《冶金原理及工艺》第六章 金属的现代冶金熔炼技术

1、第六章 金属的现代冶金熔炼技术16.1 真空感应电炉熔炼；6.2 电渣熔炼；6.3 等离子炉熔炼；6.4 电子束熔炼；6.5 炉外精炼。2随着现代科学技术的发展，对更高纯度、更高性能或特殊性能的金属材料的需求日益增多，从而推动特殊熔炼设备和熔炼方法的发展。新的熔炼技术往往首先在军工产品上获得应用，然后逐步向民用工业转移，随着冷战的结束和各国对高技术发展的重视，加快了先进熔炼方法向民用工业的转移步伐，在我国尤其如此。本章重点讨论真空感应电炉熔炼、电渣熔炼及等离子熔炼的原理及工艺，炉外精炼技术。 6.1 真空感应电炉熔炼真空熔铸是应用于熔炼优质特殊合金、高合金钢以及高温合金的现代熔炼方法。由于金属

2、液的熔炼和浇注过程都是在真空下进行，因而能获得在大气条件下熔炼所不能获得的高质量材料或铸件。一、真空感应电炉的构造真空感应电炉由下列各部分组成：带有坩埚的感应线圈、真空室、电源系统、真空抽气系统、浇注机构及其它辅助设备，包括加料装置、测温装置、观察装置等。其典型构造如图6.1所示。真空感应电炉与普通感应电炉区别在于它有真空室及真空抽气系统。3图6.1 真空感应电炉炉体部分构造1-真空密封回转轴承；2-感应器接线装置；3-感应器；4-炉衬；5-加料器；6-观察窗；7-加料翻斗；8-炉盖；9-炉壳；10-测温装置；11-真空计接头（真空计未画出）；12-保护气体控制阀；13-放气阀；14-大阀门；

3、15-高真空控制阀；16-低真空控制阀；17-捕集器（捕集炉气中灰尘）；18、19-真空管道；20-真空容器；21-增压泵；22-机械式真空泵4二、真空感应熔炼的特点1.金属元素的蒸发钢液中的每种元素都有一定的蒸气压，当蒸气压超过外界压力时，元素即蒸发。在真空条件下冶炼时，某些蒸气压较高的元素就会出现显著的蒸发。真空下炼钢易发生蒸发的元素有Mn、Cu、Pb、Bi等。在真空度为10mHg条件下炼钢时，锰的蒸发损耗曲线如图6.2所示。利用元素的蒸发，可以去除钢中的一些易挥发杂质，从而提高了钢的质量。但当出现有用元素大量蒸发时，则要采取措施加以抑制，如通入一定压力的惰性气体就能抑制金属元素的蒸发。5

4、6图6.2 在真空条件下锰的蒸发损耗情况2.液态金属与耐火材料的相互作用在真空熔炼条件下，炉衬耐火材料会被金属液所侵蚀，这种侵蚀表现为耐火材料中的SiO2为金属中的碳所还原。其结果是还原产物Si进入金属液，称为金属液的沾污。其反应为: 2C+(SiO2) Si+2CO (6.6)在真空条件下，反应明显加剧，其结果使金属的含碳量降低，含硅量上升。欲使炉衬材料与液态金属间的相互作用降到最小，除了选用稳定性更高的炉衬材料，如Al2O3、MgO、CaO、ZrO2等外，在熔炼过程中真空度不能太高，并尽量缩短金属熔体在真空下的保持时间。78图6.3 含0.2%C钢在Al2O3SiO2坩埚中进行真空熔炼时含

5、硅量的增加和含碳量的减少9三、真空感应电炉的熔炼工艺真空感应电炉熔炼分为下列几个阶段：装料、炉料熔化、真空精炼、合金化和浇注。1.装料首先应确定哪些料作为装炉料，哪些料作为合金添加料。确定的依据是各种炉料的活泼程度、熔化温度及蒸气压等性质。一般将活泼程度低、熔化温度高的大块料作为装炉料。而把活泼程度高、熔化温度低或蒸气压高的炉料作为合金添加料。在向坩埚内装入炉料时，防止“搭桥”现象。炉料最多装至坩埚口，不可超出。所有合金添加料按照工艺要求依次装在补加料器内。102.熔化在送电加热过程中，送电功率应由小到大，逐级升高，使炉料逐步地加热。当固态金属炉料转变成液态金属时，金属熔池开始沸腾，此时要控制

6、输入功率或降低真空度防止或避免产生过于剧烈的沸腾从而引起液态金属喷溅。熔化期的长短对熔炼质量有一定影响。炉料中的大部分气体(吸附性气体和溶解性气体)都是在熔化期排除。在此期间，炉料脱气的热力学和动力学条件都比较有利。炉料缓慢熔化，有利于脱除更多的气体，提高材料的质量。但熔化期过长导致炉子的生产率下降。113.精炼从炉料全熔以后直至添加合金料的这段过程称为精炼期。它的主要任务是进一步脱氧和除气；去除有害的易蒸发杂质元素。在精炼期，非金属夹杂也得以上浮。为进一步使金属熔体脱氧和除气，在炉料全熔以后加入一部分碳。加碳以后熔池再度沸腾，给除气创造有利的动力学条件。在精炼阶段，利用高温高真空条件，可以除

7、去易蒸发的杂质元素。但必须控制温度和时间。过高的温度和过长的时间使金属损耗增加，坩埚侵蚀严重。合金成分控制不准。124、合金化合金化阶段的主要任务是保证合金元素的正确加入，正确控制合金的化学成分。由于合金料大多是化学活性高、易蒸发的元素，在加入前金属熔体必须充分精炼脱氧、除气、并且要求比较高的真空度及适宜的熔体温度。在熔炼含有易蒸发元素的合金时，应在熔炼的最后阶段加入，有必要时，炉内充入惰性气体。适当控制熔体温度，也可减少蒸发损失，同时还能减少熔体与坩埚耐火材料之间的反应。5、浇注合金液的成分和温度调整适当后就可进行浇注。在真空下浇铸，由于散热条件比在大气下差，所以金属熔体过热温度不宜太高。6

8、.2 电渣熔炼一、电渣熔炼原理电渣熔炼包括电渣重熔和电渣炉熔炼。这两种方法都是使电流通过熔融的炉渣，借助熔渣电阻产生热量，从而使自耗电极熔化成液体金属的熔炼方法。电渣重熔的基本过程如图6.4所示。电流通过液态熔渣产生的电阻热将插入熔渣中的自耗电极末端熔化，金属以熔滴的形式落下，并通过渣层进入金属熔池、然后在水冷结晶器内凝固成锭。图6.5为有衬电渣炉熔炼示意图，自耗电极的熔化在有耐火炉衬的炉体内进行，熔化了的金属用来浇注各种铸件。13图6.4 电渣重熔示意图1-自耗电极；2-水冷结晶器；3-水冷底板；4-熔渣层；5-金属熔池；6-铸锭图6.5 电渣熔炼示意图1-自耗电极；2-炉体耐火衬；3-炉底

9、电极；4-熔渣层；5-金属熔池；6-炉壳14自耗电极的化学成分按规定要求配制，在重熔过程中只需要根据实际分析的结果进行微量调整。电渣熔炼的优点是：设备简单；操作方便，易于掌握；工序少，生产周期短；毛坯精化，减少金属材料的切削消耗，提高材料利用率；成本低；熔炼的材料纯净度高，成分均匀，性能不亚于同种金属的变形材料。因此，电渣熔铸的产品已广泛用于宇航、原子能、船舶、石油化工以及重型机械等部门。15二、电渣熔炼工艺电渣熔炼工艺包括电极的制备、渣料的准备以及熔炼过程。1. 自耗电极的制备电渣熔炼所使用的自耗电极一般由平炉、电弧炉、感应电炉、转炉冶炼而成，可以直接铸造成型，也可以经过锻、轧热加工成型。以

10、直接采用铸造电极更合理。在电渣熔炼过程中，基本合金元素变化不大，只有某些易氧化元素，如铝、钛、硅、硼、稀土等有较大烧损。因此，一般自耗电极的化学成分即是所熔炼合金的成分，对易氧化元素要考虑增加烧损量。16自耗电极中的非金属夹杂物在熔炼过程中易于去除，因此，熔炼产品的非金属夹杂物含量与电极中的原始含量关系不大。但是与电极中非金属夹杂物的大小、形状及物理化学性能有关。而这些与制备自耗电极时的脱氧工艺密切相关，尤其是脱氧剂种类、用量关系更大。如果在制备电极时采用铝作终脱氧剂，且用量较大时，则在电极中生成大量弥散细小、熔点高且稳定的Al2O3夹杂物。这些夹杂物在电渣熔炼时较难去除。如果采用复合脱氧剂终

11、脱氧，则在电极中生成大颗粒、低熔点的复杂化合物的非金属夹杂物，它们在电渣熔炼过程中很容易上浮并被熔渣吸收。因此，在制备自耗电极时就应注意终脱氧问题。172. 炉渣的准备在电渣熔炼过程中，渣相起着十分重要的作用，直接关系到金属液的质量、熔炼过程稳定性。电渣熔炼用的液态熔渣有以下作用：液态熔渣是一种高电阻导电介质，它能将电能转化成热能，并将金属熔化；金属熔滴滴落穿过渣层产生脱硫、脱磷、除气和清除非金属夹杂物等渣洗作用；熔渣覆盖金属熔池避免金属液的氧化和吸气。性能优良的熔渣应满足以下要求：(1)熔渣要有适当的电阻和导电性。(2)熔渣应有适当的粘度、恰当的熔点和沸点。有利于金属液温度和成分的均匀，有利

12、于脱硫反应的进行，有利于气体和非金属夹杂物的排除。18(3)熔渣中不应含有不稳定的氧化物。故有时采用无氧渣，如用CaF2为熔渣的基础，调整熔渣性能应尽量采用稳定性好的CaO、MgO、Al2O3，而不用MnO、SiO2。(4)熔渣应有一定的碱度和脱硫能力。(5)高温下熔渣与夹杂物的界面张力应小。这是夹杂物被吸附的必要条件。电渣熔炼用的熔渣有两类：冶炼一般低合金钢用：(55%65%)CaO、(17%20%)Al2O3、(11%14%)CaF2。冶炼不锈钢用：50%CaF2、30%CaO、20% Al2O3。193. 熔炼过程熔炼从造渣开始，首先在炉底装入固体渣料。由于固态渣料不导电，因而需掺入一些

13、钢屑起导电作用。然后降下自耗电极，引起电弧，靠电弧产生的热量将渣料熔化。也可采用另一化渣炉将固体渣料熔化，将温度达到1600左右的液态熔渣倒入结晶器或电渣炉中。液态熔渣形成以后，可将自耗电极的下端埋入渣层。电流通过熔渣时产生热量，使熔渣温度达到2000以上。自耗电极埋入渣层的部分逐渐熔化，金属液滴在下落过程中穿过渣层，非金属夹杂物粘附于炉渣而被吸收，从而得到了净化。20经过电渣冶炼获得的高纯度金属液连续不断地滴落到结晶器内进行结晶，从根本上消除了成分偏析、微观缩松等缺陷。由于电渣重熔铸出的钢锭材质纯净、成分准确、晶料细小、组织致密，因而材料有很高的疲劳强度、断裂韧性以及工作可靠性。但铸件形状受

14、结晶器限制，只适于生产形状简单的铸件或铸锭。电渣炉熔炼的金属液经过高度净化，且由于电渣层的严密保护使金属液的氧化、吸气大为减小，因而浇注的铸件也具有较高的内在质量。216.3 等离子炉熔炼一、等离子体任何物质被加热到很高的温度时都会发生电离。在一般情况下，气体粒子(分子、原子等)处于不停的、杂乱无章的运动状态之中。当温度升高时，气体粒子的运动就会加剧，即粒子的平均运动速度提高。当温度升高到一定程度后，就会有一些粒子受到高速粒子的碰撞而获得足够的能量，将电子激发出去而发生电离，即热电离。依据电离的程度把电离的气体分成弱电离气体和等离子体。当气体电离度很低时，电子与正离子之间相互作用的机会很少、未

15、电离的气体粒子占绝大多数，因此这种气体的性质与没有发生电离的气体很接近，称为弱电离气体。而当电离度高到一定程度，电子与离子间的相互作用占了统治地位时，它的性质就与中性的气体大不相同，呈现出明显的电磁性能。这种气体就称为等离子体。22决定气体电离程度的因素除了温度外，还有压力。实际上在非常大的温度范围内都可以存在等离子体。所以等离子体是一个范围很广的概念。我们所要叙述的用于熔炼金属的等离子体，它是由电弧放电造成的高温所形成的等离子体，有时也称为热等离子体。二、等离子炉的结构1. 炉体等离子炉的结构如图6.6所示。等离子熔炼炉的炉体由耐火材料打结而成。炉体上开有炉门和出钢口。炉门和出钢口都有盖，以

16、密封炉内的气体。在炉盖的正中位置有喷枪孔，孔中插入喷枪，通过一套机械传动装置使喷枪作垂直的上下运动。在炉底装有阳极及冷却机构。为了促使炉内成分和温度的均匀，在炉子下部还装有电磁感应搅拌装置。23图6.6 等离子熔炼炉结构示意图1-喷枪；2-石棉绳；3-测温孔；4-操作孔；5-耐火水泥炉盖；6-石棉绳；7-高铝砖；8-出钢孔；9-电磁搅拌线圈；10-铝镁尖晶石炉衬；11-阳极；12-石棉板；13-炉壳；14-炉门盖；15-频闪观察孔；16-炉料；17-等离子体电弧；18-钢液242.等离子枪和电极等离子枪和炉底的电极是发生等离子弧的装置。等离子枪体的结构如图6.7所示。它的外壳是采用导热导电性很

17、好的铜制成的双层结构。喷嘴根据要求做成一定的形状。等离子枪的外壳在产生非转移型弧时作为阳极，在它与枪的电极之间产生非转移型弧。为防止外壳烧穿，做成双层结构并通水冷却。电极设置于等离子枪的中央，它与喷嘴之间要有严格的同心度。电极在等离子枪中的轴向方向能够伸缩一定的长度，用以调整等离子弧的参数。电极与外壳的内层壁间用绝缘件隔开，其间的孔隙作为工作气体的通道。 炉底的电极在产生转移型电弧时为阳极，为防止阳极被高温金属液熔化，阳极采用导热良好的紫铜制成，并采用强制冷却措施冷却。等离子枪中的电极为阴极，阴极材料最常用的是钨。钨具有优良的发射电子能力及高的熔点，它是理想的电极材料，适用于所有惰性气氛和还原

18、性气氛，但在氧化性气氛中受到严重侵蚀。含有少量氧化钍(2%以内)的钨，亦称为钍钨，是应用很广的电极材料，它比纯钨具有更强的发射电子能力。但钍钨电极具有一定的放射线污染。25图6.7 喷枪结构图1-枪体；2-钍钨极（阴极）；3-阴极铜管；4-氩气分配器；5-阴极调节装置；6-冷却水进水管；7-橡胶软管；8-水管接头；9-冷却水出水管；10-水管接头；11-氩气引入管263.工作气体 选择等离子熔炼的工作气体必须考虑多方面的因素。除了工作气体的热物理性能以外，还要考虑它的化学性能、其它与工艺有关的性能以及成本、安全卫生等问题。 氢气是热焓及导热性最高的气体，它具有最大的传递热能的能力。其它工作气体

19、中混入一部分氢气，可以明显地提高等离子弧的热功率。但侵入钢中的氢还会使钢出现特殊的脆性(氢脆)，因而限制了在等离子弧中的使用。 氮气的热焓也比较高，化学性质不十分活泼，成本较低。但高温下氮也会溶解于金属中与某些元素如钛、铝、铬等形成氮化物，引起金属塑性下降。所以氮气只适用于冶炼不含易与氮形成氮化物的元素的合金。27氩气的热焓很低，使用氩气为工作气体时，等离子弧的电压较低。但氩气是一种惰性气体，高纯度氩气是良好的保护介质。而且在所有惰性气体中，氩气是成本最低的。氦气的热焓和导热系数都相当高，就其物理和化学性能来说是一种很好的工作气体。但由于它的成本很高，限制了在等离子弧熔炼中的使用。4.电磁感应

20、搅拌装置在等离子炉中温度的分布是不均匀的，必须对金属液进行搅拌。通常在等离子熔炼炉的熔池稍低部分设置一水冷铜管的电磁搅拌线圈。电磁搅拌线圈所产生的磁场迫使等离子弧发生旋转，而金属液也随之旋转，使合金化学成分和熔池温度均匀。28三、等离子炉熔炼过程原理通电时，先将喷枪的枪体(本身是辅助阳极)和钍钨极分别接在直流电源的负极和正极上，并通上较低的电压( (2040)V)，经过高频振荡器的激发，从而获得高电压。高电压将喷枪口处的氩气击穿放电形成电弧。即非转移型等离子弧。然后又将阳极通电，改用较高的电压(140V )。经过高频振荡器的激发，所获得的电压就更高了，于是从钍钨极发出的电子就以非常高的速度飞向

21、阳极。在电子飞向阳极的途中不断激发气体的分子和原子，使其不断电离，并发出强烈的光。另外气体在激烈运动中，不断放出高能量的电子，加速气体的电离，形成白亮的电弧，即转移型等离子电弧，电弧形成后，将辅助阳极断电。由于转移等离子电弧的温度极高，将下面的炉料熔成一个深洞，在洞底形成一个高温熔池。随着熔炼过程的进行，炉料不断被熔化。炉内的电磁搅拌作用促进炉料熔化。由于有氩气保护，熔炼过程一般不需要造渣。29四、等离子炉熔炼的特点等离子炉熔炼在纯氩气氛中进行，因而能够避免氢、氧等气体对钢液的危害。等离子电弧的温度极高。因而这种炼钢方法具有以下特点。1. 熔炼温度高、熔炼速度快 等离子体电弧作为熔炼金属的热源

22、，其温度高，所以金属炉料熔化速度特别快，而且熔炼温度又很容易调节，因此，熔炼的金属可以是低熔点的铝合金、铜合金，也可以是高熔点的纯钼、纯钨等合金。 2.金属液的质量高 等离子炉熔炼的合金比其他方法熔炼的合金的气体含量少得多，氧下降尤其明显。在大多数情况下，等离子炉熔炼的合金含气量可以达到真空感应电炉熔炼的金属的含气量水平。30合金经等离子炉熔炼后，不仅能够降低其中的气体含量，而且能够去除非金属夹杂物、从而提高了金属的纯净度。3. 元素烧损少，合金成分准确等离子炉熔炼时合金元素的收得率要比普通熔炼高得多，尤其是化学活性大的元素，差别更加明显。这些差别完全在于等离子炉内有氩气保护，使金属熔池中的合

23、金元素与空气中氧、水蒸气等气体的作用大大减少，从而减少了合金元素的损失，提高了收得率。等离子炉熔炼的合金元素的收得率接近或达到真空熔炼的水平。316.4 电子束熔炼32一、电子束产生与形成电子束（EB，Electron Beam）：它是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压（25-300kV）加速电场作用下被加速至很高的速度（0.3-0.7倍光速），经透镜会聚作用后，形成密集的高速电子流。电子束的产生过程如图6.8所示。在电子束发生系统中，灯丝2通电加热后，灯丝表面产生大量的热电子，在阳极8和阴极9之间的高压电场作用下，热电子被加速，一般可以达到光速的三分之二左右。在聚焦线圈7的作用下电

24、子束被聚焦,在偏转线圈8的作用下可使电子束发生偏转,从而在一定范围内进行扫描。电子枪的工作电压通常在几十到几百千伏之间，为防止高压击穿、束流散射及其能量减损,电子枪的真空度须达到6.6710-2Pa以上。33图6.8 电子束的产生和形成原理1-灯丝加热电源 2-灯丝 3-偏转线圈电源 4-加速电压电源 5-聚焦线圈电源 6-电子束 7-聚焦线圈 8-阳极（接地） 9-阴极 34二、电子束熔炼(EBM, Electron Beam Melting)1 基本原理在高真空环境中，一个加热的阴极通过电压降来加速从离子放射出来的电子。用电场和磁场聚集电子束，使其轰击所熔化的金属。电子在同金属碰撞时失去动

25、能，而变成主要作为熔化炉料的热量。熔化后的金属滴入到水冷铜坩埚中，坩埚中的液态金属则不断由下而上逐步凝固成锭，因此凝固过程的特点是顺序凝固。2 发展历史1905年德国的西门子(Siemens)公司和Haisko用电子束熔炼钽首次获得成功，重熔锭的纯度和加工性能都优于真空电弧炉重熔的锭子。直到20世纪50年代，美国的Tomoscai公司才将电子束熔炼发展到工业化生产规模，引起了世界各国的关注，其中美国和德国发展最快。35图6.9 电子束熔炼的基本工艺原理图36中国是1958年开始电子束熔炼炉的研究和试制工作的。1960年代已经具备了工业化生产的规模；我国第一台电子束熔炼炉是由北京有色金属研究总院

26、于1964年设计制造的。3 电子束熔炼设备电子束熔炼设备即电子束熔炼炉是高温难熔金属的专用熔炼设备。它是利用高速电子束流的动能转变为热能做热源的一种高温熔炼炉。3.1 电子束熔炼炉的结构图6.10为北京有色金属研究总院研发电子束炉的结构简图，由炉体部分、电子枪部分、真空系统部分、高压电源部分、进料系统、拖锭系统、自动控制系统、水冷系统等组成。(1)炉体部分。炉体部分为带水套卧式腔体,两边活动炉门, 均采用 1Cr18Ni9Ti不锈钢材料制造,炉体分别与电子枪、真空系统、进料装置、水冷铜坩埚、拖锭装置和观察测温相连接。37图6.10为电子束炉的剖面图1. 钨丝阴极 ；2.阴 极 ；3.聚束极；4

27、.加速阳极；5.一次磁聚焦透镜；6 . 栏孔板；7. 二次磁聚焦透镜；8. 栏孔板；9.二次磁聚焦透镜；10.磁偏转扫描透镜；11.炉体；12.电子束流；13. 熔池；14.水冷铜坩埚(结晶器)；15.凝固的金属锭；16.锭座；17.拖锭杆；18.原料棒；19.给料箱；20.给料装置38(2) 电子枪部分。电子枪由钨丝阴极 , 阴极 , 聚束极 、加速阳极 、栏孔板 、 磁聚焦透镜 、磁偏转扫描透镜等部件组成 , 可产生 250 k W 的电子束，电子束轰击到金属表面上 , 其动能变成热能，为熔炼提供热源。 (3) 高压电源部分。整个系统由主高压电源、副高压电源、灯丝电源三部分组成 。(4)

28、真空系统。真空系统在电子枪室内部获得10-3Pa 真空度 ,确保电子束的发射聚焦 ; 在炉体内部获得 10-2Pa 真空度 , 防止金属氧化、促使杂质蒸发。 (5) 进料机构。进料装置包括给料箱和给料装置。其作用是使金属原料棒不断向前移动 、 左右摆动 , 以确保金属原料逐点熔化 。(6) 拖锭系统。拖锭装置包括锭座 , 拖锭杆和坩埚。此装置保持钼锭和熔池转动 , 冷却熔池 , 不断下拉金属锭和熔池 。(7) 自动控制系统。控制系统由上位机、大型触摸屏、PLC可编程控制器、A/D 接口、通讯 接口、变送器、编码器 等组成 。39三、电子束熔炼的工艺过程1. 熔炼过程中的冶金反应电子束熔炼过程存

29、在3种基本的冶金反应：(1)除气。电子束熔炼可除去大多数金属中的氢，一般在炉料被熔清之前即已基本完成：由于真空度高，脱氮效果也很高。(2)金属杂质的挥发。在电子束熔炼温度下凡是比基体金属蒸气压高的金属杂质均会不同程度地得以挥发去除。(3)去除非金属夹杂物。氧化物及氮化物夹杂物在电子束熔炼温度及真空度下，有可能分解出O及N被去除；O还可以通过碳氧反应而被去掉；锭子自下而上的顺序凝固特点也有利于非金属夹杂物的上浮。402 主要工艺参数 主要有熔化功率、熔化速度、比电能、真空度和漏气速率等，如熔炼次数、自耗电极与坩埚直径比、冷却速率及铸锭冷却制度等也须注意合理选择。熔化功率、熔化速度及比电能是影响铸

30、锭质量最重要的因素。(1)熔化功率。熔化功率一般由下式来求得： N=(K1+K2)V(4.187/60)(cT+L) (6.7)N为熔化功率，kw；V为熔化速度，kg/min；c为平均比热容，J/gK；L为材料的熔化潜热，J/g。K1为工艺系数，K2为电子束散射系数，与散射电子及二次发射电子因素有关。在计算时K1+K2一般取1.51.7。实际生产中，常用图解法来求电子束熔化功率(图6.11)。(2)熔化速度。与金属的提纯要求程度有关。熔速通过进料速度得以控制。一般说来，在采用多次熔炼时，金属的提纯主要应放在一次熔炼上，所以，一次熔炼时熔速要小。41图6.11 电子束与金属熔点及铸锭直径的关系4

31、2(3)比电能。熔化单位质量原料所消耗的熔化功率。其单位为kwh/kg。它与熔化功率成正比，与熔化速度成反比。 Q=N/V (6.8)式中N为熔化功率，kW；V为熔化速度，kg/h。某些金属材料电子束熔炼比电能的经验数据列于表6.1中。(4)真空度及漏气速率。电子束熔炼一般应在10-2至10-3Pa真空度下进行。根据提纯要求的不同，对真空度的要求各异，对炉子漏气速率的要求也不一样。对金属材料提纯效果要求愈高，则要求真空度愈高，漏气速率愈小。表6.1 某些金属材料电子束熔炼比电能经验数据(kwh/kg )433 熔炼过程 将熔炼料及水冷铜坩埚底垫好后，密封、抽气,检查漏气率，通冷却水； 当熔炼室

32、和枪室真空度均为0.002Pa 左右时，将灯丝预热脱气；恢复真空度后；将枪室和熔炼室之间的横阀打开，输入高压直流电，调节聚焦和偏转磁场, 使电子束对准料棒和坩埚, 将坩埚底锭部分熔化, 形成熔池后, 即可进行熔炼； 同时进行拉锭, 保持液面水平一定。熔炼过程中应该控制好熔炼速度、 熔炼功率和真空度。高熔点稀有金属往往经过一次熔炼后, 还进行第二次熔炼, 以进一步提高锭的纯度和使锭的成分、组织均匀。4445四、电子束熔炼的应用范围及优缺点1 电子束熔炼的应用范围(1)钛、镍：可生产具有光滑表面和足够塑性的冷加工用钛、镍铸锭；(2)钨、钼：可生产最高纯度的钨、钼铸锭,但由于晶粒很大和杂质偏聚于晶界

33、，材料脆性大；(3)铪：与真空电弧熔炼的铪相比，滴熔的铪具有更高的纯度,主要用于核潜艇反应堆的控制元件； (4)钒:精练的钒锭主要用于制造核潜艇反应堆零件； (5)特殊钢:电子束滴熔钢的纯度和性能优于真空电弧钢和电渣重熔钢,但加工成本较高。 电子束熔炼钢的主要优点是金属和非金属杂质以及填充元素极大减少。2. 电子束熔炼的优缺点(1)电子束熔炼过程中熔炼功率和速度都可以单独任意调节,因而物料高温熔炼时间也可以在一定的范围内调节,加上真空度高,有利于金属的提纯。但电子束熔炼中金属本身及某些合金元素的挥发损失也比自耗熔炼大。(2)由于电子束熔炼温度较高、熔炼时间较长,电能消耗较大,但当大功率并连续生

34、产时,电子束熔炼的总成本仍较低。(3)电子束熔炼能量密度大,熔炼光点直径可达10-7cm,能量密度达103W/cm2。(4)电子束熔炼时要求能维持炉体内真空度在0.10.01Pa的水平,属中真空。必须配备“昂贵的”真空技术和设备,对工人的技术水平也有较高要求。46五、电子束熔炼技术和设备的发展前景我国有色金属资源,尤其是难熔材料资源十分丰富,已探明的钨、钼、钽、铌的工业储量均居世界前列。从资源上看,可以说有色冶炼工业属于我国的优势产业之一。无污染、低能耗、高效益,是有色冶金工业要追求的目标,新工艺、新设备、新流程的研究是改造传统有色冶金技术的重要方面。电子束熔炼技术是一门新兴的高新技术,随着当

35、代科学技术的发展,电子束技术也越来越成熟并广泛地应用于机械加工、环境保护、材料科学等工业领域中。电子束技术是现代工业重点发展产业之一,大力开展电子束熔炼技术的开发和应用,迫切需要发展研究熔炼质量好、速度快的电子束熔炼技术。476.5 炉外精炼技术48炉外精炼的冶金特点提高炼钢生产率 超高功率电弧炉把电弧炉作为高效熔化器，把精炼任务转移到炉外进行。提高钢质量 将脱氧脱气移到浇注前进行，后在保护气氛下浇注。扩大特殊钢生产品种。炉外精炼的基本要素： 具备同时去气脱氧的热力学条件； 克服由于钢包几何因素带来的反应界面小，熔池深度大的动力学障碍； 需要补偿精炼过程中造渣、合金化及热损失造成的温降。49一

36、. 炉外精炼的任务炉外精炼是把一般炼钢炉(电弧炉、转炉)中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、去除非金属夹杂物、调整钢水成分和温度，以及特殊要求的脱碳、除气等工作，移到炉外的钢包或者专用的容器中进行，从而达到提高钢水的冶金质量，提高生产效率的目的。一般把用于钢水熔化和初炼的炼钢炉称为初炼炉，把用于钢水精炼的钢包或者专用容器称为精炼炉。506.5.1 炉外精炼概述51二. 炉外精炼的主要优点炉外精炼的主要优点：减少钢中气体、氧含量和非金属夹杂物含量；去除钢中的硫；在专用设备上可以把钢中的碳降到极低水平，精炼超低碳钢种；均匀钢水的成分和温度；从而改善钢水的冶金质量，提高原有设备的生产能力，节约能源和原

37、材料的消耗。52三. 炉外精炼的基本功能炉外精炼的基本功能就是弥补炉内熔炼的不足。通过炉外精炼可以使：硫的质量分数降低到0.01%以下或更低；氢的体积分数降到210-4 %以下；氧的体积分数可降到2010-4 %；由于真空作用，可减少浇注过程中的二次氧化，使钢中氧化物质量分数减少50%以上；还可以生产超低碳不锈钢和成分范围很窄的钢种。除此以外，和电弧炉等配合使用能使炉子的生产效率大幅度提高。53四. 炉外精炼工艺的种类及其特点 按其作用与目的，大致可以归纳以下几种：钢水滴流真空除气法以钢包除气法（LD）、真空浇注法（VC）、倒包除气法（SLD）为主，都适合于大型铸锻件生产。电弧加热真空精炼以L

38、F(V)法、ASEA-SKF法、VAD法为代表，一般与电炉双联生产高合金钢和各种重要用途的特殊钢。该法生产条件灵活，可用于钢水保温，以达到多炉合浇大型铸钢、锻钢件的目的。真空吹氧脱碳精炼和氩氧脱碳精炼以VOD法和AOD法为代表的炉外精炼法主要用于不锈钢、耐热钢和超低碳不锈钢的生产。真空循环除气法以DH法、RH法为代表，适用于特殊钢及特殊铸钢件生产。钢包吹氩和喷射冶金法以CAS法、TN法和SL法及喂线技术为代表的钢水处理法，可以达到脱氧、脱硫、去除夹杂及夹杂物变性处理等作用。6.5.2 钢水滴流真空除气法滴流除气法是将钢水流股注入真空室，由于压力急剧降低，使流股膨胀，并散开成一定的角度以滴状降落

39、，使除气表面积增大，有利于气体的逸出。目前主要采用的有倒包法、真空浇注法以及出钢过程除气法三种。54一. 钢包除气法（LD法）LD法有两种形式：一种是将盛有钢水的钢包放入真空室中，扣上顶盖后，进行抽气。另一种是直接在钢包上部加盖进行抽气，在真空除气过程中可以加入少量合金以调整钢水成分。采用这种方法时，因没有搅拌钢水的装置，气体从钢水逸出，是靠真空室中压力的下降，钢水沸腾不够激烈，因而搅拌作用较差。5556吨位较大的除气设备，因受到钢水静压力的影响，底层的气体不易逸出。设备简单、操作方便、投资少等优点，但除气效果较差，所需处理时间也长，相应钢水降温较多，其应用受到限制。为了解决这个问题，可用磁力

40、或氩气对钢水进行强制搅拌。采用电磁搅拌时，搅拌强度可任意选定和调整，但钢包外壳需用不锈钢并非磁性钢制成，设备费用高昂。采用气体搅拌时，在钢包一侧装耐火材料制成的空心塞或在钢包底部装多孔塞，以便吹入隋性气体（氩气或氮气）。57钢包除气法1.真空抽气管，2.合金料斗，3.电磁搅拌线圈，4.滑动水口，5.氩气管带有电磁搅拌的钢包除气装置带有气体搅拌的钢包除气装置58 以上两种方法，虽然基本上解决了钢包处理时的搅拌问题，但仍存在钢水温度下降很多的缺点：为了补偿温降，必须提高出钢温度，对炉体侵蚀较大。真空处理后的钢水仍需在大气浇注，钢水又会二次氧化并吸收一定量的气体，降低了处理效果。二. 倒包除气法(S

41、LD法)倒包除气法(SLD法)最早由德国于1955年开发使用，其目的是脱除钢水中的氢与氮。在真空室中预先放好钢包，打开真空泵，将真空室抽至需要的真空度，通过真空盖上的钢包（可以直接接受钢水）向真空室内钢包中注入钢水。当钢水以流束状态下落时，由于周围的负压，使流束爆炸成大量的液滴，由于液滴的表面积很大，滴液内的氢和脱氧产物(一氧化碳)容易扩散外逸，在滴液下降过程中的较短时间内即可完成真空除气的作用。根据浇注水口直径规格不同，浇注速度一般在5-10t/ min。5960上部钢包的底部装有带密封的法兰，与真空室形成真空密封，合金微调和脱氧剂可以在倒包过程中加入，并可以通入惰性气体对钢包进行搅拌。上部

42、钢包和真空室之间通过铝板把浇注口封闭，浇注时铝板被熔化，钢水通过耐火材料导流套管注入真空室内钢包。61目前，这种方法一次处理钢水的吨位已达300t以上。倒包除气法的效果还是比较显著的，特别是脱氢效果更好。倒包除气法的缺点是钢水的降温比较大，特别是钢水吨位比较小时更甚。如30-50t钢水倒包除气过程降温可达100。为了补偿温度下降，出钢温度必须提高到1700以上。由于这种方法不能直接进行浇注，在铸锭或浇注铸件过程中，还会造成大气对钢水的二次污染。三. 出钢除气法（TD法）为了克服倒包除气法降温大和占用钢包多的缺点，可采用出钢除气法。出钢除气法一般与电弧炉配合，钢水直接注入中间包后进入带有真空盖的

43、钢包中，除气原理与倒包除气法相同。其优点是出钢的同时完成除气处理，因而几乎不存在除气时间。另外，中间包小，降温也小，在生产中应用效果较好。出钢除气法脱氢率大约为60%，脱氧率因钢的脱氧程度而有所差别，大约为20%25%。6263其主要特点是需带有真空盖的钢包，并需与抽气系统相连接，由于钢包需移动，因此，增加了连接密封的复杂性。6.5.3 钢包精炼法钢包精炼法主要有：日本式的钢包精炼法（LF(V)）瑞典式的钢包精炼法（ASEA-SKF）美国式的电弧加热钢包脱气法（VAD）64一. LF(V) 钢包精炼法钢包炉精炼法是集电弧加热、氩气搅拌、炉渣精炼、真空除气等功能于一体的钢包精炼法。该精炼法于19

44、71年在日本首先建成。LF(V) 钢包精炼法在氩气搅拌的条件下，利用电弧加热，在还原性气氛中，造精炼炉渣，或进行真空处理，将初炼钢水进行精炼，达到对钢水脱氧、脱硫、还原金属氧化物、去除钢中夹杂物与气体、调整成分和温度，最终提高钢水纯净度的目的。由于LF(V)法设备简单、投资费用低，操作灵活且精炼效果好，近年在机械行业、冶金行业得到迅速发展。6566LF钢包精炼法有四个独特的精炼功能：1）氩气搅拌：氩气搅拌加速钢渣之间的化学反应，有利钢水的脱硫、脱氧，还可以促进非金属夹杂物上浮，特别是Al2O3类型的夹杂物。吹氩搅拌的另一个作用是可以加速钢水的温度和成分均匀。2）埋弧加热：LF(V)精炼炉一般是

45、采用三相石墨电极进行加热，加热时电极插入渣层中，即采用埋弧加热法。这种方法辐射热小，对炉衬有保护作用，且加热的热效率高。要达到埋弧的目的，就要有较大厚度的渣层，但是精炼过程又不允许渣量过大，这就要求造泡沫渣。目前造还原泡沫渣的基本方法是在渣料中加入一定量的石灰石。67683）渣精炼：LF(V)炉与其他真空除气精炼法不同，渣在LF炉内具有很强的还原性，这是炉内良好的还原气氛和氩气搅拌的结果。通过渣精炼（后期为白渣），可以去除钢中氧和硫，并降低夹杂物含量。一般渣量为钢水重量的2%5%。4）炉内气氛控制：在精炼时，即使在不抽真空的大气压下进行精炼时，由于钢包上的水冷法兰盘与水冷炉盖之间的密封作用，再

46、加上加热时石墨电极与渣中FeO、MnO、Cr2O3等氧化物作用生成CO气体，增加了炉气的还原性。二. ASEA-SKF钢包精炼法ASEA-SKF方法是瑞典ASEA公司和SKF公司于1960年联合研制而成。由于ASEA-SKF钢包精炼法的工艺操作方便且具有很大的灵活性，在20世纪70年代世界范围内得到了较大发展。6970ASEA-SKF工艺过程为：（1）由初炼炉（电炉、转炉）熔化钢铁材料，调整碳含量、磷含量、硫含量与温度至要求范围即可出钢。部分合金元素也可在初炉中调整。（2）初炼钢水倒入钢包中后（除掉初炼炉渣），加入造渣材料，开动电磁感应器装置，将钢包车开至加热工位，电弧加热提温化渣造新渣。（3

47、）新渣造好与钢水温度合适后。移至真空工位，盖上真空盖进行真空脱气处理。钢包从吊入搅拌器内就开始对钢水进行电磁感应搅拌。（4）根据产品要求，确定真空处理与否。真空处理保持时间一般10-20 min。真空除气后，通过漏斗加入合金，微调合金成分达到规格范围，调整钢水至出钢温度。一般精炼时间在1.53.0h之间。71ASEA-SKF的精炼效果：脱氢：钢水脱氢率可达50%60%，二次真空处理后，脱氢率可达70%75%，一般情况下，经除气的钢水的平均氢的质量分数可低至1.710-4%。脱氧：一般情况下，氧的降低程度取决于原始氧的含量，脱氧率通常为50%60%，氧的质量分数可到（2030）10-4%。如果加

48、入质量分数为0.2%混合稀土金属且熔池中铝的质量分数低于0.010%时，钢水的氧的质量分数可低于1010-4%。脱氮：钢水的脱氮率为10%20%，因为氮的扩散很慢，只有氢的1/100，所以去氮是有限的。7273脱硫：加入质量分数为0.8%的石灰，必要时加入质量分数为0.2%混合稀土金属，如初炼钢水硫的质量分数在0.015%以下，钢水最终硫的质量分数可降至0.005%以下。钢水温度容易控制：能精确地在规定温度下出钢和进行浇注，温差可不大于5。非金属夹杂物：由于强有力的搅拌，使非金属夹杂物聚集并上浮至熔渣中，从而使宏观夹杂大幅度下降，硫的含量低，钢水洁净，硫化物夹杂极少，从而使产品的切向冲击值大大

49、改善。 ASEA-SKF 钢包精炼法优点是:（1）提高钢的质量 通过钢包炉精炼，可提高钢的冶金质量，使钢的化学成分均匀，非金属夹杂物减少、氢、氧等气体含量大大降低。（2）提高原设备的生产能力 电炉作为初炼炉，精炼工序转入钢包精炼炉中进行，缩短了冶炼时间，可以使电炉产量提高30%-50%。（3）扩大冶炼品种。（4）降低成本 降低成本包括两个方面，一方面是电炉冶炼时间缩短，降低了电耗，一方面是提高了合金收得率、产品利用率，减少了废品率。7475LF钢包精炼法与ASEA-SKF钢包精炼法的主要区别在于搅拌方式不同，即氩气搅拌与电磁感应搅拌。钢包精炼炉能够准确地调整钢液温度，可以确保在整个浇注过程中，

50、钢液温度保持在规定的温度范围内，为多包合浇创造了条件；具有优越的合金化条件、精炼钢液成分均匀稳定；加入造渣剂或其他脱硫材料，通过真空处理工序精炼低硫钢种。SEA-SKF钢包精炼炉由于电磁感应器装置（钢液搅拌用）价格较贵，使用成本较高，20世纪80年代以后该型设备有逐步被LF钢包精炼炉取代的趋势，近20年来投入使用的新设备较少。三. 真空电弧加热除气法（VAD）1967年，美国A芬达尔父子公司（A.FinKL sons）与模尔公司(Mohr)共同研究出采用电弧加热的钢包炉除气法。其特点是在低压条件下进行电弧加热。本方法称Vacuum Arc Degassing，简称VAD法。7677如果在VAD

51、炉上装设吹氧系统,可以生产碳的质量分数低于0.03%的超低碳钢。78大部分VAD装置的低压电弧加热和真空除气是在一个固定位置的真空容器内同时进行的，所以可以省去钢包炉移动装置。炉容量最大的为南非钢铁公司的155t炉。因为这种设备投资高，真空加热对钢包炉衬侵蚀严重等原因，目前发展趋于缓慢，多被LF钢包精炼炉所取代。往往VAD和VOD两种设备放在同一车间的相邻位置，形成VAD/VOD联合精炼设备。VAD法的精炼效果：（1）有效地杜绝了炉渣回磷：氧化钢水与渣直接接入钢包后，经扒渣后彻底去除含磷氧化渣，解决了钢水回磷问题。（2）一般情况下脱硫率为40%50%。抚顺钢厂采用二次真空脱氧及换渣工艺。生产超

52、低硫钢时，成品硫的质量分数达到2510-4 %，最低的炉次达到1010-4 %以下。（3）脱氧效果比较明显，平均脱氧率为50%60%，氧的质量分数可达3010-4 %以下。（4）脱氢率为65%左右，钢水中氢的质量分数一般在1.510-4 %。 796.5.4 氩氧脱碳和真空脱碳精炼法(AOD法、VOD法)一. AOD法精炼1968年美国乔斯林钢公司研制成功世界第一台15t AOD氩氧脱碳炉。氩氧脱碳法(Argon Oxyen Decarbarization)简称AOD法。技术发展很快，截止上1980年代末，世界各国AOD炉总数已达140台以上，其中炉容量最大已达180吨（太钢集团）。80 AO

53、D法的原理是：从侧壁风口吹入被氩或氮稀释了的氧气，由于惰性气体的存在，降低了氧的分压，加之有极其精确的气体测量装置，能够确保炉内氧气全部发生反应。气体以高速吹入熔池深处,能使钢水和炉渣充分混合，增加了熔池中的反应速度，因而在短时间里就能使高铬钢水顺利地脱碳而钢中金属元素则不致过分氧化，一般可在5min内把碳的质量分数脱至0.05%以下。这样就可以大量采用廉价的高碳铬铁和回炉废钢，铬的收得率达98%，使不锈钢的成本大为降低。AOD法设备也比较简单。818283 AOD法生产不锈钢与电弧单炼法相比，具有以下优点：（1）容易生产低碳和超低碳不锈钢。（2）可以利用廉价的高碳铬铁和返回废钢生产不锈钢。（

54、3）设备简单，操作方便,基建投资低和经济效益显著。AOD法的精炼效果：（1）化学成分控制准确：因为AOD炉发生的化学反应均可用相当精确的方法预先计算，所以最终化学成分的控制可以非常准确。碳的质量分数可控制在0.005%的范围内，硅、锰的质量分数可控制在0.04%的范围内。AOD法氧化期可把钢中碳脱至质量分数为0.003%0.004%，钢坯、锻件碳的质量分数可降至0.01%。（2）钢中气体含量低：AOD炉在吹炼过程中吹入氩气,从而改善了热力学条件及动力学条件，有利于气体的排出。AOD炉在吹炼超低碳纯铁时，曾将氮质量分数降至1510-4 %（这是很低的数值）。8485（3）钢中非金属夹杂物含量减少

55、：由于钢的纯洁度提高,硫和氧的含量很低,氧化物和硫化物的含量减少，夹杂物自然就减少。此外，氩氧脱碳法还可以有效地去除钢中部分有害元素铅、锑、铋、锡等，对改善钢的加工性能和提高钢的表面质量是有利的。（4）AOD炉、VOD炉及电炉冶炼对钢的质量影响：与电弧炉和VOD炉相比，AOD炉在脱硫、热效率和对操作的适应性方面均优于电弧炉和VOD法，而在脱碳和去除气体方面介于电炉和VOD炉之间。 AOD法的改进发展（1）吹炼不锈钢工艺的完善：新日铁制铁所为了缩短吹炼时间和减少气体消耗，对AOD炉吹炼工艺进行了以下改进：在w(C)0.70%的高碳范围内，采用纯氧吹炼，简称OOB。由于单位时间内的供氧比原工艺增加

56、，故脱碳速率较用氩气稀释时每分钟增加0.02%。中碳范围内(w(C)0.70%)，根据需要降低CO压力，采用电子计算机连续控制O2/Ar比例，从而提高了氧脱碳效率，该方法简称ORC。在低碳范围的第三阶段，利用pco碳脱氧作用，由原工艺采用氧氩比为1:3的混合气体搅拌脱碳，改为采用纯氩搅拌脱碳，其脱碳速率基本相同。8687（2）以空气代替氮气和氧气：用氮气代替氩气进行AOD吹炼以节省氩气对降低成本是一项重要改进。美国阿列格亨尼卢德拉姆(AlleghengLudlum)钢铁公司考虑外购氮气费用仍然较大，于是提出了用无油干燥压缩空气部分代替外购氮气和氧气方案。经改进后，仅最后阶段使用部分氩气外，其余

57、阶段均未使用。其结果每吨钢氩气消耗减少到1.71m3，而氧脱碳利用率、铬的工艺出品率与旧工艺相比并未恶化，但外购费用则减少46.5%。88（3）吹炼过程中加铬矿石：日本住友金属工业和歌山制铁厂为了减少昂贵的铬铁消耗，把经过预处理的铁液兑入AOD炉中后，将铬铁于脱碳初期加入炉内，通过铁液中的碳可使40%80%铬铁还原，其余通过加入硅铁使其进一步还原。当每吨钢中铬铁加入量超过25kg时，则需增加硅铁加入量，以弥补热量的不足。 （4）日本大同特殊钢公司星崎工厂还发明了促进CO再氧化的顶吹氧法，简称AOD-CB法。（5）日本太平洋金属公司八户工厂发明了用液态铬铁、镍铁原料直接冶炼不锈钢的直接吹炼法等。

58、二. VOD炉精炼真空吹氧脱碳(Vacuum Oxygen Decarburizatiom)法简称VOD法，是德国维滕(witten)特殊钢于1965年发明的。粗略预计全世界VOD炉总台数应在60台以上，容量为5150t之间，其中容量最大的是新日铁八幡制铁厂的150tVOD炉。我国已有不少厂家装有VOD设备。VOD功能也被广泛应用在钢包精炼炉上。8990 VOD法的原理是：在真空条件下，从钢包炉上部吹入氧气，同时从钢包炉底部通过多孔透气塞吹入氩气搅拌钢水，降低CO分压，加速碳-氧反应可在抑制铬氧化的情况下，进行脱碳精炼。该法主要用于不锈钢的生产。91VOD法精炼的处理效果：（1）气体含量：VO

59、D炉和电炉冶炼的不锈钢的气体含量比较，VOD炉钢水中气体含量明显低于电炉钢。（2）非金属夹杂物含量：VOD炉精炼过程中，由于吹氩搅拌促进了夹杂物的上浮，因而可以获得很纯洁的钢水。氧化物、氮化物、钛化物都能大幅度的下降。（3）脱硫：VOD炉中脱硫效果比较明显，脱硫程度与原始含硫量、扒渣程度以及还原渣情况有关，一般最低脱硫率为20%，最高为80%，平均脱硫率为50%60%。硫的绝对值（质量分数）可小于0.005%。9293（4）合金收得率：VOD炉冶炼时铬和钛的收得率都较高。（5）经济效益：由于在真空下吹氧脱碳，不仅降碳保铬效果好，而且作为初炼炉的电弧炉的生产率大为提高。与电炉沉淀法相比，生产率提

60、高约30%。同时，由于用VOD炉冶炼时可采用廉价的合金返回料代替昂贵的低碳铬铁，较之电炉熔炼低碳、超低碳不锈钢有明显的经济效益。 VOD法主要有以下特点：(1)可以使用高碳铬铁等廉价原料生产低碳不锈钢。(2)可节省用来回收氧化铬的还原元素。(3)脱碳反应快。(4)能将碳质量分数脱得很低(w(C)0.01%)，而铬的氧化很少。(5)可采用特殊技术实现真空碳脱氧、脱硫、脱氢，使钢达到很高的纯洁度。 VOD法的缺点是没有外来热源，准确控制温度有一定困难。同时由于大量吹入氧气，钢水喷溅严重，钢包炉寿命降低。946.5.5 真空提升法（DH法）和真空循环除气法（RH法）在众多的炉外精炼方法中，作为大生产