电炉为初炼炉时，提高生产率的效果最显著，因取消电炉的还原 期，甚至部分氧化期，故提高电炉的生产率。
一般可以提高电炉生产率25％左右。若与超高功率电炉相配合， 则可提高超高功率电炉生产率50%～100% 。
2）改善钢质量、扩大品种
炼钢炉与炉外精炼配合能生产出气体含量低、夹杂物含量少的纯 净钢，扩大生产的钢种，尤其是转炉生产的钢种可以与电炉竞争。
• 废钢预热技术：利用电炉排出的高温废气预热进行废钢预热，到目 前为止，世界范围废钢预热方法主要有料罐预热法、双壳电炉法、 竖窑电炉法以及炉料连续预热法等等。
• 工作原理及节能效果：其中效果最好、最有发展前途的是炉料连续 连续预热式电炉，实现了废钢连续加料、连续预热及连续熔化—— “三连续”，电弧加热熔池、熔池熔化废钢。
冶金学—炼钢篇
电炉炼钢及炉外精炼
阎立懿
东北大学钢铁冶金研究所
2008年10月29～11月24日沈阳
（No11）
主要内容
电炉炼钢及其发展 电炉炼钢设备及其电热特性 电炉炼钢原料及冶炼工艺 电炉新技术、新工艺 炉外处理——炉外精炼 中国钢铁与大型电炉现状
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上次介绍第五章“电炉废钢预热技术”的内容：
1）电炉的还原期钢液吸气严重
电炉的还原期为吸气过程，使钢中气体增加，影响钢的质量。对于防止 大断面合金结构钢和大锻件钢最敏感的缺陷——白点来说，要求把钢中的氢 降低到2.5～3.0ppm以下。
这在电炉冶炼的氧化期，经过激烈而均匀的碳-氧沸腾是完全可以达到的。 但是，紧接着的还原期，却又使钢中的氢回升到5～7ppm，而出钢、浇注后 则几乎回复到熔清时的水平。以往采取还原期密封电炉，保护出钢及浇注， 但效果也不明显。
2）出钢、浇注过程钢液二次氧化严重
电炉氧化期脱碳过程夹杂物的去除，还原期的脱氧及其夹杂物的上浮均 比较彻底。但在出钢、浇注过程中，由于钢液与大气接触，气体及[O]急剧升 高，影响钢的质量。在出钢过程中，如果钢液与大气接触达到平衡的话，[O] 就会回复到脱氧前的水平（100～200ppm），给浇注带来恶劣的后果。
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4）电炉炼钢的品种受限制
科技对钢材质量日益苛刻的要求：如纯净度高，各向异性小，合金
成分范围窄等方面。其中对钢的纯净度要求，即钢中C、S、P、T.O、N、
H杂质总量达到l00ppm。如此低的杂质含量，用传统电炉炼钢方法根本
达不到的。对于有些超低C、S、N等纯净钢种也不能冶炼。
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6.2 炉外精炼的基本手段
为创造最佳的冶金反应条件，炉外精炼所采用的基本手段：搅拌， 真空，加热，及渣洗、喷吹与喂丝等几种，以及这些基本手段的不同 组合。
6.2.1 搅拌
对反应容器中的金属液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要 的手段。它是采取某种措施给金属液提供动能，促使它在精炼反应器 中对流运动。
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3）电炉还原期的变压器利用率非常低
电炉的还原期钢液基本上处于保温与调温的状态，因而电炉的 还原过程需要的电功率很低（仅为变压器额定功率的1/3～1/6），而 且时间很长（约1/3），使变压器利用率非常低、生产率低、成本高。
尤其超高功率电炉技术的出现，高功率、强化用氧使废钢迅速熔 化、氧化，但钢液的还原仍然要在低功率、长时间下运行，这大大 降低了超高功率电炉的功率利用率，显然这是不合理的。
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3）调节炼-浇节奏，实现多炉连浇
在初炼炉与连铸机之间设置的具有保持和调温的缓冲设备—炉外 精炼炉，则可显著地改善初炼炉和连铸机的配合，实现多炉连浇，降 低生产成本。
4）降低生产成本
提高生产率、改善钢的质量、扩大品种及实现多炉连浇都可以降 低产品成பைடு நூலகம்。
此外，某些炉外精炼法允许初炼炉使用一些质量较差，或价格便 宜的原材料。如采用VOD或AOD生产超低碳不锈钢，就允许初炼炉的 炉料中配用高比例的同类钢种的返回钢或碳素铬铁，从而显著地降低 原材料的费用。
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第六章 炉外精炼
炉外精炼概况 炉外精炼的基本手段
炉外精炼方法
6.1 炉外精炼的概况
6.1.1 ～在现代炼钢流程中的位置
高炉——铁水预处理——转炉——钢水二次精炼——连铸 电炉——钢水二次精炼——连铸
其中铁水预处理与钢水二次精炼可统称为炉外处理或炉外精炼
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有与炉外精炼相配合，才能获得高效、节能，创造更大的利润。
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6.1.4 钢水炉外精炼的优越性
正是由于以上诸多原因，使得传统的炼钢法受到挑战，也促使电 炉功能分化。尤其是超高功率电炉很“自然地”与炉外精炼相配合。 炼钢炉（初炼炉）配炉外精炼的优越性如下：
1）缩短冶炼时间，提高生产率
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6.1. 2 炉外精炼技术与目的
炉外精炼技术是在初炼炉（转炉、电炉）以外的钢 包或专用容器中，对钢液进行炉外处理的精炼方法。
炉外精炼的主要目的： 脱碳、脱气（H、N、CO）、脱氧、脱硫、去除夹杂物、 控制夹杂物的形态、调整成分及温度等等。
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6.1.3 传统炼钢存在的问题
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。
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反应器的搅拌强度可以用单位金属液所得到的搅拌 能密度ε衡量，搅拌的效果通常用反应容器内的均匀混合 时间τ来反映。
• 操作特点：这种炉料连续预热式电炉，正常冶炼过程给电的一开始 就是“平熔池期”，所以平熔池持续时间长、渣线由下至上范围变 化大——为“变渣线”，这就使得电弧始终威胁大部分炉墙，2#区 域损坏最为严重，这将大大减少了炉衬寿命。 因此，这种电炉炉衬砌筑、造渣、吹氧及供电等均与普通电炉 有着很大的区别，必须予以重视！
另外，生产低碳高铬不锈钢时，铬的烧损严重、炉体寿命低等，使
得炼钢成本大为提高。
5）转炉炼钢法去硫困难
传统的炼钢方法中，转炉炼钢法钢中的气体含量低，但存在炼钢过
程去硫困难，对铁水中的硫等要求特别严格（常要求铁水炉外处理），
以及出钢沉淀脱氧，钢中夹杂物多，使得所炼钢种受到限制。
当UHP电炉出现发挥了炉外精炼的作用，就UHP电炉本身来说也只