[科普中国]-钢包冶金

基本含义

钢包冶金（ladle metallurgy）将传统的炼钢工艺流程以炼钢炉（如平炉、电炉及转炉）中完成初炼后，其精炼任务即去除气体和杂质、温度控制、成分的微调和均匀化等任务，转移到钢包中进行的冶炼技术，也称二次冶金。

因氢气而引起的锻钢件中的白点或发裂缺陷的问题已经明确了是氢气危害。所以在机械制造工业上长时期以来都进行着脱氢处理。但是，1952年玻丘姆尔、勿伦的真空铸造法发展以后，这个问题就一举解决了。真空浇注法是真空吸上式脱气法（DH法）及环流式真空脱气法（RH法）的开端、现在真空处理已成为炼钢工业上不可缺少的主要设备了。真室脱气方法的发展使得钢水进行大量处理成为可能。

该技术可以将冶炼过程中吹氧强度加大，缩短冶炼周期，从而提高钢产量。把钢中的脱氧要求放到后边真空处理过程中，可以减少脱氧剂的消耗，从而降低冶炼合金成本。另外可以将铸坯提高到一个新的水平。将冶炼过程中吹氧强度加大，缩短冶炼周期，从而提高钢产量 。

技术安装由于所生产的钢水全部由1套VAD进行脱气，因此需要扩大脱气能力。内部讨论的焦点是安装第2个处理站以提高现有VAD的产能，还是采用更普通的工艺技术和更现代化的设备来取代现有的VAD装置。据了解，大多数炼钢厂采用VTD和LF来生产特种棒钢。即使VAD仍是一种可行的技术，但VTD和LF结合，更利于维持生产成本。此外，要求双罐脱气罐能保证足够的处理时间，以满足连铸工序的要求。

对VAD和VTD设计，要做大量的规划和研究工作，以确定安装总成本，包括所有辅助设备，例如供水系统以及诸如此类的问题。最终确定如果安装VAD将影响现有建筑的基础，并且费用较高。后来又决定安装1套VTD。为了有助于做出决策，该厂的许多人员参观了美国、墨西哥以及欧洲的许多钢厂，以获得理想的设计并确定合适的供应商。在这些出访期间，全部设备设计的要求明确了。脱气站必须建在单坡顶附跨内，要求VTD利用装在一台输送车上的罐。

从技术观点出发，钢包炉需要并入这套设备当中，设有观察窗，以使浇注无需铸坯测试。因此，最后的设计是如何符合成本效益地将电弧加热并入这套设备之中。最终的布置包括2个真空处理站建在一个附跨内，在2个站之间有2台运送钢包的罐车，电弧加热的位置设在钢包的通道内。这种新型的加热设备被称为钢包加热站（LRS）。钢包加热站包括旋转式炉顶和利用现有的VAD变压器的电极配置。

钢包的结构钢包是连铸的重要设备，是从出钢到浇注过程巾运载和盛放钢水的容器，又有大罐、钢罐、大包等习惯叫法。下图为钢包结构示意图。

它由桶体、内衬、水口开闭装置及透气砖等部分组成。内衬由外向内依次是隔热层、永久层及工作层三层；工作层从上而下是包沿、渣线、包壁、包底等几部分，而包底又包括包底用耐火材料部分，水口装置、座砖以及透气砖等部分。

钢包的作用主要是盛接从初炼钢水炉子（转炉或电炉）出钢门流出来的钢水和部分炉渣，进行部分脱氧与合金化操作，可以使钢水在其中镇静一段时间，以调整钢水温度，均匀成分并使钢水中非金属夹杂物上浮，同时，在浇注过程中开闭钢流，控制钢水钢液流量，使浇注顺利进行。近年来，为进一步提高钢的质量，钢包吹氩、钢包真空处理等技术被采用，它正逐渐演变成二次精炼装置的重要没备，在二次精炼和连铸中占有重要的地位。2