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根据对冶炼不同钢种处理的目的的不同,炉外精炼的基本作用主要包含以下几个内容。
(1)升温。采用物理法或化学法对钢水进行提高温度的操作,主要包括两大类:
1)物理加热法。通常采用电弧加热,利用电的弧光放电产生大量热量对钢水进行加热的方法,如LF炉、ASEA-SKF法等精炼技术就是采用这种方法。
2)化学加热法。利用金属元素氧化产生热量对钢水加热的方法,如RH、CAS-OB、VOD、VAD等精炼技术就是采用此法。
(2)搅拌。搅拌是加速冶金反应,促进钢水成分和温度均匀的最重要手段,用于冶金过程的搅拌方法大体上可以分以下四种:
1)机械搅拌:利用机械装置对钢水进行搅拌,达到均匀的目的,如倒包法、机械搅拌法。
2)吹氩搅拌:利用钢包底部的透气砖将氩气从钢包底部吹入钢液,达到搅拌钢液的目的。其中钢包底吹氩、CAS-OB、LF、VOD、VAD、VD等精炼装置就采用此法对钢水进行搅拌。
3)吸吐搅拌:向钢包内吸吐钢液,达到搅拌钢水的目的,如RH、DH就采用此法。
4)电磁搅拌:根据法拉第定律,交变磁场,可以产生感应电势,这个电势会导致固态或液态金属中流过电流。利用移动的磁场作用于钢包就会驱使钢液流动,从而达到交变的目的,如ASEA-SKF等就是属于这种交变装置。
(3)去气去夹杂。大部分气体成分是钢中的有害杂质,尤其是钢中氢和氮,根据去气原理不同基本上有以下几种方法:
1)降低气体成分的分压法:借助真空技术,适当提高装置的真空度,进行真空脱氧、增大吹氩量,扒除炉渣或减少渣层厚度的方法,可以明显降低钢液中的气体夹杂,如:RH、DH、LFV等方法就属于该种去气方法。
2)气泡提升法:利用上浮的气泡,将钢液中的气体成分带出钢液,达到去气去夹杂的目的,如LF、CAS-OB、钢包吹氩、VAD等就属于此法。
3)增大单位脱气面积和传质系数,采用强制搅拌,增大脱气面积达到去气去夹杂的目的,如电磁搅拌法等。
4)利用吹氧脱碳来去除气体:利用C-O反应产物的上浮运动,带走钢液中的气体成分,达到去气去夹杂的目的,如RH、VAD、VOD等。
(4)合成渣作用。利用合成渣的精炼作用达到去除钢中的硫、磷等有害杂质,如LF、合成渣洗、VAD等方法。
根据每个精炼装置的不同,对上述功能进行组合,就形成了不同的精炼装置。
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