炉外精炼加热课件.pptx

1、2 24 4 加热加热 本次课内容n加热的必要性n加热方法n精炼加热工艺的选择燃烧燃料加热电阻加热电弧加热化学热法其他加热方法加热的必要性( l ）钢液从初炼炉到精炼炉过程钢液温降；( 2 ）熔化造渣材料和合金材料需要热量；( 3 ）真空脱气时的温降和吹氩搅拌时氩气吸热；( 4 ）需要保证足够充裕的精炼时间和钢液温度；( 5 ）需要保证钢液具有合适的浇注温度。n影响冷却速率的因素 钢包的容量；钢液面上熔渣覆盖的情况；添加材料的种类和数量，搅拌的方法和强度；以及钢包的结构(包壁的导热性，钢包是否有盖）和使用前的烘烤温度等等。n无加热手段的炉外情炼装置，精炼过程中钢液的降温常用以下两种办法来解决。

2、一是提高出钢温度，另一种是缩短炉外精炼时间。 n选用各种不同加热手段的炉外精炼方法有：DH、SKF、LF、LFV、VAD、CASOB等。n所用的加热方法主要是电弧加热，此外还用过电阻加热，以及近年来发展起来的化学加热，即所谓化学热法。 2 24 41 1 电弧加热电弧加热2 24 41 1 电弧加热电弧加热n在钢包盖上有3 个电极孔、添加合金孔、废气排放孔、取样和测温孔，如果有必要，还需装设喷枪孔。它由专用的三相变压器供电。整套供电系统、控制系统、检测和保护系统，以及燃弧的方式相同于一般的电弧炉，所不同的是配用的变压器单位容量(平均每吨被精炼钢液的变压器容量)较小，二次电压分级较多，电极直径较

3、细，电流密度大，对电极的质量要求高。2 24 41 1 电弧加热电弧加热n常压下电弧加热的精炼方法，如SKF、LF、VAD等，加热时间应尽量缩短，以减少钢液二次吸气的时间。应该在耐火材料允许的情况下，使精炼具有最大的升温速率。 2 24 41 1 电弧加热电弧加热n精炼炉冶炼过程温度控制的原则是：( l ）初期：以造渣为主，宜采用低级电压，中档电流加热至电弧稳定。( 2 ）升温：采用较高电压，较大电流。( 3 ）保温：采用低级电压，中小电流。( 4 ）降温：停电，吹氩。2 24 42 2 化学热法化学热法n化学热法的基本原理是：利用氧枪吹入氧气，与加入钢中的发热剂发生氧化反应，产生化学热。燃烧

4、热通过辐射、传导、对流传给钢水，借助氩气搅拌将热传向钢水深部。2 24 42 2 化学热法化学热法n一般在化学加热法中多采用顶吹氧枪，常见吹氧枪为消耗型，用双层不锈钢管组成。外衬高铝耐火材料，套管间隙一般为23mm 。外管通以氩气冷却，氩气量大约占氧量的10 左右。氧枪的烧损速度大约为50mm/次，寿命为2030 次。2 24 42 2 化学热法化学热法n发热剂主要有两大类，一类是金属发热剂，如铝、硅、锰等；另一类是合金发热剂，如Si-Fe 、Si-Al 、Si-Ba-Ca 、Si-Ca 等。铝、硅是首选的发热剂。发热剂的加入方式，一般采用：一次加入或分批加入；连续加入。连续加入方式优于其他方

5、式。2 24 42 2 化学热法化学热法n钢液的铝-氧加热法（AOH ）是化学热法的一种，它是利用喷枪吹氧使钢中的溶解铝氧化放出大量的化学热，而使钢液迅速升温。该法具有许多优点：由于吹氧时喷枪浸在钢水中，很少产生烟气；由于氧气全都与钢水直接接触，可以准确地预测升温结果；对钢包寿命没有影响；能获得高洁净度的钢水。类似这种方法还有CAS-OB 和RH-OB 等。2 24 42 2 化学热法化学热法( l ）向钢液中加入足够数量的铝，并保证全部溶解于钢中，或呈液态浮在钢液面上。加铝方法可通过喂线，特别是喂薄钢皮包裹的铝线。( 2 ）向钢液吹入足够数量的氧气。 ( 3 ）钢液的搅拌是均匀熔池温度和成分

6、、促进氧化产物排出必不可少的措施。采用吹氩搅拌。2 24 42 2 化学热法化学热法n吹氧期间，铝首先被氧化，但是随着喷枪口周围局部区域中铝的减少，钢中的硅、锰等其他元素也会被氧化。硅、锰、铁等元素的氧化物会与钢中剩余的铝进行反应，大多数氧化物会被还原；未被还原的氧化物一部分变成了烟尘，另一部分留在渣中。这种加热方法的氧气利用率很高，几乎全部氧都直接或间接地与铝作用，通常可较为准确预测钢中铝含量的控制情况。2 24 43 3 燃烧燃料加热燃烧燃料加热 n优点：设备简单，很容易与冶炼车间现有设备配套使用；投资省、技术成熟容易被引用和掌握，运行费用也较低。 缺点( l ）由于燃烧的火焰是氧化性的，

7、而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行；( 2 ）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反复交替作用下，从而使内衬的寿命降低；( 3 ）真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为被精炼钢液二次氧化氧的来源之一；( 4 ）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性；( 5 ）燃料燃烧之后的大量烟气（燃

8、烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。2 24 44 4 电阻加热电阻加热n利用石墨电阻棒作为发热元件，通以电流，靠石墨棒的电阻热来加热钢液或精炼容器的内衬。 2 24 45 5 其他加热方法其他加热方法n可以作为加热精炼钢液的其他方法还有直流电弧加热、电渣加热、感应加热、等离子弧加热、电子轰击加热等。这些加热方法在技术上都是成熟的，移植到精炼炉上并与其他精炼手段相配合，也不会出现难以克服的困难。但是，这些加热方法将在不同程度上使设备复杂化，增加投资。2 24 46 6 精炼加热工艺的选择精炼加热工艺的选择n正确选择精炼加热工艺，应结合工厂的实际情况，重点考虑以下4 个因素：( l ）加热功率( 2 ）升温幅度越大，精炼越灵活。( 3 ）从降低成本出发，化学加热法的升温幅度不宜过大。( 4 ）对钢水质量的影响，应越小越好。