时间：2023-11-09 16:01:31
摘要：为了加强高钢的产量与质量,在现代钢冶炼期间,各个大钢厂全面使用各种新技术与设备,其中炉外精炼技术就是提高钢质量的新工艺之一。炉外精炼工艺是将转炉或电炉初炼的钢水转移到钢包中进行二次精炼的过程，也称“二次冶金”或炉外精炼。本文简单介绍了炉外精炼工艺的方法即LF法，以及炉外精炼技术的未来的发展趋势。
关键词：炉外精炼技术；LF；夹杂；合金
1引言
随着工业和科学技术的发展,对于钢的力学性能和工艺性能的要求越来越高。特别是一些重要零件，用一般的电炉熔炼得到的钢液质量不能满足要求。因此自20世纪30年代。冶金工作者们开始寻求进一步提高钢的质量的方法，并逐步形成了炉外精炼工艺。
在60年代中期，我国就开始在生产炼钢过程中，使用高碱度炉渣。在出钢期间，采用脱硫的办法冶炼轴承钢，还学会了钢包静态脱气的原始精练工艺，但目前没有精练的设备能够应用其中。在80年代时，我国自主研发的精炼设备也开始投入使用，如LF炉与电磁搅拌设备等，我国各冶金研究所等机构联合研发生产的喂丝机、钢包吹氩与合金芯线，并健全了炉外精炼技术的辅助工艺。并且炉外精炼技术在当前已经非常成熟，精炼工艺全面运用于国内的各钢铁企业，以核心炉外精炼技术为主，并在冶炼特殊的钢中取得了良好的效果和成果。
2炉外精炼（LF）的几个要点
2.1炉外精炼（LF）的介绍
所谓炉外精炼（简称LF）是指钢包中冶炼的全过程，它是真空处理、加热控温、喂线喷粉、吹氩搅拌和合金成分微调等工艺用不同方式组合起来的，并在钢包内二次造还原渣，让钢包内保持还原性气氛，让钢液更加精净。炉外精炼技术是以减少钢中的磷、硫、氧等有害物质在钢中含量，避免出现成分偏析以及有害参杂物。以此来提升钢材的拉伸强度、韧性、屈服强度、塑性、冲击性等机械力学性能。
2.2炉外精炼（LF）能改变冶炼时的液相反应环境
气体是冶炼期间的脱氧和脱碳的反应产物，炉外精炼（LF）是在真空环境下完成的，对化学反应的顺向操作比较有利，工作压力在≥50Pa时，加大真空度对钢液脱气的处理，降低钢中的气体含量。
2.3炉外精炼（LF）能快速完成钢液成分的传输
钢液的传质速度是冶金反应速度快慢的关键，冶炼期间所采用多种混合方式让系统内的钢液流动起来，让熔体内的传热、传质和对流的过程加快，强化钢液内的熔池搅拌，达到钢液化学成分均匀的目的。
2.4炉外精炼（LF）能增加渣-钢之间的反应面积
炉外精炼的各种设备都有搅拌功能、喷粉技术，搅拌的时候能够使渣-钢乳化，细小颗粒、气泡上浮，让冶炼时产生金属元素的熔化、熔解、碰撞等各种金属元素化学反应，增加渣-钢反应面积，提高反应速度，提高合金收得率，炉外精炼就是利用增大渣-钢反应面积提高精练效果。
2.5炉外精炼（LF）精确控制钢水温度、成分
炉外精炼设备有电极加热装置，能够准确的控制钢液温度，同时用吹氩技术把钢水内的含有多种化学元素搅拌均匀，完成合金成分的微调，对化学反应要精确控制，让各种反应保持平衡。并且转炉炼钢和连续铸钢之间有缓冲时间，与连续铸钢形成流畅的冶金生产流程。
2.6炉外精炼（LF）在冶金中的应用
钢厂在炉外精炼（LF）设备添加后，还需要水循环系统，除尘系统和人员投资等添加，让炼钢的冶炼成本不断增加。但钢液化学成分的稳定性也得到了控制，合金成分也精确了，减少了偏析现象。钢液中气体、夹杂物的含量降低。增加钢材的抗拉强度、韧性、屈服强度、塑性、冲击性等机械力学性能，由于上述各种原因，让炼钢成本与机物料的消耗持平。
应用炉外精炼（LF）的优点包括：
（1）使用钢包精炼工艺后，钢液中的有害化学元素和有害气体都有所降低，并使钢液中不易形成对钢坯有严重侵害的非金属夹杂物和金属夹杂物，从而提高了钢坯的机械性能和力学性能。
（2）电磁搅拌作用加快了钢-渣之间的化学反应，有利于钢液的脱硫、脱氧和脱气，使钢液中非金属杂物及各种夹杂物的上浮，提高了钢液反应速度，并使钢液中的各种化学成分均匀。
（3）与普通转炉炼钢、电炉炼钢联合冶炼，加快生产周期，提高了钢材产量、质量，使企业效益最大化。
使用炉外精炼（LF）还需解决的问题包括：
钢包倒包过程中，易使钢液吸气，为避免钢液二次氧化，目前的解决办法是精炼钢包直接上连铸，并实行保护浇铸。
2.7炉外精炼（LF）的未来发展趋势
（1）以钢包吹Ar为核心，加上喷粉、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。
（2）以真空处理为核心，加上喷粉、化学加热、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。
（3）以LF炉为核心，与上述技术相结合的精炼，主要与电炉一连铸生产相衔接。
（4）健全现场监测设施，对炉外精炼冶金过程实现自动化控制，保证终点温度和化学成分控制精度，提高钢材产品的质量。
3结语
国际炼钢工艺的水平主要表现在炼钢炉前、后操作的流程变化，如铁水预处理、炉外精炼技术以及相关的全新生产炼钢的最好工艺流程的研究发展。炉外精炼（LF）是提升钢材质量，减少生产成本的国际先进技术，也是当前炼钢技术中不能缺少的重要组成，它有微调化学成分和准确钢液温度的控制、夹杂物形态控制、真空脱气等冶金功能。在整个冶炼期间，还要考虑到技术上的灵活性与连续性。为了完成最好的精炼成果，准确地在线测定与最终快速测定是钢水中化学元素必须做的。所以说炉外精炼（LF）技术会在以后的冶炼中将会取得较快的发展，只有加大每项功能的环节作用，才能更好的发挥出炉外精炼（LF）优势，生产出品质高精度纯净的钢种。
可以预见,今后将有更多的精炼工艺和设备在我国的冶金行业得到应用，为冶金行业的发展做出更大的贡献。
参考文献：
[1]冯聚.钢水预处理和钢水炉外精炼[M].北京：冶金工业出版社,2006.
[2]陈建斌.炉外处理[M].北京：冶金工业出版社,2008.
[3]李晶.LF精练技术[M].北京：冶金工业出版社,2009.
[4]殷瑞钰.冶金流程工程学[M].北京：冶金出版社,2004．
[5]刘浏.炉外精炼工艺技术的发展[J].炼钢,2001.
一、从细微之处入手，日积月累，自然增长
古今凡修炼有成之人，均不是天生的，而是由少到多，从微至著，日积月累而成。《黄庭经》云：“仙人道士非有神，积精累气以成真”。其关键之处，就是要抓住气机微动之时，随采随炼，随时积累，久则成真矣。有人对于微阳初动，漠不关心，认为无足轻重，任其丧失。而不知“一星之火，可以焚山，一涓之水，可以成渠”。所以总要人看穿此道，处处提防、在在保护，日积月累，长久坚持，自可由量到质而生变化矣。
《道德经》在论述难易、大小时讲：“图难于其易，为大于其细。天下难事，必作于易；天下大事，必作于细，是以圣人终不为大，故能成其大”。黄元吉注释云：“夫易为难之基，故天下难事，必作于易；细为大之本，故天下大事，必作于细。况道为万事万物之根，可不由易而难、自细而大乎？不然进之锐者，退之必速矣。又安望几于神化之域哉？”“是以古之圣人，知道有由阶，学有由进，不思远大之图，惟期切近之旨，淘汰渣滓，涵养本源。如水之浸灌草木，自然日变月化，不见其长而日长，所以自微之著，由粗之精，从有为有事中，而至无为无事”。故“圣人终不为大，而能成其大矣”。不为大而能成其大，皆由于从细小之事入手，循序渐进，日积月累，自然变化矣。所以结论就是“惟有坚固耐烦，矢以恒久不息之心，庶几易者易而难者亦易，细者细而大者亦细耳”。
《道德经》在六十四章中又进一步阐述：“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；千里之行，始于足下”。均是讲的由量的积累到质的变化。这个原理运用于丹功修炼，就是当一阳初动之时，其机甚微，不宜采取，及至二阳、三阳“神凝气聚，真精自动，浩浩如潮生，溶溶似冰泮。要堵自微而著，由小到大，自近及远，以至进火退符，河车搬运，阳铅再生，阴汞交合，时烹时炼，渐结渐凝，神圆气壮，药熟丹圆，皆自玄关一动始也”。所以炼丹就其始基言之，实由一汞一铅，点滴积累而成。在修炼中忽视细小精气的积累，则圆明之金丹就无法炼成了。
二、筑基阶段的精气积累
筑基一词是丹经的比喻，如修房造屋，必先筑基，使基础稳固、结构坚实，然后才能竖柱安梁，砌砖盖瓦。炼内丹也是同样的道理。丹法以身为基，在内丹入手修炼中，必须将此身体条件补足，符合初步的练功要求，然后才能进入正式的练功阶段。
这里讲的身体条件，主要是指人身的精、气、神三大生命要素而言，丹经称为三宝。丹道功夫中所称的炼丹，实质就是炼此三宝。翁象川注《悟真篇》云：“精能生气，气能生神，荣卫一身，莫大于此。养生之士，先宝其精，精满则气壮，气壮则神旺，神旺则身健，身健则少病。内则五脏敷华，外则肌肤润泽，容颜光彩，耳目聪明”。实际上，筑基阶段的任务，就这么三个：一是保精气神三宝圆满无亏；二是补三宝充盈旺盛；三是炼三宝凝化成重返青春的源泉――内丹。所以说内炼的基础，就是炼精气神的凝化。炼丹所用的精气神三宝本系一个整体，三者不能截然分开。但筑基阶段为修补功夫，精为丹基，神为主宰；气为动力。而此段需要补足的常常是元精，所以保精、补精、调精都是为了打好基础。然后精气补足、互相调和、转化合凝，达到精满、气足、神旺，即开始炼精化 的功夫了。
在筑基阶段，怎样进行精气积累呢？
1.凝神返照、微阳勤生。柳华阳在《金仙证论》中讲到药产之效验时说：“效验非暂时可得，至真之道，在乎逐日凝神返照之工纯熟而后有来之机缄。夫或一月元关显露或数月丹田无音，迟早各殊。而贵乎微阳勤生，不失调药之功夫，则药产自有验矣”。这里的关键是逐日凝神返照之工不辍，微阳积累，长期坚持，则药产自有验矣。
2.心静气动，积累精气。柳华阳在总说中讲到调药时，就说过：“性能虚静，尘念不生，则真机自动。动者，非心动，是 之动也。气机既然发动，则当静以应之。一动一静，不失机缄，是谓调药，是谓交合。行乎造化，性命双修，是谓真旨妙用矣。”《道乡集》也讲：“静至于极，自有动机。此机车动，我仍主静。我主于静，彼必愈动，彼愈动而我愈静。此即初步工夫积累动 之要诀”。
气动与心静，是互相联系的。气之所以动，就是从心之虚静中转化而来的。故心愈静而气愈动。在行功中采取气愈动而心愈静之调法，则可以静促动，动以还静，动静互化，相辅相成。故此法为积累动气之要诀。
3.勒关招摄，返调积累。气动之久，愈益旺盛，后则转化为元精。元精生时，有真气流向生殖器，产生欲举之感。此时就得用招摄之法返调之。行功中要以正念为主，神以宰之，使精不下流。然后再起呼吸之气以收摄元精回气穴。这就叫“勒阳关、调外药”之法。
在运用中要注意：先以神宰其气，然后再以神驭气以招摄归炉。这就要在阳气初生之时，用真意从阴中跷迎元精归炉。一般吸七、八次阳物即倒，多则十几次，甚至二、三十次，但必须以外肾倒下为止。黄元吉讲：“务要外阳外囊收缩尽净，庶可以生真气焉。”
关键词：A356合金熔体 低倍针孔 氢气来源 除气措施
中图分类号：TG27
A356合金在铸造生产中，熔体的含氢量直接影响铸锭的冶金质量，并对最终产品的轮毂的力学性能、加工性能、抗蚀性、外观质量等造成很大的影响，因此，如何降低铝熔体重的含氢量、获得纯洁度高的A356合金熔体，就成了A356合金生产企业及轮毂生产企业生产工作者认真研究的课题，本文就A356合金熔体氢气的来源及处理方法进行了系统的分析，并提出了具体的预防、处理措施。
1、A356合金熔体中气体的种类
A356合金在熔炼过程中，由于加热方法及熔炼炉材料不同，接触的炉气成分不同，主要有：氢气、氧气、水蒸气、二氧化碳等，这些气体主要有燃料燃烧产生的，而耐火材料、金属炉料及熔剂、工具等也带入一定量的气体。炉气成分使由燃料种类及空气量来决定的。普通焦炭坩埚炉炉气的主要成分为二氧化碳、一氧化碳和氮气。煤气、柴油炉炉气成分主要为水蒸气和氮气，而对于电炉来说主要是氢气，因此，采用不同的熔化炉时，A356合金吸气量和产生针孔的程度是不同的。
铝合金生产实践证明，氢是唯一能大量溶解于铝或铝合金中的气体，是导致铝合金形成气孔的主要原因，是铝合金中最有害的气体，也是铝合金中溶解度最大的气体。在铸件凝固过程中由于氢的析出而产生的孔隙，不仅减少了铸件的实际截面积而且是裂纹源。由于针孔主要是氢气造成的，而在铝合金熔炼时，周围空气中的氢气含量并不多，氢的最通常的来源是铝和水蒸气的反应，因此，熔炼过程中造成水蒸气的原因也就是直接影响针孔的形成，其主要因素如下：
①原材料、辅助材料的影响；
②空气中绝对湿度大、会增加合金气体溶解量，形成季节性气孔；
③合金熔化作影响：生产实践表明，铝液吸气是在表面进行的，与合金熔炼温度、熔炼时间等有较大关系。合金熔化温度越高，熔化时间和熔化后的铝液保持时间越长，氢在铝液中扩撒越充分，铝液吸氢量就越大，出现针孔的几率就越大。
④熔炼设备及工具的影响：预热不到位，如铸模潮湿，有油污、含水量高，浇铸的合金锭含氢量高；
A356合金易产生针孔缺陷，既与A356合金本身特性有关，也和一系列的外界因素有关，为避免A356合金锭中出现针孔，可采取适当的措施：
①严格控制原材料的含氢量和夹杂量，铝液中气体和氧化夹杂含量与炉料中气体给氧化夹杂原始含量有关，为获得高质量的熔液，所加入的炉料必须充分预热，对于低质量的炉料或炉料在贮存过程中受潮，甚至表面严重氧化，则需进行重熔处理，重熔时，要严格控制熔炼工艺和精炼工艺。
②快速熔炼，高温下停留时间短，在合金熔化后如需在炉内保留时间长时，应采取用覆盖剂覆盖液面，防止熔体长时间的吸气。
③掌握正确的浇铸方法及速度，避免卷入气体，尽可能使铝液和铸模短距离浇铸，避免合金液中夹渣或被破坏的氧化膜上附着的气体被混入合金液中形成气孔。
④合金液精炼除气，以使铝液中气体含量低于室温下气体的溶解度。
⑤降低浇铸温度。因为氢在铝液中的溶解度是随着温度的下降而下降的，即在铝液中的溶解度越大，而在固体中的溶解度小，而形成真空倾向最大的是含6%～8%Si的合金，A-Si 合金形成针孔的倾向取决于凝固时金属液的含氢量。
⑥适当控制静置时间，A356合金熔体在精炼后有一个继续排气的过程，但熔体含氢量达到一定之后，随着静置时间的延长则又转为回升，当精炼后的氢含量极低时，在没有采用干燥的熔剂覆盖的条件下，熔体精置不但不能排气，反而随着静置时间的延长而含气量增加，在干燥熔剂覆盖条件下，精炼后熔体氢含量越高其排气率越大，反之越小。精炼后熔体其含量越高，则静置排气所需的时间越长；氢含量越低则所需精置时间越短。
“有气必有渣，有渣必有气”，渣气并存是造成A356低倍出现针孔的主要原因。以上分析铝合金铸件气孔形成的主要因素，并针对性地论述了一系列相应的预防措施，目的就是在铸件防止生成气孔和夹杂，获得优良品质的铸件，从铸造工艺角度综合分析，防止气孔的生成，消除气孔和氧化夹杂，我们可以用“防”、“排”、“溶”三字工艺原则来概括。
“防”就是防止水分及各种杂物进入熔炼炉内；
“排”就是要排除铝液中的氧化夹杂和氢气，因为只有有效去除悬浮在铝液中弥散状的夹杂物才能防止铝液增氢，消除去氢障碍，从而获得纯净的铝液，浇出合格的铸件。“渣既尽，气必出”说的就是这个意思。
“溶”就是要使铝液中的氢在凝固时能部分地或者全部地固溶在合金组织中，不致在铸件中形成气孔。
当然，铝合金熔炼或重熔时，贯彻“以防为主，以排为辅”的原则，正确实施“防”“排”“溶”三套工艺措施，从熔炼操作基本功即精炼设备、熔炉熔炼工具的准备和处理，溶剂、变质剂的预热，精炼、变质除渣的技巧，搅拌操作的技巧和合理浇注等方面着手，以求最好的综合净化效果，我们从以下几方面做了如下工作：
1、炉内炉气
采用喷粉机用惰性体作为载体，将无毒精炼剂吹入铝液熔体中，因惰性气体不与熔融铝液及溶解的氢起化学反应，有不容于铝液，依据吸附和分压差脱气分压的原理已达到除气的目的。
使用时应注意事项：第一，通氮时的温度应控制在710℃～720℃，以避免氮和铝液反应生成氮化铝。
第二：尽可能控制氮气压力，减小气体直径，以铝液表面沸腾、但不产生飞溅为标准，控制沸腾高度在10以下，增加气泡的数量，以增加熔体与气泡有效接触的比面积。
第三：熔体精炼后需静置10～30分钟，然后才能进行铸造作业，以利于密度较大的悬浮颗粒充分沉淀和气体的溢出，为保证铝液成分的均匀性，避免铝锭成分偏析，铝液在炉内停止时间超过3小时以上，应重新精练。
2、电磁搅拌
电磁搅拌技术的应用，不仅在不破坏氧化膜的情况下达到铝液成分均匀，加快溶解速度的目的，还可使炉底熔渣在铝液作用下脱离炉底，产生较大的脱气驱动力，利于氢气快速溢出。
3、在线除气
在线除气是世界上现在普遍采用的除气方法，我公司用的是旋转吹惰气泡沫与陶瓷过滤相结合，因此，即可除气又可除其金属夹杂，其装置的核心是旋转喷嘴，在旋转喷嘴的作用下，把惰性气体喷成微小的气泡，并使其均匀的分布于整个熔体，进行强烈的搅拌熔体，并使之形成定向液流，其优点是气泡数量越多，直径越小，在相同的供气气流下，气液接触作用的比面积就愈大，气泡在铝熔液池中分布更均匀，有足够的停留时间，这样可是气泡去氢的潜能得以充分的发挥。
关键词：LF炉精炼；工艺优化；设备改造；生产实践
中图分类号：TF769 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0059-02
1 LF炉精炼原理及其冶金功能
1.1 LF炉精炼原理
LF炉在应用中，具备良好的脱氧及脱硫效果。LF炉采取的是扩散脱氧的方式，直接将脱氧产物送入渣中，在大流量氩气强搅拌冶炼环境与还原渣精炼环境中，可以进一步提高渣钢间氧传输速度，并提高沉淀脱氧去除率。在熔池搅拌、高碱精炼与还原性环境中，钢水具备良好的脱硫能力。LF炉脱氧效果与脱硫效果存在着紧密关系，如LF炉脱氧效果较好，则LF炉中CaO质量分数较高，其FeO质量分数会降低，从而为脱硫提供有利条件。
LF炉脱气去杂效果明显，经过底吹透气砖，将氩气输送到钢水，从而在钢水中出现小气泡，气泡在上浮运动时，钢水中存在的气体会逐渐扩大，并将钢水排出，气泡上浮运动，在提高非金属夹杂物上浮运动的速度上作用
明显。
1.2 LF炉精炼冶金功能
LF炉精炼炉在应用时，其主要功能主要包括电弧加热功能、吹氧功能、钢水脱硫及脱氧功能等。如电弧加热功能，LF炉电弧加热的方式主要是通过大电流经过三相石电极来实现的，升温速度每分钟可以达到4℃～7℃，埋弧加热主要是通过泡沫渣来实现。LF炉吹氧功能涉及到整个冶金环节，在保证钢材质量等方面发挥着重要作用。在工业生产安排十分紧张的情况下，应用LF炉可以保持钢水温度，缓解生产压力，可以节省生产成本，实现良好的经济效益。
2 LF炉精炼应用中存在的问题
在某炼钢厂应用LF炉之后，成功开发了多种钢，如高碳硬线钢、冷轧板、冷镦钢等产品，提高了企业生产能力，扩大了业务类型。在炼钢厂中某作业区中，应用了三座50t型号的LF转炉，并配有三台连铸机，在进行板坯生产活动时，板坯连铸机平均浇筑时间多在20分钟左右，然而转炉冶炼周期却需要大约30分钟，出现了转炉与连铸机工作不匹配的问题，从而为组织生产带来了较大困难。因LF炉精炼时间无法得到保证，从而对钢材的精炼效果及技术指标等造成较大影响，降低了钢质量品质，带来了较大的经济损失。
3 LF炉精炼工艺优化和设备改造的生产实践
3.1 LF炉精炼工艺优化的生产实践
3.1.1 LF炉精炼造渣工艺优化。针对LF炉在应用中存在的问题，对炼钢厂造渣工艺进行综合分析，研究出符合不同品种钢的渣系，从而改变了传统的石灰加精炼渣的生产模式，为高附加值品种钢的研发奠定基础。在经过LF炉精炼造渣工艺优化之后，其造渣工艺形成前渣与后渣分别精炼的方式，前渣精炼主要在转炉出钢时处理，后渣主要是在LF炉精炼过程中造渣。优化后LF炉精炼造渣工艺生产流程为：在转炉出钢的过程中，添加萤石、石灰及精炼渣等渣料，通过利用钢水搅拌作用与吹氩搅拌作用，能够完成前渣精炼；在钢水到达氩站之后，考虑生产钢种的实际需要，加入石灰、电石等材料，在LF炉通电化渣三分钟后，需要工作人员对炉内状况进行仔细研究，根据实际情况，掺入萤石、石灰、电石等材料，从而对造渣体系调整，精炼出白渣后在还原性环境中结束精炼。在完成精炼造渣之后，采取软吹氩的方式对钢水吹氩，吹氩时间应控制在三分钟以上，促使钢水中非金属杂物上浮并排除，从而达到提高钢水洁净度的目的。通过生产实践发现，在完成LF炉精炼造渣工艺优化后，精炼渣碱度由原本的4.33增加到6.2，渣中氧化铁含量大幅降低，充分证明了精炼效果较好，且改善了钢水洁净度，有助于提高产品质量。
3.1.2 钢包砌筑工艺优化。在LF炉精炼过程中，钢包炉渣线受电弧高温影响，在循环钢水侵蚀的作用下，容易在包底中出现穿漏钢事故。对钢包砌筑工艺进行优化，在进行钢包砌筑时，应用质量较好的Mg-G砖，提高钢包包底及渣线在精炼过程中的可靠性与安全性。在该炼钢厂中自优化钢包砌筑工艺后，大大减少了穿渣线事故，保证了精炼工艺质量。
3.2 LF炉设备改造的生产实践
3.2.1 LF炉导电横臂改造。LF炉在运行过程中，出现了一些问题，严重影响着LF炉运行的综合效益。导电横臂涡流发热问题是LF炉运行中存在的重要问题。当导电横臂中存在电流时，会形成以导电横臂为中心的三个电磁场，不同电磁场之间的重叠区会产生磁力线切割。B相导电横臂立柱是电磁场重叠区切割点，B相导电立柱在电磁场影响下发热，在高温影响下，对绝缘板造成严重影响，从而引发电流击穿事故，对设备的安全应用造成较大威胁。可进行LF炉导电横臂改造，安装循环冷却水箱于B相砸导电横臂立柱上，从而对绝缘板工作环境进行改善，避免击穿现象的发生。具体改造措施如图1所示：
图1 LF炉导电横臂改造示意图
3.2.2 LF炉电极抱闸改造。在实际生产过程中发现，电极抱闸与电极横臂之间在通电过程中，存在着拉弧现象，电机横臂在电弧击穿的影响下出现漏水等问题。这种问题检修时间较长，对精炼炉生产能力造成了很大限制。通过研究发现，造成拉弧现象的主要原因在于电极抱闸与电极横臂接触不好，为此，选择环氧树脂板安装于电极抱闸之下，消除电极抱闸与电极横臂之间的直接结合处，从而避免了拉弧现象，保证了精炼生产的正常进行。
4 应用效果
通过LF炉精炼工艺优化和设备改造后，获得良好效果，主要表现为铸坯低倍缺陷明显降低，其质量获得显著提高，如表1所示。
通过表1可以看出，LF炉优化改造后，其铸坯缺陷明显降低，质量显著提高。除此之外，铸坯合格率也获得了很大提高，如图2：
图2 LF炉优化改造前后不同钢种铸坯合格率示意图
通过图2可以看出，在LF炉优化改造后，多种铸坯合格率均有所提高，保证了产品质量，获得了良好的经济效益。
5 结语
随着钢铁工业的不断发展，钢材逐渐向技术含量更高、附加值更高、品质更优越的方向发展，在炼钢生产过程中，LF精炼炉属于重要的生产装置。然而LF炉在运行过程中，存在着一定的问题，严重影响着钢材的生产能力及综合效益。通过研究问题成因，提出LF炉精炼工艺优化和设备改造措施，减少了故障问题，提高了品种钢铸坯质量，提高了企业核心竞争力，实现了企业更好的综合效益。
参考文献
[1] 陈伟，姚德明.LF炉精炼工艺优化和设备改造的生产
实践[J].钢铁研究，2011，（2）：38-42.
[2] 王菲.LF炉精炼渣优化与终点温度预估模型[D].西
《内炼金丹心法》全文共九章,全面系统地论述了先天、后天二气的区别,药物、鼎器的真实含义,筑基、炼己的秘窍,炼药的程序,伏气、胎息的方法手段。可谓:“包诸幻以归真,总万法而归一。”为条理分明,现按炼己、筑基、药物、鼎器、火候、伏气、胎息等次序,把内炼金丹心法的要点叙述如下:
一、炼己:所谓“己”,就是我静中的真性,动中的真意,也就是“元神”的别名。《元始天尊得道了身经》说:“声色不绝,情气不全。万缘不绝,神不安宁。”由于元神能够主宰人之精气,在内丹功中占着极为重要的地位,所以修持者入手之初,就不得不对被称为元神的“己”作一番使之清纯的必要调炼。古哲说:“未炼还丹先炼性,未修大药先修性。”马自然说:“欲得身中神不出,莫向灵台留一物。”指的无非都是“炼己”之法,也就是“炼性”,“修性”、“炼心”之法。如若一旦“炼己”功成,那就不为物境颠倒,使得往后的采药、筑基、结胎等修炼中,有采药即得,筑基即成,结胎必就之成效。
在方法论上,因为筑基的要领在于降伏“己念”,使性纯净,所以平时必须做到对于自身周围,足以引起心性惑乱的声色犬马,来个“不睹”、“不闻”。如此则耳目清静,久而久之,即使偶有所触,也能过眼过耳即逝,保持思想上的一尘不染。
二、筑基:冲虚子说:“修仙而始筑基。”可见“筑基”为修炼的入手功法。关于“筑基”的解释,“筑”有“渐渐积累,增益之义”;“基”为修炼阳神的本根,安神、定息的处所。
道家丹法认为,精、气、神三宝中,神本属阴,精、气属阳。阴神如若和阳精、真气相依,则能转阴为阳,成为阳神;如果不和阳精、真气为依,那就不能成为阳神了。
平时人们生活在社会上,不可避免地要受到七情六欲煎熬,因此,难免精华消耗,体气亏损。如就精、气、神三宝来说,夫妇交媾,恋恋爱根,年深日久,精必受到极大消耗;生活奔走,呼吸出入,时久日长,气必受到极大的损耗;红尘纷扰,思虑无尽,时迁刻移,神必受到极大的损害。凡此种种,都足以使根基不牢而有碍丹道的修炼。所以筑基下手,必须精、气、神三宝合炼,养精补精,养气补气,养神补神。然后把精、气、神三者打成一片,使之合而成一,这样就筑而成基,水到渠成了。
说到精、气、神三宝,道书中有先天后天之分。先天精为至清至静无形的元精,后天精为由先天变化而来的男女交媾之精;先天气为与生俱来的浑然元气,后天气为呼吸出入之气,先天神为具有神通变化的元神,后天神为感觉的思虑之神。
精、气、神三宝中,尤以元气为纽带和根本。原来元气为生身之本,凡一身所有,都由元气化生而来。而修炼的要道,在于把由元气化生而来的后天精、气、神三者,返回为先天的精、气、神,然后又使精化为气,神化为气,归之于虚极静笃的始气状态。为此之故,要使后天返回先天,脱尽后天阴滓而归于阳神,筑基之功,便就成了修炼丹道的第一步功法了。
筑基功的关键,主要在于充养后天的精、气、神。其法:精以养精,可在省减上下功夫;气以养气,可在省减语言上下功夫;神以养神,可在省减思虑上下功夫。
三、鼎器:所谓鼎器,是借指外丹术中的炉鼎,以比喻内丹术中的烹炼精、气、神三宝,也即“药物”的处所。为此伍冲虚指出:“是鼎器也,古圣先师本为炼精,炼气,炼神所归依本根之地而言之也。”
通常内丹术中鼎器多指上丹田泥丸宫,中丹田绛宫,下丹田气海三丹田而言,其中尤以下丹田为主。为此古人有云:“前对脐轮后对脐,中间有个真金鼎。”此外鼎器又有外鼎、内鼎之说。外鼎指丹田之形言,内鼎指丹田之气言。若从内鼎扩展开去,又有以神为内鼎之说。
又如宋代白玉蟾说:“只将戊己作丹炉,炼得红丸作玉酥。”这是一种以中宫为丹炉的说法。可见道书所载鼎器,虽然各有所指,但是作为烹炼内丹的处所,则基本可以确认。
四、药物:丹道以精、气、神为“药物”。老子说:“恍恍惚惚,其中有物。”“恍恍惚惚”,为本性元神,“不着于思虑知觉,似知觉”的妙处。“物”为“药物”,即自身中号称“先天祖气”的一点真阴之精(有人认为是精气合一状态)。“药物”必须先行产出,然后才能采入鼎器,经火候烹炼而成为“内丹”。“产药”之法关键在于筑基炼己的基础上,“凝神入气穴(下丹田)”;百日炼己筑基之后,修持者至此已精足、气充、神旺,然后宽衣解带,收视返听,端身静坐;以先天无念元神为主,返观内照,凝神入于气穴。如此则先天“真药”,可以从虚无中返归鼎内气根,成为炼丹之本。其药物产生的标志为在窈冥恍惚中,有翘然挺动,无限美快的感觉。用内丹家的话来说,就是药物产生的活子时到了。
五、火候:当标志着药物产生的活子时到来时,修炼者最要摈绝邪念,一心清静,然后把号称为“一点真阴”的药物,用意念采进气穴,加以封固,不使成为后天交感之精而从阳关走失。
药物采进炉中封固之后,就要用火候烹炼,使之产生黄芽,炼成大丹。所谓火候,无非也是借外丹术火候作比喻,它的实质在于,一指意念调节,二指呼吸调节。其法有大、小周天“火候”之分,由于大周天火候之法,道书多略而不详,所以后世多以小周天火候为主。
小周天的火候之法,就是把采封在下丹田中的药物,用意念和呼吸结合的手段,把它从气穴后的两个小孔中引入尾闾,然后通过尾闾关沿督脉上升,历夹脊辘轳关,脑后玉枕关而上抵上丹田泥丸宫;此后则由泥丸降下,经舌抵上腭搭成的上鹊桥而把药物引入任脉,又从任脉中丹田而回到下丹田,从而完成药物烹炼的一个循环,称为一个小周天火候。
小周天火候的总诀为子、丑、寅、卯、辰、巳六阳时进阳火,午、未、申、酉、戌、亥六阴时退阴符。其中进阳退阴之时,又各有一次沐浴:进阳火的沐浴时间为卯,退阴符的沐浴时间为酉,称为卯酉沐浴。小周天的火候如掌握得法,大概100天左右就可告一段落了。
关于小周天火候中进阳退阴,以及卯酉沐浴的方法暂无论述。
六、伏气:古人说:“长生须伏气。”伏有藏伏,降服之意。丹道功认为人身受胎之初,阴阳两气初结之基,隐然藏伏在丹田之中,名为“气根”。气根久伏于静,直至胎儿降生,才动而变生呼吸。为此,修炼者为了归根复命而获长生,就非得把这由静生动的后天呼吸,逆返成为由动而静的先天静伏状态不可。对此,伍冲虚指出:“伏者,欲将呼吸复还于气穴,而后元气能归,元神能凝,三者皆能伏于气穴也。”“炼精小周天,调其息而伏,为其不能顿伏,故用渐法调而伏。所以炼神者,欲以息此气而伏也。炼神大周天,胎息其息而伏,为其不能顿息于无,故亦用渐法。胎息者,其息似有似无,乃至无有无无,而伏于寂静。”
伏气的具体功法有两种,一种为闭息之伏,一种为真静伏。
闭息之伏:和调口鼻呼吸,然后闭息,心里默数数目,时间由短而长。这样日久功深,一闭就数到好几百,甚至上千。
真静伏:这是一种心息相依之法。行时元神驭气,默随呼吸的自然往来而往来,最终归于呼吸似有似无,虚极静笃之境。
以上闭息之伏和真静伏,因闭息之伏腹中闭塞难容,为不懂得伏气真机的痴心俗士所为。真静伏天机绝妙,为证道之士所为。
七、胎息:《抱朴子》说:“得胎息者,能不以口鼻呼吸,如在胎胞之中,则道成矣。”关于胎息功法,历来说法较多,伍冲虚认为,修炼胎息,必定要在“先天气机发动之时,又有元灵独觉,及呼吸相依,三宝会合,已先炼成大药者,即转归黄庭结胎之所”。
顾名思义,所谓胎息就是按照“逆修返还”理论,“以我今呼吸之息,而返还成为胎中之息”。胎儿在母亲腹中,不用口鼻呼吸而用与母腹相连的脐来进行呼吸,故而绵绵密密,不见往来痕迹。
【关键词】LF；精炼渣；埋弧精炼
0 前言
由于LF炉具有优良的精炼功能，目前不仅在电炉钢厂而且在转炉钢厂得到了广泛的应用。青钢为实现由普钢向特钢的快速转变，在一系列技改项目中匹配了四座100tLF精炼炉，现已顺利投产使用。根据试生产情况，技术人员在短时间内成功开发了石灰配合成渣技术及使用含碳脱氧剂进行脱氧工艺技术。使该精炼炉为新品种钢的开发发挥了巨大的作用。
1 工艺流程
工艺流程：转炉出钢―钢包到站―吹氩―测温―取样 ―进LF工位―加石灰、合成渣―下电极加热― 脱氧、造渣、提温―测温、取样―成分微调―喂丝―软吹、出站。
主要脱氧剂：电石、碳化硅、碳粉、硅钙粉、铝粒、硅钙线、铁钙线、铝线。
2 理论依据与生产实践
2.1 石灰与精炼渣成分见表1
2.2 理论依据与工艺实践
2.2.1 迅速造渣分析及效果
熔渣的矿物组成主要由12CaO7Al2O3、3CaOAl2O3、CaOAl2O3、MgOAl2O3等组成，渣中次要物相是硅酸钙类矿物。在精炼过程中随着石灰和合成渣中CaO溶解量的增多，铝酸钙类矿物的形式在变化，前期渣以12CaO7Al2O3为主，后期渣以富氧化钙的3CaOAl2O3为主。12CaO7Al2O3和3CaOAl2O3均为低熔点物质，并且与CaOAl2O3、2CaOSiO2形成低熔点共晶物，因此成渣速度快，能在较短的时间内获得流动性能良好的脱硫渣系。生产实践表明，石灰与合成渣按一定比例配加后，迅速化渣、平均在3.8分钟内化透。
2.2.2 脱硫技术开发及应用
根据热力学计算及试验[1]，结果表明，温度为1600℃时，精炼渣的组成为CaO：60%～70%、SiO2：5%～10%、Al2O3：16%～25%，硫分配比可达500～700，因此高碱度有利于脱硫。渣中Al2O3在高碱性渣中虽然显酸性，但其酸性较弱，仅为渣中SiO2的1/3，渣中Al2O3为助熔化渣，增加脱硫的热力学条件优势更强。渣中FeO含量增加，不利于脱硫，因此转炉采用挡渣出钢控制下渣量，LF炉加脱氧剂迅速造还原渣是保证高脱硫率的有力措施。精渣中MgO含量在5%～8%，与SiO2形成低熔点共晶物，起助熔化渣作用，并可保护Mg-C砖包。在LF炉处理过程中，吹氩搅拌为脱硫提供比较好的动力学条件。实践证明，吹氩搅拌强度对脱硫效果有很强的影响，随着吹氩强度的提高，脱硫效果明显提高，但吹氩强度太大，反而不利于脱硫，吹氩搅拌时以钢水不钢液面为基准。
2.2.3 吸附夹杂物技术开发及应用
1）铝（硅）镇定钢中存在的夹杂物主要是Al2O3型的，因此需要将精炼渣成分控制在易于去除Al2O3夹杂物的范围。精炼渣对Al2O3的吸附能力可以通过降低Al2O3活度和渣熔点以改进Al2O3的传质系数来实现。因此可以通过Al2O3-CaO-SiO2三元系相图来讨论[2]，降低Al2O3活度被认为更重要，精炼渣成分应接近CaO饱和区，Al2O3的活度变小，可获得较好的热力学条件，但由于熔点较高，吸附夹杂效果并不好，当精炼渣处于低熔点区域时，吸附夹杂物能力增加，但热力学平衡条件恶化。解决办法是将精炼渣成分控制在CaO饱和区，并向低熔点区靠拢。即控制精炼渣中Al2O3含量在12%～20%。生产含Al钢时，可根据钢种对Al含量的要求喂入适当的铝线，以精确控制Al的成分，同时可喂入铁钙线，以保证钢水中有合适的Ca/Al比。
2）生产低氧钢的主要工艺措施包括：①尽可能脱除渣中FeO、MnO，使顶渣保持良好的还原性。②使渣碱度控制在较高程度，防止精炼渣中SiO2还原；经取样化验平均渣碱度控制在3.5左右。③采用CaO -Al2O3系渣，并将精炼渣成分调整到易于去除Al2O3夹杂物的范围。④合适的搅拌强度。为防止炉渣卷入和钢水，一般采用较弱的搅拌方式。
目前使用的主要脱氧剂：电石、碳化硅、碳粉、硅钙粉。在LF炉精炼过程中，加入一定量的脱氧剂，造白渣，经取大量渣样化验，渣中FeO+MnO
2.2.4 LF炉埋弧精炼技术
泡沫渣埋弧加热技术对提高LF炉电气的加热设备的热效率、延长炉衬寿命等方面效果显著。泡沫渣是气―渣乳化液，当熔渣温度、表面张力及粘度等物性条件适宜，同时在熔渣中存在弥散分布的气泡时，气泡弥散滞留于炉渣中，形成了泡沫渣。泡沫渣形成决定于两个因素：一是，具有一定储泡能力的基渣，二是，有弥散的气泡产生。因此在气泡存在时，合适的熔渣组成、适宜的物性是气―渣能充分乳化、熔渣能储泡的关键。目前精炼炉的渣系及碱度，为形成储泡能力的基渣创造了良好的条件。弥散的气泡是在氧化铁含量较高的氧化性炉渣中，利用渣层内碳氧反应提供大量CO气体作为气源使熔渣发泡的。目前常用的发泡剂主要有碳粉、电石、碳化硅。在精炼炉的化渣过程中，加入一定量的碳粉、电石、碳化硅，参与脱氧，生成CO气体，已经达到造泡沫渣的要求，对提高LF升温速度并对包衬具有保护的作用。
3 结语
3.1 开发了石灰配合成渣技术，经2000余炉次统计，平均脱硫率71.8%，最低硫含量为6×10-6。
3.2 经过生产实践，转炉加顶渣后，精炼炉配一定数量的合成渣，成渣速度快，分批渣料加完3分钟后完全熔化，有利于埋弧及精炼效果的快速实现。
3.3 用电石、碳化硅、碳粉做脱氧剂，渣子发泡性好，提高LF升温速度、减少电极消耗及电量消耗并对包衬具有保护的作用。在转炉沉淀脱氧的基础上，用一定量的电石、碳化硅、硅钙粉作脱氧剂，能满足T[O]≤15×10-6低氧硬线钢的生产需求。
3.4 喂入适量的钙线和铝线，使其Ca、Al达到钢种的要求，已满足含Al钢的生产需求。
【参考文献】
[1]Fruhan R J. The Thermodynamics and Process Dynamics of Ladle Furnace Refining Processes. Electric Furnace Conference Proceedings， 1984：185.
关键词：RH；精炼炉；自动控制；PLC
引言
纵观钢铁发展历程，钢铁炉外精炼技术已成为炼钢生产过程中的一项重要技术。而现代炼钢的最佳工艺流程包括钢水的预处理、转炉复合吹炼、RH精炼（炉外精炼）和连铸。其中RH精炼技术能够显著提高炼钢产量和改善出钢品质，并且有效降低生产成本，已逐渐成为炼钢生产工艺中的一种重要手段。
从德国最初使用RH精炼技术以来，至今全世界已有100余台RH精炼炉。并且西方一些国家炼钢企业已经开始普遍使用RH精炼技术，而在所有亚洲国家中仅日本就已有40余台RH精炼炉，并且也开始全部引进RH真空精炼炉[1]。我国从1965年才开始从原西德引进70t的RH精炼真空精炼炉[2]，随后逐渐得到各大钢铁企业的认可。
文章以RH精炼炉系统为研究目标，分析基于PLC的RH精炼炉控制系统的工作原理及生产需求。设计实现基于PLC的RH精炼炉综合自动化控制系统其系统架构、子系统的基础自动化、子系统的计算机过程控制和PID控制真空槽环流气体等功能模块。最后测试验证并分析了该系统的可行性和有效性。
1 RH精炼炉生产设计分析
1.1 基本工艺概述
RH系统装置是一种二次精炼生产装置，可以生产优质的钢水，需在生产装置真空槽内内置耐火材料[3][4[5]，防止高温钢水流过时烧穿真空槽，如图1所示。真空槽两侧下浸渍管内壁同样附着耐火材料，用于浸没于钢水中，真空槽上部安装有一个热弯管，用于将真空槽炉内抽掉的高温气体排出。
该装置工作原理如下：处理钢水时，将浸渍管浸入钢水包中，随后用真空泵持续抽走真空槽内的气体，用于减小槽内钢水表面的大气压，造成真空槽装置内外气压差，从而趋使钢水由浸渍管流入到真空槽内。真空槽下部浸渍管分为上升管和下降管，前者用于将氩气不断的吹入到真空环流系统中正在处理的钢水，造成与下降管相比较高的静压差，使得外界钢水可以不断的由真空槽上升管进入然后在重力作用下从下降管流出，完成一次钢水的循环流动。
1.2 RH真空槽环流气体控制
真空槽环流气体控制分为脱气处理和非脱气处理两种：前一种通过浸渍管不断送入氩气（或氮气）等不活跃气体驱动钢水在真空槽内环形流动；后一种将氮气作为保护气体来使用。对于不同的钢种冶炼种类中的不同生产工艺流程阶段会选用不同的环流气体流量作用于真空槽内。对钢水循环脱气处理时，真空槽内环流气体的流动平稳度直接决定钢水真空处理后的质量。
真空槽环流系统的设备主要有：氩气、氮气压力检测总管；真空槽环流气体流量总管1、2、3和4氩气、氮气管切断阀；真空槽环流气体流量支管1、2、3和4。
位于真空槽上输送气体（包括氩气和氮气等）的环流气体总管会配备1个量程为0～2MPa的气体压力检测变送器，用于检测气压状况。同时，在装置上会装有相应气动切割阀做为总开关，控制不同气体的切换。真空槽中环流气体的实时流量可以由具备单只气体流量调节阀和单只孔板流量检测装置支管来完成。这种支管又分多路支管，每一路有一个流量检测开关，PLC系统对超出流量限制的支路支管做报警响应。
对钢水进行RH处理时，系统会根据所需的不同处理过程有选择性的打开氩气或氮气开关来加以利用，另一方面，需要实时对各支路支管的环流气体流量进行控制与总的环流气体流量平衡。
2 控制系统设计与实现
2.1 RH系统总体架构
采用两级控制方式是RH控制系统的典型特征，分为基础自动化控制（L1）系统和过程计算机控制（L2）系统两部分。一级控制系统主要承担系统的一些基本控制功能，包括现场电气元件的逻辑顺序控制、现场设备的运转、过程回路控制等；二级系统比较独立，主要管理和优化RH系统的整个生产过程，为高级计算机管理信息系统预留接口，设备之间通过以太网通信。RH网络结构如图2所示。
图2 RH网络系统结构
2.2 L1子系统的设计与实现
考虑系统实际应用需求，使得布置分散、传输距离远的各设备能够相互通信，提高系统的抗干扰能力及数据交互稳定性[6][7]。依据设计系统的控制结构（本地I/O控制和分布式I/O控制），对于分布式I/O控制系统，选用抗干扰性能好的ProfiBus电缆连接，抑制杂波干扰。系统选用工业级透明冗余控制器，利用冗余技术和多总线技术实现各模块冗余连接，提高可靠性和稳定性，采用PROFIBUS总线连接交流传动系统和控制系统，实现通讯协议栈之间的数据交换，保证数据快速准确到达。
按照工业工艺和实际生产要求，设计控制系统时，选用2套PLC，并且在上位机设计2台HMI服务器作为彼此之间的热冗余备用，避免其中一台出现故障，导致整个系统的瘫痪，另外系统中设置了2台PC客户机连接到L2交换机上，对生产过程控制。工程师站主要完成对L1级系统的软件开发和维护工作，上位机采用高速以太网与PLC通信。
厂房中设置控制柜，用于安装电气和仪表设备，方便引出的信号线连接到系统过程控制单元中的I/O模块。所有电磁阀和电机控制都由PLC继电器输出端或辅助继电器控制。在RH基础自动化控制系统中，控制系统接入信号主要包括数字信号和模拟信号两种类型，分别分为输入和输出端口：数字信号输入/输出端、模拟信号输入/输出端。
固态炼钢用双辊连铸机直接把铁水制成铸铁板带，再通过气固反应进行脱碳，其中铁水通过铁水预处理调整铸铁板带的最终化学成分，此过程省去了转炉炼钢和炉外精炼等工序，大幅度减少了工业气体的排放和能耗。近几年，双辊连铸生产铸铁板带的研究已经取得了很大的进展，成功生产出0.5～3mm厚的铸铁板带，双辊连铸生产碳含量为5%的钢带已经实现工业化生产。高炉长流程由铁矿石冶炼为钢材的过程中需经历反复的还原、氧化过程，金属液的氧势为πO=RTlnpO2，pO2为金属液溶解氧反应氧的分压，R为常数，T为金属液温度，该过程氧势变化。高炉冶炼铁水经过铁水预处理、转炉吹炼、炉外精炼、连铸连轧后成材。在转炉冶炼吹氧脱碳过程中，氧气在液态Fe中的溶解度很高，导致脱碳后钢液氧势很高，需加合金脱氧及氩气搅拌脱除部分夹杂物和气体后进行连铸，此流程工序节点多，冶炼成本较高，所排放的工业气体巨大。即便如此，钢中尚存在一定量夹杂物和气体，从而对钢的质量造成很大的影响。由于氧在固态铁中的溶解度极低，固态脱碳这一新工艺有效地避免了夹杂物和气泡的产生，且在脱碳过程中排放有害气体较少，便于回收利用。固态炼钢工艺流程的氧势变化。由高炉生产的铁水，经铁水预处理调整成分后，直接由双辊连铸等薄板带连铸设备固化，再在高温加热条件下，以气－固反应的形式脱除铁薄带中的碳至所需水平。由于传统炼钢过程中夹杂物和气泡主要来于铁水的氧化过程，而工艺脱碳过程中又省去了高强度吹氧和铁合金脱氧，所以避免了钢中夹杂物和气泡的生成。
2固态脱碳研究
已取得的成果固态脱碳主要是气－固化学反应脱碳和碳在固体内部扩散迁移相结合的冶金物理化学过程。一般情况下，对于气固两相反应脱碳，碳在固相中的扩散过程为反应的限制性环节。固态脱碳借鉴取向硅钢脱碳退火机制，在一定温度下，通入加湿N2+H2形成弱氧化气氛，钢材内部C扩散至表面与气相中的H2O发生可逆反应，来脱除钢中C元素
3结束语
尽管目前我国已有很多关于取向硅钢脱碳退火和高碳锰铁颗粒、粒化生铁气－固脱碳反应的实验研究，但在高碳域和超低碳域的铁碳合金气固脱碳方面的研究还很少。对气－固反应脱碳热力学与动力学规律仍有待进一步研究，气－固反应脱碳这一固态炼钢新方法转为现实工艺并实现工业化生产还有很长的路要走。固态炼钢工艺主要应用前景是由双辊连铸板带生产普通碳素中高碳钢钢带，气－固反应脱碳的研究成果还可以用于开发铁水雾化制粉后脱碳生产钢粉等新技术。现有转炉炼钢－精炼－连铸－轧制流程生产碳含量小于20×10－6的超低碳钢板存在很大的困难，且夹杂物难以控制，应用气－固反应脱碳在板带加热时引入脱碳气氛生产超低碳钢板，还可以放宽转炉冶炼出钢的碳含量(如0.06%C)和RH精炼出站碳含量(0.02%C)，进而减少夹杂物含量。