理论教育 钢的熔炼和精炼过程:电炉、炉外精炼和RH脱气法

钢的熔炼和精炼过程:电炉、炉外精炼和RH脱气法

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:电弧炉熔炼过程本应是在氧化精炼之后,再经还原精炼进行成分调整。被称为LF、RH、AOD精炼等的方法即属于炉外精炼。图6-3所示为电弧炉熔炼和炉外精炼工艺。这是将经电炉熔化的钢液移到钢包中,并在利用石墨电极通电保温的同时进行熔渣精炼的过程。图6-3 电弧炉熔炼和炉外精炼工艺RH脱气法也是炉外精炼的一种,于1959年由西德的鲁尔公司和贺利氏公司联合研制。

钢的熔炼和精炼过程:电炉、炉外精炼和RH脱气法

工模具钢用电弧炉熔炼。将经过成分分类管理的废钢装入电弧炉,并使之与石墨电极产生电弧来进行熔炼,这就是电弧炉熔炼(Electric Arc Furnace Melting)。其炼钢规模最小至5t左右,而最大可达到200t级。

电弧炉熔炼过程本应是在氧化精炼之后,再经还原精炼进行成分调整。不过当今一般只是在电弧炉中进行熔化及氧化精炼,而还原精炼步骤是利用炉外精炼来完成的。被称为LF、RH、AOD精炼等的方法即属于炉外精炼。图6-3所示为电弧炉熔炼和炉外精炼工艺。

LF是Ladle Furnace(钢包精炼炉)的简称,于20世纪70年代初期由当时的日本特殊钢(现在为大同特殊钢)研制而成。这是将经电炉熔化的钢液移到钢包中,并在利用石墨电极通电保温的同时进行熔渣精炼的过程。另外,还从炉底通入氩气加以搅拌来促进精炼。LF的特点:在品质方面可以控制成分达到超低硫(S)和低氧(O)来实现纯净钢熔炼,在生产方面可以省略还原步骤来提高生产率,并可精确控制铸造温度以便调整浇注时间。如上所述,LF为提高电炉的生产率及材料品质做出了很大贡献。

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图6-3 电弧炉熔炼和炉外精炼工艺(www.daowen.com)

RH脱气法也是炉外精炼的一种,于1959年由西德的鲁尔(Ruhrstah)公司(现为蒂森克虏伯公司)和贺利氏(Heraus)公司联合研制。将钢液移至钢包后,把带有浸入管的真空室罩套到钢液上,然后进行减压即可将钢液抽上来;同时向单方向浸入管吹入提升气体可使钢液形成回流,钢液在通过真空室时得到脱气。

该方法的特点是:钢液与真空的接触面积大,从而脱气效率高,而且容易进行成分控制。现已形成了电弧炉—LF—RH脱气的连续配套精炼技术,并与后续的连续铸造工序相贯通的制造方法,广泛用于结构钢等的生产[2]

AOD(Argon Oxygen Decarburizing)是氩氧脱碳精炼法。此方法于1950年由联合碳化物(Union Carbide)公司开始研发,到了1968年由乔斯林钢铁(Joslyn Steel)公司(现为史莱特钢铁公司)实现了工业应用,现已成为不锈钢精炼的主要方法。其过程是将钢液装入AOD炉后,从炉底侧壁吹入氩气和氧气,使碳(C)转化成CO气体,可抑制铬的氧化而达到极低含碳量水平的脱碳。随后又开发出了AOD-VCR精炼法,即通过在AOD上附加减压精炼功能,实现了无吹氧低碳范围脱碳工艺,为制造碳、氮含量极低的不锈钢做出了贡献[3]

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