7.1 工艺设计

7.1.1 炉外精炼装置的设计，应从优化炼钢-连铸总体生产工艺、满足产品品种质量要求出发，结合投资费用、生产成本、介质供应条件等因素，从下列炉外精炼工艺方式中选用一种或数种与初炼炉和连铸机组成完整的生产作业线：

1 钢包吹氩；

2 LF；

3 CAS/CAS-OB；

4 AOD；

5 VD；

6 VOD；

7 RH；

8 RH-TB；

9 WF。

7.1.2 炉外精炼时炼钢炉应采用无渣或少渣出钢技术，并应准确控制出钢量。初炼钢水的温度与成分均应符合炉外精炼的要求。

7.1.3 炉外精炼装置的公称容量应为其平均处理钢水量，并应与炼钢炉的公称容量一致，其实际处理量应能适应炼钢炉出钢量在合理范围内的波动。

7.1.4 炉外精炼的生产能力，除应按本身的精炼周期和作业率确定外，还应满足与炼钢炉和连铸的匹配关系。常用炉外精炼设备作业率宜符合下列要求：

1 LF、VD作业率宜为80％～90％；

2 VOD作业率宜为50％～90％；

3 RH、RH-TB单真空室作业率宜为50％～60％，双真空室作业率宜为75％～80％。

7.1.5 VD、VOD、RH等真空精炼装置应配备监视真空罐(室)内钢液面的彩色工业电视。

7.1.6 蒸汽喷射真空泵冷凝器的冷却水进水温度不应高于35℃。

7.1.7 炉外精炼所需的氩气、氮气、氧气、压缩空气等介质，应保证其质量要求和接点处压力、流量的工作参数。介质的质量应符合下列规定：

1 用于钢包钢水搅拌与复吹转炉终期熔池搅拌的氩气纯度不应低于99.99％。钢包搅拌用氩气除工作气流外，还应配置冲击气流，冲击气流的压力不应小于1.6MPa。

2 用于代氩的氮气，其纯度不应低于99.9％。

3 氧气纯度不应低于99.5％。

7.1.8 VD、VOD的真空罐以及各种精炼装置的钢包运输车轨道基础，必须采取漏钢事故的处理措施。钢包或钢包车升降式RH装置必须采取防止漏钢钢水浸入地下液压机械的措施。

7.1.9 VD、VOD以及RH精炼装置采用蒸汽喷射方式的真空泵水封池(或热水箱)必须采取防止内部气体外溢措施，真空泵与水封池的废气放散管应引至厂房屋顶以上2m。

7.1.10 真空吹氧脱碳精炼装置VOD、RH-TB应采用氮气稀释破坏真空，并应设有自动与大气压平衡的装置，其供氧系统的阀门与管道应采用不锈钢或铜质。VD等真空脱气装置宜采用大气破坏真空，其充气点应靠近真空罐，宜直接设在真空罐盖上。

7.1.11 钢包和RH真空室烘烤装置应采用高效的烘烤器，钢包预热烘烤温度不应低于1000℃，宜在初炼炉出钢线上设置在线钢包烘烤器；RH真空室使用前烘烤温度不应低于1200℃，宜采用在线或就近烘烤装置。

7.1.12 位于冬季冰点以下寒冷地区的真空精炼装置，其真空泵水封池(或热水箱)的回水泵、水环泵等应采取防冻措施。

7.1.13 RH真空精炼装置的真空合金料斗下料管处，应设氮气吹扫。

条文说明

7.1.1 当代炼钢生产根据优化工艺需要和钢种质量要求，广泛采用以下典型的炉外精炼选型组合：

(1) 转炉炼钢车间(铁水必须经预脱硫处理)。

普碳钢均匀成分与温度、调整成分：吹氩搅拌、CAS或LF法处理；

大量生产超低碳钢品种：转炉＋LF＋RH-TB＋喂丝*；

生产不锈钢：

产量较大，无0.03％C以下超低碳品种：转炉＋AOD(或复吹转炉)＋LF＋喂丝*；

产量不大，有0.03％C以下超低碳品种：转炉＋LF＋VOD＋喂丝*；

50万t/a以上，生产各品种的专业性不锈钢厂：转炉＋AOD(或复吹转炉)＋LF＋VOD＋喂丝*；

生产其他品种：转炉＋LF＋RH(或VD)＋喂丝*。

(2) 电炉炼钢车间。

生产不锈钢：

产量较大，无0.03％C以下超低碳品种：电炉＋AOD(或复吹转炉)＋LF＋喂丝*；

产量不大，有0.03％C以下超低碳品种：电炉＋LF＋VOD＋喂丝*；

50万t/a以上，生产各品种的专业性不锈钢厂：电炉＋AOD(或复吹转炉)＋LF＋VOD＋喂丝*；

生产其他品种：电炉＋LF＋VD＋喂丝*。

上述生产不锈钢的工艺流程，也可以用来生产管线钢、硅钢等低碳与超低碳钢。

注：喂丝*一般与LF、VD、VOD、RH、RH-TB组合。

以上炉外精炼各种典型组合模式中都有LF，这在电炉炼钢厂早已普及，在转炉连车间也广泛应用，这是因为LF不仅是生产低硫低氧洁净钢的重要设备，而且在优化初炼炉到连铸的整个工艺中起着更为重要的作用，它改善连铸钢水的质量，使连铸的工艺条件稳定，并在初炼炉与连铸之间起缓冲协调作用，有利于组织多炉连浇。但应该注意LF在精炼低硫和低氧钢时，需要造还原渣与较高的钢水温度，因而作业时间较长(可能达60min/炉～70min/炉)，往往会超过初炼炉的冶炼时间，此时每台初炼炉后需要配置多台LF。对于电炉车间而言，LF已成为必须配置，并且很多时候1座电炉后续须配2台LF。这是因为LF替代了电炉原还原期，使电炉冶炼由“老三期”减少为“两期”冶炼，大幅缩短了电炉冶炼周期，提高了生产效率。

喂丝设备一般与炉外精炼设备组合配置。但在双钢包车式LF配置喂丝设备时，须注意喂丝作业不应占用加热工位的时间，否则，双钢包车方案的优点将被抵消。

7.1.3 根据实践经验，VD、LF的容量一般不宜小于30t，小于30t时，因钢包温度降太大，影响取得理想的冶金效果。RH、RH-TB的容量推荐不小于50t，小于50t时，因钢包上口内直径太小，真空室的环流管(吸嘴)插入钢包较困难。

由于各种炉外精炼装置对钢水面以卜的自由空间高度有一定要求，故实际处理量应在满足自由空间的前提下，在合理的范围内波动。

7.1.4 根据基本工艺路线的要求，设计应对炼钢车间的精炼钢比有明确要求，从而对每一种炉外精炼装置的产量和流程组合都有明确规定，在明确其任务时，不仅考虑不同钢种的质量要求，更要考虑总体工艺优化的需要，以取得最佳的技术经济指标和效益。

炉外精炼的精炼周期，取决于精炼装置的形式与精炼工艺等许多因素，应用最多的几种炉外精炼装置的精炼周期推荐值如下：

LF 30min～60min；

VD、RH 30min～50min；

VOD 60min～100min(取决于钢水初始含碳量)；

RH-KB 30min～50min(取决于钢水初始含碳量)；

AOD 50min～70min(取决于钢水初始含碳量)。

上述精炼周期均指单工位形式的精炼装置，若LF采用双钢包车移动形式，VD、VOD采用双真空罐、真空罐盖车移动形式，则喂丝与吊包的时间可排除于LF与VD、VOD的精炼周期之外。

RH、RH-KB的精炼周期系指单处理工位的装置，若RH、RH-TB采用双处理工位形式，则其精炼周期可以缩短20min～30min(可将非真空作业时间排除于精炼周期之外)。

此外，在同样初始碳含量下，RH-TB的脱碳时间可比VOD少30％～50％。

7.1.8 出于安全考虑，并且在发生漏钢事故后，便于清理漏出钢水的凝结物。本条为强制性条文，必须严格执行。

7.1.9 防止水封池中的有毒废气泄漏至厂房内，危害人身安全。本条为强制性条文，必须严格执行。

7.1.10 VOD、RH-TB等真空吹氧脱碳精炼装置，因为废气中含有较高比例的CO，存在爆炸危险，为此，应采用氮气稀释法破坏真空，但因氮气有较高的压力，充压过高同样会造成安全事故，故破坏真空系统必须设置自动与大气压平衡的措施。VD装置虽不吹氧脱碳，但当采用VCD(真空碳脱氧)工艺时，废气中也有一定量的CO，有些用户为确保安全，也采用氮气破坏真空，若采用空气破坏真空，应将充气点靠近真空罐，或直接设在真空罐盖上，可将含CO的废气迅速赶往低温的真空泵一端，可大大减少爆炸危险。

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