第一章钢水炉外精炼概述
一炉外精炼的产生原因
1 普通炼钢炉（转炉、电炉）冶炼出来的钢液难以满足对钢的质量（如钢的纯净度）越来越高的要求。

2 为了提高生产率，缩短冶炼时间，把炼钢的一部分任务移到炉外完成。

3 连铸技术的发展，对钢液的成分、温度和气体的含量等也提出了严格的要求。

二炉外精炼的概念
所谓炉外精炼，就是将在转炉或电炉内初炼的钢液倒入钢包或专用容器内进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺，即将常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除夹杂（包括不需要的元素、气体和夹杂）、调整成分和温度的任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，变一步炼钢法为二步炼钢，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行。

（国外也称之为二次精炼、二次炼钢、二次冶金和钢包冶金。

）
三国外、国内炉外精炼的发展过程
1 国外的发展
⑴1933年法国派林应用专门配制的高碱度合成渣，在出钢过程中对钢液进行渣洗脱硫，这是炉外精炼技术的萌芽。

⑵1950年联邦德国用真空处理脱除钢中的氢以防止产生“白点”。

⑶1956~1959年，研究成功钢液真空提升脱气（DH）法和钢液真空循环（RH）法。

⑷1965年以来，真空电弧加热脱气（V AD）炉、真空吹氧脱碳（VOD）炉和氩氧精炼（AOD）炉以及喂线（WF）法和LF钢包炉、钢包喷粉法等先后出现。

⑸20世纪90年代，已发展成几十种炉外精炼方法，世界各国的炉外精炼设备已超过500台。

上世纪七十年代以前，炉外精炼主要用于电炉车间的特殊钢生产，目前在转炉炼钢中也得到了极大在推广和应用。

2 国内的发展
⑴我国炉外精炼技术的开发应用始于上世纪50年代中后期，当时利用高碱度合成渣在出钢过程中对钢液脱硫冶炼轴承钢，之后用VD法和DH法冶炼电工硅钢，特殊钢厂引进了一批真空精炼设备，钢液吹氩精炼也在首钢等企业首先投入了生产应用。

⑵20世纪80年代是我国炉外精炼技术发展奠定基础的时期，对我国钢铁工业生产优化起了重要作用。

在此期间，LF钢包精炼炉、合金包芯线喂丝设备与技术、钢液的喷射冶金精炼技术得到了初步的发展；宝钢引进了现代化的大型RH装置，在开发高质量的钢材品种和优化钢铁生产中发挥了重要作用。

⑶20世纪90年代以来，我国炉外精炼技术也随着连铸生产的增长和对钢铁产品质量日益严格的要求，得到了迅速的发展，炉外精炼技术的开发及在生产中的应用呈现出系统化、规范化、优质化的良好的发展势头。

3 炉外精炼在炼钢生产中的重要地位和作用
⑴炉外精炼在炼钢生产中的地位
①炉外精炼是现代炼钢生产的四大关键技术之一（另三项为：氧气顶吹转炉炼钢、连铸和超高功率电弧炉）。

②炉外精炼从最初用于生产特殊钢和优质钢，到后来推广扩大到普通钢的生产，是提高钢液质量的重要环节。

③炉外精炼已成为炼钢工艺中必不可少的环节，它是连接连铸的桥梁，在协调炼钢和连铸的生产中起到缓冲作用。

⑵炉外精炼在炼钢生产中的作用
将经过转炉初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器内进行脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物和成分微调等。

炉外精炼可提高钢的质量，缩短冶炼时间，优化工艺过程并降低生产成本。

四炉外精炼的主要目的和任务
炉外精炼的目的和任务是统一的。

它要在严格控制条件下完成下列任务：
⑴降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能。

⑵深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。

⑶微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，以提高合金收得率。

⑷调整钢液温度到浇铸所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。

完成上述任务就能达到提高质量、扩大品种、降低消耗和成本、缩短冶炼时间、提高生产率、协调好炼钢和连铸生产的配合等目的。

五炉外精炼的手段
目前炉外精炼的手段有渣洗、真空、搅拌、喷吹和加热五种。

采用一种或几种不同手段的不同组合，就形成了某一种精炼方法。

1 渣洗：获得洁净钢液并能适当进行脱氧、脱硫和去除夹杂物的最简便的精炼手段。

是将事先配好的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。

2 真空：将钢液置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等目的。

3 搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应物质的传递过程，提高反应速度。

分为吹气搅拌和电磁搅拌。

4 加热：调节钢液温度的一项重要手段，使炼钢与连铸更好地衔接。

分为电弧加热法和化学加热法。

5 喷吹：用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。

喷吹的冶金功能取决于精炼剂的各类，它能完成不同程度的脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。

六各种炉外精炼方法的工艺与设备的共同技术特点
1 具有二次精炼功能。

实践证明，以单一的冶金设备完成多项冶金任务是不合理，也是不经济的，如果把各项冶金任务分散到一些专门的精炼设备中去完成，即保留常规炼钢设备的某些优势，如超高功率电弧炉熔化废钢的优势，氧气转炉脱碳和脱磷的优势，电弧炉脱硫的优势等；而在二次精炼的过程中，发挥各种精炼方法的技术优势，进一步完成脱碳、脱氧、脱硫，去除气体和夹杂，调整温度和成分等项冶金任务，则从冶炼过程中看，在提高钢液质量，缩短冶炼周期，降低生产成本等方面更为合理。

2 创造良好的冶炼反应的热力学和动力学条件。

通过各种加热精炼手段补偿精炼过程中的温度损失，使得需要在高温下的脱硫等反应得以顺利进行。

炼钢过程中的各种冶金反应，多数是在高温下进行的多相反应，通常化学反应本身进行较快，而反应物传递到反应界面和生成物脱离反应界面较慢，成为限制冶金反应速率的因素。

通过搅拌、喷吹等手段提高浓度梯度，增大反应界面，使各种冶金反应得以顺利进行。

3 多数精炼容器具有直接浇注功能。

精炼容器具有浇注功能，可以在精炼后直接进行浇注，避免再次出钢，防止精炼后的钢水再次氧化和吸气，浇注过程中钢包配合滑动水口的使用，可以避免精炼好的钢液再污染。