/共43頁增強抽氣能力，加大環(huán)流速度，強化脫碳功能近十多年來，隨超低碳鋼IF鋼產(chǎn)量不斷增加，冶金工作者一直致力于縮短RH脫碳過程的研究和實踐。下表所示為近年來RH真空泵能力、環(huán)流速度及脫碳能力的變化。項目RH-OBRH-MFBRH-SBRH-SB年代1985199919921999容量300300270270真空泵系統(tǒng)B3232E3253C5352排氣能力在0.5torr950kg/h1100kg/h800kg/h1200kg/h在100torr/8

6、000kg/h/在200torr7000kg/h/6000kg/h12000kg/h環(huán)流管直徑500mm750mm600mm750mm環(huán)流氣流量1000Nl/min3000Nl/min1500Nl/min3000Nl/min環(huán)流速度約85噸/分約220噸/分約140噸/分約220噸/分30020ppm20分1213分1416分1213分第18頁/共43頁第19頁/共43頁nKIPCAS鋼水處理設(shè)備p KIP主要設(shè)備包括：粉料的接受和輸送設(shè)備，噴吹設(shè)備，噴槍升降及旋轉(zhuǎn)裝置，鋼包蓋升降裝置，噴槍更換用懸臂吊，運送噴槍用汽車等。p CAS主要設(shè)備包括：合金接受與儲藏設(shè)備，合金輸送與稱量設(shè)備，合金投入

7、裝置，合金回收裝置，浸漬管升降裝置及夾持裝置，吹氬裝置，測溫取樣裝置，破渣裝置，鋼液面檢測棒等。p KIPCAS附屬設(shè)備：耐火材料修理設(shè)備，除塵設(shè)備，鋼包車等。p 耐火材料修理設(shè)備包括：KIP用噴吹槍修造設(shè)備，噴槍干燥設(shè)備，鋼包蓋修理設(shè)備，鋼包蓋干燥設(shè)備,浸漬管修理設(shè)備，浸漬管干燥設(shè)備，修理用電動萌蘆及懸臂吊，浸漬管運送臺車等。第20頁/共43頁第21頁/共43頁LF爐精煉鋼水的基本原理如圖所示，在保持鋼包內(nèi)還原性氣氛條件下，用電弧加熱高堿度爐渣，邊造渣邊完成脫氧、脫硫等一系列爐渣精煉，該工藝不僅能精確地控制化學(xué)成分和溫度，而且通過合成渣精煉具有脫硫、脫氧及夾雜物變性等功能。第22頁/共43頁

8、主要主要工藝特點：工藝特點： 深脫硫功能深脫硫功能：成品：成品S S10ppm10ppm 深脫氧功能深脫氧功能：成品：成品O O15ppm15ppm 控制夾雜物形態(tài)：控制夾雜物形態(tài)：鋼簾線處理鋼簾線處理 電極升溫電極升溫：降低轉(zhuǎn)降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，協(xié)調(diào)爐出鋼溫度，協(xié)調(diào)工序物流工序物流第23頁/共43頁四個獨特的精煉特點：四個獨特的精煉特點： p 爐內(nèi)還原性氣氛爐內(nèi)還原性氣氛p LF爐本身一般不具備真空系統(tǒng)，通常在大氣壓下進行精煉，主要靠鋼包包沿與水冷爐蓋間的密封氣幕起到隔離空氣的密封作用。再加上在造還原渣過程中，渣料中的C及加熱時的石墨電極與爐渣中的FeO、MnO、Cr2O3等氧化物作用生成CO

9、氣體，增加了爐氣的還原性, 并保待爐內(nèi)微正壓, 使LF爐內(nèi)氣氛中的氧含量減為0.5左右，阻止了外界及爐氣中的氧向鋼液傳遞，保證了精煉時爐內(nèi)的還原性氣氛。鋼液在還原條件下精煉,可以進一步脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜物，有利于鋼液質(zhì)量的提高。第24頁/共43頁p 氬氣攪拌氬氣攪拌p良好的氬氣攪拌是LF爐精煉的又一特點。氬氣攪拌有利于鋼-渣間的化學(xué)反應(yīng)，它可以加速鋼-渣之間的物質(zhì)傳遞，有利于鋼液的脫氧、脫硫反應(yīng)的進行。吹氬攪拌還可以去除非金屬夾雜物，特別是對Al2O3類型的夾雜物上浮去除更為有利。值得提出的是LF爐的吹氬攪拌是在排除了大氣密封還原氣氛下進行的，因此可以適當(dāng)加大吹氬流量，通常吹氬攪拌處理

10、15min后，可使鋼中大于20m的Al2O3夾雜基本全部去除，殘留鋼中的只是小顆粒的Al2O3夾雜。p吹氬攪拌的另一作用是可以加速鋼液中的溫度與成分均勻，能快速精確地調(diào)整復(fù)雜的化學(xué)組成，而這對優(yōu)質(zhì)鋼來說又是必不可少的要求。第25頁/共43頁p 電極埋弧加熱電極埋弧加熱pLF精煉爐采用三根石墨電極進行加熱，加熱時電弧插入渣層中采用埋弧加熱，這種方法的輻射熱小，對爐襯有很大的保護作用，與此同時加熱的熱效率較高，熱利用率好，通常升溫幅度能達到35min，可以大大降低初煉爐的出鋼溫度，同時考慮到LF爐進行的是電極物理升溫，避免了如RH-OB升溫所產(chǎn)生大量Al2O3夾雜對鋼內(nèi)在質(zhì)量的影響。pC與渣中氧化

11、物主要發(fā)生如下反應(yīng)：p C+FeOFe+COp C+MnOMn+COp其結(jié)果不僅使渣中不穩(wěn)定的氧化物減少，提高了爐渣的還原性，而且還可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都較電爐單獨冶煉有了較大程度的提高。碳與氧化物作用的另一結(jié)果是生成CO氣體，CO的生成使LF爐內(nèi)氣氛具有還原性，鋼液在還原性氣氛下精煉，可進一步提高質(zhì)量。第26頁/共43頁p 白渣精煉白渣精煉 pLF爐是利用白渣進行精煉的，它不同于主要靠真空脫氣的其它精煉方法。白渣在LF爐內(nèi)具有很強的還原性，這是LF爐內(nèi)良好的還原氣氛和氬氣攪拌互相作用的結(jié)果。通過白渣的精煉作用可以降低鋼中氧、硫及夾雜物的含量。第27頁/共43頁p 合成渣精

12、煉工藝p造合成渣精煉是LF 爐的重要操作。將石灰、螢石等按不同比例（如5：1或4：1）分批加入鋼包內(nèi)，加入量為鋼液量的1%2%，造高堿度合成精煉渣脫硫；然后用硅鐵粉、硅鈣粉和鋁粉或碳粉，按一定比例混合直接加入鋼液面或采取噴吹方法加入鋼液中，形成流動性良好的爐渣成分為CaO：60%5%、SiO2：10%5%、Al2O3：30%5%的還原渣系或者CaO：60%、CaF2：10%、Al2O3：30%的還原渣系。第28頁/共43頁第29頁/共43頁p 鋼中硫化物的去除第30頁/共43頁 VOD 法的主要設(shè)備第31頁/共43頁第32頁/共43頁 （1）鋼包 VOD 法和其它爐外精煉方法所用鋼包相比，工作

13、條件要苛刻許多： 1）工作溫度高，約為1700。 2）精煉過程鋼液攪動激烈，包襯磚受化學(xué)侵蝕和機械沖刷嚴重。因此，盡管使用高溫?zé)傻哪突鸩牧希鋲勖话阋仓挥?030 次。 3）為防止吹氧過程鋼液上漲從包沿溢出，VOD 鋼包自由空間較大，為9001200mm。30tVOD 鋼包結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-20。第33頁/共43頁第34頁/共43頁 VOD 是Vacuum （真空），Oxygen（氧）， Decarburization（脫碳）3 個詞大寫第一個字母的組合，代表真空條件下吹氧去碳。由于在真空條件下很容易將鋼液中的碳和氮去除到很低的水平，因此該精煉方法主要用于超純、超低碳不銹鋼和合金的二次精煉。

14、其方法特點是向處于真空室內(nèi)的不銹鋼液進行頂吹氧和底吹氬氣攪拌精煉，達到脫碳保鉻的目的。第35頁/共43頁第36頁/共43頁第37頁/共43頁 不銹鋼的主要生產(chǎn)爐型已擴展為頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、AOD 和VOD VOD 法的生產(chǎn)路線也由電爐（或轉(zhuǎn)爐）VOD 演變?yōu)殡姞t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐VOD 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐和AOD 相比，VOD 設(shè)備復(fù)雜，冶煉費用高，脫碳速度慢，初煉爐需要進行粗脫碳，生產(chǎn)效率低，優(yōu)點是在真空條件下冶煉，鋼的純凈度高，碳氮含量低，一般C+N0.02%，而AOD 法則在0.03%以上，因此VOD 法更適宜生產(chǎn)C、N、O 含量極低的超純不銹鋼和合金。第38頁/共43頁 AOD氬氧脫碳法第39頁/共43頁

15、 AOD 爐的外形與轉(zhuǎn)爐相似，在其底部安裝有兩支或多支帶有冷卻氣的雙層風(fēng)槍。內(nèi)管常為銅質(zhì)，吹入不同比例的氬氧（氮）混合氣進行脫碳，外管常為不銹鋼。從縫隙間吹入氬氣或碳氫化物，為冷卻氣。爐體裝在可向前旋轉(zhuǎn)的托圈上，如圖。當(dāng)爐子前傾時，風(fēng)槍離開鋼液面而處于上方，可以進行取樣、扒渣、出鋼測溫等操作。當(dāng)爐子垂直時，風(fēng)槍埋入鋼液，吹入氣體進行脫碳和精煉操作。第40頁/共43頁 電爐鋼液用鋼包倒入AOD 爐后首先進行脫碳。脫碳期吹入氧、氬混合氣體的比例一般為34 個階段。 第一階段用O2:Ar=3:1，將碳氧化到0.25%左右； 第二階段用O2:Ar=2:1 或1:1 將碳氧化到0.1%左右； 第三階段用O2:Ar= 1:3，將碳氧化到0.03%左右。到所需要的限度。最后用純氬吹煉幾分