[科普中國(guó)]-爐外精煉

爐外精煉是將轉(zhuǎn)爐、平爐或電爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫“二次煉鋼”。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。

簡(jiǎn)介爐外精煉是指將在轉(zhuǎn)爐、平爐或電爐中初煉過的鋼液移至另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的冶金過程，也稱“鋼包冶金”或“二次冶金”，即把傳統(tǒng)的煉鋼過程分為初煉和精煉兩步進(jìn)行初煉時(shí)，爐料在板化性氣氛的護(hù)內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫破、去除雜質(zhì)和主合金化，獲得初煉鋼液，精煉則是將初煉的銅液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和成分微調(diào)等。實(shí)行爐外精煉可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，優(yōu)化工藝過程并降低生產(chǎn)成本1。

簡(jiǎn)史1933年法國(guó)波林應(yīng)用專門配制的高堿度合成渣，在出鋼過程中，對(duì)鋼液進(jìn)行“渣洗脫硫”，這是爐外精煉技術(shù)的萌芽。1950年聯(lián)邦德國(guó)用真空處里脫除鋼中的氮，以防止產(chǎn)生“白點(diǎn)”。此后，各種爐外精煉方法相繼問世。1956~1959年研究成功了鋼液真空提升脫氣法(DH)和鋼液真空循環(huán)脫氣法(RH)。1965年以來，真空電弧加熱脫氣(VAD)護(hù)、真空吹氧脫碳(VOD)爐和氮氧(AOD)爐以及喂線法(WF)和LF鋼包爐、鋼包喻噴粉法(IP)等先后出現(xiàn)。到90年代已有幾十種爐外精煉方法用于工業(yè)生產(chǎn)。1970年以前，爐外精煉主要用于電爐車間的特殊鋼生產(chǎn)，其產(chǎn)量尚不足鋼總產(chǎn)量的10%。70年代中期以后，工業(yè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)鋼材質(zhì)量提出了更高的要求，進(jìn)一步推動(dòng)了爐外精煉技術(shù)的應(yīng)用，工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的轉(zhuǎn)爐車間擁有爐外精煉設(shè)備的占50%以上，其應(yīng)用的廣泛程度已達(dá)到或超過了電爐車間，并逐步形成了煉鋼工藝中的一個(gè)新的分支?，F(xiàn)代化的鋼鐵生產(chǎn)流程:高爐-鐵水預(yù)處里-頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉-爐外精煉-連鑄，已成為大型鋼鐵企業(yè)鋼鐵生產(chǎn)的普遍模式1。

精煉方式常用的爐外精煉方法可分鋼包處理型和鋼包精煉型兩類。

（1）鋼包處理型

特點(diǎn)是精煉時(shí)間短(10-30min)，精煉任務(wù)單一，沒有補(bǔ)償加熱裝置，工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少。這類方法可進(jìn)行鋼液脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態(tài)等。真空循環(huán)和真空攝升脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法,鋼包噴粉處里法(TN、SL)等均用此類。

（2）鋼包精煉型

特點(diǎn)是精煉時(shí)間長(zhǎng)(60~180min)。具有多種精煉機(jī)能，有補(bǔ)償鋼水很度降低的加熱裝置。適于各類高合金鋼和特殊性能銅種(如超純鋼種)的精煉生產(chǎn)。真空吹氧脫碳護(hù)(VOD),真空電弧加熱脫氣爐(VAD)和鋼包精煉爐-等均用此類。與此類似的還有氬氧爐(AOD)2。

工業(yè)生產(chǎn)概況及展望各種爐外精煉方法中，鋼包精煉在工業(yè)生產(chǎn)中使用最多。80年代中期，世界各國(guó)投入工業(yè)生產(chǎn)的滬外精煉設(shè)備約有500余座，美國(guó)和日本生產(chǎn)的軸承鋼全部經(jīng)過爐外真空處里(RH法、DH法等)，超低硫鋼以及控制夾雜物形態(tài)的鋼種主要用鋼包噴粉處里法(TN法，SL法)生產(chǎn)。AOD爐生產(chǎn)的不銹鋼，鉻元素的回收率達(dá)98%以上，并可使用高碳鉻鐵做合金原料，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。美國(guó)的不銹鋼幾乎全部用AOD爐進(jìn)行精煉。世界上用AOD爐生產(chǎn)的不銹鋼約占不銹鋼總量的75萬以上。ASEA-SKF爐、VAD爐和LF爐均采用電弧加熱鋼液，用電磁感應(yīng)或氫氣流攪拌鋼液，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的精煉操作，多用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和各類高合金鋼。這類設(shè)備還可做鋼液保持爐。用于多爐聯(lián)合生產(chǎn)特大鋼錠或保持連鑄鋼液。各種爐外精煉方法，各有所長(zhǎng)，在選擇爐外精煉方法時(shí)，應(yīng)充分考慮到產(chǎn)品質(zhì)量要求，生產(chǎn)廠原材料條件以及原有設(shè)備狀況、生產(chǎn)操作水平和資金情況等進(jìn)行綜合分析研究，因地制宜地進(jìn)行選擇3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)