冶金概论-供参考

1、主要内容1.2 钢铁工业1.3 钢铁冶炼1.4 钢铁产品及副产品1.5 钢铁工业能耗及能源1.6 耐火材料1.7 环境保护1.1 冶金基本概念1.1.1 冶金学1.1.2 火法冶金主要过程简介1.1 冶金基本概念:冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺过程和设备不同，从而形成专门的冶金学科冶金学。冶金学研究所涉及的内容：金属的制取，金属的加工，金属性能的改进对金属成分、组织结构、性能和相关理论的研究。冶金学的分类提取冶金（extractive metallurgy）：从矿石中提取

2、金属及金属化合物的过程，因其中进行很多化学反应，又称化学冶金（chemical metallurgy）。提取冶金的分类1.1.2 火法冶金主要过程简介1干燥：去水，温度为400600。2焙烧：以改变原料组成为目的的、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。3煅烧：在空气中以去CO2和水为目的的冶金过程。4烧结与球团：以获得特定矿物组成、结构及性能的造块。5熔炼：还原氧化物，提取粗金属。6精炼：氧化杂质，获得纯金属。7铸造：液态金属凝固成固态。 1.2 钢铁工业1.2.1 钢铁材料1.2.2 钢与生铁的区别 1.2.3 钢铁冶炼技术发展简史1.2.4 我国钢铁工业的发展1.2.1 钢铁

3、材料钢铁是使用最多的金属材料 原因：储量大；冶炼加工容易；综合性能好；易改质处理预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例1.2.3 钢铁冶炼技术发展简史远古至13世纪末：半熔融状态的铁块海绵铁；13世纪末至19世纪中叶：熔融状态的生铁粗钢，形成两步法炼钢；19世纪中期至今 ：1856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法； 1864年法国人发明了平炉炼钢法；1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法；20世纪初发明了电弧炉炼钢；20世纪中叶氧气顶吹转炉（LD法）。1.2.3 我国钢铁工业的发展1996年，突破1亿吨；1999年，产量世界第一；2003年，突破2亿吨，世界惟一年产钢超过2亿吨的国家；20

4、04年，产量2.8亿吨；2005年，产量3.5亿吨；2006年，产量4.2亿吨。全球部分钢厂产量排名 近年来我国钢铁生产状况2006年钢铁行业发展态势我国在全球钢铁生产和消费中的地位显著提高；钢材品种结构调整取得重大进展；我国成为全球钢铁产品出口大国；降低能耗、减少污染物排放呈良好态势；全行业投资增幅明显回落，投资转向优化产品结构； 全行业实现利润创历史最好水平；在2007年国际铁矿石价格谈判中实现首发定价 。 2006年钢铁行业发展的问题 全行业产业集中度不高，而且有所下降；钢铁企业联合重组进展缓慢，体制机制改革明显滞后；全行业存在总体产能过剩的问题，而且生产力布局不合理，总量扩张仍在继续，

5、淘汰落后产能的任务艰巨，难度加大；钢铁生产的产品结构和出口结构，有待进一步优化，自主创新和新产品开发能力需要进一步提高；全行业在节能减排方面虽然取得了较大的进步，但钢铁行业是全国耗能、污染物排放的大户，能源和环境因素明显制约钢铁工业发展等。目前钢铁行业发展工作重点坚持以销定产，控制总量过快增长，保持国内市场供需平衡； 控制出口过快增长，坚持适量出口和优化出口产品结构；坚持以节能减排为抓手，促进增长方式转变； 积极推进企业联合重组和淘汰落后生产能力。 中国钢铁工业发展目标 “加强自主创新，建设创新型国家”目标下，通过结构调整和产业升级，努力使我国从钢铁大国转变为钢铁强国。钢铁生产的两个典型流程烧

6、结/球团 高炉转炉连铸机轧机直接还原或熔融还原电炉连铸机轧机 钢铁生产的典型工艺（长流程）1.4 钢铁产品及副产品产品;生铁 ,钢铁, 合金 副产品; 炉渣, 煤气,生铁它是铁和碳及少量硅。锰、硫、磷等元素组成的合金，主要由高炉生产，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。 铁合金铁合金是指铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于炼钢脱氧或作为合金添加剂，当采用金属热还原法生产其它铁合金和有色金属时作还原剂(详见第七章)。如：硅铁、锰铁。炉渣炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。

7、根据冶炼方法的不同，钢铁生产产生的炉渣分为高炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分又可分为碱性渣和酸性渣。 煤气 钢铁生产中还能获得大量的可燃气体，高炉炼铁可产生高炉煤气，转炉炼钢可获得转炉煤气，炼焦时可得焦炉煤气等。煤气主要成分：CO、H2、CO2、N2、CH4 1.5 钢铁工业能源及能耗1.5.1 钢铁生产用能源钢铁工业是能源消耗的大户，约占全国总能源消耗量的1011。钢铁生产所用能源主要有煤炭、燃料油(重油)、天然气、电力等。 煤占钢铁生产中燃料消耗的70%，钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量的15。煤在钢铁企业主要用来炼焦和自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅炉及部分窑炉，少部分制成粉煤

8、用于高炉喷吹及烧结生产。 1.5.2 钢铁工业能耗我国钢铁工业的能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业能耗的6070。其主要耗于炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁等工序，占钢铁生产能耗的一半以上。 1.5.3 节能途径改进生产工艺及操作，更新和改造耗能高的设备。降低能源损失（“废料”、煤气、热能、压力能），减少生产工序。 回收利用散失热量。 加强企业能源管理，加强能源利用技术的研究工作，提高操作技术水平，充分发挥现有设备能力，以节能为目标合理组织生产。1.6 耐火材料 凡是耐火度高于1580，能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受高温荷重作用韵无饥非金属材料，称为耐火材料。耐火材料

9、由耐火砂岩进入到现代科技产品，已成为独立的生产行业，其产品的6080消耗于冶金工业。钢铁生产对耐火材料的要求是：耐火度高；能抵抗温度骤变；抗熔渣、金属液等侵蚀能力强；高温性能和化学稳定性好。1.7 环境保护钢铁厂产生的各种污染物有：大气污染物质污水固体废弃物大气污染物质SOX：是通过原料、燃料中硫磺成分的燃烧而产生的。烧结工厂等为其主要发生源。 NOX：通过燃烧后发生。烧结工厂等为其主要发生源。煤尘：通过燃烧后发生。烧结炉、各加热炉为其发生源。粉尘：从燃料原料的输送、处理过程，及储藏场中产生。炼铁、炼钢工程为其主要发生源。 污水钢铁工业用水主要是冷却水，其次是煤气洗涤水，以及冲洗设备、地面及除

10、尘用水等。 污水中含有下列污染物：固体悬浮物（SS）：从排气集尘、高温物质的直接冷却等过程中产生。油：由各种机械等所使用的油所发生的漏泄及冷轧工程使用轧制机的机油等原因而产生。化学需氧量（COD）：从煤炭干馏时的氨水，及冷轧、电镀废水中产生。酸、碱：从冷轧工程的酸洗工程、电镀工程等的脱脂工程中产生。固体废弃物炉渣：从高炉、铁水预处理、转炉、电炉、二次精炼设备等的冶炼工程中产生。污泥：在各种水处理过程中产生。灰尘：从各种干式集尘机中产生。钢铁生产中产生的污染物(1)第二章 高炉炼铁主要内容2.2 高炉炼铁原理2.3 高炉结构及附属设备2.4 高炉操作2.1 高炉冶炼用原料2.1.1 主要原料2.

11、1.2 烧结2.1.3 球团2.1.1 主要原料2.1 高炉冶炼用原料:高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭和喷吹燃料）、熔剂（石灰石与白云石等）。 冶炼1t生铁大约需要1.62.0t矿石，0.40.6t焦炭，0.20.4t熔剂。 高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。铁矿石处理工艺流程 矿石破碎筛分富矿混匀天然块矿高炉； 矿石破碎筛分贫矿磨矿筛分选矿造块人造富矿高炉燃料焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。 粒度：大型高炉 4060mm；中型高炉 2540mm；小型高炉 1525mm；喷吹燃料

12、： 固体（无烟煤与烟煤粉） 液体（重油、煤焦油） 气体（天然气或焦炉煤气)熔剂熔剂主要使用石灰石和白云石；熔剂的要求： 有效成分含量高（CaO+MgO）； 有害杂质S、P低； 粒度均匀，强度好，粉末少。熔剂的作用：助熔，改善流动性，使渣铁容易分离；脱硫（焦炭和矿石中S）。2.1.2 烧结将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程叫是烧结，所的到的块矿叫烧结矿。抽风烧结工艺流程烧结过程示意图烧结料层有明显

13、的分层，依次出现烧结矿层、燃烧层、预热和干燥层、过湿层，然后又相消失，最后剩下烧结矿层。烧结矿的形成烧结矿是一种由多种矿物组成的复合体。由含铁矿物和脉石矿物组成的液相粘结在一起组成。含铁矿物有磁铁矿、方铁矿（或浮氏体）、赤铁矿粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和石灰。烧结厂巡视2.1.3 球团将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等)，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结这一过程即为球团生产过程其产品即为球团矿。球团矿生产的工艺流程一般包括原料

14、准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。 球团矿生产的工艺流程 2.2 高炉炼铁原理2.2.1 高炉冶炼过程及特点2.2.2 还原反应2.2.3炉料与煤气运动 2.2.4 高炉生产主要技术经济指标2.2.1高炉冶炼过程及特点现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，除高炉本体外，还有供料、送风、煤气净化除尘、喷吹燃料和渣铁处理等系统。高炉炼铁的本质 传质过程：矿石中的O2- O2- 进入煤气中，实现铁与氧的分离 传热过程：煤气携带的热量传给炉料，使炉料熔化成渣铁，实现渣铁分离高炉生产工艺流程高炉结构高炉是由耐火材料砌筑而成竖式圆筒形炉体，外有钢板制成炉壳加固密封，内嵌冷却器

15、保护，炉子自上而下一次分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分。炉缸部分设有风口、铁口和渣口，炉喉以上为装料装置和煤气封盖及导出管。高炉炉内炉料状况及反应还原反应2.2.2 还原反应 基本概念：还原剂夺取金属氧化物中的氧，使之变为金属或该金属低价氧化物的反应。 高炉炼铁常用的还原剂主要有CO、H2和固体碳。 铁氧化物的还原顺序 遵循逐级还原的原则。 当温度小于570时，按Fe2O3Fe3O4Fe的顺序还原。 当温度大于570时，按Fe2O3Fe3O4 FeOFe的顺序还原。2.2.2.2 高炉内铁氧化物的还原用CO和H2还原铁氧化物 用CO和H2还原铁氧化物，生成CO2和H2O还原反应叫间接还原

16、。 用CO作还原剂的还原反应主要在高炉内小于800的区域进行。 用H2作还原剂的还原反应主要在高炉内8001100的区域进行。用固体碳还原铁氧化物 用固体碳还原铁氧化物，生成CO的还原反应叫直接还原。 在高炉内具有实际意义的只有FeO+C=Fe+CO的反应。 直接还原要通过气相进行反应，其反应过程如下：直接还原一般在大于1100的区域进行，8001100区域为直接还原与间接还原同时存在区，低于800的区域是间接还原区。 2.2.3 炉料与煤气运动2.2.3.1 炉料运动2.2.3.1炉料运动炉料在炉内下降的基本条件：高炉内不断形成促使炉料下降的自由空间。形成炉料下降的自由空间的因素 焦炭在风口

17、前燃烧生成煤气。炉料中的碳素参加直接还原。炉料在下降过程中重新排列、压紧并熔化成液相，体积缩小。 定时放出渣铁。2.2.3.2 煤气运动 ：煤气的体积的变化、煤气的成分的变化、煤气的温度的变化、煤气的体积的变化煤气量取决于冶炼强度、鼓风成分、焦比等因素。煤气的体积总量在上升过程中是增加的。煤气成分的变化CO：煤气上升过程中，CO在高炉下部高温区开始增加，煤气中的CO含量会相应减小。 CO2：在炉缸、炉腹部位几乎为零，从中温区开始增加。H2：来源于风中H2O汽和焦炭中的有机H2和喷吹燃料中的挥发H2，上升过程中由于参加间接还原和生成CH4，含量逐渐减少，但由于炉料中结晶水和碳作用生成部分H2，又

18、可适量增加煤气中H2的含量。N2：鼓风带入的N2，焦炭中的有机N2和喷吹燃料中的挥发N2，在上升过程中不参加任何反应，绝对量不变。 CH4：高温时少量焦炭与H2作用生成CH4，上升过程中又加入焦炭挥发分中CH4，但数量很少，变化不大。 煤气温度的变化炉内热交换现象：炉缸煤气在上升过程中把热量传递给炉料，温度逐渐降低；而炉料在下降过程吸收煤气的热量，温度逐渐上升。2.2.4 高炉生产主要技术经济指标有效容积利用系数（V）：高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（t/m3d）入炉焦比（K）：冶炼一吨生铁消耗的焦炭量（kg/t）煤比（或油比）：冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）燃料比焦比煤

19、比（或油比）冶炼强度：高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下） V=I/K生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。休风率：高炉休风时间（不包括计划大、中、小修）占日历工作时间的百分数。 规定的日历作业时间=日历时间-计划大中修及封炉时间 休风率反映高炉操作及设备维护的水平。生铁成本：生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用的总和，单位：元/tFe。炉龄（高炉一代寿命）：即从高炉点火开始到停炉大修之间实际运行的时间或产铁量。炉龄长，产铁多，经济效益高。2.3 高炉结构及附属设备2.3.2 高炉附属系统2.3.1 高炉本体2.3.1.1

20、高炉内型2.3.1.1 高炉内型高炉是一个竖立圆筒形炉子，其内部工作空间形状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。高炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段组成。炉型设计合理，能促进高炉冶炼指标的改善和延长高炉的使用寿命，故炉型是高炉最基本的工艺参数。现代高炉向大型化发展，合理炉型总的趋势是矮胖化。2.3.1.1 高炉内型高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在水平面到料线零位水平面之间的容积。用Vu表示。 巨型高炉：4000m3 大型高炉：620m3 中型高炉：255620m3 小型高炉：98）；向熔池中加入富铁矿；炉气中的氧传入熔池。铁液中元素的氧化方式有两种：直接氧化和间接氧化。直接

21、氧化方式直接氧化是指氧气直接与铁液中的元素产生氧化反应。当向铁液中吹入氧气时，如果在铁液与气相界面有被溶解的元素如SiMnC,虽有大量的铁原子存在，但根据元素的氧化次序SiMnC将优先于铁而被氧化。反应可写为：C+12O=CO Si+O2=（SiO2） Mn+12O2（MnO） 在氧气转炉炼钢时氧气流股冲击铁液形成一个冲击坑，氧气与铁液直接接触，易产生元素的直接氧化。间接氧化方式吹入的氧气由于动力学的原因首先与铁液中的Fe原子反应形成FeO进入炉渣同时使铁液中溶解氧O。炉渣中的（FeO）和溶解在铁液中的O再与元素发生间接氧化。其反应为：O2+Fe=(FeO) (FeO)=Fe+O 如： 2O+

22、Si=(SiO2) 或 2(FeO)+Si=2Fe+(SiO2)在渣-金界面上往往产生元素的间接氧化反应。3.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序溶解在铁液中的元素的氧化次序可以通过与1molO2的氧化反应的标准吉布斯自由能变化来判断。在标准状态下，反应的Go负值越多，该元素被氧化的趋势就越大，则该元素就优先被大量氧化。铁液中常规元素与氧反应的标准吉布斯自由能变化与温度的关系绘制成图。 3.3.3 脱碳反应 炼钢的一个重要任务是利用氧化方法将铁液中过多的碳去除，称为脱碳。脱碳反应是贯穿于冶炼过程。 在高温下C主要氧化成为CO。 C与氧的反应有：在渣-金界面上： C + （FeO ）= CO +Fe

23、 C + O = CO 在气-金界面上： C +1 2 O2 = CO 脱碳反应的作用脱碳反应除了调整钢液碳含量的作用外，其反应产物CO气体的上浮排除使得脱碳反应给炼钢带来独特的作用。促进熔池成分温度均匀；提高化学反应速度；降低钢液中的气体含量和夹杂物数量：造成喷溅和溢出：3.3.4 硅的氧化硅的直接氧化和间接氧化反应式在气-金界面上Si+O2=（SiO2）在渣-金界面上Si+2O=（SiO2）Si+2（FeO）=（SiO2）+2Fe硅的氧化对炼钢的影响Si氧化产生大量的化学热，是转炉炼钢的主要热量来源之一，它可使吹炼初期熔池温度能够较快升高，有利于转炉废钢加入量增加和初期渣熔化成渣。Si氧化

24、反应产物SiO2是酸性很强的氧化物，它影响到炼钢的炉渣碱度和石灰加入量。炉渣中的SiO2易侵蚀碱性炉衬，降低炼钢炉的炉龄。 3.3.5 锰的氧化与还原铁液中的锰反应,形成在高温下是稳定的MnO。Mn的氧化反应式为： 在气-金界面上Mn+1/2O2=（MnO） 在渣-金界面上Mn+O=（MnO）Mn+（FeO）=（MnO）+FeMn氧化还原对炼钢的影响Mn氧化产生的化学热是转炉炼钢的热源之一。Mn氧化产物MnO为碱性氧化物，在冶炼初期MnO与CaOSiO2FeO等形成多元系炉渣，MnO具有降低炉渣熔化性温度，帮助化渣的作用。在碱性法炼钢中，MnO的还原有利于提高钢水中的残余锰量，钢中锰可提高钢的

25、品质，降低钢的脆性，对钢有强化作用。 3.3.6 脱磷反应氧化脱磷：在炼钢温度下，气化脱磷反应是不能进行的。由于Fe优先于P氧化，通过直接氧化反应的气化脱磷也是难以进行的。通过加入石灰造碱性渣可以将铁液中的磷脱出到炉渣中。这是由于P2O5时是酸性氧化物，遇到碱性氧化物如CaO能生成稳定的化合物而进入炉渣。脱磷反应式用碱性炉渣进行脱磷的反应为：在渣-金界面 3(CaO)+2P+5O=(3CaOP2O5) 3(CaO)+2P+5(FeO)=(3CaOP2O5)+5Fe 在渣-金-气界面 3(CaO)+2P+5/2O2=(3CaOP2O5)3.3.7 脱硫反应反应热力学炉渣分子理论认为，脱硫反应为：

26、S+（CaO）=（CaS）+O 分子理论解释不了纯FeO渣也能脱硫的现象，故炉渣离子理论认为，脱硫反应属于电化学反应：S+（O2-）=（S2-）+O炉渣脱硫原理气化脱硫气化脱硫主要通过炉渣中硫的气化来实现，即：(S2-)+3/2O2=SO2+(O2-)或写为：6(Fe3+)+(S2-)+2(O2-)=6(Fe2+)+SO26(Fe2+)+3/2O2=6(Fe3+)+3(O2-)两个反应式表明，渣中的铁离子充当气化脱硫所需氧的媒介。需要明确的是，气化脱硫是以炉渣脱硫为基础的，首先硫从金属液被脱除到炉渣中，然后炉渣中的硫再被气化脱除进入炉气中。在转炉炼钢中，有约三分之一的硫是以气化脱硫的方式去除的

27、。 3.3.8 钢的脱氧脱氧是向炼钢熔池或钢水中加入脱氧剂，脱氧元素与氧反应，生成的脱氧产物或进入渣中或成为气相排出。脱氧剂应具有脱氧元素与氧的亲和力大、脱氧产物易排除、成本低和来源广等的特点。根据脱氧反应发生的地点不同，脱氧方法分为沉淀脱氧扩散脱氧和真空脱氧。沉淀脱氧又叫直接脱氧。把块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。出钢时向钢包中加入硅铁锰铁铝铁或铝块脱氧就是沉淀脱氧。这种脱氧方法由于脱氧反应在钢液内部进行，脱氧速度快。但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂。扩散脱氧又叫间接脱氧。它是将粉状的脱氧剂如

28、C粉Fe-Si粉CaSi粉Al粉加到炉渣中，降低炉渣中的氧含量，使钢液中的氧向炉渣中扩散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。在电炉炼钢的还原期和炉外精炼过程向渣中加入粉状脱氧剂进行脱氧操作就是扩散脱氧。其特点是：由于脱氧反应在渣中进行，钢液中的氧需要向渣中转移，故脱氧速度慢，脱氧时间长。但脱氧产物在渣相内形成，不在钢中生成非金属夹杂物。真空脱氧是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法。它只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如C-O反应。这种脱氧方法常用于炉外精炼中，如RH真空处理VADVD等精炼方法都可实现钢液的真空脱氧。真空脱氧因脱氧产物为气体，易于排除，不会对钢造成非金属夹杂的污

29、染，故这种脱氧方法的钢液洁净度高。但需要有专门的真空设备。元素的脱氧能力元素的脱氧能力可用同一条件下与相同含量的脱氧元素相平衡的残余氧量来表示。常用的脱氧元素有MnSiAl,而MnSi常以Fe-MnFe-Si铁合金的形式作为脱氧剂来使用。Al的脱氧能力最大，Si的脱氧能力次之，常用于终脱氧和镇静钢脱氧。Mn的脱氧能力最小，常用于预脱氧和沸腾钢脱氧。脱氧产物的特性Mn的脱氧产物为MnO，属于碱性氧化物，与酸性氧化物如SiO2相遇时，可以结合成复合的氧化物，使MnO的活度降低，从而提高了Mn的脱氧能力。由于Si的脱氧产物为SiO2，属于酸性氧化物，易与碱性氧化物结合成硅酸盐之类的复杂氧化物，使Si

30、O2的活度降低，使Si的脱氧能力增加。Al的脱氧产物Al2O3是中性氧化物，它既可与酸性氧化物结合也可与碱性氧化物相结合，因此，不论是与碱性氧化物还是与酸性氧化物相遇，均可降低Al2O3的活度，从而使Al的脱氧能力提高。正因为脱氧产物具有这样的特性，所以，对氧含量要求严格的钢常采用复合脱氧剂来进行脱氧。3.3.9 脱气钢中气体（H、N）的来源：金属料如废钢和铁合金中含有的一定量的氢和氮。潮湿的造渣剂，加入炉内后分解，也使钢中气体增加。耐火材料用粘结剂含有8%9%的氢。暴露在空气中的钢液，会从空气中吸收氢和氮。如果炼钢采用的氧气不纯，也能造成钢的增氮。气体的溶解反应为：H2=H N2=N 降低钢

31、中气体的措施提高炼钢原材料质量。如使用含气体量低的废钢和铁合金；对含水分的原材料进行烘烤干燥，采用高纯度的氧气等。 尽量降低出钢温度，减小气体在钢中的溶解度。 在冶炼过程，应充分利用脱碳反应产生的溶池沸腾来降低钢水中的气体含量。 用炉外精炼技术，降低钢水中的气体含量。如采用钢包吹氩搅拌，真空精炼脱气，微气泡脱气等方法对钢水进行脱气处理。 采用保护浇注技术，防止钢水从大气中吸收气体。3.3.10 去除钢中夹杂物钢中夹杂物的来源钢中存在着硫磷氧氮等杂质元素，这些元素与钢中的合金元素如硅锰铝钛钒等形成非金属化合物，如氧化物硫化物氮化物等。钢中的这些非金属化合物，统称为非金属夹杂物，也称为内生夹杂。在

32、炼钢过程中，钢水与炉渣和炉衬接触，炉渣炉衬中的化合物被卷入到钢水中，也会造成非金属夹杂物，也称为外来夹杂。钢中夹杂物的分类按夹杂物的化学成分分：氧化物夹杂；硫化物夹杂；氮化物夹杂。按加工变形后夹杂物的形态分：塑性夹杂；脆性夹杂；半塑性夹杂。按夹杂物的来源分：内生夹杂和外来夹杂。降低钢中夹杂物的措施 在冶炼中采取各种手段降低钢中杂质元素OSNP等的含量，提高钢的洁净度，从 根本上减少内生夹杂物。提高耐火材料质量，提高其抗冲击和耐侵蚀的能力，减少外来夹杂物数量。 采用合理的脱氧制度，使脱氧产物易于聚集上浮，从钢液中排除。 应用钢包冶金如真空脱氧吹Ar搅拌喷粉处理等和中间包冶金如采用堰、坝导流板过滤

33、器湍流控制器等控流装置，去除钢水中的夹杂物。 采取保护浇注技术，防止钢水从周围大气环境中吸收氧氢氮。 第三章 小结重点掌握内容：炼钢的基本任务炉渣在炼钢中的作用，其来源及主要成分。脱碳反应的作用。脱硫、脱磷的反应式。脱氧的方法及优缺点。钢中气体来源及降低气体的措施。非金属夹杂物的来源、组成及降低其措施。第四章 转炉炼钢主要内容 4.2 铁水预处理工艺4.3 氧气转炉炼钢的发展4.4 顶底复吹转炉炼钢的设备4.5 复吹转炉吹炼工艺4.1炼钢用原材料4.1.1 金属料4.1 炼钢用原材料铁水；废钢；铁合金；4.1.2 辅助材料造渣材料；氧化剂；冷却剂；还原剂和增碳剂。4.1.1.1 铁水（或生铁块

34、）铁水是氧气转炉炼钢的基本原料，一般占金属料的70100；电炉只用生铁块作配碳用。铁水成分和铁水温度是否适当和稳定，对简化和稳定转炉操作并获 得良好的技术经济指 标非常重要。铁水成分Si：发热元素，转炉热量来源。根据p，Si一般在0.40.8范围内Mn：有利元素。Mn一般在0.20.4左右P：有害元素，强发热元素。P是高炉不能去除的元素，故只能要求P稳定，采用铁水预处理脱磷或相应的炼钢方法来去除。S：有害元素。S0.04。采用铁水预处理脱硫， S12001300，且保持稳定，以利于炉子热行，迅 速成渣。有铁水预处理工艺， 铁水温度应适当提高。4.1.1.2 废钢废钢是电炉炼钢的基本原料，用量占

35、钢铁料的7090。对转炉来说，既是金属料也是冷却剂。合金钢废钢应按所含合金分组堆放。应严防混入有害杂质和危险品，并减少带入的泥沙、耐火材料和炉渣等。对外形尺寸和单重过大的 废钢，应预先进行解体和 切割；对轻薄料要打包或 压块，以缩短装料时间。4.1.1.3 铁合金炼钢中广泛使用的各种脱氧和合金化元素与铁的合金。如Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Cr；以及复合脱氧剂，如硅锰合金、硅钙合金、硅锰铝合金；还有铝、锰、镍等金属。铁合金应合理选用以降低成本，使用前应烘烤以减少气体带入。另外要纯净，不得混有其它夹杂物，块度要适当。4.1.2.1 造渣材料石灰（CaO）。碱性炼钢方法的基本造渣材料，有强的脱磷

36、、脱硫能力，对炉衬危害小。石灰要求含有效CaO大于8085，含S和SiO2低，块度小而均匀，且无细粉；生烧过烧率要小；不能潮解，应保持干燥、新鲜。萤石（CaF2）。熔点低（1418），能使CaO熔点显著降低，加速化渣，改善渣的流动性。萤石要求：CaF285%。白云石（MgO）。增加渣中Mg含量，以减少炉衬中MgO向炉渣中转移，且能促进前期化渣。4.1.2.2 氧化剂氧气。炼钢中氧的重要来源。一般要求氧气纯度应大于98，冶炼低氮钢种时，应大于99.5。还应脱除水分。铁矿石、氧化铁皮。铁矿石要求含铁高，SiO2、P和水分少，使用前要加热。氧化铁皮要求杂质少，不含油污和水分，使用前必须烘烤。4.1.

37、2.3 冷却剂废钢。冷却效果稳定、喷溅少，价格低。富铁矿、团矿、烧结矿和氧化铁皮。利用它们所含FexOy氧化金属中的杂质时，需要吸收大量的热而起到冷却的作用。石灰石。缺少以上冷却剂时，可以使用，CaCO3分解时吸收大量热量。4.1.2.4 还原剂和增碳剂电炉炼钢使用的还原剂和增碳剂有石墨电极、木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙、铝等。氧气转炉冶炼中、高碳钢时，一般用含灰分很少的石油焦作增碳剂。4.2 铁水预处理工艺铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种工艺。铁水预处理可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理，前者有脱硫、脱硅、脱磷或同时脱磷脱硫；后者有铁水提钒

38、、提铌等。 铁水脱硫的优势 ：铁水中的C、Si、P等元素的含量高，硫在铁水中的活度系数大；铁水中氧势低，有利于脱硫反应的进行；有利于直接使用一些强的脱硫剂如CaC2、金属镁等。铁水预脱硫方法依据采用脱硫剂的种类及其搅拌方法，目前生产中采用的炉外脱硫方法可分为四类：铁流搅拌法、机械搅拌法、气体搅拌法和插入法 。用得较多的为机械搅拌法(KR法) 和气体搅拌法(顶部喷吹法) 。 KR 法:用实心旋转器搅拌铁水，脱硫剂为CaC2和石灰粉加Na2CO3。 顶部喷吹法:以载气（N2）将脱硫剂经顶部喷嘴喷入鱼雷型混铁车和铁水包的铁水中，脱硫剂为CaC2、Na2CO3。铁水预脱硫方法KR法 1脱硫剂；2搅拌器

39、；3至除尘铁水预脱硫工艺铁水脱硫反应铁水预处理脱硫常用的脱硫剂有CaC2、CaO、Na2CO3、Mg以及由它们组成的各种复合脱硫剂。脱硫剂与铁水中的硫反应为：Mg （g ）+S=MgS （S ） CaO （S ）+S=CaS （S ）+O 4.3 氧气转炉炼钢的发展现代转炉炼钢的发展大致分四个时期：1）顶吹转炉炼钢技术的创立(19481956) 标志性技术：拉瓦尔型超音速顶吹喷枪。2）顶吹转炉炼钢技术的成熟与完善(19561967) 标志性技术：转炉大型化；副枪动态控制技术3）氧气炼钢技术的繁荣与发展(19671993) 标志性技术：氧气底吹转炉炼钢技术； 转炉复合吹炼工艺技术4）现代转炉炼钢

40、技术(1993) 标志性技术： 溅渣护炉工艺； 干法除尘与煤气回收技术 顶底复吹转炉的冶金特点炉渣氧化性比顶吹转炉明显降低。因此钢的含氧量少，金属和合金元素收得率高，终点残锰量增加，炉衬侵蚀量下降。熔池搅拌强烈，使得脱磷、脱硫反应更加接近平衡，渣金间的磷、硫分配比高。吹炼平稳，喷溅量少。4.4 顶底复吹转炉炼钢的设备顶底复吹转炉炼钢的设备由4个系统组成，每个系统又由各自的设备组成。 炼钢容器的炉子系统 ； 提供炼钢所需的氧气和底部搅拌气体的供气系统 ； 提供炼钢所需的金属料和造渣材料的供料系统； 对高温含尘烟气进行降温除尘处理，并回收余热和煤气的烟气处理系统。 4.4.1 炉子系统炉子系统由转

41、炉托圈耳轴倾动机构组成，是装入原料进行吹炼的容器。它由圆台形炉帽圆筒形炉身和球缺形或截锥形炉底三部分组成在炉帽与炉身连接处 有出钢口。4.4.2 供气系统供氧系统由制氧机储气罐压氧机输气管道及阀门、氧枪和底部供气元件组成。氧枪是供氧设备中的关键部件。由枪身和喷头组成。枪身是由三种不同直径的无缝钢管套装而成，通水冷却。喷头用导热良好的紫铜制成，孔形状一般采用拉瓦尔管的形状，大型转炉普遍应用了三孔四孔五孔喷头。底部供气元件顶底复吹技术的关键部件是复吹转炉的底部供气元件。底部供气元件分为两大类，即喷嘴型和砖型。4.4.3 供料系统1）铁水供应2）废钢供应3）造渣剂供应1）铁水供应混铁车（鱼雷罐车）方

42、式流程为：高炉铁水鱼雷罐车铁水罐转炉。这种供应方式投资省铁水温降小和有较好的生产环境。适合于大型高炉向大型转炉（100t以上）供应铁水。2）废钢供应向转炉供应废钢一般采用废钢槽方式。流程：磁盘吊车装槽桥式吊车+废钢槽转炉。3） 造渣剂供应转炉的造渣剂采用以下的供应方式：地下储料仓胶带运输机高位料仓称量漏斗汇总漏斗溜槽 转炉。下图还给出了 向钢包中加入铁合金的主要设备。4.4.4 烟气处理系统转炉炉内的气体称为炉气，炉气离开炉口进入烟罩后称为烟气。氧气转炉在吹炼期间产生大量含尘炉气，其温度高达14001600，炉气中含有大量CO和含铁60左右的粉尘。 转炉炉气的处理方法主要有燃烧法和未燃烧法。未

43、燃法 是在炉口上方采用可以升降的活动烟罩，使炉气在收集过程中尽量不与空气接触，经降温除尘净化后，通过风机抽入煤气回收系统中。 4.5.1 吹炼工艺流程一炉钢的冶炼过程是指从装料到倒尽渣为止。顶底复吹转炉炼钢的冶炼周期一般是3040min。其中的纯吹氧时间约1520min。转炉操作进程4.5.2 吹炼过程元素的变化根据C的氧化速度不同，炼钢过程可分为三个时期。氧化初期，脱碳速度由小变大。 由于氧化初期熔池温度低，SiMn 氧化量多，消耗了大部分的氧，C 的氧化受到限制。 脱碳速度dC/dt=-k1t ，与吹炼时间成正比。 这一时期称吹炼初期，又叫硅 锰氧化期，时间从开吹到约4 5min 。 氧化

44、中期Si、Mn氧化结束，熔池温度升高，供给的氧几乎全部用于脱碳。脱碳速度达到最大且几乎不变。这一时期称为吹炼中期，又叫碳氧化期，wc=3.0%-3.5%时进入吹炼中期。 氧化后期 随着碳含量下降，在钢液与气相的边界层中, 碳的浓度梯度逐渐下降，使得脱碳速度越来越小。 脱碳速度由大变小。这一时期称吹炼末期，又叫碳氧化后期。 除碳外其他元素变化不大，主要进行终点操作。当wc0.3%-0.7% 时，进入吹炼末期。 吹炼过程中金属液和炉渣成分的变化4.5.3 吹炼工艺制度 顶底复吹转炉炼钢，根据底吹气体种类的不同，可分为底部吹入非氧化性气体的复吹工艺和底部吹入氧化性气体的复吹工艺。我国采用的是前一种工

45、艺进行复吹转炉炼钢，即底部吹入氮气、氩气来搅拌熔池。氧气顶底复吹转炉炼钢工艺包括装料供氧底部供气、造渣温度及终点控制脱氧及合金化等内容。 4.5.3.1 装料制度1）装料次序一般来说是先装废钢后兑铁水，防止加入铁水时造成喷溅。到了炉役后期，或者废钢装入量比较多的转炉，可以先兑铁水，后加废钢。2）装入量不同吨位的转炉以及一座转炉在不同的生产条件下，都有其不同的合理金属装入量。装入量过小，产量低，熔池浅，氧流易直接冲击炉底，造成炉底破坏。装入量过大,熔池搅拌不充分，吹炼时间增加，易造成喷溅。4.5.3.2 供氧制度当氧气射流作用在金属熔池上时，一部分氧气被金属液吸收，参与炼钢反应，来不及反应的氧气

46、沿冲击坑表面产生反射流动，另外由C-O反应产生的CO气体上升排除，使冲击坑壁面附近的金属液向上运动，造成冲击坑四周的金属液不断向冲击坑底部补充，从而产生了循环流动。在实际吹炼中，喷头结构氧气工作压力和流量通常保持一定，所以可以通过控制枪位来控制吹炼过程向熔池中的供氧和熔池的搅拌。枪位指喷头到静止金属熔池液面的距离。高枪位指该距离大，低枪位指该距离小。硬吹是氧枪枪位低或氧压高时的供氧方式。软吹为枪位高或氧压低时的供氧方式。4.5.3.3 造渣制度造渣的要求：氧气转炉的冶炼周期短，必须做到快速成渣，使炉渣尽快具有适当的碱度、氧化性和流动性，以便迅速把金属中的杂质去除。避免炉渣溢出和喷溅，减少原材料

47、的损失。在生产中，一般根据铁水成分和所炼钢种来确定造渣方法，包括单渣法、双渣法和双渣留渣法。4.5.3.4 温度控制在吹炼过程中，升温应均衡，在前期和中期，为了脱磷，温度可控制低些，但应保证炉渣中石灰的溶解，以形成具有一定碱度的炉渣。 前期结束时温度可控制在14501550 中期控制在15001600 到吹炼后期应均匀升温，达到钢种要求的出钢温度。 复吹效果好坏的关键是看终渣的（T.Fe）是否能降低。只有将终渣的（T.Fe）降低，才能减小铁耗，降低钢水中的O，提高合金收得率，改善钢的质量。为了降低终渣（T.Fe），一般多采用终吹前大气量，强搅拌工艺，并且要掌握合适的强搅拌时机。4.5.3.6

48、终点控制和出钢终点控制内容包括钢水成分CPS含量应满足出钢要求，钢水温度应达到出钢温度。在终点都要测温取样，如果两者之一不满足出钢要求，就要进行补吹。补吹会产生一些不良影响如铁损增加，气体含量增高，炉衬侵蚀严重。补吹应尽量避免。出钢操作钢水成分和温度达到出钢要求后，便可摇炉将钢水通过出钢口倒入钢包中。 为了减少转炉内的炉渣进入钢包，影响钢水成分，应采用挡渣技术和在钢包中加入小粒石灰基粉剂提高钢包顶渣碱度和降低渣中FeO 含量。 常用的挡渣方法是用挡渣球挡渣和气动挡渣。 为了减少钢水进入钢包时的热量损失，降低出钢温度，应对钢包进行烘烤，达到红包出钢。 4.5.3.7 脱氧和合金化在转炉炼钢中，到

49、达吹炼终点时，钢水含氧量一般比较高（wO为0.02%0.08%），为了保证钢的质量和顺利浇注，必须对钢水进行脱氧。为了使钢达到性能要求，还需向钢水中加入合金元素，即所谓合金化操作。4.5.3.8 溅渣护炉操作在出完钢后，利用高压N2将转炉内的炉渣溅到炉壁上，形成一定厚度的溅渣层，作为下一炉炼钢的炉衬，这一工艺称溅渣护炉。采用这一工艺，减少了炉衬的侵蚀速度，大幅度提高转炉炉龄。溅渣护炉工艺主要涉及到吹N2、炉渣和炉衬。对溅渣护炉效果有重要影响的工艺参数有供N2参数、炉渣性质及渣量和镁碳砖中的含碳量。第四章 小结重点掌握内容：炼钢用原材料：铁水的要求；废钢、铁合金的作用；造渣材料的种类；铁水预处理

50、工艺：概念；铁水预处理功能；铁水预处理脱硫的两种常用方法；脱硫反应；顶底复吹转炉炼钢的设备：4个组成系统；炉衬组成；氧枪结构；复吹转炉吹炼工艺：吹炼工艺流程；吹炼过程元素的变化（三期）；装料顺序；枪位、硬吹、软吹；底吹气体种类；终点控制；溅渣护炉。第五章 电炉炼钢5.1 电炉炼钢概述： 电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。 传统电弧炉是以废钢为主要原料，以三相交流电作电源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料，是用来产生特殊钢和高合金钢的主要方法。 电炉钢除了将在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势外，正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。 电弧炉近于球形

51、体，从减少散热表面积出发，以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆桶形，炉底为弧形，炉顶为拱形。 作为发热体，电极端部的三电弧位于炉内中心部位。 三电极分布在等边三角形顶点上。5.2 现代炼钢电弧炉的构造：电炉炉体：主要由炉壳、炉门、偏心底出钢机构、小炉底（直流电弧炉）等组成。炉体倾动装置：是用作炉体出钢和流渣时实现炉体倾动。炉体倾动是在炉底两侧设置一对圆弧轨道，通过液压装置趋动炉体倾动。在加料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。水冷炉盖：主要用来关闭电炉。水冷炉盖由钢结构框架和管式冷却盘组成，此结构同时支撑管式抽气弯管，冷却盘由位于外径的供水管供水。炉盖中心孔设一个锥形套环用来放置带孔的耐火材料

52、圈，电极穿过此孔做升降运动。炉盖：提升通过四点连接件与提升炉盖的悬梁相连，通过电动卷扬机或液压缸带动连杆机构提升炉盖。电极横臂升降装置：由支撑横臂的立柱、立柱导向装置（铸钢结构）、电极升降液压缸以及锁定装置组成。控制电极升降的液压缸装在立柱内，缸体固定在立柱导向装置上。电极升降是由电极升降调节系统所控制的比例阀来调节，从而控制冶炼电流。 5.3 电弧炉的电气设备高压电源与隔离开关；高压短路器；电抗器；变压器；短网；电极电气设备的作用:高压电源与隔离开关：高压电源一般为10110KV；隔离开关主要用于电炉设备检修时，断开高压电源，有时也用来进行切换操作。高压断路器：它的作用是使高压电路在负载下接

53、通或断开，并作为保护开关在电气设备发生故障时，自动切断高压电路。电抗器：串联在变压器高压侧，其作用是增加电路中感抗，以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。变压器：电弧炉的主要电气设备，其作用使降低输入电压（一般为200527V），产生大的电流（几千到几万安培），供给电弧炉。短网：从变压器低压侧的引出线至电极的一段线路，约有1020m，截面积大，通过电流大。电极：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体。5.4 电炉氧化法冶炼工艺 双渣氧化法又称氧化法，它的特点是冶炼过程有氧化期，能去碳、去磷、去气和去夹杂等。对炉料无特殊要求，冶炼过程有氧化期，又有还原期，有利钢质量的提高。传统的氧化法冶炼工艺操作过程

54、包括：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段组成。主要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称老三期，它是电炉炼钢的基础。 5.4.1 补炉影响炉衬寿命的主要因素：有炉衬的种类、性质和质量；高温电弧辐射和熔渣的化学侵蚀；吹氧与钢液、炉渣等的机械冲刷以及装料的冲击。补炉部位： 炉衬损坏的主要部位是炉壁渣线，出钢口，炉门两侧。补炉方法：补炉方法可分为人工投补和机械喷补补炉的原则是：高温、快补、薄补。补炉材料：碱性电炉机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者的混合物，并掺入磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。 5.4.2 装料目前，广泛采用炉顶料篮装料，每炉钢的炉料分13次加入。装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、

55、电耗、电极消耗以及合金元素的烧损等。因此要求合理装料，这主要取决于炉料在料筐中的布料合理与否。现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、中间高、四周低、炉门口无大料，穿井快、不搭桥，提前助熔效果好。5.4.3 熔化传统工艺熔化期占整个冶炼时间的50%70，电耗占60%80。熔化期的长短影响生产率和电耗；熔化期的操作影响氧化期、还原期的顺利与否。熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔化、并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。熔化期的操作主要是合理供电，及时吹氧，提前造渣。5.4.4 氧化氧化期的主要任务是：造渣脱磷到要求（wP0.02）；脱碳（C-O）至规格下限；去气、去夹杂（

56、利用C-O反应）；提高钢液温度。当钢液的温度、磷、碳等符合要求，扒除氧化渣、造稀薄渣进入还原期。5.4.5 还原还原期的主要任务脱氧至要求（wO为0.003-0.008%）；脱硫至一定值；调整钢液成分，进行合金化；调整钢液温度。其中：脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。还原操作电炉常用综合脱氧法，其还原操作以脱氧为核心。当钢液的温度、磷和碳含量符合要求，扒渣量超过95；加Fe-Mn、Fe-Si块等预脱氧（沉淀脱氧）；加石灰、萤石、火砖块，造稀薄渣；还原，加碳粉、Fe-Si粉等脱氧（扩散脱氧），分35批，710min批；搅拌，取样、测温；调整成分，加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱氧）；出钢5

57、.4.6 出钢传统电炉冶炼工艺，钢液经氧化、还原后，当化学成分合格，温度符合要求，钢液脱氧良好，炉渣碱度与流动性合适时即可出钢。因出钢过程的钢-渣接触可进一步脱氧与脱硫，故要求采取“大口、深冲、钢-渣混合”的出钢方式。5.4.7 钢液的合金化 现代电炉冶炼工艺的合金化一般是在出钢过程中在钢包内完成。出钢时钢包中合金化为预合金化，精确的合金成分调整最终是在精炼炉内完成的。合金化操作主要指合金加入时间与加入的数量。 第六章 炉外精炼主要内容6.1 炉外精炼的特点6.2 精炼手段6.3 炉外精炼方法6.3.1 RH6.3.2 LF钢中杂质元素钢中杂质元素是指O、S、P、H、N等非金属元素（对某些钢种

58、也包含C）及有色金属（Pb、As、Sb、Bi、Cu、Sn等）。 这些溶解在钢中的元素用传统的炼钢方法是很难除去的，不能达到纯净钢要求的标准。 由于真空技术的应用，H 所引起的白点问题已基本解决。 P 除利用高磷生铁或冶炼超低碳钢种外，多数钢种能达到P0.03% 水平。 C虽是一般钢种的有益元素，但在某些特殊钢中可成为有害元素，因此，要求含量很低.N在一般钢种中是有害元素，要求大力降低。O和S是钢中必须大量除去的主要杂质(少数钢种，如易切削钢等例外)。钢实际上合金基体与非金属夹杂物组成的复合材料。生产纯净钢必须进一歩大力降低钢中的wO和wS，达到510-3%以下。主要内容6.1 炉外精炼的定义及

59、特点炉外精炼S.R. (Secondary Refine) ：按传统工艺，将常规炼钢炉（转、电）中完成的精炼任务（四脱（S、P、C、O），二去（气体、夹杂），两调整（温度、成分），部分或全部地转移到钢包或其它容器中进行。炉外精炼的特点任务、要求常规炼钢炉不能满足常规炉缺陷不足改进办法出现S.R 特点：二次冶金。创造最佳环境，提高效率、解决难创造最佳条件和效率低的问题；具备各种类型的搅拌，改善了动力学条件，解决了优越性不能发挥的问题；具备浇注功能（钢包炉、容器）省略出钢过程，解决了已精炼钢水的再污染、工艺安排矛盾的问题。 6.2 精炼手段 6.2.1 对精炼手段的要求主要要求：独立性不是伴随其他

60、冶金过程出现的一种现象作用时间可控作用强度可调 还有：作用的能力重现性好便于与其他精炼手段配合操作方便、设备简单、基础投资和运行费用低6.2.2 精炼手段定义精炼手段： 具有独立性、作用时间可控、作用强度可调的特定方法、措施称为精炼手段。炉外精炼共有5种精炼手段： 渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹。6.2.3 精炼手段的功能及代表方法一、 搅拌对反应容器中的钢液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它采取某种措施给钢液提供动能，促使钢液在精炼反应器中对流运动。钢液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。1 、气