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根據(jù)對冶煉不同鋼種處理的目的的不同,爐外精煉的基本作用主要包含以下幾個內(nèi)容。
(1)升溫。采用物理法或化學法對鋼水進行提高溫度的操作,主要包括兩大類:
1)物理加熱法。通常采用電弧加熱,利用電的弧光放電產(chǎn)生大量熱量對鋼水進行加熱的方法,如LF爐、ASEA-SKF法等精煉技術就是采用這種方法。
2)化學加熱法。利用金屬元素氧化產(chǎn)生熱量對鋼水加熱的方法,如RH、CAS-OB、VOD、VAD等精煉技術就是采用此法。
(2)攪拌。攪拌是加速冶金反應,促進鋼水成分和溫度均勻的最重要手段,用于冶金過程的攪拌方法大體上可以分以下四種:
1)機械攪拌:利用機械裝置對鋼水進行攪拌,達到均勻的目的,如倒包法、機械攪拌法。
2)吹氬攪拌:利用鋼包底部的透氣磚將氬氣從鋼包底部吹入鋼液,達到攪拌鋼液的目的。其中鋼包底吹氬、CAS-OB、LF、VOD、VAD、VD等精煉裝置就采用此法對鋼水進行攪拌。
3)吸吐攪拌:向鋼包內(nèi)吸吐鋼液,達到攪拌鋼水的目的,如RH、DH就采用此法。
4)電磁攪拌:根據(jù)法拉第定律,交變磁場,可以產(chǎn)生感應電勢,這個電勢會導致固態(tài)或液態(tài)金屬中流過電流。利用移動的磁場作用于鋼包就會驅使鋼液流動,從而達到交變的目的,如ASEA-SKF等就是屬于這種交變裝置。
(3)去氣去夾雜。大部分氣體成分是鋼中的有害雜質,尤其是鋼中氫和氮,根據(jù)去氣原理不同基本上有以下幾種方法:
1)降低氣體成分的分壓法:借助真空技術,適當提高裝置的真空度,進行真空脫氧、增大吹氬量,扒除爐渣或減少渣層厚度的方法,可以明顯降低鋼液中的氣體夾雜,如:RH、DH、LFV等方法就屬于該種去氣方法。
2)氣泡提升法:利用上浮的氣泡,將鋼液中的氣體成分帶出鋼液,達到去氣去夾雜的目的,如LF、CAS-OB、鋼包吹氬、VAD等就屬于此法。
3)增大單位脫氣面積和傳質系數(shù),采用強制攪拌,增大脫氣面積達到去氣去夾雜的目的,如電磁攪拌法等。
4)利用吹氧脫碳來去除氣體:利用C-O反應產(chǎn)物的上浮運動,帶走鋼液中的氣體成分,達到去氣去夾雜的目的,如RH、VAD、VOD等。
(4)合成渣作用。利用合成渣的精煉作用達到去除鋼中的硫、磷等有害雜質,如LF、合成渣洗、VAD等方法。
根據(jù)每個精煉裝置的不同,對上述功能進行組合,就形成了不同的精煉裝置。
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