【導讀】以及使用性能，都提出了越來越高的要求。傳統的煉鋼設備和煉鋼工。藝難以滿足用戶越來越高的要求。20世紀60年代，在世界范圍內，因此，爐外精煉也稱為二次精煉。爐外精煉技術是指在冶煉爐生產鋼水的基礎上，以更加經濟、有效的方法，改善鋼水的物理與化學性能的冶金技術。金）；在結晶器中去除鋼中夾雜，促進形核，均勻結晶。相促進，奠定了現代鋼鐵生產穩(wěn)固的技術基礎。40年代初就有了真空模鑄的報道。鋼水提升脫氣法和循環(huán)脫氣法。定和連鑄品種擴大的強烈要求是密切相關的。這個時期，爐外精煉技。故，而且越來越顯示出協調生產節(jié)奏、優(yōu)化銜接的關鍵作用。全連鑄生產的質量與工藝穩(wěn)定起到了重要的保證作用。定品質地提供連鑄鋼水，成為穩(wěn)定連鑄生產的關鍵因素。和DH真空處理裝置精煉電工硅鋼等鋼種。進而實現了RH-OB的生產應用）。不僅裝備數量增加，處理量也由過去的占鋼水的2%以下，持。續(xù)增長，到1998年已均達20%以上。具體情況如表1-1所示。

　　

【正文】 溫度管理 精煉結束的 鋼水溫度合適與否是決定連鑄順行的首要因素，同時它又在很大程度上決定了連鑄坯的質量，過高和過低的鋼水溫度都會帶來一定的危害。因此對精煉的溫度進行有效管理并制定合理的溫度 33 制度，為連鑄提供合適而嚴格的鋼水溫度，對改善連鑄澆鑄性能和提高板坯質量具有非常重要的意義。 RH 溫度管理 為了精煉能給連鑄提供合適而嚴格的鋼水溫度，在 RH 工序的溫度管理上需注意以下幾點： （ a）做好鋼包的預熱和周轉管理 鋼包熱狀態(tài)影響著鋼水溫降的每個過程，因此采取嚴格的鋼包烘烤預熱制度、堅持紅包周轉、鋼包加蓋 等措施以確保把鋼包對鋼水溫降的影響減少到最小。 （ b）改進完善生產調度管理，縮短鋼水周轉周期。 （ c）真空槽保證足夠的烘烤溫度。 （ d）提高操作水平，穩(wěn)定地控制 RH 終點溫度。 （ e）在鋼包內加入合適的保溫劑。 （ f）縮短精煉結束至連鑄開澆的時間。 RH 溫度制度 建立符合客觀實際、科學的溫度制度并嚴格實施是確保連鑄生產順行、質量穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。 （ a）連鑄工序溫度制度 TCC=TTD+T1+T2+T3 式中： TCC— 連鑄開澆前鋼水溫度 TTD— 中間包目標溫度 T1— 大包到中間包溫降 34 T2— 回轉臺上大包等待補正溫度 T3— 從 RH 到連鑄回轉臺吊運過程溫降 （ b） RH 工序溫度制度 TR=TS/T+T4+T5 式中： TR— RH 處理前目標溫度 TS/T— 到達連鑄回轉臺的目標溫度 T4— 從 RH 到連鑄回轉臺吊運過程溫降 T5— RH處理過程溫降（ T5=T標 +T 補） T 標 — RH處理 過程標準溫降 T 補 — RH處理過程補正溫度 （ c）轉爐工序溫度制度 TLD=TR+T6+T7 式中： TLD— 鋼包目標溫度 TR— RH處理前目標溫度 T6— 從轉爐到 RH 吊運過程溫降 T 補 — 鋼包狀況補正溫度 液相線溫度計算 連鑄的過程實際上就是鋼水在一特定時間內完成由液相轉變?yōu)楣滔嗟倪^程，因此準確知道某鋼種的液相線溫度（即開始凝固溫度），對理想地完成這個過程十分重要，同時它又是確定中間包溫度的基礎。 鋼的液相線溫度在冶煉和澆注過程中是一個關鍵參數，是保證鑄坯內部質量（特別是中心偏析、夾雜物）和穩(wěn)定澆鑄操作的基礎。 35 對連鑄而言，鋼水澆注時中間包溫度是由鋼液的液相線溫度和過熱度兩方面決定的，用鋼種的液相線溫度可以計算澆鑄溫度，而且其它重要的溫度如出鋼溫度、鋼包溫度、二次精煉后溫度都是在此基礎上進行推算的。根據鋼中元素含量可以計算出該鋼種的液相線溫度值。 RH 合金化與成分調整 在真空脫氣處理過程中進行合金元素的添加，不管用散裝料還是用塊狀料，與轉爐出鋼或鋼包吹氬攪拌情況的合金添加對比有以下優(yōu)點： ●合金基本不和渣反應 ●合金直接加入鋼水，合金收得率高 ●鋼水能快速均勻混合 ●合金成分可以控制在較窄的范圍 鐵合金質量管理 （ a）鐵合金種類及成分 在脫氣處理中，添加的合金種類隨處理鋼種所要求成分的不同而不同，添加合金的目的是為了調整鋼水中的合金成分以滿足鋼種的目標要求。 （ b）鐵合金粒度 鐵合金的顆粒度根據鐵合金的比重有所不同，顆粒度過小易被真空抽走進入排氣管道，顆粒度過大則不易溶解。 36 （ c）合金干燥 合金添加到真 空槽內和轉爐出鋼時添加到鋼包兩種情況下，鋼水中的氫分壓是不同的，雖然在真空處理過程中添加大量的合金增氫不多，但一定要保證合金的干燥，以防止合金含有的水分對氫含量的影響，含水分的合金有的可能會造成精煉終點氫偏高，甚至出格。 鐵合金收得率及加入量 真空槽內基本上無鋼包渣，同時槽內為非氧化性氣氛，因此在 RH處理過程中能得到較高且較穩(wěn)定的合金收得率。但還需考慮進入鋼水中的其它氧源，如部分鋼包渣、鋼包的耐材、槽內氧化性冷鋼等對合金收得率的影響。除此之外，小顆粒合金材料在真空排氣過程中容易從排氣管道被抽走從 而降低其收得率。因此，為了防止被吸入排氣管道，必須保證合金一定的顆粒度，特別是對于比重較輕的合金材料如碳和鋁合金。 針對完全脫氧鋼而言， RH 合 金添加時合金的參考收得率可以參考 表 41： 表 41 主要合金 RH 收得率 合金名稱 RH 收得率（ %） HCFeMn 90 LCFeMn 95 FeSi 90 增碳劑 95 BAl 75 37 FeTi 75 FeB 70～ 80 FeNb 95 鐵合金加入的時機 精煉工序的目的是對鋼中成分及溫度精確控制，同時保證鋼中盡可能少的夾雜物， 也就是鋼水的純凈度。因此精煉工序的合金調整主要功能是微調，合金調整的大部分應在轉爐爐后就完成了，同時在精煉工序合金的調整應盡可能的早進行，一方面可減少合金對鋼水氫含量的影響，另一方面充分保證混合均勻、夾雜物上浮。 在真空處理過程中，根據所生產的鋼種及處理的目標成分決定合金的加入順序及加入量。元素的脫氧能力在鋼水溫度 1600℃下，各元素的脫氧能力順序為 Al、 Ti、 B、 Si、 C、 V、 Cr、 Mn，一般優(yōu)先使用和氧親和力強的鐵合金。 RH 環(huán)流氣控制 RH 真空精煉過程中，需向上升管的鋼液中輸送惰性氣體或反應氣體。 目前，比較普遍的是采用鋼管向浸漬管內輸送氣體。 在實際操作中，需根據鋼水脫氧程度、處理經過的時間、合金添加時刻等情況來變更吹氬流量以調整環(huán)流速度。在開真空泵，特別是真空度快速下降的脫氣初期，環(huán)流氣流量控制不能太大，一方面將妨礙真空度下降的速度，一方面鋼水飛濺嚴重易粘冷鋼；對于需本處理 38 的鋼種，一般需要適當增加環(huán)流氣流量以增加脫氣反應的界面積，從而提高脫氫的速度；對于需脫碳的鋼種，特別是在脫碳后期，碳的傳質成為脫碳反應的限制性環(huán)節(jié)，因此此階段需增大環(huán)流氣流量以增加反應脫碳反應的界面積，加速脫碳；在合金投入 后，為保證合金均勻，同時使鋼中各種夾雜物充分上浮，需適當增加環(huán)流氣流量。 、吹氧化學升溫計算 RH精煉的一個重要功能就是可以通過吹氧加鋁對鋼水進行升溫，從而可以靈活而穩(wěn)定地控制精煉的過程溫度。通過氧氣和鋁的氧化反應放熱使鋼水溫度升高。根據鋼水起始溫度、需要處理的時間、終點鋼水溫度等因素考慮是否進行吹氧升溫以及升溫的幅度。實際的鋼水升溫為吹氧化學凈升溫和正常處理溫降之差。吹 氧升溫前，一定要先加 Al 或 Si，以防鋼水過度氧化和減少飛濺。在大量吹氧過程中，我們應注意成份中的錳及硅元素也有輕微的氧化。吹氧化學 升溫后，鋼水需進一步環(huán)流一定時間，以保證溫度和成份的均勻以及夾雜物上浮。在升溫操作中，準確地把握升溫所需鋁量和所需的吹氧量對溫度操作很重要。 、升溫所需鋁量計算 首先介紹金屬鋁的升溫系數，其定義是鋁和相應數量的鋼中氧反應使 1 噸鋼水升溫 1℃所需的金屬鋁量 。 純液態(tài)鐵 1600℃時的熱容為 (ton.℃ )，也就是使 1ton鋼水升 1℃需 。通過計算得出加入 1kg 鋁與足夠數量的氧反 39 應后放熱 ，從而可得使 1ton 鋼水升溫 1℃所需鋁量為， 因 此 鋁 的 升 溫 系 數 為 (ton steel.℃ )。對于給定鋼水量爐次鋼水所需的鋁量計算公式如下： Al 升溫 (kg)=鋁的升溫系數 *鋼水量 (ton)*目標凈升溫度數 (℃ ) 目標凈升溫數只從理論上考慮了所家的鋁與氧反應后，熱量完全被鋼水吸收所升溫度數，但實績操作中并沒有那么大的升溫幅度，需綜合考慮吹氧反應前因各種操作差別引起的損耗及因環(huán)流及脫氣等因素引起的熱損失對上述有效升溫能力的影響，一般鋁的升溫能力約在 75~80%的水平。 、升溫所需氧量計算 鋁和吹入氧的反應如下式所示： 2[Al]+3[O]=Al2O3 從上式可以計算 1kgAl需氧量為 *48/54/32=0/622Nm3。對于不同的吹氧方式，氧效率有所不同，因此在氧量計算上須考慮氧效率η O2，因此吹氧量的計算公式如下式所示： O2量 =Al 升溫 (kg)* 、強制脫碳吹氧量計算 鋼中存在的游離氧對脫碳的影響非常大，如果鋼中的游離氧不足，經過預定的脫碳時間后，會造成鋼中碳含量過高或達到目標碳含量所需的脫碳時間過長。如果脫碳后鋼中游離氧低，雖然碳含量也能達到，但脫碳驅動力將下降，脫碳反應將變得很慢，經過給定 脫碳時 40 間后鋼水中碳含量將過高或為達到目標碳含量的脫碳時間過長；如果鋼中不存在足夠的氧，目標碳含量可能完全達不到。 脫碳后鋼中200~400ppm 的游離氧是必需的，如果鋼中沒有足夠的游離氧，則額外的氧必需被吹入以補充鋼中游離氧。 需吹入的氧量可由下列公式計算： O 預期最終 =O 初始 （ C 初始 C 目標 ） *16/12 O 需要 = O 目標最終 O 預期最終 （ O2） 吹入 = O 需要 *（ *W） /(32*1000*η O2) 式中： O 預期最終 ：脫碳后的預期游離氧 O 初始 脫碳前的游離氧 C 初始 脫碳前碳含量 C 目標 脫碳后的目標碳含量 O 目標最終 脫碳后的目標游離氧（ 200~400ppm） O 需要 需要的游離氧 （ O2） 吹入 需要吹入的氧量 W鋼水量 η O2氧效率