炉外精炼 加热.ppt

1、24 加热,本次课内容,加热的必要性加热方法精炼加热工艺的选择,加热的必要性,(l）钢液从初炼炉到精炼炉过程钢液温降；(2）熔化造渣材料和合金材料需要热量；(3）真空脱气时的温降和吹氩搅拌时氩气吸热；(4）需要保证足够充裕的精炼时间和钢液温度；(5）需要保证钢液具有合适的浇注温度。,影响冷却速率的因素 钢包的容量；钢液面上熔渣覆盖的情况；添加材料的种类和数量，搅拌的方法和强度；以及钢包的结构(包壁的导热性，钢包是否有盖）和使用前的烘烤温度等等。,无加热手段的炉外情炼装置，精炼过程中钢液的降温常用以下两种办法来解决。一是提高出钢温度，另一种是缩短炉外精炼时间。,选用各种不同加热手段的炉外精炼方法

2、有：DH、SKF、LF、LFV、VAD、CASOB等。所用的加热方法主要是电弧加热，此外还用过电阻加热，以及近年来发展起来的化学加热，即所谓化学热法。,241 电弧加热,241 电弧加热,在钢包盖上有3 个电极孔、添加合金孔、废气排放孔、取样和测温孔，如果有必要，还需装设喷枪孔。它由专用的三相变压器供电。整套供电系统、控制系统、检测和保护系统，以及燃弧的方式相同于一般的电弧炉，所不同的是配用的变压器单位容量(平均每吨被精炼钢液的变压器容量)较小，二次电压分级较多，电极直径较细，电流密度大，对电极的质量要求高。,241 电弧加热,常压下电弧加热的精炼方法，如SKF、LF、VAD等，加热时间应尽量

3、缩短，以减少钢液二次吸气的时间。应该在耐火材料允许的情况下，使精炼具有最大的升温速率。,241 电弧加热,精炼炉冶炼过程温度控制的原则是：(l）初期：以造渣为主，宜采用低级电压，中档电流加热至电弧稳定。(2）升温：采用较高电压，较大电流。(3）保温：采用低级电压，中小电流。(4）降温：停电，吹氩。,242 化学热法,化学热法的基本原理是：利用氧枪吹入氧气，与加入钢中的发热剂发生氧化反应，产生化学热。燃烧热通过辐射、传导、对流传给钢水，借助氩气搅拌将热传向钢水深部。,242 化学热法,一般在化学加热法中多采用顶吹氧枪，常见吹氧枪为消耗型，用双层不锈钢管组成。外衬高铝耐火材料，套管间隙一般为23m

4、m。外管通以氩气冷却，氩气量大约占氧量的10 左右。氧枪的烧损速度大约为50mm/次，寿命为2030 次。,242 化学热法,发热剂主要有两大类，一类是金属发热剂，如铝、硅、锰等；另一类是合金发热剂，如Si-Fe、Si-Al、Si-Ba-Ca、Si-Ca 等。铝、硅是首选的发热剂。发热剂的加入方式，一般采用：一次加入或分批加入；连续加入。连续加入方式优于其他方式。,242 化学热法,钢液的铝-氧加热法（AOH）是化学热法的一种，它是利用喷枪吹氧使钢中的溶解铝氧化放出大量的化学热，而使钢液迅速升温。该法具有许多优点：由于吹氧时喷枪浸在钢水中，很少产生烟气；由于氧气全都与钢水直接接触，可以准确地预

5、测升温结果；对钢包寿命没有影响；能获得高洁净度的钢水。类似这种方法还有CAS-OB 和RH-OB 等。,242 化学热法,(l）向钢液中加入足够数量的铝，并保证全部溶解于钢中，或呈液态浮在钢液面上。加铝方法可通过喂线，特别是喂薄钢皮包裹的铝线。(2）向钢液吹入足够数量的氧气。(3）钢液的搅拌是均匀熔池温度和成分、促进氧化产物排出必不可少的措施。采用吹氩搅拌。,242 化学热法,吹氧期间，铝首先被氧化，但是随着喷枪口周围局部区域中铝的减少，钢中的硅、锰等其他元素也会被氧化。硅、锰、铁等元素的氧化物会与钢中剩余的铝进行反应，大多数氧化物会被还原；未被还原的氧化物一部分变成了烟尘，另一部分留在渣中。

6、这种加热方法的氧气利用率很高，几乎全部氧都直接或间接地与铝作用，通常可较为准确预测钢中铝含量的控制情况。,243 燃烧燃料加热,优点：设备简单，很容易与冶炼车间现有设备配套使用；投资省、技术成熟容易被引用和掌握，运行费用也较低。,缺点,(l）由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行；(2）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反复交替作用下，从而使内衬的寿命降低；,(3）真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时

7、，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为被精炼钢液二次氧化氧的来源之一；(4）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性；,(5）燃料燃烧之后的大量烟气（燃烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。,244 电阻加热,利用石墨电阻棒作为发热元件，通以电流，靠石墨棒的电阻热来加热钢液或精炼容器的内衬。,245 其他加热方法,可以作为加热精炼钢液的其他方法还有直流电弧加热、电渣加热、感应加热、等离子弧加热、电子轰击加热等。这些加热方法在技术上都是成熟的，移植到精炼炉上并与其他精炼手段相配合，也不会出现难以克服的困难。但是，这些加热方法将在不同程度上使设备复杂化，增加投资。,246 精炼加热工艺的选择,正确选择精炼加热工艺，应结合工厂的实际情况，重点考虑以下4 个因素：(l）加热功率(2）升温幅度越大，精炼越灵活。(3）从降低成本出发，化学加热法的升温幅度不宜过大。(4）对钢水质量的影响，应越小越好。,