畢業(yè)論文：爐外精煉工藝的研究

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1、天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)課題爐外精煉工藝的研究系部：冶金工程專(zhuān)業(yè)：冶金技術(shù)班級(jí)：冶金07-1學(xué)生姓名：岳武鵬指導(dǎo)教師：李秀娟2011年4月25日摘要爐外精煉技術(shù)是構(gòu)成潔凈鋼平臺(tái)重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。鋼水的爐外精煉，也稱(chēng)為鋼的二次冶金，是指“煉鋼爐出鋼之后，直到鋼水凝固為止的整個(gè)過(guò)程，對(duì)鋼水進(jìn)行冶金處理的各類(lèi)工藝”，旨在“在煉鋼爐基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善鋼水的物理、化學(xué)性能，優(yōu)化工序銜接匹配”。爐外精煉早在上世紀(jì)30、40年代就顯示了它在提高質(zhì)量、擴(kuò)大品種方面的作用，隨著連鑄技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，爐外精煉技術(shù)除了繼續(xù)滿(mǎn)足產(chǎn)品性能優(yōu)化，鋼材質(zhì)量提高的各種要求以外，更成為煉

2、鋼各工序優(yōu)化銜接匹配特別是連鑄生產(chǎn)穩(wěn)定的必要手段。近幾十年來(lái)，爐外精煉已成為鋼鐵生產(chǎn)流程中，特別是潔凈鋼生產(chǎn)中不可缺少的工藝環(huán)節(jié)，并以自身的不斷完善優(yōu)化，不斷推進(jìn)鋼廠生產(chǎn)的高效化、緊湊化，產(chǎn)品質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和連鑄生產(chǎn)的發(fā)展。在當(dāng)前建設(shè)高效率、低成本潔凈鋼平臺(tái)的過(guò)程中，更是突顯其重要性。爐外精煉作為現(xiàn)代煉鋼流程中的重要生產(chǎn)工序，被世界絕大多數(shù)鋼鐵廠采用，日本、歐美等先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)家，爐外精煉比超過(guò)90%，其中真空精煉比超過(guò)50%，有些鋼廠已達(dá)到100%。關(guān)鍵詞：精煉，煉鋼，質(zhì)量14目錄摘要I1爐外精煉的冶金功能11.1爐外精煉的冶金特點(diǎn)11.2

3、爐外精煉的冶金功能22國(guó)內(nèi)外爐外精煉技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)33攀鋼爐外精煉技術(shù)現(xiàn)狀43.1鋼包吹氬精煉43.2LF爐精煉53.3RH精煉74存在的主要問(wèn)題114.1爐外精煉功能與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要求尚不協(xié)調(diào)114.2對(duì)精煉的功能解析、理解與合理利用還不夠深透114.3對(duì)爐外精煉技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性認(rèn)識(shí)不夠深入114.4精煉相關(guān)技術(shù)還有待提高115改進(jìn)思路125.1進(jìn)一步提高鋼水真空精煉比125.2進(jìn)一步提高爐外精煉工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效化125.3重視具有重要功能的吹氬、喂線、合成渣洗精煉技術(shù)規(guī)范與優(yōu)化125.4實(shí)現(xiàn)爐外精煉工藝的自動(dòng)控制125.5重視專(zhuān)線化生產(chǎn)的推廣應(yīng)用1

4、35.6重視中間包冶金技術(shù)的開(kāi)發(fā)13參考文獻(xiàn)14141爐外精煉的冶金功能爐外精煉工藝方法種類(lèi)繁多，基本上分為真空和非真空精煉兩大類(lèi)，主要包括鋼包吹氬精煉工藝（LT、CAS）、LF（鋼包爐）精煉工藝、VD真空精煉工藝、RH真空精煉工藝、VOD真空吹氧精煉工藝、AOD氬氧精煉工藝等。表1.1列出了各種爐外精煉設(shè)備的冶金功能比較。表1.1各種爐外精煉設(shè)備的冶金功能比較精煉工藝精煉設(shè)備攪拌升溫合金化精煉功能生產(chǎn)調(diào)節(jié)脫氣脫碳渣洗噴粉夾雜物處理非真空處理CAS▲▲▲--□-△▲LF△▲▲--▲-▲△真空處理AOD▲▲△□△△-△□RH▲△▲▲▲□▲△▲VD△-▲

5、▲□△-△△VOD△△▲▲▲△▲△△▲強(qiáng)　△一般　□較弱　-不具備1.1爐外精煉的冶金特點(diǎn)各種爐外精煉設(shè)備都具備高效精煉的特點(diǎn)，能滿(mǎn)足以下冶金特點(diǎn)：(1)改善冶金反應(yīng)的熱力學(xué)條件。如脫碳、脫氣反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為氣體，降低氣相壓力，提高真空度，有利于反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。(2)加快傳質(zhì)速度。對(duì)于多數(shù)冶金反應(yīng)，液相傳質(zhì)是反應(yīng)速度的限制環(huán)節(jié)，各種精煉設(shè)備采用不同的攪拌方式，強(qiáng)化熔池?cái)嚢?，加速混勻過(guò)程，提高化學(xué)反應(yīng)速度。(3)增大渣鋼反應(yīng)面積。各種爐外精煉設(shè)備均采用各種攪拌或噴粉工藝，造成鋼渣乳化，顯著增加渣鋼反應(yīng)面積，提高反應(yīng)速度。14(4)精確控制反應(yīng)條件，均勻鋼

6、水成分、溫度。各種爐外精煉設(shè)備，配備了不同的加熱功能，可以精確控制反應(yīng)條件，使各種冶金反應(yīng)更趨近平衡。同時(shí)，通過(guò)攪拌均勻鋼水成分，精確調(diào)整成分，實(shí)現(xiàn)成分微調(diào)。1.2爐外精煉的冶金功能爐外精煉設(shè)備的冶金功能主要包括：(1)攪拌功能，均勻鋼水成分和溫度，保證鋼材質(zhì)量均勻。(2)提純精煉功能，通過(guò)鋼渣反應(yīng)、真空冶煉以及噴射冶金等方法，去除鋼中[S]、[P]、[H]、T[O]等雜質(zhì)和夾雜物，提高鋼水純凈度。(3)鋼水升溫和控溫功能，對(duì)鋼水實(shí)現(xiàn)成分微調(diào)。(4)生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能，均衡煉鋼-連鑄生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述冶金功能，一般采用以下精煉方法：(1)渣洗精煉：精確控制爐

7、渣成分，通過(guò)渣鋼反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水的提純精煉，主要用于鋼水脫氧、脫硫和去除夾雜物等方面。(2)真空精煉：在真空條件下實(shí)現(xiàn)鋼水的提純精煉，適用于對(duì)鋼液脫氣、脫碳和用碳脫氧等反應(yīng)過(guò)程。(3)吹氬攪拌：通過(guò)吹氬，加速熔體內(nèi)傳熱、傳質(zhì)過(guò)程，達(dá)到混勻的效果。(4)噴射冶金：通過(guò)載氣將固體顆粒反應(yīng)物噴入熔池深處，造成熔池的強(qiáng)烈攪拌并增大反應(yīng)面積。固體顆粒上浮過(guò)程中發(fā)生熔化、溶解，完成固-液反應(yīng)，顯著提高精煉效果。(5)加熱與控溫：為了精確控制反應(yīng)溫度與終點(diǎn)鋼水溫度，爐外精煉設(shè)備采用了各種不同的加熱功能，避免精煉過(guò)程溫降。主要的加熱方法有：電弧加熱、化學(xué)加熱和脫碳二次

8、燃燒加熱。142國(guó)內(nèi)外爐外精煉技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)鋼水爐外精煉最初主要用于少數(shù)高級(jí)別鋼種的脫氣處理，如DH、RH等。