一、爐外精煉的概述
爐外精煉,是把轉(zhuǎn)爐或電爐初煉的鋼液倒入鋼包或?qū)S萌萜鲀?nèi),進(jìn)行脫氧、脫碳、脫硫、去氣、去除非金屬夾雜物并調(diào)整鋼液成分及溫度,以達(dá)到進(jìn)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(wù)部分或全部地轉(zhuǎn)移到鋼包或其他容器中進(jìn)行,把一步煉鋼法變?yōu)閮刹綗掍摲?,即初煉+精煉。?guó)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(wù)
在現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)流程中,爐外精煉的主要任務(wù)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(xué)性能。
(2)調(diào)整鋼液溫度到澆注要求的溫度范圍內(nèi),減小鋼包內(nèi)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(diào)合金成分且控制在較窄的范圍內(nèi),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(shè)備一般要求具有:熔池?cái)嚢韫δ堋⒕珶捁δ?、溫度控制功能、合金化功能、生產(chǎn)調(diào)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(wù),某一種精煉方法只能完成其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)任務(wù)。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(shè)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(diào)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(nèi),借出鋼時(shí)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(wù)。
(2)攪拌:通過攪拌擴(kuò)大反應(yīng)界面,加速反應(yīng)過程,提高反應(yīng)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(nèi),由于真空作用使反應(yīng)向生成氣相方向移動(dòng),達(dá)到脫氣、脫氧、脫碳等目的。
(4)加熱:調(diào)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(xué)熱法等。
(5)噴吹:將反應(yīng)劑加入鋼液內(nèi)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(wù)。