一、爐外精煉的概述
爐外精煉,是把轉爐或電爐初煉的鋼液倒入鋼包或專用容器內,進行脫氧、脫碳、脫硫、去氣、去除非金屬夾雜物并調整鋼液成分及溫度,以達到進一步冶煉目的的煉鋼工藝。也就是將在常規(guī)煉鋼爐中完成的精煉任務部分或全部地轉移到鋼包或其他容器中進行,把一步煉鋼法變?yōu)閮刹綗掍摲?,即初煉+精煉。國外也稱之為二次精煉、二次煉鋼或者鋼包冶金。
二、爐外精煉的任務
在現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)流程中,爐外精煉的主要任務是:
(1)降低鋼中0、S、H、N和夾雜物含量,改變夾雜物形態(tài),以提高鋼的純凈度,改善鋼的力學性能。
(2)調整鋼液溫度到澆注要求的溫度范圍內,減小鋼包內鋼液的溫度梯度。
(3)深度脫碳,滿足低碳或超低碳鋼的冶煉要求。
(4)微調合金成分且控制在較窄的范圍內,并使其分布均勻,盡量降低合金的消耗,以提高合金回收率。
(5)作為煉鋼與連鑄間的緩沖,提高煉鋼車間整體效率。
爐外精煉設備一般要求具有:熔池攪拌功能、精煉功能、溫度控制功能、合金化功能、生產(chǎn)調節(jié)功能。目前還沒有任何一種爐外精煉方法能完成上述所有任務,某一種精煉方法只能完成其中一項或幾項任務。由于各廠條件和冶煉鋼種不同,一般是根據(jù)不同需要配備多種爐外精煉設備。
三、爐外精煉的手段
爐外精煉手段主要有:渣洗、攪拌、真空(或氣體稀釋)、加熱(調溫)和噴吹等五種,此外還有連鑄中間包的過濾。目前各種爐外精煉方法都是這五種精煉手段的不同組合,采用一種或幾種手段組成一種爐外精煉方法。
(1)渣洗:將事先配好的合成渣倒入鋼包內,借出鋼時鋼流的沖擊作用,使鋼液與合成渣充分混合,從而完成脫氧、脫硫和去除夾雜等精煉任務。
(2)攪拌:通過攪拌擴大反應界面,加速反應過程,提高反應速度。攪拌方法主要有吹氬攪拌、電磁攪拌等。
(3)真空:將鋼水置于真空室內,由于真空作用使反應向生成氣相方向移動,達到脫氣、脫氧、脫碳等目的。
(4)加熱:調節(jié)鋼水溫度的一種重要手段,使煉鋼與連鑄更好地銜接。加熱方法主要有電弧加熱、化學熱法等。
(5)噴吹:將反應劑加入鋼液內的一種手段,噴吹的冶金功能取決于精煉劑的種類,以完成脫碳,脫硫,合金化和控制非金屬夾雜物形態(tài)等精煉任務。