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爐外處理;第一節爐外處理的概況;二、爐外處理技術與目的

爐外處理技術是在初煉爐（轉爐、電爐）以外的鋼包或專用容器中，對金屬液（鐵水或鋼液）進行爐外處理的精煉方法。

爐外處理的主要目的：

鐵水預處理：脫硫、脫矽及同時脫磷—脫硫；

鋼水二次精煉：脫碳、脫氣（H、N、CO）、去氧、脫硫、去除夾雜物、控制夾雜物的形態、調整成分及溫度等等。;第二節爐外處理的基本手段;反應器的攪拌強度用單位重量的金屬液所得到的攪拌能密度衡量，攪拌的效果通常用反應器內的均勻混合時間τ來反映。

事實上，反應器內的均勻混合時間除了與攪拌能密度有關外，還與攪拌方式、熔池的幾何形狀等均有關。;1、氣體攪拌;(a)Q=1.19×10-2Nm3/h;頂吹氬

頂吹氬是通過吹氬槍從鋼包上部浸入鋼水進行吹氬攪拌。

要求設立固定吹氬站，該方法操作穩定也可噴吹粉劑。但頂吹氬攪拌效果不如底吹氬好。

吹氬攪拌對金屬液所作的功

◆氬氣在出口處因溫度升高產生的體積膨脹功Wt

◆氬氣在金屬液中因浮力所做的功Wb

◆氬氣從出口前的壓力降至出口壓力時的膨脹功Wp

◆氬氣吹入時的動能We

從它們的計算值比較可知，Wt和Wb較大，而Wp和We較小，可忽略。;;對鋼水施加一個交變磁場，當磁場以一定速度切割鋼液時，會產生感應電勢，這個電勢可在鋼液中產生感應電流J，載流鋼液與磁場的相互作用產生電磁力f，從而驅動鋼液運動，達到攪拌鋼液的目的。

電磁攪拌能主要決定於磁場強度。而要增大磁場強度，必須增大輸入感應線圈中的電流。

常用的電磁攪拌裝置的感應方式:

?基於非同步電機原理的旋轉攪拌

?基於同步電機原理的直線攪拌;3、迴圈攪拌;常用鋼包攪拌系統示意圖;二、真空;鋼水真空處理工藝示意圖;三、添加精煉劑;喂絲法是將易氧化、比重輕的合金元素置於低碳鋼包芯線中，通過喂絲機將其送入鋼液內部。

優點：

◆可防止易氧化的元素被空氣和鋼液面上的頂渣氧化，準確控制合金元素添加數量，提高和穩定合金元素的利用率；

◆添加過程無噴濺，避免了鋼液再氧化；

◆精煉過程溫降小；

◆設備投資少；

◆處理成本低。;合金的喂入與噴粉工藝示意圖;四、加熱;鋼包加熱系統工藝示意圖;第三節鐵水預處理技術;鐵水預處理工藝興起於20世紀70年代。目前，鐵水預處理和鋼水爐外精煉已成為近五十年來鋼鐵工業迅速發展起來的兩項重要工藝技術。

鐵水預處理在日本、美國等國發展非常快，處理量基本上在70%-80%以上，有的企業己達100%。日本“三脫”技術發展最快，應用最廣泛。

我國鐵水預處理起步較晚，但近年來發展很快，寶鋼、太鋼等分別建成了“三脫”預處理設備，鞍鋼、武鋼等多家企業都建成了鐵水預脫硫、預脫磷設備。;一、鐵水預脫矽;脫磷前必須優先將鐵水矽氧化到遠遠低於高爐鐵水矽含量的0.15%以下，磷才能被迅速氧化去除。;1、鐵水預脫矽基本原理;2、鐵水預脫矽方法及其選擇;高爐出鐵溝脫矽;鐵水罐中噴射脫矽劑脫矽;“兩段式”脫矽法;二、鐵水預脫硫;在鐵水預處理溫度下，硫元素的穩定狀態是氣態（硫的沸點為445℃），但在有金屬液和熔渣的情況下，硫能溶解在金屬液和熔渣中。

硫在鐵液中的溶解度很高，在鐵水溫度下能同很多金屬和非金屬元素結合成氣、液相化合物。

各種脫硫方法的實質都是將溶解在金屬液中的硫轉變為在金屬液中不溶解的相，進入熔渣或經熔渣再從氣相逸出。

目前，生產中常用的脫硫劑有石灰（CaO）、碳化鈣（CaC2）、蘇打（Na2CO3）、金屬鎂、鈣以及由他們組成的各種複合脫硫劑。;CaC2、Mg和Na2O的脫硫能力均較CaO強很多，而且脫硫反應平衡時的硫含量前三者也可以達到較低的水準。

實際處理中，如果要求鐵水預脫硫終點硫含量小於0.005%，可選用Mg、CaC2以及它們組成的複合脫硫劑。用蘇打粉脫硫時由於產生回硫現象，很難達到0.005%以下的水準。;鹼性渣脫硫

按熔渣的離子理論，強化鹼性渣脫硫能力的熱力學條件是：提高熔渣的鹼度，降低脫硫體系中的氧勢，提高脫硫溫度。;;隨著用戶對高強度、高韌性、高抗應力腐蝕性能鋼種需求量的不斷增加和品質要求的日益嚴格，世界各國都在努力降低鋼中磷含量。

為了降低氧氣轉爐鋼的生產成本和實行少渣煉鋼，也要求鐵水磷含量小於0.015%。;鐵水中的磷首先氧化成P2O5，然後與強鹼性氧化物結合成穩定的磷酸鹽而去除。

在鐵水預脫磷過程中，首先要有適當的氧化劑將溶解於鐵水中的磷氧化，然後採用強有力的固定劑，使被氧化的磷牢固地結合在爐渣中。;◆在高爐出鐵溝或出鐵槽內進行脫磷