电弧炉熔炼与炉外精炼工艺解析

工模具钢用电弧炉熔炼。将经过成分分类管理的废钢装人电弧炉，并使之与石墨电极产生电弧来进行熔炼，这就是电弧炉熔炼(Electric Arc Furmace Melting)。其炼钢规模最小至5t左右，而最大可达到 200t 级。
电弧炉熔炼过程本应是在氧化精炼之后，再经还原精炼进行成分调整。不过当今一般只是在电弧炉中进行熔化及氧化精炼，而还原精炼步骤是利用炉外精炼来完成的。被称为LF、RH、AOD精炼等的方法即属于炉外精炼。图6-3所示为电弧炉熔炼和炉外精炼工艺。

LF是Ladle Furmace(钢包精炼炉)的简称，于20世纪70年代初期由当时的日本特殊钢(现在为大同特殊钢)研制而成。这是将经电炉熔化的钢液移到钢包中，并在利用石墨电极通电保温的同时进行熔渣精炼的过程。另外，还从炉底通人氩气加以搅拌来促进精炼。 LF的特点:在品质方面可以控制成分达到超低硫(S)和低(O)来实现纯净钢熔炼，在生产方面可以省略还原步骤来提高生产率，并可精确控制铸造温度以便调整浇注时间。如上所述，[F为提高电炉的生产率及材料品质做出了很大贡献。
RH脱气法也是炉外精炼的一种，于1959年由西德的鲁尔(Ruhrstah)公司(现为蒂森克虏伯公司)和贺利氏(Heraus)公司联合研制。将钢液移至钢包后，把带有浸入管的真空室罩套到钢液上然后进行减压即可将钢液抽上来;同时向单方向浸入管吹入提升气体可使钢液形成回流，钢液在通过真空室时得到脱气。
该方法的特点是:钢液与真空的接触面积大，从而脱气效率高而且容易进行成分控制。现已形成了电弧炉-LF-RH脱气的连续配套精炼技术，并与后续的连续铸造工序相贯通的制造方法，广泛用于结构钢等的生产。
AOD(Argon Oxygen Decarburizing)是氫氧脱碳精炼法。此方法于1950年由联合碳化物(Union Carbide)公司开始研发，到了 1968 年由乔斯林钢铁(Joslyn Steel)公司(现为史莱特钢铁公司)实现了工业应用，现已成为不锈钢精炼的主要方法。其过程是将钢液装人 AOD 炉后，从炉底侧壁吹人氙气和氧气，使碳(C)转化成CO气体，可抑制铬的氧化而达到极低含碳量水平的脱碳。随后又开发出了 AOD-VCR 精炼法，即通过在 AOD上附加减压精炼功能，实现了无吹氧低碳范围脱碳工艺，为制造碳、氮含量极低的不锈钢做出了贡献。