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篇一:[真空感应炉]钢铁人必看，真空感应炉熔炼百问百答
可真空感应炉熔炼是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分的特点。由于以上特点，现已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要设备。
1、什么是真空？
某密闭容器里面，由于气体分子数目减少，气体分子作用于单位面积上的压强降低，此时该容器内部压强低于常压，这种比常压低的气态空间就称”真空”。
2、真空感应炉的工作原理？
主要是应用电磁感应的作用，在金属炉料本身产生电流，再依靠金属炉料本身的电阻，按照焦耳——楞次定律，将电能转换为热能，用以熔炼金属。
3、真空感应炉的电磁搅拌是如何形成的？
坩锅中的熔融金属在感应圈产生的磁场中产生电动力，由于集肤效应，熔融金属产生的涡流与感应圈中通过的电流方向相反，产生相互排斥作用；熔融金属受到的排斥力始终指向坩锅的轴线方向，熔融金属也被推向坩锅的中心；又由于感应圈是短线圈，两头有短部效应，所以在感应圈两头相应电动力变小，电动力分布为上下两头小，中间大。在这种力作用下，金属液首先从中部向坩锅轴线运动，到中心后分别向上和向下流去，此种现象不断的循环下去，便形成金属液体的激烈运动。实际冶炼时可以清除看到金属液在坩锅中心部分向上隆起，上下翻腾的现象，这就是电磁搅拌。
4、电磁搅拌有何作用？
①可以加速熔炼过程中的物化反应速度；②使被熔融金属液成分均匀；③坩锅内金属液温度趋于一致，导致熔炼中反应彻底完成；④搅拌的结果克服了自身静压力的作用，把坩锅深处的融解气泡翻到液面上来，便于气体排出，减少合金的气体夹杂含量。⑤猛烈搅拌增强金属液对坩锅的机械冲刷，影响坩锅寿命；⑥加速坩锅耐火材料在高温下的分解，构成对熔融合金的再次污染。
5、什么是真空度？
真空度表示低于一个大气压的气体的稀薄程度，常用压强表示。
6、什么是漏气率？
漏气率指真空设备封闭后单位时间内的压力增高量。
7、什么是集肤效应？
集肤效应指交流电通过导体（冶炼中指炉料）时，在导体截面上出现电流分布不均匀现象，越靠导体表面电流密度越大，越向中心部位电流密度越小的现象。
8、什么是电磁感应？
交变电流通过导线，在其周围产生交变磁场，而把封闭导线放在变化的磁场中，导线内又会产生交变电流。这种现象称为电磁感应。
9、真空感应炉漏气度计算公式？
P2-P1
E = ————(Pa/min)
△t
10、真空感应炉冶炼的优点有哪些？
①没有空气和炉渣污染，冶炼的合金纯净，性能水平高；
②真空下冶炼，创造了良好的去气条件，熔炼出的钢和合金气体含量低；
③真空条件下，金属不易氧化；
④原料带入的杂质（Pb、Bi等）在真空状态下可以挥发一部分，使材料得到提纯；
⑤真空感应炉冶炼时，可以用碳脱氧，脱氧产物是气体，合金纯度高；
⑥能准确的调整和控制化学成分；
⑦可以使用返回料。
11、真空感应炉冶炼的缺点有哪些？
① 设备复杂，价格昂贵，投资大；
② 维修不方便，冶炼费用高，成本比较高；
③ 冶炼过程中坩埚耐火材料污染金属；
④ 生产批量小，检验工作量较大。
12、真空泵的主要基本参数和含义是什么？
① 极限真空度：真空泵进气口封死情况下，经长时间抽空所能获得的最低压强稳定值（即能获得最高稳定的真空度），称泵的极限真空度。
②抽气速率：泵在单位时间内所抽出的气体体积称为真空泵的抽气速率。
③最大出口压强：真空泵正常工作时，在排气口处排出气体的最大压强值。
④前置压强：为保证真空泵安全运转，在泵的排气口处所需维持的最大压强值。
13、如何选择合理的真空泵组系统？
①真空泵的抽气速率与一定的真空泵入口压强相对应；
②机械泵、罗茨泵、油增压泵不能直接向大气排气，必须依靠前级泵建立并维持规定的前置压强，才能正常工作。
14、为什么在电器回路中要加入电容器？
由于感应圈和金属炉料之间距离很大，漏磁非常严重，有用磁通很少，无功功率大，因此在电容性电路上，电流超前于电压，为抵消电感的影响，提高功率因数，必须在回路中并入适当数量的电容器，使电容与电感发生并联谐振，从而提高感应圈功率因数。
15、真空感应炉的主体设备有几部分？
熔炼室、浇注室、真空系统、电源系统。
16、冶炼过程中对真空系统的维护事项？
①真空泵油质、油位正常；
②过滤网倒换正常；
③各隔离阀门密封正常。
17、冶炼过程中对电源系统的维护事项？
①电容器冷却水温度正常；
②变压器油温正常；
③电缆冷却水温正常。
18、真空感应炉熔炼对坩锅有哪些要求？
①有高的热稳定性，避免急冷急热产生裂纹；
②有高的化学稳定性，防止耐火材料对坩锅污染；
③有足够高的耐火度和高温结构强度，用来承受高温和炉料冲击；
④坩锅应有高的致密度和光滑的工作表面，以减少坩锅与金属液接触的表面积，降低金属残渣在坩锅表面附着程度。
⑤具有高的绝缘性；
⑥烧结过程中体积收缩小；
⑦有较低的挥发性和良好的抗水化性；
⑧坩锅材料有较小的放气量。
⑨坩锅材料资源丰富，价格低廉。
19、如何提高坩锅的高温性能？
①降低MgO砂中CaO及的含量和CaO/ SiO2的比值，以减少液相量和提高产生液相的温度。
②提高晶体晶粒的稳定性。
③ 使烧结层达到良好的再结晶状况，以减小气孔率，减小晶界宽度，并形成镶嵌结构，构成固相与固相的直接结合，从而降低液相的有害作用。
20、如何选择合适的坩锅几何尺寸？
①坩锅壁厚一般为坩锅（成型）直径的1/8～1/10；
②钢液占坩锅容积的75％；
③R的角度为45°左右；
④炉底厚度一般为炉壁的1.5倍。
21、打结坩锅常用的粘合剂有哪些？
①有机物：糊精、纸浆废液、有机树脂等；
②无机物：水玻璃、卤水、硼酸、碳酸盐、粘土等。
22、打结坩锅的粘合剂（H3BO3）有什么作用？
硼酸（H3BO3）在一般情况下，经300℃以下加热，即可脱去全部水分，称为硼酐（B2O3）。
①在不高的温度下，部分MgO、Al2O3可以溶入到液态的B2O3中形成一系列过渡产物，加快了MgO·Al2O3的固相扩散从而促进了再结晶，使坩锅烧结层在较低的温度下开始形成，从而降低了烧结温度。
②靠硼酸在中温的熔化和粘结作用，增厚半烧结层，或增加二次烧结前坩锅的强度。
③在含过CaO的镁砂中，靠粘结剂来抑制850℃以下的2CaO·SiO2发生晶型变化。
23、坩锅有几种成型方式，各是什么？
2种方式。
①炉外预制；将坯料（电熔镁、或铝镁尖晶石耐火材料）按一定粒度配比和选择合适的粘合剂混合后，在坩锅模内通过震动、等静压过程成型、坩锅坯体经烘干处理，在高温隧道窑内其最高烧成温度≥1700℃×8h焙烧加工成预制坩锅。
②炉内直接捣打；在合适的粒度配比中加入适量的固态粘合剂，如硼酸等，混合均匀后，采用捣固以达到致密充填，烧结时靠各部分温度不同，形成不同的组织结构。
24、坩锅的烧结结构分几层，是如何形成的，对坩锅质量有何影响？
坩锅烧结结构分为三层，烧结层、半烧结层和松散层。
烧结层：烤炉时粒度发生再结晶，除低温端有中等砂粒度，其余完全看不出原来的配比，而呈现均匀细致的结构，晶界很窄，杂质重新分布在新晶界上。烧结层是位于坩锅壁最里面的一层坚硬壳体，它直接与被熔炼金属接触，直接承受各种力作用，所以这一层对坩锅是十分重要的。
松散层：烧结时靠近绝热层部分温度低，镁砂既不能烧结，也不能被玻璃相粘结，处于完全松散状态。这一层位于坩锅的最外面，所起作用有：第一，因为这一层结构松散，热传导能力差，使从坩锅内壁往外传出的热量少，减少热损耗，起到保温作用，提高坩锅内热效率；第二，松散层又是保护层。因为烧结层已成壳体，直接与液态金属接触，容易产生裂纹，一旦它产生裂纹，熔融液态金属要从裂纹中向外渗出，而松散层由于结构疏松，不易产生裂纹，从里层渗出的金属液被他给挡住，对感应圈起到保护作用；第三，松散层还是一个缓冲区。因烧结层已成坚硬壳体，受热和冷却时，重要产生总体体积膨胀和收缩现象，由于松散层结构疏松，对坩锅体积变化起到缓冲作用。
半烧结层（亦称过渡层）：位于烧结层和松散层之间，分为两部分，靠近烧结层部分，杂质熔化并重新分布或粘结镁砂粒，镁砂发生部分再结晶，大砂粒显得特别密集；靠近松散层部分，靠近松散层部分完全由粘合剂粘合在一起。半烧结层兼有烧结层和松散层作用。
25、如何选择烤炉工艺制度？
①最高烤炉温度：打结坩锅绝热层厚度在5～10mm时，对电熔镁砂来说，1800℃烤炉时，烧结层只占坩锅厚度的13~15%。2000℃烤炉时占24～27％，从坩锅高温强度考虑，烤炉温度高一些为好，但不易过高，大于2000℃由于氧化镁升华或由于氧化镁被碳还原，以及氧化镁激烈再结晶，形成蜂窝状结构。因此最高烤炉温度应控制在2000℃以下。
②升温速度：升温初期，为了有效的去除耐火材料中的水分，应充分的预热，一般在1500℃以下升温速度要缓慢；炉温达到1500℃以上时电熔镁砂开始烧结，这时应采用大功率，以快速升温至预计最高烤炉温度。
③保温时间：炉温达到最高烤炉温度后，需要在该温度下进行保温，保温时间根据炉 型和材质有所不同，如电熔镁小坩锅15～20min，电熔镁大、中坩锅30～40min。
因此，将烤炉时的升温速度和最高烘烤温度下的烘烤时间归纳为：低温慢速烘烤、高温快速烧结，具有一定保温时间作为一条基本经验来掌握。
26、为什么要进行洗炉？
坩锅经烘烤后：①烧结层晶界上有大量液相，熔炼时会有一部分进入钢液；②坩锅表面孔隙多，气体和不净物也多；③烧结后降温速度很快，相当数量固熔于方镁石晶粒或玻璃相中的高熔点杂质来不及析出，烧结层未达到最好状态；④炉口和出钢咀部位温度较低。
27、真空下金属液与坩锅耐火材料有哪些反应？
①真空状态下，①耐火材料中的氧化物会发生分解反应：
MgO（固）＝Mg（气）＋1/2O2（气）
AL2O3（固）＝2AlO（气）＋1/2O2（气）
SiO2（固）＝SiO（气）＋1/2O2（气）
②金属液与耐火材料发生下列反应：
Fe（液）＋MgO（固）＝Mg（气）＋[FeO]
Fe（液）＋SiO2（固）＝SiO（气）＋[FeO]
③随着压强降低，金属液中C的还原能力增加，由于C的还原作用，使坩埚耐火材料受到侵蚀，发生如下反应：
MgO（固）＋[C]=Mg（气）＋CO（气）
AL2O3（固）＋3[C]=2【Al】＋3CO（气）
SiO2（固）＋2[C]=[Si]＋2CO（气）
④另外，金属液中的其它元素也有还原作用，如下：
MgO（固）＋[Si]=Mg（气）＋SiO（气）
SiO2（固）＋[Ti]=[Si]＋TiO2（气）
28、坩锅干法打结需要注意些什么？
① 先检查感应圈绝缘情况，水冷系统是否正常；
② 打结工具清洁，无锈、无脏物；
③ 坩埚铁皮（石磨芯）座正，与底部垂直，外部包几层黄板纸，易于拔出；
④ 炉底高度必须再感应圈最底匝以上；
⑤ 坩埚底部与炉壁过渡处注意打结质量，防止产生裂纹；
⑥ 每层打结前，前一层必须用钢钎划松3～5mm，再加料打结，防止分层和减少粒度偏析。
29、电熔氧化镁＋铝镁尖晶石修炉粒度配比有哪些要求？
电熔镁砂占总量的50～60％，分为粗颗粒、中颗粒、细颗粒；铝镁尖晶石占重量的40～50％，分为粗粉和细粉。
30、熔化期的任务是什么？
化料、去气、去除低熔点有害金属杂质和非金属夹杂物，调整合金液温度，并置于足够的真空度下，为精炼期创造条件。
31、熔化期有何特点？
① 炉料逐渐熔化，钢液逐渐形成，钢液相对表面积很大，熔池也比较浅，非常有利于去气和非金属夹杂物去除，去除的夹杂物占总夹杂物的70％以上；
② 熔化期可以去除大部分气体，氢气可以去除70～80％，氮气可以去除60～70％，氧气可以去除30～40％；
③ 炉料在升温和熔化过程中，放出大量气体，使真空度降低；
④ 炉料在熔化过程中，坩锅壁周围金属料温度最高（尤其中下部），最先熔化，由于涡流热、辐射热、传导热的综合作用，使整个炉料逐渐自动下沉，钢液温度稳定。
32、熔化前需做哪些准备工作？
① 熔化前必须对设备进行检查，包括炉体、真空、电器、机械、水冷、测温、浇注等；
② 炉子必须具备熔炼时合适的真空度和漏气率；
③ 原材料符合技术规程要求，配料准确；
④ 坩锅具备很好的打结和烧结质量；
⑤ 制定合适的工艺。
33、装料的原则是什么？
下紧上松，合理布料，防止架桥，难熔金属装在高温区。
34、精炼期的任务是什么？
调温，合金化（调成份），去气、去杂质，均匀成份。
35、精炼期的特点是什么？
① 高真空精练有利于去气，有害杂质的挥发，避免活波元素烧损，准确控制合金元素含量。可采用极活波的稀土金属进行脱氧和微合金化；
② 精练时钢液的高温沸腾使钢液与炉衬反应，向钢液供氧，用碳脱氧产物为气体，被及时抽走，不玷污钢液，碳氧反应剧烈，加速脱气；
③ 电磁搅拌强，有利于非金属夹杂物上浮去除；
④ 在高温和高真空下，钢液流动性好。
36、为什么对钢液进行脱氧？
氧在钢中及合金中以融解状态和氧化物形式存在，它导致钢和合金产生偏析、裂纹、夹杂、气泡、疏松等缺陷，大大地降低钢和合金的物理性能。
37、真空感应炉脱氧的方式有几种？
① 用碳脱氧：【C】＋【O】＝CO（气）
② 用氢脱氧
③ 用甲烷脱氧
④ 用固体金属脱氧
38、钢液中氧的来源？
氧的来源主要通过原材料带入，设备吸附气体的释放、炉体漏气、坩锅表面氧化、耐火材料与熔池作用等多种途径进入金属熔池。
39、钢液为什么要去除H2和N2？
氢和氮对钢及合金是及其有害的元素（除含氮钢外）。
① 氢含量过高，会使钢和合金产生白点或发纹，降低钢及合金的塑性和抗张强度，使金属过早断裂；
② 含氮量过高，会在钢中产生气泡和疏松，破坏金属的致密性。
40、要使有害杂质挥发应采取怎样措施？
真空下要使要害杂质挥发，要有尽量提高炉内真空度。
41、要减少有益元素的挥发应采取什么样的措施？
① 充氩，提高钢液面上的气相压力；
② 易挥发元素在出钢前加入；
③ 低温不全结膜加入，并利用电磁搅拌，迅速使成分均匀化。
42、精练的三种方式是什么？
① 高温精练，精练温度高于液相线150℃或是150℃以上；
② 中温精练，精练温度高于液相线100～150℃；
③ 低温精练，精练温度高于液相线50～100℃
43、高温精练应注意些什么？
① 高温精练时，一定注意坩锅质量和熔体组员的化学性质，否则将强化坩锅与熔体之间的反应，向钢液供氧，达不到精练效果；
② 高温精练时间不宜过长，一般10～20min为宜。
44、合金化阶段加料应注意些什么？
① 精炼期加入的合金元素，均为活波或微量元素，与氧和氮的亲和力大，对合金性能影响显著，因此，加入前，熔池必须经过充分脱氧和去气；
② 根据与氧亲和力的大小和挥发程度，选择合适的加料顺序，一般采用先强后弱，先多后少，先加低蒸汽压，后加高蒸汽压元素的原则；
③ 蒸汽压高的元素，加入时需要氩气保护；
④ Al、Ti、Zr加入时，发生放热，需低温加入，另外，高温加入还会引起喷溅。
⑤ 炉料比重轻，应加强搅拌。
45、真空浇注的特点？
① 钢液在真空下流动性特别好；
② 钢液和在真空下浇注的锭和电极散热极慢；
③ 在真空下浇入模中的钢液，随着钢液的降温和凝固要不断的放出气体；
④ 钢液直接注入模中，不用盛钢桶。
46、对真空浇注系统的要求是什么？
① 整个浇注系统结构紧凑，占用空间尽量小；结构简单，不复杂；易于装配和拆卸；所有拐弯处要圆滑过缓，且有一定的光度，减少压头损失，易于钢液流动和填充；尽量减少耐火材料，多用金属料；部件装配要严密，保证浇注时不跑钢；
② 浇注系统要保持清洁，防止外来物玷污钢液；
③ 浇注系统经过烘烤，保持干燥，防止水分和气体进入钢液。
47、钢锭缩孔是怎样产生的？
钢液注入锭模后，首先结晶的外壳决定了钢锭的外形尺寸，而中心部分由于凝固收缩，体积缩小，未凝固的钢液就来补尝收缩，模中钢液的水平面下降，最后在钢锭上部形成一个倒锥形体，这就是缩孔。
48、减少钢锭缩孔的办法有哪些？
① 使用保温帽；
② 加入发热剂；
③ 对保温帽内钢液进行电阻或电弧加热。
49、怎样计算铁基合金的熔点？
T熔＝1535－65【C】－30【P】－25【S】－20【Ti】－8【Si】－7【Cu】－5【Mn】－2.5【Ni】－2.7【Al】－2【V】－1.7【Mo】－1.5【Cr】－1.7【Co】－1【W】－1300【H】－90【N】－80【B】－80【O】－5【Ce】－6.5【Nb】℃
50、怎样计算镍基合金的熔点？
T熔＝1453－61.7【C】－13.2【Si】－3.6【Mn】－35【P】－32.3【S】－1.6【Cr】－5【Al】－11.1【Ti】－0【Co】－6.8【Nb】－2.7【W】－1.0【Mo】－0.6【V】－0.75【Fe】－1.3【B】－2.1【Cu】－5.3【Zr】－62.5【O】－5.9【Ce】－2.7【Mg】℃
51、如何确定浇注温度？
根据合金熔点的计算结果选择浇注温度。一般浇注温度比熔点高40～80℃，对于流动性好的钢种选择下限，流动性差的钢种选择上限。
52、浇注温度对钢锭质量有何影响？
在浇注和金属凝固过程中，钢液中的气体要溢出，夹杂物要上浮，钢液由凝固产生的收缩需要填充，这就要求钢液有一定的过热度，以保持良好的流动性。但温度过高，会使柱状晶区加宽，偏析增大，锭子各向异性大，缩孔加深，钢锭和电极拉裂倾向性增加，甚至粘模或拉断，造成废品，温度过低，不利于气体和夹杂的去除，还会使锭子或电极表面质量下降，等轴粗晶区扩大，夹杂物增多，疏松严重，甚至于造成短尺废品。
53、真空感应炉浇注操作前应注意些什么？
在浇注前，先送大功率搅拌钢液，使温度和成分均匀化，把钢液上面的浮渣推向坩锅壁，熔池中间部分成镜面，并倾动坩锅几次，使推向坩锅壁附近的浮渣粘在坩锅壁上，然后降低到保温功率，带电浇注，带电浇注的目的在于：一是在浇注时的浮渣推向坩锅后面，不顺着钢液流入钢锭和电极中，二是使钢液保持温度，不致有大的变化。
54、浇注后为什么要进行真空保存？
① 避免红热金属的氧化和过早的晃动模子，破坏结晶的正常进行；
② 减少坩锅内剩余合金和坩锅壁渗入金属的氧化，减轻下一炉次的冶炼负担，保证合金质量。
55、高温合金浇注时易产生哪些缺陷？
① 表面裂纹、重皮、结疤、表面夹杂等；
② 缩孔和疏松；
③ 点状偏析
56、真空感应炉常用的烤炉工艺？
① 煤气烤炉；
② 电烤炉。
57、什么是合金化？
合金化指冶炼过程中加入金属材料并按钢种规定调整合金成份的过程。
58、Ni、Cr在钢中有何作用？
Ni与Fe形成固熔体，固熔后使之强化，Ni在钢中不形成C化物，起到细化晶粒作用，改善钢的低温性能，使钢具有高强度、高韧性，耐磨性和钢的疲劳强度，使钢的导电性和导热性下降。Cr保证高温合金的高温抗氧化能力。
59、W、Mo在钢中有何作用？
W同C形成碳化钨具有高熔点，具有硬性，增加钢的耐磨性，Mo提高钢的硬度，使Fe素体固熔化，提高强度。
60、Al、Ti在钢中有何作用？
Al起到细化晶粒的作用，用于脱氧剂，提高钢的抗氧性，改善钢的电磁性能。Ti提高合金的高温持久强度。
61、感应炉冶炼的四个条件是什么？
设备正常，原料合格，坩埚良好，工艺合理。
62、真空感应炉全熔的标志是什么？
钢液表面翻滚现象停止，气泡细小而均匀地逸出。
63、烤炉的要求是什么？
① 煤气烤炉升温缓慢均匀，高温（1200℃）适当保温，以达到去除潮气目的；
② Fe洗烤炉慢速升温，高温（1600℃）快速烧结。
64、钢锭模的使用有何要求？
① 锭模由生铁铸成，使用前必须经过退火处理或高温洗烫处理；
② 座模子时要座正，防止钢液冲刷；
③ 座模前要对钢锭模进行清理，内表面保持清洁。
65、真空感应炉冶炼的三个重要工艺参数是什么？
①精炼温度。②精炼时间。③真空度。
66、真空感应炉一般装料的顺序
坩埚底部放小Ni板铺底，依次加Co、Cr、Ni，铁棒放置出钢槽一边，V、W、Mo、Nb装中上部，最上部装放Ni，可早期形成熔池，有利于炉料熔化。
67、真空感应炉取样应注意些什么？
① 样勺表面刷上涂料；
② 样勺进入钢液前，要对样勺进行预热几分钟；
③ 钢液温度适中，温度过低容易包样勺。
68、坩锅冶炼后期注意事项？
① 注意观察坩锅监视系统，以便确认钢水对炉壁的侵蚀情况；
② 翻炉时观察坩锅，是否产生裂纹，及裂纹的大小；
③ 加强对设备的检查，防止设备疲劳工作引起事故。
69、坩锅打结时的注意事项？
① 炉衬完好，不漏感应圈；
② 均匀布料，钎子插几遍后用打炉机打实；
③ 湿打料不易过稀，防止烤炉时上涨；
70、真空感应炉冶炼时对真空系统有哪些要求？
① 真空泵组合理，抽气能力强；
② 炉体漏气率符合要求；
③ 各种过滤网倒换正常；
④ 各种阀门密封完好。
71、感应炉结膜的目的是什么？
在精练合金化阶段，向熔池里添加Al、Ti、Ce、B、Zr等活波元素时，如果熔池温度过高，在高真空下，添加会发生喷溅和挥发，活波元素还会与坩锅发生剧烈反应，而低温下加Al、Ti、Ce有利于进一步脱氧，所以，添加合金料时，需降低温度，钢液表面结膜后加入。
72、感应炉冶炼化学元素比较多钢种装料应注意什么？
主要注意原料的装入顺序和方法。根据原材料特点、易氧化程度、挥发情况、比重、和数量的多少，装入不同的地方和部位；易氧化、易挥发元素在精练后期加入。
73、小型真空感应炉后期加料应注意什么？
小型真空感应炉后期也就是精练合金化阶段，加料时应对钢液进行结膜，防止喷溅和挥发；另外，加料一般靠测温管加入，需确定料是否全部加入。
74、小型真空感应炉为什么要清理坩锅？
小型真空感应炉一般采用间歇性生产，每炉生产后破真空，造成坩锅氧化严重，同时，因为炉体小，粘结在炉壁上的残余钢液对下炉的冶炼时的化学成分造成影响。
75、真空感应炉对冶炼钢种的生产顺序有什么要求？
① 走双真空路线的钢种放在坩锅前期冶炼；
② 对个别元素有特殊要求的钢种（如碳、气体等）放在前期冶炼；
③ 高温合金放在前期冶炼；
④ 含铜钢种放在后期冶炼。
76、含Cu钢种为何放在坩锅后期冶炼？
① 铜在一般钢种中属于有害元素，放在前期冶炼，容易对其他钢种造成污染；
② 含铜钢流动性好，对坩锅侵蚀比较严重，影响坩锅寿命。
77、真空感应炉对配料有什么要求？
① 使用的炉料牌号、批号正确；
② 炉料化学成分准确，符合技术规程要求；
③ 炉料使用和流通过程中执行双人检斤，确保重量准确。
78、真空感应炉抹炉衬的要求？
① 炉衬厚度均匀，不漏感应圈；
② 炉衬表面光滑；
79、冶炼高温合金所用的原材料主要有那些？
① 返回料
② 中间合金
③ 精钢材
④ 金属料
80、冶炼高温合金对原材料有哪些要求？
① 对各种冶炼用原材料应准确的掌握它的化学成分，不允许混乱；
② 原材料中S、P含量低，低熔点有色杂质Pb、Bi、Sn等要低；
③ 原材料气体含量要少；
④ 原材料要特别清洁、无锈，无油污；
⑤ 原材料不准雨淋和堆放在潮湿场地，以保持干燥。
⑥ 根据炉子容量大小和电源频率，对原材料大小有一定要求。
81、真空感应炉返回料有什么特点？
① 都是高温合金、精密合金和高合金钢类；
② 来源少又昂贵；
③ 化学成分明确
④ 气体、夹杂物含量要少
⑤ 表面质量要求高
⑥ 尺寸要求严格。
82、返回料为什么进行预处理？
① 减少返回料中的气体含量；
② 清除返回料表面氧化皮及其他吸附物；
③ 均匀化学成分；
④ 把不规格的返回料处理成适合适合熔炼的规格。
83、返回料预处理的方法有那些？
① 表面处理
② 重熔处理
③ 化学处理
④ 尺寸规格的处理
84、真空感应炉常用脱氧剂有哪些？
碳、Si－Ca、Al块、Ni－Mg等。
85、产生渣圈的原因是什么？
① 坩锅长时间冶炼时，抽空过程中钢液不断地喷溅，逐渐形成渣圈；
② 钢液气体含量高，抽空时迅速形成渣圈。
86、真空感应炉冶炼过程中渣圈对冶炼的影响？
① 渣圈造成坩锅直径变小，加料时容易架桥；
② 渣圈在冶炼过程中容易掉进钢水，造成化学成分不合；
87、产生架桥的原因是什么？生产中如何破除架桥？
产生架桥的原因有：①炉料过长；②含Co钢种加料时，Co板后期加入，熔化时焊接，产生架桥；③渣圈过大，产生架桥。
破除架桥可采用如下方式：①用吊锤砸开；②倾动坩锅，用熔化的钢水把架桥部位烫开；③对于架桥严重的，可破真空处理。
88、喷溅是如何产生的？
① 熔化速度快，炉料中气体未充分排出，或者熔化过程中发生架桥，坩锅下部的金属液温度很高，大块冷料突然落入熔池，必然会引起喷溅；
② 补加的合金料中，气体含量高，加入速度快，温度高，来不及充分放气就熔化为液体，也容易造成喷溅。
89、怎样防止和处理喷溅？
① 防止喷溅应从原材料的准备和合理装料开始，选择合适的供电制度，熔化期精心操作，避免架桥现象，补加合金料时，先将熔池钢液降到合适温度，再缓慢加入，以杜绝喷溅发生。
② 发生喷溅后，应适当降温，减缓反应进行，使沸腾逐渐减弱；产生大喷溅时，可以通入氩气，降低真空度，提高炉内压力，压制沸腾待钢液平静后，再继续抽空。
90、冶炼超低碳钢时怎样使钢中碳降到最低？
① 原材料带入的碳尽量低；
② 炉中碳高时，可加入FeO降低炉中的碳；
③ 加强对钢液的搅拌；
④ 真空度要高。
91、真空感应炉真空度上不来的原因？
① 炉体漏气；
② 真空泵抽气能力不足；
③ 钢液气体含量高，放气量大。
④ 设备存在漏水、漏油现象。
92、大型真空感应炉破真空注意事项？
① 首先是低熔点挥发物的燃烧，将造成设备的损坏；
② 翻炉后先加入一小部分炉料，降低坩锅温度；
③ 正在熔炼时破真空应该注意对钢液表面进行结膜，防止钢液氧化；
93、怎样处理渣圈？
① 渣圈产生后，可在洗炉时，通过增加装入量和前后倾翻的方式烫掉渣圈；
② 对已经离弧的渣圈，可以通过加料料筐进行处理；
③ 对于大一点的渣圈，因为与坩锅焊接比较牢固，可采用破真空，直接用电焊或火焊清理。
94、真空感应炉浇注过程中造成堵水口的原因是什么？
① 浇注初期堵水口，一般为流钢槽清理不净或是翻炉时钢液表面渣子多，浇注速度没有跟上造成；
② 浇注中后期堵水口，主要是因为浇注时断流，流钢槽内钢液表面渣子在水口堆积，造成堵塞；
③ 浇注温度偏低。
95、浇注时钢锭模底部钻钢水的原因有哪些？
① 浇注温度偏高；
② 钢锭模底部掉肉或者是底垫砖没有塞好。
96、为什么浇注过程中会烫模子？
① 浇注温度偏高；
② 模子或水口没有座正，水口歪，浇注时钢水直接浇到模壁上。
97、为什么钢锭模会变形，变形的钢锭模对浇注有何影响？
钢锭模变形主要由钢锭粘在钢锭模内，不能顺利脱出，常采用撞击的方式脱模，造成钢锭模变形。变形后的钢锭模会给钢锭脱模带来困难。
98、破真空对坩锅有何危害？
① 破真空后，对坩锅造成氧化，表面易脱落；
② 残余钢水吸氧严重，下炉冶炼中在坩锅表面形成氧化膜，给冶炼带来困难；
③ 破真空后，坩锅急剧降温，容易产生裂纹。
99、真空感应炉炉中分析成分偏高造成“和面”的原因有那些？
① 原材料化学成分有偏差；
② 加料时称重不准；
③ 冶炼过程中掉渣圈。
100、真空感应炉熔炼中对钢液上涨如何处理？
钢液上涨为钢液中气体含量偏高，加料后钢液上涨，可采用充入氩气的方式，增加熔炼室压力；
来源：材料+
篇二:[真空感应炉]炉外精炼技术（LF精炼、VOD真空脱氧)
炉外精炼技术（LF精炼、VOD真空脱氧)
mafengqa
2007-12-28 07:04
1、炉外精炼的内容脱氧、脱硫；去气、去除夹杂；调整钢液成分及温度。
2、炉外精炼的手段
渣洗：最简单的精炼手段；真空：目前应用的高质量钢的精炼手段；搅拌：最基本的精炼手段；喷吹：将反应剂直接加入熔体的手段；调温：加热是调节温度的一项常用手段。
3、主要的精炼工艺LF(Ladle Furnace process)；AOD(Argon-oxygen
decaburizition process );VOD (Vacuum oxygen decrease process) ;
RH (Ruhrstahl Heraeus process);CAS-OB( Composition adjustments by
sealed argon -oxygen blowing process) ；喂线 (Insert thread) ；
钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)；喷粉( powder injection
)。
mafengqa
2007-12-28 07:12
LF炉LF炉指一种利用钢包对钢水进行炉外精炼的设备！！！LF炉(LADLE
FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。它的主要任务是： ①脱硫 ②温度调节 ③精确的成分微调 ④改善钢水纯净度 ⑤造渣
在LF炉生产中建立过程控制计算机系统，主要用来解决以下问题： ①实时接收生产计划，按照计划动态组织生产。 ②按照炉次对LF炉生产进行实时的数据跟踪。
③通过冶金模型的计算，实现作业过程的优化，同时并向操作人员提供操作指导。 ④向下工序提供LF炉作业数据。
⑤向工艺人员提供生产数据的历史追溯.LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。 实际就是电弧炉的一种特殊形式。
最常用的精炼方法；取代电炉还原期；解决了转炉冶炼优钢问题；具有加热及搅拌功能；脱氧、脱硫、合金化LF 精炼炉
LF钢包精炼炉可供初炼炉（电炉、中频炉、AOD炉、转炉）钢水精炼、保温之用。是满足优钢、特钢生产和连铸、连轧的重要冶金设备。具有常压电弧加热、脱氧去气、吹氩搅拌、加料调整成分、测温、取样、脱磷脱硫等功能。
特 点
1.采用三相电极三(单)支臂、水冷炉盖，具有电极旋转和平移钢包车两种结构，占地少，适于旧车间改造。可选钢包倾动机构，进行扒渣操作。
2.采用机械传动、PLC控制、液压或气动电极夹紧，水冷电缆设备简单，易于使用维护，可靠性高。
3.具有包底吹氩(氮)装置，可以人工(或机械)包顶加料，吹氧(辅助脱碳.脱磷)。 4..配合各种小型熔炼炉生产各种特殊钢，最小单炉处理钢水量
6-8T，单炉处理时间 25-35min。常规
LF炉工艺操作1.电炉EBT出钢，出钢过程加合金、加渣料(石灰、萤石等2%)，底吹氩、通电升温、化渣，10分钟取样分析，加渣料(1％)，测温取样，加合金看脱氧，准备出钢。2.一般30－50分钟，电耗50－80kwh/t；3.现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。
mafengqa
2007-12-28 07:15
[h1]转载[/h1][h2]临钢炼钢厂ＬＦ精炼炉工艺实践[/h2]摘要
概述了山西新临钢钢铁有限公司炼钢厂３０ｔ钢包精炼炉投产３个月以来的基本工艺状况、冶金效果，包括钢水加热、底吹氩、成分控制、脱氧和钢液纯净度控制。
近年来，钢铁冶金新技术、新工艺得到了长足的发展，而炉外精炼技术作为其中重要的一环，及它对提高钢的内在质量、改善钢材的性能、满足品种钢冶炼的需求已经越来越引起人们的重视。ＬＦ精炼炉因其设备投资较少、精炼效果明显而迅猛发展，已成为开发钢种、提高质量的主要精炼设备之一，国内已形成了转炉＋ＬＦ炉＋连铸的工艺路线。山西新临钢钢铁有限公司ＬＦ钢包精炼炉于２００５年８月投产热试，经过３个月的工艺实践，ＬＦ精炼炉已发挥其良好的精炼脱氧优势，有效地起到了改善钢的内在质量和控制钢水温度的作用。１ＬＦ炉的设备概况
工艺技术参数 公称容量：３０ｔ 正常处理钢水量：３０ｔ 最大处理钢水量：３２ｔ 最小处理钢水量：２０ｔ
变压器额定容量：５５００ｋＶＡ＋２０％ 一次电压：１０ｋＶ 二次电压：２１５Ｖ—１８９Ｖ—１５０Ｖ 调压方式：无励磁调压
前三档为恒功率，后三档为恒电流 精炼周期：～２２ｍｉｎ２ＬＦ精炼工艺制度及钢水处理效果
工艺流程：转炉——２×ＬＦ炉——连铸——转炉的冶炼周期为２２ｍｉｎ，连铸的生产周期为１６mｉｎ～１７ｍｉｎ。为保证生产连续快速进行，临钢炼钢厂采用２座ＬＦ炉配１座连铸机的生产工艺，且本厂ＬＦ工艺的特点是精炼周期较短，这就给ＬＦ精炼造渣工艺带来了较大难度。在热试期间，炼钢厂采取了多种造渣脱氧工艺，经过反复比较，最终形成了比较适合炼钢厂的一套工艺制度。２.１转炉控制２.１.１出钢下渣控制
转炉出钢过程中下渣时，炉渣受钢流的混冲乳化起到了充分氧化钢液的作用，这种原始渣氧化性强，炉渣氧势高且渣中ＳｉＯ２含量较高，碱度低，给精炼脱氧造成极大危害。根据临钢目前的转炉设备工艺状况，具有较好精炼效果的转炉下渣的渣层厚度不大于７０ｍｍ。２.１.２转炉成分控制
在转炉出钢脱氧合金化的过程中，由于加入增碳剂（碳粉），有部分碳粒混入钢渣中，且合金、脱氧剂、精炼渣的加入使出钢温降较大，使熔渣变稠甚至硬化结壳，导致精炼前期化渣困难、时间较长和就位成分碳含量不准确。另外，由于ＬＦ炉加料口较小，精炼周期较短，我们采取了精炼过程不进行合金的成分微调，转炉按钢种中限控制合金成分，按钢种下限控制碳含量，减少转炉下渣的工艺措施，确保在ＬＦ炉合金和碳含量的准确控制。２.１.３
出钢时加渣料
研究表明，单独用脱氧剂如Ｆｅ－Ｍｎ脱氧，发生如下反应： ［Ｍｎ］＋［Ｏ］＝（ＭｎＯ） ［Ｆｅ］＋［Ｏ］＝（ＦｅＯ）
生成Ｍｎ（Ｆｅ）Ｏ，并不能把氧脱到很低的程度。但是随着脱氧产物Ｍｎ（Ｆｅ）Ｏ在渣溶解，其热力学活度降低，促进了脱氧反应的进行，使钢中溶解氧降低，如图１所示。无渣的情况下脱氧产物为
Ｍｎ（Ｆｅ）Ｏ，钢中溶解氧较高，故出钢前应将配好的渣料加入钢包中且放在钢流冲击处，充分利用出钢时钢水冲击的动能，加强渣———金属的混合，达到脱氧、脱硫的目的。为此，我们采取了出钢过程加精炼渣的工艺制度，采取的精炼渣渣系为：
ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ，主要成分见表１：表 １ 精炼渣系的主要成分成分 W(CaO) W(Al2O3) W(MgO) W(Fe2O3)
W(TiO2) 精炼渣% 45.9 29.5 1.9 1.3 1.6
钢包中的ｗ（Ｍｎ）／％图１在有渣和无渣条件下Ｆｅ－Ｍ 的脱氧情况 ２.２加热制度
３０ｔ钢包精炼炉的二次测电压范围为１５０Ｖ～
加热制度２１５Ｖ，分为４档，调方式为有载或无载。热调试数据表明，实际的钢液升温速度与初始钢液温度、出钢时合金和脱氧剂的加入量、造渣剂的加入量、钢包运转周期等因素有关。实践表明，处理初期采用中等电压、大电流操作以快速化渣提温，当炉渣化好后可根据钢水温度情况，采用不同电流，短电弧加热，弧流变化范围为１００００Ａ～１６８００Ａ。２.３吹氩制度
底吹氩在ＬＦ炉处理过程中发挥的作用十分重要。底吹氩对化渣、调节成分、脱硫、脱氧及夹杂物的上浮均有较大影响。搅拌强度与钢包带渣量和钢水温度也有较大关系。实践表明，ＬＦ精炼炉到吊包工位后，接吹氩管进行旁吹破壳，破壳后流量稍微变小，以钢水不裸露为准。到加热工位后，根据透气砖透气情况，采取中等强度的氩流量进行搅拌。钢包出加热工位喂Ｃａ－Ｓｉ丝后，进行软搅拌。氩气流量变化范围约为３００ＮＬ／ｍｉｎ～５０ＮＬ／ｍｉｎ～２０ＮＬ／ｍｉｎ～１０ＮＬ／ｍｉｎ。２.４造渣工艺
ＬＦ炉精炼造渣过程的核心任务是尽快形成ＦｅＯ含量小于１％的强还原性渣，即白渣。能否尽快形成白渣，并使钢水在还原气氛中有足够的精炼时间是保证钢液脱硫和净化钢水质量的关键。在ＬＦ炉热试期间，考虑造渣剂成本和精炼周期等因素，经多次实践，形成了较好的精炼造渣工艺制度。即钢包至ＬＦ炉，底吹氩旁吹破壳后，首先喂铝线把钢中的溶解氧脱到最低限度，Ａｌ脱氧反应为，然后加入电石、铝粉等脱氧剂，转至精炼工位后，测温取样，供电精炼。精炼过程中，根据实际情况分批加入石灰、电石、铝粉等渣料，总量约为３５０ｋｇ～４００ｋｇ。供电结束后，ＬＦ炉转至等待工位，喂硅钙线，软吹３ｍｉｎ～５ｍｉｎ，吊包出工位。精炼过程白渣形成时间约需６ｍｉｎ～１０ｍｉｎ。３ＬＦ钢水处理效果３.１渣中（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）含量和熔渣碱度
有关资料表明，当熔渣中ｗ（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）在１．０％以
下时，钢液内的氧将向与之接触的熔渣内扩散，从而降低了钢液中的氧浓度，保证一定的炉渣碱度，控制包渣碱度Ｒ在３～４．５之间，会使炉渣具有较高的脱硫和吸附夹杂能力。热试过程的数据表明，在出钢挡渣正常的情况下，对于出钢时ｗ（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）为７％～１４％，碱度Ｒ为２．５～３的钢包顶渣，经ＬＦ炉精炼后，大部分炉次渣中ｗ（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）变为１％左右，碱度提高到３～４之间，有效降低了钢中的氧含量。３.２成分控制
经ＬＦ炉处理后钢水成分变化不大，在渣厚小于１００ｍｍ情况下，经喂丝、添加碳粉、加入渣料后，可适当增加部分合金元素的含量。
ｗ（Ｃ）：由于转炉Ｃ含量按规格下限控制，考虑石墨电极加热增碳量， 根据目标要求加入碳粉，可使钢中ｗ（Ｃ）增加０．０１％～０．０８％。
ｗ（Ｓｉ）：由于精炼还原脱氧和加入硅钙线使钢中平均上升－０．０１％～０．０４％之间。
ｗ（Ｍｎ）：由于加入碳粉、电石和铝粉，使部分ＭｎＯ被还原，回锰量约为０．０１％～０．０６％。
ｗ（Ｐ）：精炼处理时，随着炉渣脱氧反应的进行，存在回磷现象，回磷量为０．００１％～０.００６％。
ｗ（Ｓ）：随着炉渣氧化性降低，钢水流动性渐好，脱硫条件得到改善，处理结束后，脱硫率平均为１４．９６％， 最高达
４１.６６％。３.３钢中气体和夹杂
在实际生产时，转炉出钢采用硅铁、锰铁、钢芯铝、硅钙等合金和脱氧剂进行脱氧，钢包精炼时，进一步采用喂铝线脱氧，可以使钢中的氧含量降低，而炉渣中（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）含量的降低和炉渣碱度的提高，使钢中氧向炉渣中扩散成为可能，但在白渣化较差的情况下，钢中氧有可能回升。经过３个月的工艺实践，ＬＦ炉发挥了较好的脱氧优势，脱氧率最高为８４．０４％，平均为６６．６１％。钢中氮含量稍有增加，平均为３２×１０－６，氮含量控制都在标准范围内。转炉出钢过程加部分硅钙，精炼结束喂硅钙线，使钢中Ａｌ２Ｏ３夹杂和ＭｎＳ夹杂由链条状转变为易上浮排除的液态球状氧化物，起到了提高钢液纯净度，消除机械性能影响的作用。金相检验表明，经精炼后的铸坯中只有级别较低的球状氧化物夹杂。４结论
（１）ＬＦ炉发挥了较好的脱氧优势，脱氧率平均为６６.６１％，铸坯纯净度得到改善。
（２）转炉下渣量不稳定给精炼操作带来一定难度，钢包内渣层厚度不大于７０ｍｍ是今后一段时间内的攻关目标。
（３）ＬＦ炉的工艺制度还需要继续研究，对于如何解决渣料快速熔化，提高渣铁的硫容比，以进一步提高脱硫率是今后需要解决的问题。
mafengqa
2007-12-28 07:25
AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。一、AOD氩氧精炼炉设备组成：1、 AOD炉体2、
AOD悬架3、 托圈4、 AOD挡渣罩5、 AOD底座6、 轴承和轴承座7、 倾炉系统驱动机构8
AOD事故倾动驱动机构二、AOD法特点： *采用廉价高碳铬铁大幅度降低原料成本。 *采用二步法炼钢，缩短了冶炼时间，提高了生产本。
*采用AOD法冶炼的不锈钢，质量稳定。 *AOD炉设备简单，基建投资小。 *AOD法操作简单，可靠，并可稳定地实现过程自动控制。
三、目的： 主要是冶炼高质量的不锈钢(C<20ppm,S,P<50ppm)；
使用更廉价的原料(采用高碳铬代低碳铬)；备注：使用情况：60－70％的不锈钢产量；我国太钢有国内第一台AOD;四、不锈钢的冶炼方法
电炉；电炉或转炉＋AOD；电炉或转炉＋VOD.五、AOD工艺过程 1.炉料：废钢、不锈钢返回料、高碳铬铁、高碳镍铁
2.吹炼过程温度及氩氧比的控制 3.分不同温度及碳含量控制吹炼氩氧比:
O2：Ar=4:1(3:1)，C下降为0.2%、T＝1680℃； O2：Ar=2:1， C下降为0.1%、T＝1700℃；
O2：Ar=1:2， C下降为0.02%、T＝1730℃； O2：Ar=1:3，
C下降为0.01%、T＝1750℃；
mafengqa
2007-12-28 07:36
VD/VOD炉 基本情况：VD 的功能仅是真空加搅拌，VOD 是Vacuum
and stir and injection oxygen；VD主要应用于轴承钢脱氧；VOD
主要用于不锈钢冶炼；一、设备用途：VD型钢包精炼炉可对钢水进行真空脱气处理及真空下合金成分微调及氩气搅拌。VOD型钢包精炼炉是在真空下吹氧、脱碳、真空除气、真空下合金成分微调，主要用于精炼超低碳不锈钢和电工纯铁等。二、主要形式：VD/VOD型钢包精炼炉可采用单独工位，也可采用双工位，真空罐为高架式或地坑式布置，也可采用车载式，真空罐盖的移动方式可采取旋开式或车载移开式。三、设备组成：VD/VOD型钢包精炼炉由真空罐、真空罐盖及罐盖提升机构、钢包、氧枪机构、真空加料装置、测温取样和观察系统、氧气系统、氩气系统、冷却水系统、真空泵系统等组成。四、VD工艺：以轴承钢冶炼为例
1.轴承钢最重要的性能指标是疲劳寿命。 2.影响轴承钢寿命的重要指标是钢中氧含量，钢中[O]控制在10ppm为好。 3.最好水平[O]
＝3－5ppm。国内10ppm左右。4.控制钢中非金属夹杂物和碳化物级别。5.GCr15是最常用轴承钢：
%C：0.95-1.05；%Mn: 0.9-1.20；%Si:0.40-0.65；%Cr: 1.30-1.65 S,P<0.020
6.冶炼工艺：UHP＋LF+VD（或RH）+CC：
LF出钢后，扒渣（倒渣）2/3，渣层厚度应保持40－70mm，扒渣时间<3min。
扒渣完毕LF钢包入VD处理工位，接通氩气，调节流量50－80NL/min，同时测温、取样，加入硅石2 kg/mm，调整炉渣碱度R=1 .2－1 .5。
测温、取样后VD加盖密封，抽真空。 真空泵启动期间，调整氩气流量保持30 －40NL/min。
真空保持时间：真空启动后，工作压力达到67 Pa时，保持时间≥15min。 真空保持期间调整氩气流量
70NL/min左右，并通过观察孔观察钢水沸腾情况，及时调整，保持均匀沸腾。 终脱氧后解除真空、开盖、测温，软吹15－25min，氩气流量
70-100NL/min左右，控制渣面微动为宜。 软吹结束后，测温、取样，加保温剂出钢，出钢温度1530－1540℃。五、VOD
工艺：以冶炼超低碳不锈钢为例 1.初炼炉将碳控制在0.2－0.5％，P<0.03%以下； 2.钢液温度为1630℃；
3.初炼炉除渣后，将VOD钢包吊入真空室，接底吹氩，开始抽真空，此时温度1550-1580℃;
4.当真空度达到13－20kpa时，开始吹氧脱碳； 5.碳含量降低的同时，提高真空度，保铬不氧化；
6.当碳合格时，停止吹氧，加大真空到100Pa以下，并加大搅拌，进一步脱碳，钢液温度达到1670－1750℃；
7.加合金、微调成分、加铝吹氩搅拌几分钟后，破真空浇铸。
mafengqa
2007-12-28 07:49
rh精炼炉 Ruhrstahl
公司和Heraeus公司1957年开发的。也称钢液循环脱气法，将钢液提升到一容器内处理。
主要冶炼高质量产品，如轴承钢、LF钢、硅钢、不锈钢、齿轮钢等。 国内RH设备主要依靠进口一、RH工艺特点
①反应速度快，表观脱碳速度常数kC可达到3.5min-1。处理周期短，生产效率高，常与转炉配套使用。②反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应，可生产H≤0.5×10-6，N≤25×10-6，C≤10×10-6的超纯净钢。③可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理温降；④可进行喷粉脱硫，生产[S]≤5×10-6的超低硫钢。二、RH工艺参数
处理容量：大炉子比小炉子好(50t以上)； 处理时间：钢包在真空位的停留时间τ； τ＝Tc/Vt Tc允许温降，
Vt平均温降℃/min； 循环因数：C＝ω(t/min).t(min)/Q (ton) ω 循环流量、 t脱气时间、
Q处理容量 循环流量ω：主要由上升管与驱动气体流量决定； 真空度：60－100pa；
抽气能力。三、RH真空工艺过程 1.出钢后，钢包测温取样； 2.下降真空室，插入深度为150-200mm；
3.起动真空泵，一根插入管输入驱动气体； 4.当真空室的压力降到26－10kpa后，循环加剧；
5.钢水上升速度为5m/s、下降速度为1－2m/s； 6.气泡在钢液中将气体及夹杂带出。 四、RH的发展 1.-OB
(Oxygen Blowing)，真空室下部吹氧 2.-KTB (Kawasaki Top Blowing) 日本川崎，顶吹氧
3.-PB(Powder
Blowing)，真空室下部喷粉脱P、S。
mafengqa
2007-12-28 08:02
CAS、CAS－OB精炼工艺一、工艺优点：
钢液升温和精确控制钢水温度；促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度；
精确控制钢液成分，实现窄成分控制；均匀钢水成分和温度；与喂线配合，可进行夹杂物的变性处理；冶炼节奏快，适合转炉的冶炼节奏。二、CAS－OB的冶炼效果
1.加热；升温速度5－6℃/min； 2.钢液成分：吹氧前后变化不大；
3.钢水洁净度：[O]基本不变，可降低[N]含量。
mafengqa
2007-12-28 08:07
喷粉工艺一、效果最好投资及使用成本最低也是最不好掌握的技术；可脱硫、脱磷、合金化、夹杂变性；二、工艺参数：
喷枪插入深度；h=H(钢液深)-hc(喷入深)； 喷吹压力：大于钢液、炉渣及大气压； 喷吹时间：喷粉设备及钢液容纳粉剂的能力；
供料速度：设备能力及钢液化学反应速度；
载气能力与粉气比。
mafengqa
2007-12-28 08:11
典型精炼设备的功能一、洁净钢的定义
1.洁净钢是一个相对概念；某一杂质含量降低到什么水平决定于钢种和产品用途；不同的年代，对洁净钢有不同的要求；有害元素降低程度决定于装备和工艺现代化水平。
2.高附加值产品对洁净度的要求是： T[O]要低<20ppm；
夹杂物数量要少；夹杂物尺寸要小<50μm；夹杂物形态要合适。二、洁净钢(purity steel)
60年代：[S]+[P]+[N]+[O]+[H]<900ppm；
70年代：[S]+[P]+[N]+[O]+[H]<800ppm；
80年代：[S]+[P]+[N]+[O]+[H]<600ppm；
90年代：[S]+[P]+[N]+[O]+[H]<100ppm；
2000年代：[S]+[P]+[N]+[O]+[H]<50ppm。
洁净钢除[S]+[P]+[N]+[O]+[H]五大元素外，随废钢量的增加。还包括Cu、Zr、Sn、Bi、Pb等伴生元素。
mafengqa
2007-12-28 09:30
装载：http://www.edianlu.com/topic/5/Article_s5kkUE.html中国电炉网
炉外精炼技术在铸钢生产中的应用
铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。
炉外精炼技术简介
20世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是铸件生产中的适用技术之一。
1 炉外精炼技术的功能
①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对上述功能，衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗／精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。
2 电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介
目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期——氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质量，提高生产率的目的。下面是双联工艺法的工艺流程：电炉加料——熔化——氧化——升温——出钢——LF炉接钢液——精炼还原——微调成分，调整温度——出钢——喂丝——钢液测温——钢液浇注。
3 双联工艺法的产品质量
对几个采用双联工艺法的铸钢厂产品质量跟踪：①气体含量：[H]<3.5ppm，[O]<40ppm，[N]<80ppm；②杂质含量：[P]<0.015％，[s]<0.0l％，si、Mn可控制在0.02％内，Ni、Mo、Cu可控制在0.0l％内。
4 材料性能
屈服强度增加7％～1l％；抗拉强度增加3％～6％，冲击韧度增加20％一45％；断面收缩率、伸长率基本无变化。夹杂物含量明显减少，分布形态多呈不连续状。
炉外精炼技术经济效益分析
几家铸钢厂使用钢包精炼炉设备后，吨钢原材料消耗量均有所下降。如吨钢电耗，下降35kwh左右。但增加LF炉设备后，需配套增大水循环系统，除尘系统及其他投资，使得钢液冶炼成本增加。但钢液化学成分控制稳定，合金成分控制准确，钢液成分均匀。无偏析现象，钢液中气体、夹杂物控制较高，力学性能优良，铸件废品率大大降低。正基于上述原因，钢液成本总体上基本持平。
使用钢包精炼炉技术的优点 ①
用钢包精炼炉技术后，钢液中的有害元素和有害气体降到了一个较低的含量水平，使钢中不易形成对铸件材质有严重破坏的非金属夹杂物，从而提高了铸件的低温性能和铸件对使用环境的适应性。②氩气的搅拌作用加速了钢／渣之间的化学反应，有利于钢液的脱硫、脱氧，促进钢液中非金属杂物的上浮和去除，提高了钢液温度和成分的均匀性。③与普通电弧炉联合冶炼，加快了生产周期，提高了合金回收率。④设备简单、投资较低。
使用钢包精炼炉还需解决如下问题
①钢液温度下降。由于钢包精炼炉与普通电弧炉相连操作，在普通电弧炉钢液氧化完毕向精炼炉出钢时，钢液温度下降，炉子越小，温降越大。这样精炼炉需进行提温操作，会少许增加电耗。②钢液倒包会增加气体含量，钢液进行炉外精炼后，其钢液中各类气体含量均有降低。但在钢液倒包过程中，易使钢液吸气，造成钢液气体含量些许增加，目前已有解决办法。
mafengqa
2007-12-28 09:34
转炉炼钢：铁水供应（倒罐站、混铁炉）→脱硫站→转炉→炉外精练（LF、VD、RH等）→连铸机
电炉炼钢：废钢供应（废钢配料间）→电炉→炉外精练（LF、VD）→连铸机
转炉炼钢：铁水供应（倒罐站、混铁炉）→铁水预处理→转炉→炉外精炼（LF、VD、RH等）→连铸机（或模注）
电炉炼钢：废钢供应（铁水、海绵铁）→电炉→炉外精练（LF、VD、AOD、VOD等）→连铸机（或模注）
说明：不同的钢厂设备不同生产工艺流程也不同，实际上世界上几乎没有完全一样的钢厂存在，生产工艺流程存在很多不同。
mafengqa
2007-12-28 09:38
钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。
钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。
mafengqa
2007-12-28 11:36
Quote:
引用第12楼gxdchl-18于2007-12-28 09:45发表的
:学习了一下不错，对洁净钢的要求进一步了解。
宝钢的洁净钢生产技术随着社会的进步，现代工业对钢材性能的要求越来越高，为满足这一要求，洁（纯）净钢技术研究也越来越成为钢铁冶金技术领域的重要研究课题。
宝钢从引进之初，就十分注重洁净钢厂的建设。特别是九十年代初以来，宝钢依靠科技进步，着手研究开发纯净钢冶炼技术，目前已形成批量生产纯净钢的生产技术和管理技术。
1 超低硫钢生产技术
铁水脱硫是一种经济、有效的脱硫方法，在工业生产终得到了广泛的应用。宝钢曾先后采用了混铁车（CaO系、CaC2系脱硫剂）和铁水包（Mg系脱硫剂）两种脱硫方式。当铁水原始硫为150～300ppm时，脱硫后铁水硫含量最低可达10～30ppm的水平。
众所周知，转炉的脱硫能力是相当有限的。特别在铁水原始硫含量很低的情况下，由于入炉的石灰、废钢等炉料带有较高的硫，往往出现转炉过程回硫现象。一般来说，仅靠铁水预处理要稳定生产硫含量小于30ppm的钢是有困难的。因此，在转炉出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。
宝钢相继开发了三种钢水炉外深脱硫工艺，其基本特征如下：
RH处理过程加入脱硫剂方式（方式A）：开发高效CaO-CaF2系脱硫剂，通过RH合金溜槽将脱硫剂加入真空室；脱硫处理的炉次尽量控制转炉下渣量，并对钢包顶渣进行改质处理，使其具有高碱度和低FeO含量。
RH处理过程喷粉脱硫方式（方式B）：开发CaO-Al2O3系预熔型脱硫粉剂；采用低枪位操作，以使粉剂能充分进入钢水循环；处理前对钢水和钢包渣进行充分脱氧，以提高脱硫效率。
LF炉深脱硫方式（方式C）：开发钙铝系合成渣剂，优化渣脱氧制度；优化钢包底吹氩模式；对于深脱硫钢，为强化渣钢界面的脱硫反应，采用强搅拌方式。
上述三种脱硫方式的效果对比如下：RH处理过程脱硫（方式A、方式B），其脱硫率均在40%左右，脱硫效率并不高。此类工艺作为一种钢水脱硫处理的补充手段，以降低钢种的保留率是比较合适的。其具有占用工位时间少，增氮量小的优点。而LF炉深脱硫工艺具有很高的脱硫效率，平均脱硫率达87%，在原始硫含量并不很低的前提下，脱硫后可使钢水硫含量稳定达到10ppm以下，为超低硫钢的生产提高了有力保证。
2 低磷钢生产技术
钢中磷过高，在凝固时会产生严重的偏析而导致产品脆裂。对于高级管线钢则需要将磷降至100ppm以下，而对于在极寒冷地区使用的管线钢，为防止冷脆，甚至需要将钢中的磷含量控制在50ppm以下。宝钢相继开展了如下的工艺试验：
铁水三脱+转炉小渣量（渣量指数为0.3）冶炼工艺（方式A） 铁水脱硫+转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式B）
铁水三脱+转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式C） 转炉预处理脱磷+脱碳转炉中渣量（渣量指数为0.6）冶炼工艺（方式D）
上述4种不同脱磷工艺效果如下：采用三脱铁水少渣量工艺的转炉终点平均磷含量为120ppm；采用通常脱硫铁水的大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为100ppm；采用三脱铁水大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为66ppm；而采用转炉脱磷预处理铁水+脱碳炉中渣量工艺转炉终点平均磷含量达到58ppm，由此可见，方式C、方式D均为生产超低磷钢的有效工艺。
3 低氧钢生产技术
在钢中氧含量过高，则角状夹杂物及宏观夹杂物增多，易于发生脆性断裂，而且非金属夹杂物含量过多也影响钢表面质量。
宝钢主要针对IF钢，开展了一系列旨在降低全氧含量，减少夹杂物和防止卷渣的研究，在生产中所采用的措施包括：
采用挡渣出钢，要求使钢包渣层厚度≤70mm。 钢包渣改质：出钢时向钢包表面加入改质剂，降低渣的氧化性。
控制RH中F[O]浓度和纯脱气时间。 采用中间包纯净化技术。
为了防止结晶器保护渣卷入，采用不易卷入的高粘度保护渣。 在连铸操作方面，保持适量的Ar气吹入量和维持结晶器液面稳定。
4 低氮钢生产技术
钢终氮对冷轧板的深冲性能影响极大，为使冷轧板保持良好的加工性能，钢中的氮含量应尽可能降低；钢终氮含量过高将导致时效硬化、硬度增大而延展性变差。
一般来说，因为RH脱氮能力有限，特别在低氮范围（氮在50ppm以下），脱氮反映几乎中止。因此，降低转炉吹炼终点氮含量和避免钢液增氮是降低钢水的主要措施。
（1）转炉低氮冶炼工艺
从控制入炉原料和吹炼工艺里两方面入手，宝钢开发了转炉低氮吹炼模式：其措施包括控制铁水氮含量和入炉铁水比，优化转炉造渣和吹炼制度等。在采用转炉低氮吹炼模式后，停吹氮可控制在15ppm以下。
（2）防止钢水增氮技术 不同出钢方式对钢水增氮影响很大，氧化状态出钢有利于减少增氮。
板坯连铸中，最大的增氮一般发生在钢包和中间包之间。为此，宝钢除采用中间包覆盖剂覆盖钢水外，在钢包和中间包之间采用长水口，并在钢包水口和长水口连接处采用Ar气和纤维体密封。采用上述措施后可使浇铸过程中的增氮量控制在1.5ppm以内。通过上述措施的应用，目前宝钢可批量生产[N]≤20ppm的低氮钢。
5 超低碳钢生产技术 （1）RH脱碳技术 RH脱碳技术主要包括两点：
RH脱碳前最佳成分控制，使之处于最佳范围； 加速RH脱碳技术。 （2）防止钢水增碳技术
经RH脱碳处理的超低碳钢水，一旦脱氧后，就极易增碳。在不少场合，增碳是导致钢水成分出格，成品降级的主要原因。在导致钢水增碳的诸多因素终，炼钢辅材和耐材中含有过量的碳是重要原因。宝钢在此两方面开展了较深入的研究：
开发了高碱度中间包覆盖剂，该覆盖剂具有含碳量极低的特点，有利于减少钢水增碳；
采用低碳高粘度保护渣。降低保护渣中的碳含量（特别是游离碳含量）是避免超低碳钢水增碳的直接、有效方法。此外，适当提高保护渣年度，渣耗降低、液渣层增加、液层中碳向钢液面扩散速度将降低。因此提高保护渣粘度对防止增碳是有利的；
采用无碳钢包耐材。钢包耐材对钢水增碳的影响是巨大的，宝钢所开发的钢包无碳包底浇注料和钢包无碳渣线浇注料不对钢水造成增碳。 6
宝钢的纯净钢水平
宝钢在纯净钢生产单项技术研究的基础上，以超低碳IF钢和X系列管线钢为对象钢种进行联动试验，开发了批量生产纯净IF钢、管线钢生产技术和管理技术，旨在带动宝钢纯净钢综合控制水平进步，增强产品竞争力。通过科技攻关和技术改造，宝钢目前的产品特别是管线钢和IF钢的有害元素含量得到了大幅度的下降，取样分析表明，铸坯中夹杂物直径小于50μm的99%以上，洁净度得到了大幅度提高。
mafengqa
2007-12-28 11:37
洁净钢技术与工艺简介1
目标与目的 钢洁净度在钢铁应用的发展中是最重要的。钢的性能决定了它的用途与竞争能力，而化学成分和最终的显微组织确定了钢的性能。因此，不会有一个完整的洁净钢定义，它仅仅是与应用有关的一个术语。氧化物在改变钢的显微组织上扮演了重要角色，因此，成为本次研究的焦点。它们要么以钢水二次氧化的形式存在，要么以耐材或保护渣吸卷的方式进入钢中。因此，炼钢，尤其是二次冶金处理和连铸工序是实现所要求的洁净度的关键。 为判定最佳操作和建立科学的概念，收集了关于设备、工艺和控制方面的数据。这些数据来自22个国家的64套设备上，各个数据表包含了800条不同的信息，总共获得了5万余条可用信息。选择了低碳钢、超低碳钢、管线钢、高碳长材和弹簧钢进行研究，应用领域涵盖了汽车裸露件、管线和滚珠轴承等。比较工业实践仅仅是该项目的一个部分，此外，还进行了深入的文献调查，以确定今后的发展与进步。 氧化洁净度是优质钢最重要的一个指标。全世界在改进二次炼钢和连铸工艺技术方面付出了巨大努力。主要目的是要将钢水中夹杂物含量减少到最低程度，促进颗粒分离，避免被大气、炉渣和耐火材料二次氧化等。有害夹杂物一个主要成因是非常小的夹杂物在紊流区凝结，这出现在从大包到中间包、中间包再到结晶器传输钢水的过程。相反，外来非金属夹杂物源于炉渣夹带，因此，保护渣绝不能乳化进入钢水。这是对钢铁工业在这个艰难冶金领域里继续发展提出的挑战。2
洁净钢 这次的研究不是要建立洁净钢的通用定义，因为洁净度是钢材使用的直接结果，对洁净度的要求各不相同。本次研究集中在氧化物夹杂方面。氧化物夹杂数量根据使用要求可以不同，但在位置、形状、分布和其它许多方面要仔细考虑。 一般而言，钢和食品一样干净。人们所不希望的成分浓度大约是百万分之的数量级。而且，钢中局部含有杂质不会影响使用。当讨论钢的洁净度时，氧化物夹杂是讨论的重点。氧化物颗粒是在生产加工中由脱氧、二次氧化生成的，或与各种容器的耐火材料反应形成的。多数颗粒能在钢包、中间包和结晶器中与钢水分离、熔入渣中。留在钢水中的氧化物颗粒非常小，只有几个微米。显微洁净度是用钢水中总氧含量定义的。必须假定这些显微夹杂对高性能钢是无害的。即便如此，显微洁净度仍具有重要的意义，它是紊流区凝聚形成宏观夹杂物的基础。钢材缺陷的起因通常是钢铁生产中必须避免的宏观夹杂物。夹杂物含量低是洁净钢的一个标准，但不是唯一的标准。 洁净钢的焦点是钢材及钢材的应用。就此面言，汽车裸露件、海上设施和冷拔钢丝所要求的洁净度有相当大的差别。应该认识到，随着产品厚度的减薄，这些要求也越来越严格。夹杂物的位置和变形扮演了重要的角色，二次冶金中的夹杂物工程是一个非常流行的控制夹杂物变形的手段。连铸坯夹杂物的位置受机器的设计和结晶器流动控制影响。宏观夹杂在连铸坯中是很少见的。50μm以上的宏观夹杂很难找到，因此，需要使用大型试样监测系统，这是唯一能实现大海捞针的可能手段。 当非金属夹杂物直接或间接地降低了加工性能或使用性能，则钢是不洁净的，当不存在这种影响时，则可以认为钢是洁净的，不用考虑非金属夹杂物的数量、种类、尺寸和分布等。3
洁净钢基本特征和生产实践 洁净钢的任何定义都要包含它的使用要求，我们应该认识到，随着产品厚度的减薄，这些要求也越来越严格。因此对洁净钢的一种定义应该是，当非金属夹杂物直接或间接地降低了加工性能或使用性能，则钢是不洁净的，当不存在这种影响时，则可以认为钢是洁净的，不用考虑非金属夹杂物的数量、种类、尺寸和分布等。 非金属夹杂物的类型有两种，即内生夹杂物(脱氧或二次氧化时形成的氧化物)和外来夹杂物(来自卷入的炉渣或侵蚀掉的耐火材料)。内生夹杂物通常与钢水成分达成化学平衡，它们是自然发生的，因此只能降低不能完全消除。相反，外来夹杂物通常是与工艺相关的，因此可以通过适当的手段消除。 洁净钢生产就是要在各工厂特定的条件下控制夹杂物污染。尤其是在要求苛刻的应用领域，它的厚度非常薄，如帘线钢、超低碳IF钢或刀片钢等，则洁净钢操作必须严格贯穿整个生产流程。可用热力学模型帮助确立特定应用的夹杂物成分，强调实现这些所需要的工艺条件。实践中需要注意的主要是稳定操作、控制钢水氧势和在浇铸前分离夹杂物。在钢包向中间包以及中间包向结晶器输送钢水时，必须小心谨慎，避免钢水被空气二次氧化，还要注童降低各阶段的炉渣携带量。 中间包向结晶器分配钢水，在流动力学设计上要避免缩短流动路径，这有助于将夹杂物引向渣或耐材表面。连铸机采用适度设计并具有稳定流动模型后，夹杂物在结晶器内的上浮实现最大化，避免了突发事件和钢水的不稳定流动态，而且，磁流体力学技术可用来控制、改变、优化钢水在结晶器内的流动。4
钢包操作 就氧化物洁净度的关注程度而言，高炉——转炉流程与电炉炼钢之间几乎没有差别。钢水中夹杂物的数量、种类、尺寸和分布的主要源头是二次精炼时的钢包操作，但也有一些源于中间包和结晶器内的钢水流动与工艺条件。中间包和结晶器内的夹杂物的形成与排除不在本文的讨论范围内。 非金属夹杂物的三个来源： *
加入脱氧剂产生的脱氧夹杂物，以及由于钢水暴露于大气中或与不稳定耐材接触造成的二次氧化夹杂物； *
由沙子形成的和因化学与机械侵蚀造成的耐材衍生夹杂物； *
由于钢水在渣金界面高速流动和渣层乳化被卷入钢水深处形成炉渣衍生夹杂物。 二次氧化夹杂物是炼钢的固有特征，通过优化工艺操作可以减少或完全消除二次氧化夹杂物、耐材衍生夹杂物和炉渣衍生液态夹杂物，否则就要使用搅拌或延长处理时间的手段去除这些夹杂物。原则上，炼钢的各个阶段都能通过这些手段将夹杂物送到金属—气体界面、渣金界面或金属—耐火材料界面，从而能成功地将其清除。颗粒要在金属—气体界面或渣金界面上排出金属，它们首先要能分离到界面上，然后同界面分开。 自然上浮对于清除小颗粒不是非常有效，而为了提高清除速度，使用气体或电磁搅拌钢水则增大了夹杂物相互碰撞的频率，这就促进了固态夹杂物凝聚和液态夹杂物的融合，形成更大的团簇。钢水搅拌是洁净钢生产的基本特征。气泡清除夹杂物的机理是大气泡夹带夹杂物而非小气泡直接捕获夹杂物。实际上，气泡在上升的过程中变大，所以它们脱除夹杂物的效力低于它的全势能。相对于气体搅拌，电磁搅拌更能实现精确控制，也避免了钢水在渣金界面上的剧烈流动，从而降低了卷渣的出现，然而，却不能实现强烈的渣金混合。钢水流动的垂直分量提高了夹杂物的清除速度，尤其是在靠近渣金界面时。 夹杂物的粒度分布比总数量更重要，因此，工艺处理目的是允许非常小的夹杂物，在浇铸前完全消除团簇和炉渣衍生夹杂物。5
洁净钢生产中的炉渣乳化 经常能在钢材表面附近和内部缺陷中观察到渣滴，这表明降低冶金容器内炉渣乳化程度是洁净钢生产的先决条件。在炼钢和连铸工艺上，发生炉渣乳化的机理有几种，如出钢流股冲入渣层、溢出气泡对渣金界面的冲击、出口涡流和钢水流对渣金界面形成剪切力作用等。各工厂发生炉渣乳化的主要机理不尽相同，但对于钢的缺陷，连铸结晶器内炉渣乳化极可能是决定性的。中间包夹杂或转炉渣夹带是涡流动造成的，虽然这个阶段的炉渣乳化没有结晶器内严重，但却削弱了冶金反应，降低了生产效率。 大部分关于结晶器内炉渣乳化的研究都采用冷模型法，现提出了6种乳化类型，即： ·由结晶器窄面回流的钢水引起； ·由不稳定逆向流动引发高剪切应力造成； ·由浸入式水口后面有规律地产生漩涡分离引起； ·由浸入式水口出口处巨大的氩气泡运动到界面处引起； ·由浸入式水口出口处不均匀的钢水流动引起； ·高产量时在油水界面形成泡沫。 乳化过程与液—液界面处剪切力的发展有关。这个界面在临界速度下变得不稳定。认为由剪切力引发的炉渣乳化可能有三种不稳定机制，即Kelvin—Helmholtz不稳定性、Tylor-Saffman不稳定性和Fluid流动不稳定性。为建立对乳化行为的定量描述而进行了理论与实验分析。炉渣乳化的临界速度和渣滴尺寸随工艺参数和渣金的物理化学性质而变化，这些包括浸入式水口深度、拉坯速度、吹氩量、结晶器尺寸、出口形状、流动控制机理与堵塞程度、粘度、表面张力与密度等。 利用结晶器内钢水流动控制可以防止卷渣。完整的流动控制系统要仔细考虑钢渣的理化性质和系统的几何条件。已知提高保护渣粘度可降低炉渣乳化和表面缺陷，但这导致保护渣消耗减少，带来了润滑问题。作为这个问题的解决方案，建议使用粘度高、结晶温度低的保护渣。保护渣的密度和表面张力影响炉渣的乳化行为，但在实际操作中，即使渣化学成分变化，这些性质也不会有太大的改变。 漩涡的卷渣机理可分为两种不同的模式，即有初始涡量时最先出现的“vortex-sink”和在没有初始涡量时发生的造成浇铸后期卷渣的“draiH—sink”。虽然经常说vortex-sink可以忽略而drain-sink才是炉渣乳化的主因，但仍有些人主张，至少在部分程度上，卷渣要归因于vortex-sink。这里有两种不同的情况，(1)低流速时，漩涡在浅水发展，随着排出速度的增加而增大；(2)在高速时，临界深度随着排出的增加略有下降。人们熟知，对钢铁生产有影响的是后一种情况。漩涡现象的特征可归纳如下： ·容器直径几乎没有影响； ·随着出流口直径的增加，漩涡在更浅的水深发展； ·随着容器内初始环流的增加，临界深度增大； ·偏心水口减轻了漩涡； ·炉渣相使漩涡扩大。 为防止炉渣携带进行了许多努力，这包括炉渣侦测系统和破涡器的开发。对抑制漩涡提出如下建议： ·修改出流口、使用固定或漂浮的碟或球效果不明显； ·水口附近的流动隔板能有效阻止漩涡的形成； ·临时关闭水口似乎不能有效地抑制漩涡； ·喷吹气体可延迟漩涡的形成。 为理解炉渣乳化后进人钢水的行为，并在洁净钢生产中杜绝这种现象，借助文献对流体乳化进入不相容的更重的流体进行了研究。这包含了由漩涡引发的炉渣在结晶器内的乳化。大部分的文献在处理这一现象时采用的是数学冷模型法和量纲分析，而不是直接观测钢渣体系。观察得到的各种机理与模拟容器有关。利用理论和实验分析对定量描述进行了研究，但主要是针对冷模型，还需要在生产应用方面和对前期工作的提炼等方面进行深入研究。6
钢水二次氧化与连铸水口堵塞
在洁净钢的生产中必须控制各生产环节的二次氧化。长期以来，洁净度对钢性能的影响已被人们熟知，主要是长材和HIC钢。今天，许多研究表明了钢中总氧量或炉渣成分与成材的表面缺陷发生率之间有着直接的关系。这部分文字综合研究了为解决钢水二次氧化和水口堵塞所付出的努力，这些对实现所要求的洁净度是至关重要的：二次氧化的量化，对渣、空气和耐火材料造成的二次氧化控制，吹氩控制，连铸水口堵塞的机理和缓解。 二次氧化的量化
在今天有几个辅助技术是可用的：渣中FeO含量和粘度测量，用镧示踪铝镇静钢中的脱氧产物来标定二次氧化夹杂物，使用BaO、SrO或结合使用镧示踪与SIMS评定来追踪可能的二次氧化源。 炉渣二次氧化控制
当氧化渣与脱氧钢水接触时，就会形成明显的氧和脱氧剂浓度梯度。反应区位于渣金界面附近的钢水一侧，溶解氧和脱氧成分反应生成沉淀物。在冶金容器即将排空时，由于漩涡漏斗和draining漏斗的出现，渣被卷入。开发了许多防止炉渣带入钢包的技术，最常见的是转炉和EBT电炉使用的挡渣镖。目前在推广的红外相机侦测系统提高了挡渣效率。通常合并使用电磁AMEPA炉渣侦测系统与钢包滑动水口自动关闭系统来解决钢包到中间包的带渣问题。钟形钢包长水口是防止钢渣乳化、卷渣的有效方法。 通过撇渣可避免钢水在钢包内被炉渣二次氧化，对于大部分用RH生产的铝镇静钢，进行炉渣脱氧可将二次氧化降到一定程度。炉渣脱氧主要使用铝基制品，可能还配加CaC2，主要是在转炉出钢时进行，也有时在二次精炼结束后进行。其目的是使FeO小于5％，甚至2％。为避免中间包内的二次氧化，使用密实的不会造成二次氧化的覆盖熔剂，如液态的富含CaO的碱性熔剂，添加15％MgO来制约与中间包衬发生反应。 大气二次氧化的控制
必须控制钢包内的搅拌强度，以防羽毛状气柱破坏覆盖层，确保容器的气密性和惰性。在向中间包注入用镧示踪的钢水时，第一个水口上能看到沉积物，这是强烈二次氧化的证据。中间包无氧化预热能避免氧化预热产生的渣壳。中间包盖和最大0.1％—0.5％的预钝化能有效避免开浇阶段的包内二次氧化。对长水口、塞棒和浸入式水口的压力测量、计算表明是负压，尤其是靠近滑动水口和塞棒处。因此，要求耐火砖、耐火衬保持密实是非常重要的，必要时可吹氩进行钝化保护。 耐材二次氧化的控制
生产洁净钢的钢包衬通常使用优质耐火材料，如低硅高铝砖。对于白云石质钢包和MgO-C渣线，由于侵蚀的原因，Mg向钢水迁移，有可能生成尖晶石或CaO—Al2O3—MgO夹杂。中间包喷涂的MgO衬可能是二次氧化夹杂的源头，钢水与MgO夹杂和水反应。氧化铝石墨质耐火砖是复杂反应的发生地，因此使用无碳衬能有效地抑制这些反应。 水口堵塞控制
镧示踪了脱氧夹杂，因此钢水中夹杂与堵塞之间的关系清楚了：堵塞是二次精炼产生的非金属固体夹杂在耐火材料上沉积。这些夹杂物，对于碳钢是氧化铝和铝酸盐，对于Ti稳定不锈钢是氧化钛和TiN。 浇铸时的后期二次氧化和吸氮
夹杂物随着温度的下降而析出，这是排在第二位的特征。钙处理是一种解决铝镇静钢水口堵塞的方法。无氩浇铸是可能的。添的加钙合金在浇铸温度下可生成液态铝酸钙。合金添加量与钢水成分和总氧量有关。固态铝酸钙会造成水口堵塞。钙处理不合格是一个原因。另一个是渣金反应，尤其是优质长材，如帘线钢。 为得到优质长材，必须吹氩。湍流的钢水促进了夹杂物与耐材壁的接触。使用叉形水口和塞棒及流量调节可减轻这种现象。经常需要5L／min的最小氩气流量。应该参照流出量以避免结晶器液面剧烈波动。流量控制器和压力计是需要的，并要进行校准。耐火材料的质量与性质决定了氩气的标准流量。氩气管路中可能会留有吸入的空气。对耐火件的组装必须格外小心。唯一能用的高效耐火材料方案是所谓的氧化铝水口和无碳衬。耐材中氧化性气体少、绝热好、粗糙度低，这就提高了它的效率。对这些耐材的预热必须小心控制。7
中间包冶金 多年来，中间包功能不断增强，从单一的钢水分配器的角色向着与质量相关的多功能角色发展。如果分配角色对于保证生产效率和生产成本仍是重要的，则其它技术是为实现更好的质量而服务的。 即使在钢水温度和化学成分控制方面取得重大进步，提高钢的洁净度无疑仍是最主要的目的。如果大部分洁净度问题与宏观夹杂物有关，则更严格的要求和出于防止水口堵塞的需要就要控制、减少细小夹杂物的数量。现代钢包处理是相当可靠的，钢水中夹杂物含量非常低。 中间包有两重作用，即避免钢水被污染和促进夹杂物分离。稳定浇铸期与开浇过渡期或更换钢包时是有明显区别的，后者更容易造成钢质量变差。在过去的10—15年里所取得的进步主要是针对改善钢的洁净度的。由于延长存留时间利于夹杂物上浮，中间包的容量逐渐增大。尤其是为获得更高的安全性，防止顶渣卷入，中间包钢水深度也达到了最大。这些手段使得稳定浇铸期内氧化性宏观夹杂物问题得到明显改善。中间包的设计和形状是人们所关注的，几种配置都有各自的拓展，这表明实际情况造成最终的选择，钢洁净度仅是其中的一个方面。 对钢包冶金站送来的钢水进行完善保护是绝对必要的，尤其是在过渡期会产生各种夹杂物源，无保护浇铸带来的空气、钢包带渣、中间包漩涡和炉渣乳化等都是需要重点控制的方面。为防止钢水被污染而采取了各种措施：使用长耐火材料管或水口接在钢包底上、使用中间包盖板、将炉渣侦测系统连接到炉渣切断系统上、在水口附近使用堤坝或隔板等。为研究中间包内的流体流动，人们付出了相当的努力，使用堤坝、堰坝和挡板及其它装置来强化夹杂物分离。我们看到，大量使用这些流场改变器的是大方坯和小方坯连铸机。尽管传统的酸性保护渣(稻壳)对钢水的绝热保温效果好，但却不再被洁净钢的生产认可，这就要求用碱性材料来取缔它们，并使用双熔剂法生产。 总之，可以说，要实现极高的洁净度(这意味着结晶器内的总氧不超过15或20ppm)，中间包的设计是重中之重。当权衡投资费用与超大型中间包的操作，以及与次品有关的成本时，建议采用有充足容量的中间包，它要有最低的钢水高度或者入口与出口间有足够的距离。从经济性与冶金的角度看，堤坝或堰坝似乎只在小型或多流中间包上是可取的。 无论使用何种中间包，都需要采取如下二类措施，尤其是在过渡期的时候：
* 使用吹气水口，在开浇前密封中间包； * 应用钢包渣侦测法和钢包渣截断技术； *
浸入式长水口和钢包流影响最小化； * 仔细选择耐火材料衬和顶渣熔剂； *
最后是采用中间包底吹氩。 其它技术，如中间包加热技术或电磁技术等的收益低，但投资成本、生产成本高。8
结晶器内流动控制 钢水在结晶器内的流动极大地影响着钢水在结晶器内的被污染程度和夹杂物在坯壳内的滞留情况。也就是说，从浸入式水口排放出来的钢水撞在坯壳的窄面上，产生向下流进铸坯和向上流向弯月面的两股钢水流，诱发了扰动，如弯月面液位波动、夹渣和向下的钢流阻碍夹杂物上浮问题等。这一现象基本上是由于浸入式水口的出流在时间和空间上的不均匀造成的。另一方面，为防止非金属夹杂物滞留在坯壳内，在弯月面附近又需要一定程度的界面流速。该部分文字从结晶器内钢水流动控制技术的角度描述了弯月面液位控制、防夹带保护渣技术、电磁力应用等技术的现状。8.1
弯月面波动与控制 弯月面液位波动不仅造成了诸如漏钢等生产上的问题，还严重影响铸坯质量。确切地说，当弯月面波动加剧时，板坯近表面非金属夹杂物增加，导致钢材表面缺陷加重。更有报道称，用EPMA分析时，在三分之一的表面缺陷样本中检测到了结晶器保护渣。从这些事实出发，就必须尽可能精确地控制弯月面液位波动，因此开发出了许多这方面的技术。 液位传感器的侦测精度、浇注设备的响应速度和控制系统的特性决定了液位控制的精确性。控制模式的基础是根据液位传感器输出值的变化和拉坯速度，并将其反馈回或传递给控制系统来控制滑动水口或塞棒的打开，从而控制中间包向结晶器的钢水流量。至于测量弯月面液位的传感器类型，x射线法和热电偶法早在80年代以前就已广泛使用。磁铁型是在80年代才开始推广的。至于浇注设备，虽然塞棒使用到了70年代中期，但经改进的滑动水口系统在板坯连铸机上更常见。原因在于它的流量与滑板打开时间的线性度高，且滑动水口系统驱动硬件的机械可靠性也高。然而，在近几年，从稳定钢水出流和在浸入式水口内的流动以及消除滑动水口密封等问题的角度出发，人们开始重新认识结合了镶嵌式浸入水口的塞棒控制模式。液位控制的基础是根据液位传感器的信号和拉坯速度对滑动水口或塞棒的打开进行PID控制。然而，由于对质量要求的愈发严格和连铸连轧技术的进步，开发了额外的弯月面液位控制技术来应对浇注设备导致的钢流波动、鼓肚造成的弯月面波动和高拉速下弯月面扰动带来的液位波动等问题。 弯月面传感器的发展似乎已到了极限，近一段时间几乎看不到技术进步。努力改进集中在了提高浇注设备精确度、工艺自适应控制和处理工艺扰动的H∞控制与人工控制等领域。自从主驱动系统从电机类型转换到液压类型，机械系统的精确度得到了极大的提高。为应对工艺的波动和扰动，当有可能要出现严重扰动时，将正常生产条件下的自适应控制切换到基于现代控制理论的控制模式是非常重要的，如H∞控制。 最近有报道称开发成功了一种新控制系统，它结合了混合致动器与塞棒控制，获得了高拉速下良好的弯月面稳定效果。混合致动器是中间包塞棒的驱动单元，它的液压缸和液压泵结为一体，缸和泵间的管道非常短，重量轻且尺寸紧凑，故具有非常好的机械响应特性。8.2
保护渣的卷渣 现已清楚，保护渣夹渣是造成产品缺陷的一个诱因，因为在许多产品缺陷中，如冷轧薄板的剥片和厚板的UST缺陷，常常能检测到保护渣成分。据报道，60％的超低碳钢表面缺陷的根源都是保护渣。 主要通过结晶器内的流动控制预防夹渣。保护渣物理性质的影响是很大的，浇注中使用少量氩气也能有效地防止夹渣。结晶器流动控制的基础是对出流钢水在弯月面附近的表面流速进行控制，因此，虽然电磁力技术能有效控制钢水流动，针对不同浇注条件选择最佳的浸入式水口形状与浸没深度仍是重要的。若防止卷入的保护渣被坯固壳捕获，重要的是确保弯月面温度在一个最佳范围内和具有适度的流动。报道称，确保弯月面处有足够的渣层厚度和保温性能可有效地保证弯月面有足够的温度。 在实际的浇注中，粘度的影响是很大的。采用高粘度保护渣后，冷轧薄板的表面缺陷明显下降，但随着粘度的提高，保护渣消耗下降，导致了严重的润滑问题。为解决这个问题，开发出了高粘度低熔点保护渣，由保护渣消耗下降造成的非金属夹杂物缺陷大幅下降。氩气泡在弯月面附近破裂造成卷渣，虽然减少氩气流量有望能减轻卷渣，可一旦氩气流量下降，就更有可能形成氧化铝结瘤或水口堵塞。另一方面，用无碳水口能很大程度的降低卷渣造成的产品缺陷，这种水口抗氧化铝结瘤性能良好。8.3
电磁场 应用电磁力控制钢水在结晶器内的流动开始于1985年。开发出的各种技术普遍为板坯连铸机采用，其中包括电磁制动和电磁搅拌。控制钢水流动的方法分为使用交流电的交变磁场和使用直流电的静态磁场。 交变电磁场法是在结晶器两宽面上布置有两极或多级的感应线圈，将交变磁场强加给结晶器内的钢水。采用这种方法的代表性技术是EMS(结晶器电磁搅拌)、EMLS(电磁液面稳定)和EMLA(电磁液面加速)。EMS的感应线圈布置在结晶器上半部，弯月面区域的钢水被强制进行水平方向的环流。EMLS和EMLA的感应线圈布置在浸入式水口的出流股附近，出流可根据浇注状况进行加速(EMLA)或减速(EMLS)，以获得最佳的钢水流速。EMS的作用是洗去凝固前端的非金属夹杂物，防止它们被困在凝固的坯壳内。EMLS和EMLA的作用是优化沿窄面向上和从窄面流向中心区这两种钢水流的流速。通过控制加速或减速模式的电流，就能控制弯月面处的钢水流速，使其达到最佳状态。 当静态电磁场垂直作用在钢流时会感生制动力，也就是说，当导电的流体在静态磁场中移动时会产生感应涡流。感应涡流与静态磁场相互作用，生成制动力，反向作用在流体上。该方法分成三大类，即局部电磁场型(EMBR)、均匀电磁场型(LMF或EMBR
Ruler)和两段式磁场型(FC
Mould)。EMBR是最早引入的方法，在降低钢水流速方面获得了一定的成效，但相当有限，因为在浸入式水口附近磁场强度较弱，有时会产生强大的钢水流，强大的向下钢流造成弯月面波动加剧、非金属夹杂物数量上升和气孔缺陷。LMF和FC
Mould用电磁力覆盖了整个结晶器宽度，使EMBR的这个问题基本解决。 LMF(平面磁场)以静态磁场为特征，位于浸入式水口下方，覆盖了整个结晶器的宽度。报道称，在实际浇注中使用0.42T的磁通量，降低了下降钢流的穿透深度和偏流程度，提高了弯月面温度，其结果是成材的UST缺陷得到显著改善。 FC
Mould(控流结晶器)有两个静态磁场。其中一个作用在弯月面处的钢流上，用来压制表面湍流。另一个作用在浸入式水口出流口下方的钢流上，目的是在结晶器下半部获得均匀的下降流。另外，上下两个磁场在两侧面用铁轭相接，绕着结晶器形成单一的磁路。由于两个磁场都覆盖了整个板坯宽度，故电磁制动力沿着结晶器宽度均匀分布。FC—MouldⅡ已开发成功，它能独立控制上下两个磁场，使得板坯表面和内部的非金属夹杂物数量级得到改善。 近几年就弯月面附近应用电磁挤压力展开了基础性研究，目的是在降低表面缺陷上进行最终的改进提高。在实验室内进行了小方坯和大板坯浇注实验，结果表明，除表面粗糙度急剧下降外，近表面非金属夹杂物显著降低。 结晶器电磁搅拌M-EMS广泛的用在了小方坯和大方坯连铸上，来提高铸坯内部质量。然而，当钢水供应充足时，为提高内部质量在弯月面附近的搅拌就会超出正常量，会造成溢钢、纵裂纹、表面脱碳和水口侵蚀等问题。为解决这个问题而开发了双线圈M—EMS。 l0年间，人们开发了许多技术来解决产品质量问题，满足生产操作上的需要。很多技术越来越复杂，似平快到了它们的极限。从上述技术趋势看，很明显，以实现最高质量、最低成本为目标，还有进一步的改进空间。将要解决的重要问题是生产效率与质量的协调问题，关键环节是浇注系统和弯月面控制。其中，结晶器内的流动控制将是最重要的一个细节。9
连铸坯质量与夹杂物分布 在评估连铸坯洁净度方面，不仅仅是非金属夹杂物的数量，夹杂物的分布同样重要。尺寸在50μm以上的宏观夹杂物在钢水中可自由移动，同时受钢流和浮力的影响。正是由于这个原因，在弧形连铸机铸坯的上表面形成了夹杂物带。 洁净度分析表明了吸氧是在浇注钢流上发生的，吸入的氧越多，夹杂物的数量就越多。对中间包总氧浓度的检测表明，在开浇阶段存在严重的二次氧化。中间包氧含量在开浇时为40ppm，随着浇注的进行而下降，到第一包终点时达到13ppm。问题是，经Ca处理的钢水结瘤有可能造成水口堵塞能否通过陶瓷材料解决。在几个铸流上安装氧化铝—石墨质(黑)和不定形硅质(白)水口。白水口的侵蚀严重，铸坯污染相当严重。 水模型流动实验引起了人们对中间包流动控制优点的注意。其它的水模型实验提出了可适度修改浸入式水口的几何形状。窄水口使液态夹杂物絮状沉淀明显减少，狭窄的截面对氧化物的堆积是非常敏感的。只有在氧化物含量极低的情况下才有可能浇注非钙处理钢。从长远看，为提高洁净度而降低连铸产量不是一个令人满意的方法，这是以降低生产效率为代价的。很明显，SEN40宽水口夹杂物的数量是SEN22的4倍以上。 氧化物洁净度的重要标准是用数量和尺寸描述局部分布。对此，大表面式样的金相评估是尤其适用的方法。夹杂物尺寸可非常精确的确定到25μm以下。用定量金相法对纵截面的夹杂物尺寸分布进行了研究。只有直径在41μm以上的宏观夹杂物纳入了统计评估。正常情况下的铸坯是清洁的，上下两面基本相同。大型夹杂物的运动机理几乎不起作用，没有45μm以上的夹杂物。当减小临界值时，夹杂物数量上升。夹杂物带的形状是铸坯沿连铸机弧形路径运动的结果。首先，远离边缘的地方夹杂物数量下降。此时，铸坯仍停留在结晶器内，夹杂物可以上浮到弯月面处。夹杂物带主要是距表面约30mm的位置上的高浓物质，形成沿铸坯运行轨迹的弧形剖面。由于大型夹杂物上浮得更快，当降低临界尺寸时，渐增的最大值向外侧少许移动。底面更干净，而上表面更脏。 宏观洁净度是用大型不常见夹杂物定义的。因此，检查大表面区域是必要的。乳化炉渣的尺寸介于25～160μm。MIDAS测定给出了宏观夹杂物的数量和分布。对于高级扁平材，如DWI、超低碳钢和IF钢等，在不考虑铸坯内夹杂物类型、形态、尺寸和位置时，这个系统是有效的。夹杂物带只在铸坯离开垂直区后才形成，夹杂物聚集在一起，有清晰的轮廓。 气体保护系统用在了连铸机上，可将二次氧化降到最低或完全消除。今天我们使用大型中间包，因为其钢水存留时间长，夹杂物有足够的时间上浮分离。对钢水内夹杂物的频谱研究表明，尤其是在中间包和结晶器内，已除掉了较大的夹杂物。中包堰、坝能适当的改变流动方向，有助于提高洁净度。 拉坯速度与去除夹杂物的需要正好矛盾，因为颗粒在朝着液相穴终点方向上传输得更快。分离条件与几何尺寸紧密相关。通过降低钢流的穿透深度，可在某种程度上消除弧形连铸机的缺点，为此，开发出了电磁制动。 对大板坯进行了大量测试，证实了不对称的存在，这是由浇注时的跃迁和异常导致的。这一现象的原因必须在工艺技术中查找：结晶器内的单侧流、滑动水口的节流、叉形浸入式水口两侧冒出的氩气量不均衡等。使用浸入式水口和结晶器控流后，氧化性夹杂物更易聚集在窄面上。向浸入式水口添加氩气后，如果浇注的截面很小，氩气泡会紧贴着坯壳上升，导致气泡偏析。因此，在浇注小尺寸铸坯时，吹氩不是通行的操作。过度降低浸入式水口的浸没深度是非常有害的。在结晶器内形成射流和过度湍流对各种生产情况都是不利的。原则上，小直径浸入式水口具有提高质量的潜力。成熟的钢包冶金技术和铸流、钢包、中间包和结晶器的气体保护是实现洁净度的绝对先决条件。 可用先进的感应测量系统来研究结晶器内的钢水流动，即MFC结晶器。MFC在结晶器宽面安装了4个传感器，测量点选择在弯月面附近和浸入式水口主出流口附近。10
确定钢中氧化物洁净度的方法 对于宏观洁净度，其任务是在工艺早期检测出有害现象，确定宏观夹杂物在材料中的位置。在工厂随机检查的基础上，这个统计概率是很低的。在炼钢最早阶段检查洁净度的可靠方法仍然是人们所期待的。某些钢种以及与此相关的应用中，要求非常高的洁净度。钢洁净度是由非金属夹杂物总量确定的，即他们的数量、尺寸、形状、成分和分布等。尺寸分布是一个特征值，它的测定是个统计学上的难题。重要的评判标准是发现较大夹杂物的概率，它们在统计中极少出现。检测宏观夹杂物不会带来什么困难，至于宏观夹杂物，要求大测试量或至少巨大的测试面积。对传统方法的评估表明，在确定宏观夹杂物方面还缺乏创新性的概念和思想。 经典化学法属于残留物分离法。取10kg样钢，用电解熔化，排出或滤出大于50um的夹杂物。金相观察法通常用在轧制的半成品、棒材和管材上。必须强调的是，因为受检区域太小且宏观夹杂物太不常见，只有少数几个步骤的传统递减车削测试不能满足极其严格的要求。也可以用光谱分析确定非金属夹杂物。氧化铝可以用脉冲幅度鉴别法或峰值累积法确定。光谱分析法表明钢水洁净度是可评估的。尽管电子仪器能提供自动图像分析和—些辅助，但仍受限于测量面积不足的统计学问题。因此，相关系统瞄准了微观洁净度，尤其是硫夹杂物，它们只有几个微米。 非破坏性物理法一般用在成品上，使用范围有限。主要的测量原理有x射线照相、显微射线照相或自动射线照相，和利用声波反射或传播性质的超声波检查法。磁性粒子法用来处置冷轧薄板、用于冲压的镀锡板、铁质饮料包装等。在线超声检查系统已在热带和中厚板的生产中使用多年，能跟踪的临界缺陷长度为>8mm／<30mm。 MIDAS是一种确定宏观洁净度的检查方法。铸坯的截面切片与运动方向垂直。夹杂物带沿着拉坯方向紧密排布，夹杂物之间仍紧密接触。试样重25kg，被测试的板厚度为13mm。对于弧形连铸机铸坯，夹杂物在顶面积累，故只对有夹杂物带的上半部分进行了超声波检查。这种宏观氧化物洁净度的测量方法的可复现性得到了验证。11
薄板坯或带钢连铸技术的氧化物洁净度 人们认为短流程钢厂能有效地降低生产成本，它们可以将两个或更多的连续的工艺直接相连或者合并。各种薄板坯热连轧技术被开发出来并投放市场，其数量增长迅速。短流程钢厂迅速发展的主要原因是投资成本低，但其生产的产品大部分局限于普通品种上。这主要是因为在废钢中残余元素的控制上、在表面质量优秀的热带的生产上存在着困难。本节涉及了薄板坯连铸或带钢连铸产品的特性，为了简便，称之为短流程钢厂产品。。 获得无表面缺陷热带的关键因素之一可能就是控制钢中氧化物夹杂。为提高热带质量人们付出了诸多努力，用纯铁替代废钢，强化对炼钢、连铸和除鳞的控制能力等。同期，还引入了使用转炉的短流程钢厂，希望能生产出质量更好的钢材。尽管短流程钢厂有种种限制，各公司仍在经营短流程钢厂。这种技术的应用有望在不远的将来被不断的扩展。 短流程钢厂为了保持竞争力就要提高钢的氧化物洁净度。然而，有关小钢厂钢材氧化洁净度的现状与未来的可用数据并不多。本次调研使用的数据主要来自POSCO的光阳厂。表明电炉钢产品的总氧含量、氧化物夹杂的尺寸都比传统的转炉—大板坯连铸高得多。钙处理经常导致不可变形夹杂物的出现，但这是短流程钢厂获得良好浇注性能的先决条件。这就造成其产品的应用限制。在目前的这种状态下，短流程钢厂的优质铝镇静钢和冷轧薄材极有可能存在洁净度问题。虽然仅做了数量有限的实验室规模的试验，但对于厚度在lmm以上的冷轧板，与铝酸钙有关的表面缺陷数量并不明显，这暗示了电炉钢厂生产的钢材可以作为更高质量的产品。然而，最终的使用还要由经验确定。现急需进行深入研究，不仅要改善氧化物夹杂的性能，还要评估它们的性质。Morihiro
Sumida进行了补充研究，针对带钢连铸工艺及它们对氧化物洁净度的影响进行了分析。
mafengqa
2007-12-28 11:46
超洁净钢和零非金属夹杂钢转载:中国金相分析网摘 要
应针对不同钢种和用途,应用相应的精炼技术,达到超洁净钢对纯净度的要求,诸如超低硫钢要求[S]≤(5～10)×10-6,超低磷钢[P]≤20×10-6,低氮钢[N]≤20×10-6,显微夹杂钢要求钢中夹杂物尺寸≤20μm等。零非金属夹杂钢为钢中夹杂物高度弥散、夹杂物尺寸≤1μm的钢。从理论上分析了零非金属夹杂钢制备的可能性。探讨了采用冷坩埚真空感应悬浮熔炼制备零夹杂钢的冶金工艺。采用中频感应炉熔炼,真空感应炉初精炼,真空凝壳炉或真空电子束熔炼深精炼可使超洁净钢中的Alsol<10×10-6,[S]<10×10-6,[T.O]<2×10-6,[N]<15×10-6。关键词
超洁净钢 零非金属夹杂钢 冷坩埚悬浮熔炼
目前国内外大规模生产的IF洁净钢中C、S、P、N、H、T.O之和不大于100×10-6,不少冶金学家将超洁净钢界定为C、S、P、N、H、T.O质量分数之和不大于40×10-6,作者认为,针对不同钢种及要求,采用不同精炼手段,各个突破,可以达到上述洁净要求。Kiedssling提出夹杂物“临界尺寸”的概念[1],根据断裂韧性KIC的要求,夹杂物“临界尺寸”为5～8μm。当夹杂物小于5μm时,钢材在负荷条件下,不再发生裂纹扩展,可将此界定为超洁净钢标准之一。近年来,加拿大Mitchell教授和新日铁Fukumoto博士提出“零氧化物夹杂钢”的概念[2],所谓“零氧化物夹杂钢”,并非钢中无夹杂物,而是其尺寸小于1μm,无法用光学显微镜观察到,预示其抗疲劳性能将有大幅度提高。本文分析研究制备“零夹杂钢”理论依据,提出其制备工艺技术。1
超洁净钢1.1 超低硫钢1.1.1
超低硫钢的技术要求硫在钢中以硫化物(MnS、FeS、CaS等)形式存在,对力学性能的影响是:(1)使钢材横向、厚度方向强度、塑性、韧性显著低于轧制方向(纵向),特别是钢板低温冲击性能;(2)显著降低钢材抗氢致裂纹能力,因此用于海洋工程、铁道桥梁、高层建筑、大型储氢罐,钢板[S]≤50×10-6。硫还影响钢材抗腐蚀性能,用于输送含H2S等酸性介质油气管线钢,[S]降至(5～10)×10-6。此外硫对钢材热加工性能、可焊性均发生不利影响。1.1.2
生产超低硫钢的技术生产超低硫钢流程:(1)新日铁大分厂生产深冲钢板转炉流程:铁水沟脱硅→铁水喷粉深脱硫→LBPOB转炉脱碳→RH2PB循环脱气喷粉。用CaO+CaF2粉剂喷粉,脱硫率达80%,[S]达10×10-6。技术关键在于提高转炉铁水装入比,减少铁水带入渣。真空喷粉RH-PB或V-KIP可避免钢水翻腾、氧化与吸氮,但真空设备昂贵。(2)德国Aosta生产高速钢、不锈钢流程:电弧炉初炼→Iop2VOD脱磷→扒渣→LF升温脱硫→VD脱气。在电弧加热钢包中脱硫,若渣系选择合适,[S]可降至6×10-6。1.2
低磷钢与超低磷钢由于磷是表面活性杂质,在晶界及相界面偏析严重,往往达到平均浓度的数千倍,因此洁净钢要求[P]≤100×10-6,超纯净钢如[Ni]9%、作低温储罐用钢,[P]≤30×10-6,川崎水岛厂生产极低磷低温容器罐用钢,在鱼雷车内将[Si]脱除[Si]≤0.15%～0.20%,采用Fe2O3-CaO-CaF2系,碱度B=2.5～5.0的渣处理后[P]为0.015%,氧气转炉内继续脱磷+RH-KPB深脱磷,[P]≤20×10-6。对于含Cr高的不锈钢及耐热合金,可用喂线法加入微量Mg和Ca形成Mg3P2和Ca3P2,实现还原脱磷。1.3
低氮钢1.3.1
低氮钢的技术要求氮对钢材的危害是:(1)加重钢材时效;(2)降低钢材冷加工性能;(3)使焊接热影响区脆化。新一代IF钢冷轧板[N]≤25×10-6。厚板为保证焊接热影响区韧性与塑性[N]≤20×10-6。高纯铁素体不锈钢Cr26Mo,铬很高,钢液中N溶解度极高,仍要求钢中[N]≤50×10-6。1.3.2
生产低氮钢的技术V-KIP真空喷粉脱氮,[N]≈35×10-6,继续脱氮无效果。在转炉、电弧炉氧化期、VOD、AOD脱碳的同时,脱氮效果均非常明显。张柏汀等[3]提出转炉脱碳过程中脱氮速度与脱碳速度的关系式,由于吹氧脱碳,产生大量CO,CO气泡对氮来说是小真空室,所以它能带走氮,可用西华特定律来解释。[N]≤30×10-6时仍可进一步脱氮。对高纯铁素体不锈钢,作者采用VCR精炼冶炼。1.4
显微夹杂钢早年瑞典将尺寸为1～100μm夹杂划为“显微夹杂物”。近年较多著作将1～20μm定为显微夹杂。1.4.1
夹杂物生成浓度积脱氧反应x[M]+y[O]=MxOy脱氧产物是纯物质,aMxOy=1,脱氧常数为m,即
因此提出钢液凝固时析出非金属夹杂物饱和浓度积的概念。为了控制夹杂物在凝固后析出,必须深脱氧,降低[aO]同时;降低脱氧元素的[aM]。m系常数,因此钢液中残Al应严加控制。1.4.2
真空下碳氧反应脱氧真空下碳脱氧能力是大气压力下的100倍以上,但会引起沸腾。1.4.3
高真空下夹杂物的气化脱除Al2O3夹杂物在高真空度下有可能气化脱除:即要通过气化反应去除Al2O3夹杂需要37.5Pa的真空度。1.4.4
复合脱氧剂(1)Al+0.66Mn+0.27Si脱氧比单独用Mn、Si的脱氧能力强,这是由于各种氧化物分子间作用力,使各氧化物活度下降。(2)用复合脱氧剂Al-Mn-Si,夹杂物为硅锰酸铝,熔点约1545℃。熔点低,碰撞后易聚集、长大,加速上浮于钢-渣界面。(3)用Si-Mn和Al复合脱氧,脱氧产物是锰铝榴石(3MnO?Al2O3?3SiO2),在700～800℃变形性能转化,形成细小分散夹杂,对钢材性能影响不大。1.4.5
要求显微级夹杂的几种典型超纯净钢(1)
深冲汽车板及易拉罐薄板IF钢要求:[T.O]≤20×10-6,夹杂物尺寸≤20μm;DI钢要求[T.O]≤30×10-6。(2)
子午线轮胎冷拉钢丝要求钢液中酸溶铝[Al]sol=(2～5)×10-6,[T.O]≤20×10-6、夹杂物尺寸≤20μm,夹杂物成分中Al2O3尽量少,呈典型塑性夹杂物。(3)阀门弹簧钢:夹杂物尺寸≤20μm,夹杂物为硅酸盐(CaO?Al2O3?SiO2),夹杂物成分中(Al2O3)≤20%。(4)轴承钢:超低氧,日本山阳特钢轴承钢[T.O]≈5×10-6。1.4.6
生产显微夹杂钢关键技术(1)深脱氧技术:在真空处理设备中(RH-KTB、VODC、LF-VD)钢水进行真空碳脱氧,只要降低PCO就可以达到降[O]的目的,由于氧的传质是反应限制性环节,深脱氧需要足够时间。随后进行沉淀脱氧,使用复合脱氧剂Si-Mn-Al,脱氧产物熔点低,在钢液中碰撞易于聚合成大颗粒夹杂而浮出钢液表面。脱氧产物锰铝榴石(3MnO?Al2O3?3SiO2)在加工后钢材中呈细小分散夹杂,对性能影响不大。(2)夹杂物过滤器:一种是ZrO2过滤器可过滤液态及固态夹杂[4],一种是多孔隙泡沫筛可以将[O]降低42%[5];还有一种MgO、Al2O3及ZrO2粉末填塞过滤层,使不锈钢中Al2O3夹杂物降低20%～70%,用于Ni基合金过滤夹杂物降低44%～55%[6]。(3)连铸中间包,结晶器设电磁搅拌使夹杂物碰撞、聚合上浮。(4)防止混渣:日本山阳SNRP精炼工艺:150t偏心出钢电弧炉-LF-RH-立式连铸流程。偏心炉防止出钢混渣,RH连通管上使用钢质锥形保护盖,防止吸炉渣。下渣量≤1.5kgPt。(5)微气泡法脱除夹杂:通过向钢液吹氩产生小气泡,使细小的夹杂物附着在气泡上一同浮出钢液。2
零夹杂钢2.1
零夹杂钢的意义及发展趋势当材料和纯净度达到一定程度时,其性能会发生某些突变,如超纯铁([Fe]>99.995%)的耐酸侵蚀能力与金或铂的抗腐蚀能力相当;18Cr2NiMo不锈钢中的[P]含量从0.026%降低到0.002%时,其耐硝酸的腐蚀能力得到极大地提高[7]。金属材料的加工性能、疲劳性能和韧性等主要决定于材料中非金属夹杂物的性质、尺寸和数量,只有当非金属夹杂物的尺寸小于1μm,且其数量少到彼此间距大于10μm时,它们才不会对材料的宏观性能产生影响[8]。为了研究钢在极限夹杂物含量下的各项理化性能和机械力学性能,日本科技厅金属材料研究所用冷坩埚悬浮熔炼技术,通过去除夹杂物形成元素和钢中的夹杂物,生产超高洁净钢材料[7];加拿大Mitchell教授[2,8]和新日铁Fukumoto[2]提出了“零夹杂”钢的概念。所谓“零夹杂”并不是钢中没有夹杂物存在,而是指钢液在凝固以前不析出任何非金属夹杂物,钢液在固相状态下析出的非金属夹杂物是高度弥散分布的,其尺寸小于1μm,这些夹杂物在光学显微镜下作常规检验时已观察不到。因此,“零夹杂”钢实际上是含亚微米夹杂物的钢。日本神户制钢的Nishi和Ogawa等[9]用真空感应炉(VIF)熔炼出航空工业用的250马氏体时效钢时,将T.O、S和N分别降低到(2～5)×10-6、(2～3)×10-6和(6～9)×10-6,钢中的夹杂物尺寸最大为6～8μm,主要分布在2～4μm之间。Fukumoto和Mitchell[2]用电子束冷坩埚熔炼法(EBCHM)熔炼适用于电子元件的奥氏体不锈钢时,将钢的[T.O]降低到(2～3)×10-6,钢中的氧化物夹杂主要来自原始合金中的CaO夹杂。因此,可能存在的亚微米夹杂物来自两部分,一部分是由原始合金或初炼炉带来的含Al2O3、SiO2、CaO的夹杂物,另一部分是钢液凝固过程中析出的氧化物、硫化物和氮化物夹杂。钢液中析出硫化物和氮化物的溶积度远比析出氧化物的溶积度高,在一般情况下液相中不可能析出硫化物和氮化物。因此,所谓的“零夹杂”钢实质上是指“零氧化物夹杂”钢。要获得真正的“零夹杂”钢,除了控制钢中的氧含量以及脱氧元素含量及偏析,使它们的溶度积低于固相线温度时的平衡溶度积,以防止在固相线温度以前析出氧化物夹杂以外,还在于如何使原始合金带来的氧化物夹杂从钢中气化去除,即:当金属材料的晶粒度由几十微米降到微米级、及至亚微米级、纳米级时,材料的性能会发生质的变化。对这样的细晶粒材料,如何通过特殊的精炼工艺消除非金属夹杂物的影响对材料科学的发展有重要的影响。Mitchell、Fukumoto[2]、Nishi和Ogawa等[4]对他们研制的超级纯净钢的性能研究仍停留在常规晶粒度下材料性能的比较,对微米级、亚微米级超级纯净钢的性能的研究还未见报道。目前我国正在开发“新一代钢铁材料(超级钢)重大基础研究”项目的研究,正是基于通过材料的形变和热处理实现材料超细晶粒化,达到提高材料强韧性的目的。因此,开展极限含量非金属夹杂物钢或“零夹杂”钢精炼理论及工艺研究,对制备“零夹杂”超级纯净钢以及超细晶粒超级纯净钢性能的研究具有十分重要的意义。当夹杂物尺寸<1μm时,夹杂物将发挥有益影响:(1)微细析出(碳氮化合物,硫化物,氧化物)对晶界起钉扎作用;(2)固溶夹杂拖拽晶界移动的效果;(3)可抑制再结晶和晶粒长大。2.2
零夹杂超级纯净钢精炼工艺原则根据热力学计算,精炼零夹杂超级纯净钢的关键是:(1)控制钢中的酸溶铝含量低于10×10-6;(2)避免原材料中存在含CaO的夹杂物;(3)避免炉衬污染;(4)高真空度精炼。工艺流程见表1。冶炼效果:42CrMo钢,T.O=(2～4)×10-6,σ-1在720MPa,疲劳寿命由原商业产品107提高到109。3
结论(1)超洁净钢应针对不同钢种、不同用途的特殊要求,在工业生产中采取不同的精炼手段,达到各个突破,满足钢种性能要求,不追求泛泛的“超纯”。
(2)零夹杂钢,即钢中夹杂物尺寸小于1μm。要获得零夹杂钢,既要控制钢中氧与脱氧元素的活度积,防止固相线温度以前析出夹杂物,还要使原始合金中带来的氧化物夹杂从钢中气化去除。(3)金属材料的晶粒度已达微米级,消除非金属夹杂物的影响,对材料科学发展至关重要。
mafengqa
2007-12-28 19:46
AOD资料http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=428982相当详细地资料，比我上面发的贴还要详细，值得一看
mafengqa
2008-01-02 15:40
很不错的我在网上下载的
mafengqa
2008-01-03 13:46
炉外精炼技术文献http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=493957&keyword=%C2%AF%CD%E2%BE%AB%C1%B6
mafengqa
2008-01-03 13:47
第九篇典型钢种的炉外精炼技术http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=432234&keyword=%C2%AF%CD%E2%BE%AB%C1%B6
mafengqa
2008-01-03 14:34
LF炉精炼埋弧渣工艺技术
炉外精炼已成为现钢铁生产流程中必不可少的工艺环节，它能显著提高钢水质量和生产效率，并在流程中起缓冲调节作用。LF炉是目前最广泛应用的炉外精炼设备之一。LF炉的主要任务包括脱氧、脱硫、去气、去夹杂物、升温并调整出钢温度，合金化并调整钢水化学成分。 上述各项冶炼任务的完成都与炉渣密切相关。目前，精炼炉炉渣大多采用Cao—CaF2渣系，有时添加少量的粘土砖块。其渣系类似于电炉还原期的稀薄渣。
但由于钢包炉精炼温度高，这种CaF2含量较高的炉渣对包衬侵蚀非常严重，同时，又由于钢包直径相对于电炉要小得多，电弧辐射强，采用这种渣系电弧几乎全部暴露在渣面以上。因而钢包包衬寿命很低，一般只有十几炉到二十几炉。
针对上述情况，东北大学电冶金研究室开发了LF炉精炼埋弧渣技术。通过在60吨、100吨和150吨大型LF炉的生产实际应用表明，采用该技术后可达以下效果：
(1)可使LF炉包衬寿命提高30％； (2)钢水升温度提高1—15℃／min
(3)减少电弧对空气的电离造成的钢水增氮； (4)降低精炼电耗10—20％; (5)生产成本降低30—50元／吨钢。
精炼渣是由天然原矿和冶金常用渣料人工配制而成，也称为精炼合成渣，可由专业厂生产提供给炼钢厂。精炼合成渣生产设备和工艺均比较简单，主要设备包括破碎、混料、干燥和包装等设备，通常生产散状耐火材料厂或保护渣厂均可在不添置新设备的情况下生产。
LF炉精炼埋弧渣用量为2kg／t钢左右，对年产钢50万吨钢的炼钢车间用量为1000吨／年。因此，也可给精炼渣生产厂家带来很大功经济效益。
mafengqa
2008-01-03 14:35
LF炉岗位操作规程1.目的
规范直流LF炉的岗位技术操作，达到标准化操作。2.适用范围
本规程适用于直流LF炉各岗位的技术操作。3.术语/定义3.1 术语：质量术语使用ISO9000标准术语。3.2 定义:
电弧：在通电情况下，两导电体作短时间接触后拉开，使导电体之间产生高温伴有弧光和持续放电，既电弧。4.生产工人职责:
对进直流LF炉的钢水进行成份和温度调整，使钢水更纯净，成份、温度正常，满足铸机正常浇铸要求。5.管理内容及要求5.1 工艺流程
吹氩－测温、取样－加造渣剂－降电极升温－升电极、弱吹氩－加合金－测温、取样－喂线调整－连铸5.2 生产前的准备工作5.2.1 检查设备冷却水系统阀门、管路正常，电极升降大臂冷却水系统进水压力≥0.35MPa。水冷炉盖冷却水系统参数见下表控制项目
控制要求 进水压力 0.4-0.5MPa 进水流量 100-140L/min 进水温度 ≤37℃ 出水温度 ≤50℃
5.2.2 检查各操作台按钮、开关及指示灯正常。5.2.3 检查喂线机、合金加料系统运行正常，所有合金料、渣料必须干燥。5.2.4 检查电极表面干净无结渣和冷钢，炉盖电极入口处无结渣和冷钢；电极与夹持器之间无溅渣；电极之间接缝紧密（间隙不得大于2mm），左右阳极到阴极距离相等，误差不超过2cm（卷尺测量），电极与炉盖的距离均等；电极大臂升降自如，无卡阻现象，保压状态良好，无自动上串和下滑现象。5.2.5 检查炉盖升降正常，保压状态良好，无自动下滑现象，炉盖内部耐材烧损严重时，必须及时通知相关部门联系下线处理。5.2.6 检查底吹氩系统完好，氩气压力≥0.6
MPa，氮气压力≥1.2
MPa。5.2.7 按当班作业计划要求准备充足的测温偶头、取样器、辅助渣料、合金料，保温剂及所需喂的线种、线量，保证测温设备正常准确。如需定氢、定氧时，必须提前测试确认好所用定氢、定氧设备，并准备足量的定氢定氧偶头。5.2.8 对系统检查确认后，必须进行空载连动试车，如有问题，立即报告调度室，以便及时组织处理。5.3 DC-LF炉的技术操作5.3.1 以下操作必须按精炼区域各岗位作业职责定人分工作业，如有临时操作缺员，由炉长指定专人代替，并提前进行交底培训。5.3.2 生产前，必须提前10min启动除尘风机、纯水冷却器、电抗器冷却风机、液压站等辅助设备。5.3.3 钢水进站前，及时了解钢包状况，包沿清洁平整，底吹氩透气良好，计划上LF炉处理的重点品种钢钢水自由空间要求：
LF工序处理时：自由空间≥300mm，
LF-VD工序处理时：800mm≤自由空间≤1000mm。 渣线侵蚀严重的钢包，LF炉拒绝处理。 碳成分接近判定上限（离上限相差0.02-0.03%）而又加入了大包覆盖剂的事故钢水，LF炉拒绝处理。5.3.4 接好底吹氩管，底吹氩压力：0.4-0.6
MPa，吹开后降至0.2-0.3
Mpa,将钢包车开至加料位，加入辅助渣料3-5公斤/吨钢（如钢种冶炼技术要点中有变更或其它要求，执行钢种冶炼技术要点）。5.3.5 吹氩3min，镇静30s后测温取样。取样时，取样杆必须插入钢水液面350mm以下，保持4s
。5.3.6 将钢包车开至精炼位，确认钢包车与电极相对位置，使左右阳极与钢包包壁距离均匀相等，降炉盖至钢包包沿上水平位置。5.3.7 升温操作5.3.7.1
打铃警示后，将指令集中转到操作室控制台，解除封锁。5.3.7.2 电位器给定0.6V，降阳极接触钢水液面，降阴极起弧并调整阴极高度使阴极电压为100V。5.3.7.3 化渣：通过加给定（均匀慢速）并配合调整阴极高度，将功率提升至2000-4000KW（给定从0.6-2V，对应阴极电压为100-160V），化渣时间≥3min。5.3.7.4 待化渣结束后，提高功率，对钢水进行升温精炼处理，给定缓慢均匀从2-5V增加，同时调整阴极使之输出电压对应于180-200V，电流32-36KA。5.3.7.5
输出稳定之后，应保持阴极电压在180-200V之间，保持阳极电压在6-8V之间（通过手动调节阴、阳极控制）。5.3.7.6
如果化渣期间系统无法稳定，应组织二次起弧。
系统目前最大功率≤7200KW，对应阴极电压200V，电流36KA。禁止出现电流超过40KA（阴极对地电压低于120V）的超短弧作业，以免造成设备严重损坏。5.3.7.7 处理过程中，如需测温取样，先将电位器给定回零，将系统锁定，提升电极，打铃警示后，方可进行测温取样作业。5.3.8 升温精炼结束后，先将电位器给定回零，系统锁零，提升电极并打铃警示。（间断生产时，电抗冷却风机两小时后关闭，液压站泵组启动一台）5.3.9 将底吹氩压力调整到0.2-0.3
MPa，吹氩5min，镇静30s后测温取样。5.3.10 生产结束后，切断真空断路器，对电极、水冷炉盖、大臂及夹持器系统当班及时吹扫，清理溅渣，符合交接班要求。5.4 LF炉成份微调：
钢水成份的调整按照各钢种冶炼技术规程的要求进行配加调整，考虑升温0-10 min时，增碳0.01%-0.02%；升温10-20
min时，增碳0.02%-0.03%。5.5 生产过程中，如需更换、接长电极，必须确认停电、更换操作牌和清理作业牌后方可进行，使用专用扳手接长，连接处必须使用风管吹扫干净。两节电极连接处距电极夹持器必须保留150mm的距离，两电极接缝不大于2mm。5.6 正常情况下，进入LF炉处理的钢水处理周期不大于40
min，辅助时间不大于20 min，一次升温不得大于80℃，一次升温命中率误差≤±10%。6 质量记录 质量记录名称
产生部门 保管部门 使用期限 LF炉生产工艺记录报表 精炼作业区 品质部
三年
mafengqa
2008-01-03 14:41
LF炉外精炼法的发展过程有哪些？1971年日本特殊钢（现大同特殊钢）
公司开发并实际应用LF炉外精炼法，其后在世界上许多国家和地区的公司得到应用。
LF精炼法的发展，是使其功能能适应电炉生产率飞速提高和用户对高质量、高可靠的要求。其最主要的原因之一是为适应连铸的
要求。在连铸工艺流程中，需建立在一定时间可供一定温度钢液的体制，因此其操作、 质量稳定起着至关重要作用。LF精炼法在钢液温度严密调整和工序时间管理方面能
发挥最大的效果。另外，LF精炼在钢包内保持非氧化性气氛，从钢包底部进行吹氛搅拌，使钢液连续循环流动，钢包内钢液成分偏差极小，可达到精确控制成分的目的。这种功能对特殊钢连铸发挥极大的效果，使连铸相邻炉间存在元素浓度差极小，有效控制产品质量特性的波动。但有的LF炉具有抽气设备，可以在真空下精炼。为区别，人们把有真空设备的LF炉称为LFV法。
mafengqa
2008-01-03 14:42
炉外精炼的基本原理（1）
吹氩的基本原理：氩气是一种惰性气体，从钢包底部吹入钢液中，形成大量小气泡，其气泡对钢液中的有害气体（H2、N2）来说，相当于一个真空室，使钢中[H][N]进入气泡，使其含量降低，并可进一步除去钢中的[O]，同时，氩气气泡在钢液中上沲而引起钢液强烈搅拌，提供了气相成核和夹杂物颗粒碰撞的机会，有利于气体和夹杂物的排除，并使钢液的温度和成分均匀。
（2） 真空脱气的原理：钢中气体的溶解度与金属液上该气体分压的平方根成正比，只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低。 （3）
LF炉脱氧和脱硫的原理：LF炉可以采用沉淀与扩散脱氧相结合的脱氧方式。沉淀脱氧是直接向钢水中加入脱氧剂进行脱氧，其制约因素是脱氧产物不易全部上浮到渣相中导致钢水不纯；扩散脱氧是根据分配定律，钢水中氧向渣相中扩散，其脱氧的限制环节是渣-钢界面传质慢。LF炉具有还原渣精炼和底吹氩强搅拌形成了良好的动力学条件，加大了扩散脱氧中渣-钢间氧的传输速度和沉淀脱氧中脱氧产物的上浮速度，钢水中的氧含量能降到很低的水平。
脱硫的化学反应式为： [FeS]+（CaO）=（CaS）+（FeO） 脱硫能力用分配系数LS表示： LS=ω（S）/ω[S]
当溶解氧不变时，硫的分配系数随（CaO）的增加而增大，随（FeO）、（SiO2）的增加而减少。
脱氧程度对脱硫效果的影响很大，LF炉高碱度还原精炼渣脱氧效果良好，低氧活度可增加熔渣的脱硫能力。（CaO）含量高，（FeO）、（SiO2）含量低，对脱硫反应十分有利，脱硫效率高。
与硅相比，铝具有较强的脱氧能力。一般铝处理的钢水，渣中（FeO+MnO）的含量相当低，脱硫也彻底。 炉外精炼的任务
炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的一种方法，即 把一步炼钢法变为二步炼钢法。
炉外精炼可以完成下列任务： （1）降低钢中的硫、氧、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能；
（2） 深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低碳钢的要求； （3）
微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率； 将钢水温度调整到浇铸所需要的范围内，减少包内钢水的温度梯度。
炉外精炼的种类是很多的。常用的有：AOD、CAB、CAS、DH、RH、VAD、LF、LFV、VD、VOD等。
AOD氩氧精炼法、CAB钢包密封吹氩搅拌法、CAS钢包密封吹氩、调整成分精炼法、DH真空提升脱气法、RH真空循环脱气法、VAD真空、搅拌、电弧加热精炼法、LF具有加热和搅拌功能的钢包精炼法、LFV带真空的LF炉、VD具有真空和搅拌功能的钢包精炼法、VOD真空吹氧脱碳法
mafengqa
2008-01-03 14:44,
炉外精炼过程的预测与优化摘
要现代化炉外精炼生产要求准确掌握生产中的各种参数及其变化趋势，为控制操作提供数据保证。随着计算机技术的发展，尤其是人工神经网络的出现和应用，炉外精炼的生产进入了智能化和自动化时代。通过神经网络模型可以实现对精炼过程的成分预测和优化，实现精炼过程的智能化控制。本文以鞍山钢铁公司第一炼钢厂LF炉为研究对象，通过对原始数据进行分析和筛选，选出最优样本数据，再使用最优样本数据对BP神经网络进行训练和学习，建立BP网络模型。最后，实现网络模型对样本硫含量的离线预测和进站成分的合理优化。本课题通过大量的反复测试，确定网络模型的各个参数，所确立的模型具有较高的预测精度。经实验证明预报误差可以控制在±0.0005%，预报精度在0.0001~0.001%之间的炉数占总炉数的95%，并且最终实现了对模型输入参数的优化。因此，本模型具有一定的参考价值。关键词：硫含量；神经网络；BP算法；优化Forecast
and Optimization of Outside Stove Refining ProcessAbstractMorden
outside stove refining request grasping each kind of parameter and change
tendency accurately in the production of steel-making, so the operation control
can be guaranteed by providing the data. Along with the development of
computer’s technology especially the artificial neural network’s appearance and
application, outside stove refining goes into the intellectual and automated
time. With the neural network model, the ingredient’s forecast and optimization
of refining process can be realized, and finally the intellectual controlling of
refining process is realized. The 2# LF of Anshan No.1 steel-making company is
the research object of this thesis. The most superior sample data which used to
carry on training the BP neural network is selected by analysing and screening
the primary data. Then the BP network model is established. At last the network
model’s Off-line forecast of sample sulphur content and reasonable optimization
of ingredient is realized. The parameter of neural network model is decided
through large amount of repeated test, and the model has a higher forcast
precision, its forecast error can be controlled within 0.0005% which has been
proofed by large amount of experiments, the percentage of the furnace time which
its forcast precision is between 0.0001~0.001% is about 95%, and finally the
optimization of input parameter is realized. Therefore the network model has
limited reference value.Keywords: sulfur content; neural
network; error back-propagation; optimization第二章
模型建立2.1鞍钢100吨
LF精炼炉概述鞍钢一炼钢目前拥有2座100吨LF精炼炉，其年处理能力为100万吨，所生产的产品包括普碳钢、低合金钢、合金结构钢及优碳钢等多个钢铁品种。现运行稳定，且具有较高的技术含量。2.1.1
100吨LF精炼炉的主要工艺参数
电极直径：500mm.分布圆直径：800mm电极升降速度：5m/min钢水升温速度：4℃/min一次电压：35kV二次电压：420-250kV二次电流：449kA钢水罐车速度：300-600m/min，行程30m液压系统：工作压力12Mbar工作介质：水乙二醇水冷系统：进水＜33℃出水＜50℃冷却水流量：500t/h氩气系统：工作压力0.6-0.8Mbar耗量最大：60Nm3/h氮气系统：工作压力＞0.4Mbar2.4模型操作参数的确定2.4.1参数变量筛选的原则LF炉精炼效果受很多现场因素的影响，通常不同的钢种，要求钢中有不同的硫含量，但总的来说，在所有钢种中，硫都是有害的元素，所以多数钢的生产理念是脱硫、脱磷、调节合金含量。脱硫的影响因素有很多，而且很多影响参数都是很难明确的，因此正确的选择钢包精炼的输入变量因子，对网络的建立和运行都是很很重要的。本文选取变量的动力学和热化学分析如下：⑴精炼渣；炉渣作为精炼的主要化学成分，其对脱硫的贡献率是很大的。适当增加渣量，可以稀释渣中CaS浓度，加快脱硫速率。但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣界面反应。从热力学角度考虑，脱硫反应是在还原性气氛中进行，渣中FeO含量高不利于脱硫反应。根据生产数据，在脱硫反应中渣中FeO含量与硫分配系数成反比例关系，所以炉渣的成分对脱硫的程度起到很大的影响。⑵石灰（CaO）；CaO脱硫反应是固—液相反应，脱硫过程主要通过以下反应式完成：此外，精炼过程加入一定活性石灰改变了渣的组成，不仅提高了炉渣碱度、改善炉渣黏度和流动性，而且新渣系组成有利于提高渣中硫容，因此有利于脱硫。另有研究发现，CaO脱硫的限制性环节和脱硫速度随钢水原始硫含量不同而有所不同，石灰的脱硫速度与料流密度和粉粒在钢水水中的逗留时间成正比，而与粉粒的大小成反比。⑶萤石（CaF2）；CaF2
本身没有脱硫能力，但CaF2在脱硫过程中可以起到类似于催化剂的作用，加入炉渣中可使脱硫速率显著提高。首先，CaF2能显著降低渣的熔点，改善动力学条件，使硫容易向CaO等破网组元固相扩散;
其次，氟离子可以破坏硅酸盐赖以结合的化学键，形成空隙，使硫更容易扩散到 CaO
等金属氧化物内部。最终的结果是随着CaF2的增加，脱硫速率和脱硫率都大大提高。⑷酸溶铝；酸溶铝对精炼脱硫的影响主要是根据其成分含量而定的。实测钢中
<70×10-6时，钢水
>20×10-6，不利于脱硫反应。钢水的脱氧与脱硫是相互联系的，脱氧良好的钢水可提高渣的脱硫能力，是深脱硫的必需条件，通过对生产数据的统计，得出溶酸铝与脱硫率的关系，将溶酸铝含量控制在一定范围内有利于脱硫。⑸氩气搅拌；氩气搅拌可以增加钢
—渣反应界面，加快反应速度。从动力学角度分析，钢包精炼炉中脱硫反应的限制环节是钢液本体向钢—渣界面的传质过程。因此,加强氩气搅拌有利于提高脱硫反应速度。⑹钢水温度；提高钢水温度将有利于脱硫反应的进行，同时可以加快渣料熔化，提高钢水流动性，加快反应速度，从而加速脱硫。生产实践表明，钢水温度低于1560
℃时，脱硫速率明显降低;钢水温度高于1560℃时，渣料熔化快，炉渣流动性好，脱硫反应快。因此，要求转炉钢水进站温度要大于1560℃。除以上因素外，钢水精炼的处理时间对终点硫含量也有一定的影响，通常情况下，在其他化学及动力学因素允许的条件下，增大精炼处理时间，可以得到更好的脱硫效果。但是在现场生产中，通常考虑生产效率问题，所以合理的处理时间对脱硫的影响也是不可忽视的。通过以上物理化学分析，并结合现有的数据条件，本文最后确定LF网络模型的七个输入参数分别为：石灰石、萤石（CaF2）、铝矾土、酸溶铝、钢水温度、处理时间、进占硫含量。2.5
样本数据处理输入样本的的预处理在神经网络的模式识别过程中的重要作用，已经受到了越来越广泛的关注，对BP网络而言，合理的数据处理显得尤为重要。通过预处理可以加快网络的收敛速度，并且对预测精度的提高也很重要。简单的说，数据处理包括样本数据筛选和归一化数据。
结 论⑴
本课题所选数据全部来自鞍钢第一炼钢厂LF钢包炉，经过分析和筛选确定其中的70组数据进行训练和学习。选用BP神经网络，应用Matlab6.5软件来实现网络的建立和训练，最后实现网络的预测及操作参数的合理优化；⑵
经过对LF炉的热力学及动力学分析，并结合现场生产情况，最后确定模型中影响终点硫含量的因素为：石灰石、萤石（CaF2）、铝矾土、酸溶铝、出钢温度、处理时间、进占硫含量等因素。此外，由于数据条件的限制，LF炉的重要参数吹氩量无法获得；⑶
采用BP神经网络模型，构成模型的具体参数为：输入层节点数7、输出层节点数1、隐含层数目2、隐含层节点数[12，11]、网络学习速率0.2、学习率增量因子1.01、学习率减量因子0.1、学习动量因子0.6、预测精度:0.0001。应用本模型对70组数据进行预测，预报误差在0~0.0005%之间的炉次为62炉，占88.57%，预报误差在0.0001~0.001%之间的炉次为67炉，占95.71%；⑷
通过所建立的BP网络模型的预测优化，得出如下优化区域：石灰含量在580~730kg之间，萤石含量在91~98kg之间，钢水温度在1550~1585℃之间，铝矾土的加入量在192~225kg之间时，有利于脱硫进行；处理时间控制在27~40min范围内，会使脱硫更加充分。
mafengqa
2008-01-03 14:53
钢液的炉外精炼原理
mafengqa
2008-01-07 17:03
http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=310615&keyword=%C1%B6%B8%D6炼钢及真空炉外精炼资料内容很全
mafengqa
2008-03-14 07:46
你好,我是刚开始使用RH炉,请多指教1.为什么,经常出现钢水流动性差的事故,真空精炼钢水纯净度不是应该很高的吗?钢水流动性差____一般为温度低导致
mafengqa
2008-03-14 07:47
http://www.jxcad.com.cn/simple/index.php?t217844.html高效连铸知识问答
mafengqa
2008-03-14 07:48
http://www.jxcad.com.cn/simple/index.php?t189994.htmlLF脱硫精炼渣的研究与开发
mafengqa
2009-03-20 11:14
认识炉外精炼
mafengqa
2009-03-20 11:15
炉外精炼-炉外精炼 炉外精炼-正文 将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫“二次炼钢”。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。这样将炼钢分两步进行，可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。
1933年法国佩兰（R.Perrin）应用专门配制的高碱度合成渣，在出钢的过程中，对钢液进行“渣洗脱硫”，这是炉外精炼技术的萌芽。1950年在联邦德国用钢液真空处理法脱除钢中的氢以防止“白点”。60年代末期以来，炉外精炼技术经过不断地发展，目前已有几十种方法应用于工业生产，逐步形成了炼钢工艺中的一个新分支。中国于1957年开始研究钢液真空处理法。建立了钢液脱气、真空铸锭装置，70年代建立了氩氧炉、钢包精炼炉和钢包喷粉装置等炉外精炼设备。
原理 精炼主要通过下述作用：
真空脱气 钢液中气体的溶解度服从平方根定律，钢中氢含量。钢液真空处理时,降低精炼容器中氢的分压p啹,即可达到钢液脱氢的目的。氢的溶解反应平衡常数KH是温度的函数，在1600℃时，KH＝0.0027。氢在钢液中溶解平衡常数低,扩散速度快,所以钢液脱氢速度很快，可使钢中氢含量接近平衡值。同理，也可进行脱氮,但氮在钢液中的溶解平衡常数较高,KN＝0.040，扩散速度慢,因此钢液真空处理时，氮的脱出率仅为10～25％（见钢的去气，真空冶金）。
真空脱氧 炉外精炼通常用两种脱氧方法。真空下碳脱氧和加入合金元素硅、锰、铝等进行沉淀脱氧。真空下碳氧反应为:【C】+【O】─→CO↑,则【C】％·【O】％＝ppCO/K＝mppCO,平衡常数K为温度的函数，在1600℃和ppCO＝1大气压时,值为0.0020～0.0025,因此真空下碳的脱氧能力很强，可超过脱氧元素硅、锰和铝。反应产物CO是气态而不是呈夹杂物形态,在真空下极易排除(见钢的脱氧反应)。
惰性气体处理 向钢水中吹入惰性气体，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2、CO的分压接近于零)
具有“气洗”的作用。
炉外精炼生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系（图1）。用惰性气体加氧进行精炼脱碳（工艺过程中不断变换氩／氧的比例），可以降低碳氧反应中CO的分压，在较低温度的条件下，降低碳含量而铬不被氧化。
钢液搅拌 炉外精炼过程中对钢液进行搅拌，使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应限制性环节。钢液在静止状态下，冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需要30～60分钟；炉外精炼中搅动钢液进行脱硫只需3～5分钟，即可达到同样的效果。钢液在静止状态下，夹杂物靠上浮除去，服从于斯托克斯(Stokes)定律，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去服从于指数规律,,式中Xt和X0分别表示时间s和开始时间(s＝0)时夹杂物的浓度；k为常数，与搅拌强度、类型和夹杂物的特性有关。
处理方式 钢包处理型炉外精炼 特点是精炼时间短（10～30分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。有钢水脱气、脱硫，成分控制和改变夹杂物形态等装置。真空循环脱气法(RH、DH)，钢包真空吹氩法(Gazid),钢包喷粉（CaSi或其他粉剂）处理法(IJ、TN、SL)等均属此类。
钢包精炼型炉外精炼 特点是精炼时间长(60～180分钟)，具有多种精炼机能,有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼生产。真空吹氧脱碳法
(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)和钢包精炼炉法(ASEA-SKF)等,均属此类。与此类似的还有氩氧脱碳法(AOD)。
典型的炉外精炼设备如图2所示。
工艺特点 炉外精炼具有共同工艺特点：①选择一个理想的精炼气氛条件，通常采用真空、惰性气氛或还原性气氛。②对钢液进行搅拌，可采用电磁感应、惰性气流或机械方法搅拌。③钢液加热，在精炼过程中通常采用电弧加热、埋弧加热、等离子加热或增加化学热等。各种炉外精炼法不外乎这三个方面技术的不同组合。几种炉外精炼的工艺特点和冶金机能见表1
。
工业生产概况 在各种炉外精炼方法中，钢包处理型炉外精炼在工业生产中使用最多。70年代末期世界各国投入工业生产的炉外精炼设备约有
400余座。美国和日本生产轴承钢全部都经真空处理(RH法、DH法等)，超低硫钢的生产以及控制夹杂物形态的钢种主要应用钢包喷粉处理法生产（TN法、SL法）。AOD炉利用氩-氧混合吹炼生产不锈钢，铬元素的回收率达98％以上，并可使用高碳铬铁做合金原料，经济效果十分显著。美国的不锈钢生产几乎全部用AOD炉。目前世界上AOD炉生产的不锈钢约占75%。ASEA-SKF炉和VAD炉均采用电弧加热钢液，用电磁感应或氩气流搅拌钢液，可进行长时间的精炼操作，多用于生产高合金钢。这类设备还可作钢液保护炉，用于多炉联合生产特大钢锭。
炉外精炼法可以大幅度地提高冶金质量，并将钢中有害杂质降低到以下水平：【H】0.5～3ppm,【O】5～30ppm，【N】15～50ppm，【C】0.002～0.03％，【S】0.002～0.01％，提高现有炼钢炉生产能力30～50％，使钢液浇铸温度波动幅度保持±3～4℃范围内,生产成本降低13～54%。几种炉外精炼法的设备投资、操作费用、工业化水平的比较见表2
。
炉外精炼技术将会得到进一步发展。长期以来用电炉生产优质钢的地位有被氧气转炉加炉外精炼和电炉加炉外精炼的工艺流程代替的趋势。每种炉外精炼法，各有所长，应结合产品方向、生产操作经验、设备状况、原料供应条件和资金等情况进行综合研究，作出选择。（见彩图）
参考书目 近代炼钢新技术编译组:《近代炼钢新技术(喷射冶金和炉外精炼)》,上海科学技术文献出版社，上海，1982。
特集／炉外精鍊法と特殊鋼の品量,《特殊鋼》,Vol.29,No.2,
1980。
,
炉外精炼过程的预测与优化摘
要现代化炉外精炼生产要求准确掌握生产中的各种参数及其变化趋势，为控制操作提供数据保证。随着计算机技术的发展，尤其是人工神经网络的出现和应用，炉外精炼的生产进入了智能化和自动化时代。通过神经网络模型可以实现对精炼过程的成分预测和优化，实现精炼过程的智能化控制。本文以鞍山钢铁公司第一炼钢厂LF炉为研究对象，通过对原始数据进行分析和筛选，选出最优样本数据，再使用最优样本数据对BP神经网络进行训练和学习，建立BP网络模型。最后，实现网络模型对样本硫含量的离线预测和进站成分的合理优化。本课题通过大量的反复测试，确定网络模型的各个参数，所确立的模型具有较高的预测精度。经实验证明预报误差可以控制在±0.0005%，预报精度在0.0001~0.001%之间的炉数占总炉数的95%，并且最终实现了对模型输入参数的优化。因此，本模型具有一定的参考价值。关键词：硫含量；神经网络；BP算法；优化Forecast
and Optimization of Outside Stove Refining ProcessAbstractMorden
outside stove refining request grasping each kind of parameter and change
tendency accurately in the production of steel-making, so the operation control
can be guaranteed by providing the data. Along with the development of
computer’s technology especially the artificial neural network’s appearance and
application, outside stove refining goes into the intellectual and automated
time. With the neural network model, the ingredient’s forecast and optimization
of refining process can be realized, and finally the intellectual controlling of
refining process is realized. The 2# LF of Anshan No.1 steel-making company is
the research object of this thesis. The most superior sample data which used to
carry on training the BP neural network is selected by analysing and screening
the primary data. Then the BP network model is established. At last the network
model’s Off-line forecast of sample sulphur content and reasonable optimization
of ingredient is realized. The parameter of neural network model is decided
through large amount of repeated test, and the model has a higher forcast
precision, its forecast error can be controlled within 0.0005% which has been
proofed by large amount of experiments, the percentage of the furnace time which
its forcast precision is between 0.0001~0.001% is about 95%, and finally the
optimization of input parameter is realized. Therefore the network model has
limited reference value.Keywords: sulfur content; neural
network; error back-propagation; optimization第二章
模型建立2.1鞍钢100吨
LF精炼炉概述鞍钢一炼钢目前拥有2座100吨LF精炼炉，其年处理能力为100万吨，所生产的产品包括普碳钢、低合金钢、合金结构钢及优碳钢等多个钢铁品种。现运行稳定，且具有较高的技术含量。2.1.1
100吨LF精炼炉的主要工艺参数
电极直径：500mm.分布圆直径：800mm电极升降速度：5m/min钢水升温速度：4℃/min一次电压：35kV二次电压：420-250kV二次电流：449kA钢水罐车速度：300-600m/min，行程30m液压系统：工作压力12Mbar工作介质：水乙二醇水冷系统：进水＜33℃出水＜50℃冷却水流量：500t/h氩气系统：工作压力0.6-0.8Mbar耗量最大：60Nm3/h氮气系统：工作压力＞0.4Mbar2.4模型操作参数的确定2.4.1参数变量筛选的原则LF炉精炼效果受很多现场因素的影响，通常不同的钢种，要求钢中有不同的硫含量，但总的来说，在所有钢种中，硫都是有害的元素，所以多数钢的生产理念是脱硫、脱磷、调节合金含量。脱硫的影响因素有很多，而且很多影响参数都是很难明确的，因此正确的选择钢包精炼的输入变量因子，对网络的建立和运行都是很很重要的。本文选取变量的动力学和热化学分析如下：⑴精炼渣；炉渣作为精炼的主要化学成分，其对脱硫的贡献率是很大的。适当增加渣量，可以稀释渣中CaS浓度，加快脱硫速率。但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣界面反应。从热力学角度考虑，脱硫反应是在还原性气氛中进行，渣中FeO含量高不利于脱硫反应。根据生产数据，在脱硫反应中渣中FeO含量与硫分配系数成反比例关系，所以炉渣的成分对脱硫的程度起到很大的影响。⑵石灰（CaO）；CaO脱硫反应是固—液相反应，脱硫过程主要通过以下反应式完成：此外，精炼过程加入一定活性石灰改变了渣的组成，不仅提高了炉渣碱度、改善炉渣黏度和流动性，而且新渣系组成有利于提高渣中硫容，因此有利于脱硫。另有研究发现，CaO脱硫的限制性环节和脱硫速度随钢水原始硫含量不同而有所不同，石灰的脱硫速度与料流密度和粉粒在钢水水中的逗留时间成正比，而与粉粒的大小成反比。⑶萤石（CaF2）；CaF2
本身没有脱硫能力，但CaF2在脱硫过程中可以起到类似于催化剂的作用，加入炉渣中可使脱硫速率显著提高。首先，CaF2能显著降低渣的熔点，改善动力学条件，使硫容易向CaO等破网组元固相扩散;
其次，氟离子可以破坏硅酸盐赖以结合的化学键，形成空隙，使硫更容易扩散到 CaO
等金属氧化物内部。最终的结果是随着CaF2的增加，脱硫速率和脱硫率都大大提高。⑷酸溶铝；酸溶铝对精炼脱硫的影响主要是根据其成分含量而定的。实测钢中
<70×10-6时，钢水
>20×10-6，不利于脱硫反应。钢水的脱氧与脱硫是相互联系的，脱氧良好的钢水可提高渣的脱硫能力，是深脱硫的必需条件，通过对生产数据的统计，得出溶酸铝与脱硫率的关系，将溶酸铝含量控制在一定范围内有利于脱硫。⑸氩气搅拌；氩气搅拌可以增加钢
—渣反应界面，加快反应速度。从动力学角度分析，钢包精炼炉中脱硫反应的限制环节是钢液本体向钢—渣界面的传质过程。因此,加强氩气搅拌有利于提高脱硫反应速度。⑹钢水温度；提高钢水温度将有利于脱硫反应的进行，同时可以加快渣料熔化，提高钢水流动性，加快反应速度，从而加速脱硫。生产实践表明，钢水温度低于1560
℃时，脱硫速率明显降低;钢水温度高于1560℃时，渣料熔化快，炉渣流动性好，脱硫反应快。因此，要求转炉钢水进站温度要大于1560℃。除以上因素外，钢水精炼的处理时间对终点硫含量也有一定的影响，通常情况下，在其他化学及动力学因素允许的条件下，增大精炼处理时间，可以得到更好的脱硫效果。但是在现场生产中，通常考虑生产效率问题，所以合理的处理时间对脱硫的影响也是不可忽视的。通过以上物理化学分析，并结合现有的数据条件，本文最后确定LF网络模型的七个输入参数分别为：石灰石、萤石（CaF2）、铝矾土、酸溶铝、钢水温度、处理时间、进占硫含量。2.5
样本数据处理输入样本的的预处理在神经网络的模式识别过程中的重要作用，已经受到了越来越广泛的关注，对BP网络而言，合理的数据处理显得尤为重要。通过预处理可以加快网络的收敛速度，并且对预测精度的提高也很重要。简单的说，数据处理包括样本数据筛选和归一化数据。
结 论⑴
本课题所选数据全部来自鞍钢第一炼钢厂LF钢包炉，经过分析和筛选确定其中的70组数据进行训练和学习。选用BP神经网络，应用Matlab6.5软件来实现网络的建立和训练，最后实现网络的预测及操作参数的合理优化；⑵
经过对LF炉的热力学及动力学分析，并结合现场生产情况，最后确定模型中影响终点硫含量的因素为：石灰石、萤石（CaF2）、铝矾土、酸溶铝、出钢温度、处理时间、进占硫含量等因素。此外，由于数据条件的限制，LF炉的重要参数吹氩量无法获得；⑶
采用BP神经网络模型，构成模型的具体参数为：输入层节点数7、输出层节点数1、隐含层数目2、隐含层节点数[12，11]、网络学习速率0.2、学习率增量因子1.01、学习率减量因子0.1、学习动量因子0.6、预测精度:0.0001。应用本模型对70组数据进行预测，预报误差在0~0.0005%之间的炉次为62炉，占88.57%，预报误差在0.0001~0.001%之间的炉次为67炉，占95.71%；⑷
通过所建立的BP网络模型的预测优化，得出如下优化区域：石灰含量在580~730kg之间，萤石含量在91~98kg之间，钢水温度在1550~1585℃之间，铝矾土的加入量在192~225kg之间时，有利于脱硫进行；处理时间控制在27~40min范围内，会使脱硫更加充分。
篇三:[真空感应炉]奥氏体不锈钢
奥氏体：碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示.它仍保持γ－Fe的面心立方晶格.其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％.奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织.奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织.
那为什么在室温这种低温环境下也可得到奥氏体组织呢?原因就在于奥氏体不锈钢含有大量使奥氏体区扩大的合金元素Ni（镍）,而镍抑制铁素体的产生,从而使得在室温下钢的金相组织成为奥氏体组织.根据Fe-Cr系相图,如Cr大于13%时,不存在γ相（奥氏体相）,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处理制度下也不能产生奥氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素,以扩大γ相区即奥氏体区,而Ni是最有效元素,Ni元素添加使得合金允许更高的铬含量,而不产生铁素体只产生奥氏体.
奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。http://奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。
中文名称：奥氏体不锈钢
性质：无磁，高韧性，高可塑性，强度低
主要成分：Cr，Ni，C，Mo，Cu，Si，Nb，Ti
特性
此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢对浓硝酸具有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
型号
奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。钢号也最多，中国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个，最常见的就是18-8型。
(1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)06Cr19Ni10(0Cr18Ni9);(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4
严格意义上讲，由于200系列不锈钢中的锰在钢中电极电位起的作用不大，形成的氧化膜的保护作用非常低，不能起到耐腐蚀作用，因此锰合金化的奥氏体不锈钢，不能称之为真正的"不锈钢"。目前国内很多厂家处于成本考虑，在不锈钢中降低了铬、镍，增加了锰的含量。专家认为，不锈钢之所以能不锈，就是因为有铬和镍的存在，降低这两种成分的含量会降低防锈性能。
各国标准牌号对比
GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)
1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177
1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188
1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188
0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189
00Cr19Ni10 304L SUS304L X2CrNi189
0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810
00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810
0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189
0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816
种类
物理分类
·不锈钢通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢;按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统;按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等;按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
化学分类
· 铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
·奥氏体--铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
·马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
对于产品的检验，知道产品的来源和组织性能是无损检测最好的手段，也是NDT从业者的创新。
成分组成
在18-8型不锈钢的成分基础上演变，主要有以下几方面的重要发展:
1) 加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
2) 降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向
3) 加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度
4) 加Ni改善抗应力腐蚀性能.
5) 加S、Se改善切削性和构件表面精度.
结构组织
铁素体相的形成:对奥氏体不锈钢性能的影响
F相的出现一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响:如使热加工产生裂纹的倾向性增大;钢的耐点蚀性下降，在诸多腐蚀环境(如尿素生产)中耐蚀性劣化;在高温下加长时间加热时，F相会转变为σ相使钢变脆等等。
含量的粗略判定
Creq=%Cr 1.5×%Si %Mo，Nieq=%Ni 30×(%C %N) 0.5×%Mn
铁素体相的消除
根本的办法是提高钢中奥氏体形成元素的含量。Ni是首选的元素，但是从经济的角度出发，Mn和N也受到人们的重视。特别是N，其抑制铁素体形成的能力为Ni的30倍，同时又有改善耐蚀性和提高强度的作用.
机械性能
20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机械性能
合金
ASTM
EN
钢种牌号
氮含量
屈服强度
抗拉强度
延伸率
GB
%
Rp0.2MPa
RmMPa
As%
316L
316L
1.4404
0.06
220
520
45
展开表格
高温下高合金奥氏体不锈钢的强度(Rp0.2MPa)
合金
ASTM
EN
GB
氮含量%
100℃
200℃
400℃
316L
316L
1.4404
0.06
166
137
108
904L
N08904
1.4539
00Cr20Ni25Mo4.5Cu
0.06
225
175
125
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生产工艺
奥氏体不锈钢生产工艺性能良好，特别是铬镍奥氏体不锈钢，采用生产特殊钢的常规手段可以顺利地生产出各种常用规格的板、管、带、丝、棒材以及锻件和铸件。由于合金元素(特别是铬)含量高而碳含量又低，多采用电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产这类不锈钢材，对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼，必要时加电渣重熔。
铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工，钢锭加热温度为1150~1260℃，变形温度范围一般为900~1150℃，含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温，而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差，保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强，钢锭开坯时要小变形、多道次，锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱，一次退火后冷变形量可以达到70%~90%，但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大，加工硬化倾向强，应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050~1100℃水冷。
奥氏体不锈钢也可生产铸件。为了提高钢液的流动性，改善铸造性能，铸造钢种合金成分应有所调整:提高硅含量，放宽铬、镍含量的区间，并提高杂质元素硫的含量上限。
奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理，以便最大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中，同时也使组织均匀化及消除应力，从而保证优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050~1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定:无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃)，而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080~1150℃)。
生产中广泛采用先进技术，如炉外精炼率达到95%以上，连铸比超过80%，高速轧机和精、快锻机等普遍推广。特别是在冶炼和加工过程中实现电子计算机控制，保证了产品质量和性能的可靠和稳定。
发展方向
(1)钢种极低碳化(碳≤0.02%)和高纯化(作为杂质元素硫、磷、硅、锰等含量极低)。
(2)特殊用途钢种开发。如热海水用高钼钢、高耐蚀高强度的高氮钢(氮含量达到0.4%~0.6%甚至0.8%~1.0%)，不锈钢功能材料(记忆材料、储氢材料等)等。
(3)新工艺开发。不锈钢复合材料、非晶不锈钢等。
形成元素
不锈钢管是加有质量分数从12%到高于50%合金元素的铁基合金。合金元素影响奥氏体、铁素体和马氏体相的稳定性，从而影响与稳定性有关的各相之间的平衡关系。加人不锈钢管的元素可以分为形成和稳定铁素体元素以及形成稳定奥氏体元素。马氏体是一种相变产物，由奥氏体从高温冷却到低温时形成，如果在高温时没有形成奥氏体.那么在低温也就形不成马氏体。
奥氏体不锈钢管含有高的镍含量及其他奥氏体形成元素，这些元素促使奥氏体相的形成，使其在室温甚至更低温度下仍然稳定。《中国不锈钢管行业市场前瞻与投资规划分析报告前瞻》指出铁素体不锈钢无缝管则含有减弱奥氏体形成的元素例如高的铬含量.使铁素体成为主导的相成分。马氏体不锈钢管在高温时是奥氏体组织，然而这种奥氏体适不稳定的，在冷却时发生转变。借助于奥氏体形成元素和铁素体形成元素之间的平衡可以控制不锈钢管的微观组织。两种元素间平衡的调整对不锈钢管的力学性能，耐腐蚀性和焊接性有重要作用。
铝.钛.铜和钼加入不锈钢无缝管中可以促进析出反应而使钢强化。含有Cu、AI 和Mo的析出硬化(PH)马氏体不锈钢无缝管经热处理后可以得到超过1375MPa (200k8i)的室温屈服强度。奥氏体不锈钢无缝管经常含有钛和铝而形成镍钛和镍铝析出相，其作用和镍基超合金中的析出强化相相似。铝在固溶体中是铁素体形成元素.而铜则是弱奥氏体形成元素.成分接近纯铜的析出相可以用来强化马氏体钢如174PH钢。铁素体形成元素有:铬，钼、硅、铌、钛.铝、钒、钨。奥氏体形成元素有:镍、锰、碳，氮.铜.钴。
应用
奥氏体304不锈钢钢板，据称这种材料可以带来极强的防锈、耐腐蚀性能，又有极佳的可塑性和韧性，方便冲压成型。密度为7.93g/立方厘米，304不锈钢是一种很常见的不锈钢，业内也叫做18/8不锈钢。它的金属制品耐高温，加工性能好，因此广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。http:// 奥氏体不锈钢常用的热处理工艺主要有以下三种：
固溶处理、稳定化处理和去应力处理。
1、固溶处理。将钢加热到1050~1150℃后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。
2、稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850~880℃保温后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。
3、去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300~350℃回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450℃，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500~950℃,加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。
http://实话实说，304是奥氏体型不锈钢，想通过热处理来改变切削加工性能是不现实的。
其他钢种可以通过退火或正火来改变组织，从而改变切削加工性能，是因为其他钢在加热和冷却过程中发生组织转变，因为组织决定了性能，因此改变了切削加工性能，而奥氏体不锈钢，室温是奥氏体，加热到高温也是奥氏体，不发生组织转变，所以热处理不能够改变其切削加工性能的，奥氏体不锈钢的热处理通常只有固溶处理、再结晶退火和去应力退火之类的，固溶处理是改变耐蚀性的，再结晶退火是消除加工硬化恢复塑性的，去应力退火是消除加工过程中产生的应力的，所以，期望通过热处理改变奥氏体不锈钢的切削加工性是不现实的。每种材料有各自的特点，热处理工艺也不一定通用，玉米面包饺子肯定不行，虽然也是面粉。
奥氏体不锈钢的切削加工，只能够通过改变刀具、切削加工工艺参数来解决。
《草原的风》 2013-11-07
http://GB/T3640-1988已经废止，现在现行的标准是YB/T 5305-2008 普通碳素钢电线套管 ，是冶金行业标准，该标准我没有下载到，不过根据我的经验来说，GB/T3091-2008标准要高于YB/T 5305-2008 ，也就是说你可以用GB/T3091-2008标准钢管来进行电气穿线。
我们公司是全球著名的沈阳的一家建筑幕墙的设计、施工单位，国内工程的电气布线我们均选用GB/T3091-2008的焊接钢管，工程验收都没有问题。请参考
* 本词条由网民
