【導(dǎo)讀】以及使用性能，都提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的煉鋼設(shè)備和煉鋼工。藝難以滿(mǎn)足用戶(hù)越來(lái)越高的要求。20世紀(jì)60年代，在世界范圍內(nèi)，因此，爐外精煉也稱(chēng)為二次精煉。爐外精煉技術(shù)是指在冶煉爐生產(chǎn)鋼水的基礎(chǔ)上，以更加經(jīng)濟(jì)、有效的方法，改善鋼水的物理與化學(xué)性能的冶金技術(shù)。金）；在結(jié)晶器中去除鋼中夾雜，促進(jìn)形核，均勻結(jié)晶。相促進(jìn)，奠定了現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)穩(wěn)固的技術(shù)基礎(chǔ)。40年代初就有了真空模鑄的報(bào)道。鋼水提升脫氣法和循環(huán)脫氣法。定和連鑄品種擴(kuò)大的強(qiáng)烈要求是密切相關(guān)的。這個(gè)時(shí)期，爐外精煉技。故，而且越來(lái)越顯示出協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)奏、優(yōu)化銜接的關(guān)鍵作用。全連鑄生產(chǎn)的質(zhì)量與工藝穩(wěn)定起到了重要的保證作用。定品質(zhì)地提供連鑄鋼水，成為穩(wěn)定連鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。和DH真空處理裝置精煉電工硅鋼等鋼種。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了RH-OB的生產(chǎn)應(yīng)用）。不僅裝備數(shù)量增加，處理量也由過(guò)去的占鋼水的2%以下，持。續(xù)增長(zhǎng)，到1998年已均達(dá)20%以上。具體情況如表1-1所示。

　　

【正文】 溫度管理 精煉結(jié)束的 鋼水溫度合適與否是決定連鑄順行的首要因素，同時(shí)它又在很大程度上決定了連鑄坯的質(zhì)量，過(guò)高和過(guò)低的鋼水溫度都會(huì)帶來(lái)一定的危害。因此對(duì)精煉的溫度進(jìn)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(yán)格的鋼水溫度，對(duì)改善連鑄澆鑄性能和提高板坯質(zhì)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(yán)格的鋼水溫度，在 RH 工序的溫度管理上需注意以下幾點(diǎn)： （ a）做好鋼包的預(yù)熱和周轉(zhuǎn)管理 鋼包熱狀態(tài)影響著鋼水溫降的每個(gè)過(guò)程，因此采取嚴(yán)格的鋼包烘烤預(yù)熱制度、堅(jiān)持紅包周轉(zhuǎn)、鋼包加蓋 等措施以確保把鋼包對(duì)鋼水溫降的影響減少到最小。 （ b）改進(jìn)完善生產(chǎn)調(diào)度管理，縮短鋼水周轉(zhuǎn)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(diǎn)溫度。 （ e）在鋼包內(nèi)加入合適的保溫劑。 （ f）縮短精煉結(jié)束至連鑄開(kāi)澆的時(shí)間。 RH 溫度制度 建立符合客觀實(shí)際、科學(xué)的溫度制度并嚴(yán)格實(shí)施是確保連鑄生產(chǎn)順行、質(zhì)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(kāi)澆前鋼水溫度 TTD— 中間包目標(biāo)溫度 T1— 大包到中間包溫降 34 T2— 回轉(zhuǎn)臺(tái)上大包等待補(bǔ)正溫度 T3— 從 RH 到連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)吊運(yùn)過(guò)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(biāo)溫度 TS/T— 到達(dá)連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)的目標(biāo)溫度 T4— 從 RH 到連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)吊運(yùn)過(guò)程溫降 T5— RH處理過(guò)程溫降（ T5=T標(biāo) +T 補(bǔ)） T 標(biāo) — RH處理 過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)溫降 T 補(bǔ) — RH處理過(guò)程補(bǔ)正溫度 （ c）轉(zhuǎn)爐工序溫度制度 TLD=TR+T6+T7 式中： TLD— 鋼包目標(biāo)溫度 TR— RH處理前目標(biāo)溫度 T6— 從轉(zhuǎn)爐到 RH 吊運(yùn)過(guò)程溫降 T 補(bǔ) — 鋼包狀況補(bǔ)正溫度 液相線溫度計(jì)算 連鑄的過(guò)程實(shí)際上就是鋼水在一特定時(shí)間內(nèi)完成由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程，因此準(zhǔn)確知道某鋼種的液相線溫度（即開(kāi)始凝固溫度），對(duì)理想地完成這個(gè)過(guò)程十分重要，同時(shí)它又是確定中間包溫度的基礎(chǔ)。 鋼的液相線溫度在冶煉和澆注過(guò)程中是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，是保證鑄坯內(nèi)部質(zhì)量（特別是中心偏析、夾雜物）和穩(wěn)定澆鑄操作的基礎(chǔ)。 35 對(duì)連鑄而言，鋼水澆注時(shí)中間包溫度是由鋼液的液相線溫度和過(guò)熱度兩方面決定的，用鋼種的液相線溫度可以計(jì)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(chǔ)上進(jìn)行推算的。根據(jù)鋼中元素含量可以計(jì)算出該鋼種的液相線溫度值。 RH 合金化與成分調(diào)整 在真空脫氣處理過(guò)程中進(jìn)行合金元素的添加，不管用散裝料還是用塊狀料，與轉(zhuǎn)爐出鋼或鋼包吹氬攪拌情況的合金添加對(duì)比有以下優(yōu)點(diǎn)： ●合金基本不和渣反應(yīng) ●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(zhì)量管理 （ a）鐵合金種類(lèi)及成分 在脫氣處理中，添加的合金種類(lèi)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(diào)整鋼水中的合金成分以滿(mǎn)足鋼種的目標(biāo)要求。 （ b）鐵合金粒度 鐵合金的顆粒度根據(jù)鐵合金的比重有所不同，顆粒度過(guò)小易被真空抽走進(jìn)入排氣管道，顆粒度過(guò)大則不易溶解。 36 （ c）合金干燥 合金添加到真 空槽內(nèi)和轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)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(guò)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(duì)氫含量的影響，含水分的合金有的可能會(huì)造成精煉終點(diǎn)氫偏高，甚至出格。 鐵合金收得率及加入量 真空槽內(nèi)基本上無(wú)鋼包渣，同時(shí)槽內(nèi)為非氧化性氣氛，因此在 RH處理過(guò)程中能得到較高且較穩(wěn)定的合金收得率。但還需考慮進(jìn)入鋼水中的其它氧源，如部分鋼包渣、鋼包的耐材、槽內(nèi)氧化性冷鋼等對(duì)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(guò)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(duì)于比重較輕的合金材料如碳和鋁合金。 針對(duì)完全脫氧鋼而言， RH 合 金添加時(shí)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(chēng) 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(shí)機(jī) 精煉工序的目的是對(duì)鋼中成分及溫度精確控制，同時(shí)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(diào)整主要功能是微調(diào)，合金調(diào)整的大部分應(yīng)在轉(zhuǎn)爐爐后就完成了，同時(shí)在精煉工序合金的調(diào)整應(yīng)盡可能的早進(jìn)行，一方面可減少合金對(duì)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(guò)程中，根據(jù)所生產(chǎn)的鋼種及處理的目標(biāo)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?yàn)?Al、 Ti、 B、 Si、 C、 V、 Cr、 Mn，一般優(yōu)先使用和氧親和力強(qiáng)的鐵合金。 RH 環(huán)流氣控制 RH 真空精煉過(guò)程中，需向上升管的鋼液中輸送惰性氣體或反應(yīng)氣體。 目前，比較普遍的是采用鋼管向浸漬管內(nèi)輸送氣體。 在實(shí)際操作中，需根據(jù)鋼水脫氧程度、處理經(jīng)過(guò)的時(shí)間、合金添加時(shí)刻等情況來(lái)變更吹氬流量以調(diào)整環(huán)流速度。在開(kāi)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(yán)重易粘冷鋼；對(duì)于需本處理 38 的鋼種，一般需要適當(dāng)增加環(huán)流氣流量以增加脫氣反應(yīng)的界面積，從而提高脫氫的速度；對(duì)于需脫碳的鋼種，特別是在脫碳后期，碳的傳質(zhì)成為脫碳反應(yīng)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(yīng)脫碳反應(yīng)的界面積，加速脫碳；在合金投入 后，為保證合金均勻，同時(shí)使鋼中各種夾雜物充分上浮，需適當(dāng)增加環(huán)流氣流量。 、吹氧化學(xué)升溫計(jì)算 RH精煉的一個(gè)重要功能就是可以通過(guò)吹氧加鋁對(duì)鋼水進(jìn)行升溫，從而可以靈活而穩(wěn)定地控制精煉的過(guò)程溫度。通過(guò)氧氣和鋁的氧化反應(yīng)放熱使鋼水溫度升高。根據(jù)鋼水起始溫度、需要處理的時(shí)間、終點(diǎn)鋼水溫度等因素考慮是否進(jìn)行吹氧升溫以及升溫的幅度。實(shí)際的鋼水升溫為吹氧化學(xué)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(guò)度氧化和減少飛濺。在大量吹氧過(guò)程中，我們應(yīng)注意成份中的錳及硅元素也有輕微的氧化。吹氧化學(xué) 升溫后，鋼水需進(jìn)一步環(huán)流一定時(shí)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(zhǔn)確地把握升溫所需鋁量和所需的吹氧量對(duì)溫度操作很重要。 、升溫所需鋁量計(jì)算 首先介紹金屬鋁的升溫系數(shù)，其定義是鋁和相應(yīng)數(shù)量的鋼中氧反應(yīng)使 1 噸鋼水升溫 1℃所需的金屬鋁量 。 純液態(tài)鐵 1600℃時(shí)的熱容為 (ton.℃ )，也就是使 1ton鋼水升 1℃需 。通過(guò)計(jì)算得出加入 1kg 鋁與足夠數(shù)量的氧反 39 應(yīng)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(shù) 為 (ton steel.℃ )。對(duì)于給定鋼水量爐次鋼水所需的鋁量計(jì)算公式如下： Al 升溫 (kg)=鋁的升溫系數(shù) *鋼水量 (ton)*目標(biāo)凈升溫度數(shù) (℃ ) 目標(biāo)凈升溫?cái)?shù)只從理論上考慮了所家的鋁與氧反應(yīng)后，熱量完全被鋼水吸收所升溫度數(shù)，但實(shí)績(jī)操作中并沒(méi)有那么大的升溫幅度，需綜合考慮吹氧反應(yīng)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(duì)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(jì)算 鋁和吹入氧的反應(yīng)如下式所示： 2[Al]+3[O]=Al2O3 從上式可以計(jì)算 1kgAl需氧量為 *48/54/32=0/622Nm3。對(duì)于不同的吹氧方式，氧效率有所不同，因此在氧量計(jì)算上須考慮氧效率η O2，因此吹氧量的計(jì)算公式如下式所示： O2量 =Al 升溫 (kg)* 、強(qiáng)制脫碳吹氧量計(jì)算 鋼中存在的游離氧對(duì)脫碳的影響非常大，如果鋼中的游離氧不足，經(jīng)過(guò)預(yù)定的脫碳時(shí)間后，會(huì)造成鋼中碳含量過(guò)高或達(dá)到目標(biāo)碳含量所需的脫碳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果脫碳后鋼中游離氧低，雖然碳含量也能達(dá)到，但脫碳驅(qū)動(dòng)力將下降，脫碳反應(yīng)將變得很慢，經(jīng)過(guò)給定 脫碳時(shí) 40 間后鋼水中碳含量將過(guò)高或?yàn)檫_(dá)到目標(biāo)碳含量的脫碳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；如果鋼中不存在足夠的氧，目標(biāo)碳含量可能完全達(dá)不到。 脫碳后鋼中200~400ppm 的游離氧是必需的，如果鋼中沒(méi)有足夠的游離氧，則額外的氧必需被吹入以補(bǔ)充鋼中游離氧。 需吹入的氧量可由下列公式計(jì)算： O 預(yù)期最終 =O 初始 （ C 初始 C 目標(biāo) ） *16/12 O 需要 = O 目標(biāo)最終 O 預(yù)期最終 （ O2） 吹入 = O 需要 *（ *W） /(32*1000*η O2) 式中： O 預(yù)期最終 ：脫碳后的預(yù)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(biāo) 脫碳后的目標(biāo)碳含量 O 目標(biāo)最終 脫碳后的目標(biāo)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