一、 電爐煉鋼
a) 電爐煉鋼的分類(lèi)及功用
電爐煉鋼是用電作為熱源進(jìn)行鋼鐵冶煉的方法，它有兩種形式：一是電弧爐，一是感應(yīng)爐。
感應(yīng)爐只發(fā)生熔化而不發(fā)生冶煉作用，因此可按照需要的成分預(yù)先配好入爐原料。感應(yīng)加熱時(shí)產(chǎn)生的渦流，對(duì)熔體有攪動(dòng)作用，使鋼的成分均勻一致。電爐可以冶煉各種性能的合金鋼。
利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。氣體放電形成電弧時(shí)能量很集中，弧區(qū)溫度在3000℃以上。對(duì)于熔煉金屬，電弧爐比其他煉鋼爐工藝靈活性大，能有效地除去硫、磷等雜質(zhì)，爐溫容易控制，設(shè)備占地面積小，適于優(yōu)質(zhì)合金鋼的熔煉。電弧爐按電弧形式可分為三相電弧爐、自耗電弧爐、單相電弧爐和電阻電弧爐等類(lèi)型。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門(mén)、出鋼槽和爐身組成，爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼是通過(guò)石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進(jìn)行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對(duì)熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利。電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。
b) 電爐煉鋼的工藝流程
i. 造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過(guò)渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動(dòng)性和堿度的熔渣，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最小。
ii. 出渣：電弧爐煉鋼時(shí)根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過(guò)程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時(shí)，原來(lái)的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。熔池?cái)嚢瑁合蚪饘偃鄢毓?yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以改善冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
iii. 電爐底吹：通過(guò)置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過(guò)程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。
iv. 熔化期：煉鋼的熔化期主要是對(duì)平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開(kāi)始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱(chēng)熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。
v. 氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認(rèn)為是從吹氧或加礦脫碳開(kāi)始的。氧化期的主要任務(wù)是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項(xiàng)重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2％左右。隨著爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進(jìn)行。
vi. 精煉期：煉鋼過(guò)程通過(guò)造渣和其他方法把對(duì)鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。
vii. 還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間稱(chēng)為還原期。其主要任務(wù)是造還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
viii. 爐外精煉：將煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電爐等）中初煉過(guò)的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過(guò)程，也叫二次冶金。煉鋼過(guò)程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。
ix. 精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程并降低生產(chǎn)成本。爐外精煉的種類(lèi)很多，大致可分為常壓下?tīng)t外精煉和真空下?tīng)t外精煉兩類(lèi)。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
x. 鋼液攪拌：爐外精煉過(guò)程中對(duì)鋼液進(jìn)行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)。多數(shù)冶金反應(yīng)過(guò)程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鐘。鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類(lèi)型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)。
xi. 鋼包喂絲：通過(guò)喂絲機(jī)向鋼包內(nèi)喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調(diào)成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線(xiàn)、碳線(xiàn)等對(duì)鋼水進(jìn)行深脫硫、鈣處理以及微調(diào)鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態(tài)的功能。
xii. 鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡(jiǎn)稱(chēng)。其特點(diǎn)是精煉時(shí)間短（約10～30分鐘），精煉任務(wù)單一，沒(méi)有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態(tài)等裝置。如真空循環(huán)脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類(lèi)。
xiii. 鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡(jiǎn)稱(chēng)。其特點(diǎn)是比鋼包處理的精煉時(shí)間長(zhǎng)（約60～180分鐘），具有多種精煉功能，有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，適于各類(lèi)高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調(diào)法（CAS）等，均屬此類(lèi)；與此類(lèi)似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
xiv. 惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應(yīng)，但從鋼水中上升的每個(gè)小氣泡都相當(dāng)于一個(gè)“小真空室”（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近于零），具有“氣洗”作用。爐外精煉法生產(chǎn)不銹鋼的原理，就是應(yīng)用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關(guān)系。用惰性氣體加氧進(jìn)行精煉脫碳，可以降低碳氧反應(yīng)中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
xv. 預(yù)合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達(dá)到成品鋼成分規(guī)格要求的操作過(guò)程稱(chēng)為合金化。多數(shù)情況下脫氧和合金化是同時(shí)進(jìn)行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗于鋼的脫氧，轉(zhuǎn)化為脫氧產(chǎn)物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時(shí)加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱(chēng)為預(yù)合金化。
xvi. 成分控制：保證成品鋼成分全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求的操作。成分控制貫穿于從配料到出鋼的各個(gè)環(huán)節(jié)，但重點(diǎn)是合金化時(shí)對(duì)合金元素成分的控制。對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼往往要求把成分精確地控制在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
xvii. 增硅：吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼液中含硅量極低。為達(dá)到各鋼號(hào)對(duì)硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算，不可超過(guò)吹煉鋼種所允許的范圍。
xviii. 終點(diǎn)控制：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉終點(diǎn)（吹氧結(jié)束）時(shí)使金屬的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到計(jì)劃鋼種出鋼要求而進(jìn)行的控制。終點(diǎn)控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
xix. 出鋼：鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。出鋼時(shí)要注意防止熔渣流入鋼包。用于調(diào)整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過(guò)程中加入鋼包或出鋼流中。
二、 平爐煉鋼
a) 平爐煉鋼的功用
由于這種煉鋼爐形狀低平又有一個(gè)平展的熔池，所以被稱(chēng)為 “平爐”。這種煉鋼法也稱(chēng)為 “平爐煉鋼法”。
平爐煉鋼時(shí)，經(jīng)過(guò)下層蓄熱室預(yù)熱的空氣和煤氣被送入上層熔池，在鐵水表面吹拂、燃燒，能夠比較完全地將鐵水中的碳和其他雜質(zhì)氧化，得到優(yōu)質(zhì)的鋼。雖然平爐冶煉的時(shí)間比較長(zhǎng)（一般為24小時(shí)），但熔池很大，一爐便可煉百?lài)嶄撍?，產(chǎn)量較高。而且限于生鐵，廢鋼、鐵屑、熟鐵、鐵礦石均可，煉出的鋼質(zhì)量穩(wěn)定、均勻，所以一直沿用至今。
b) 平爐煉鋼的工藝
爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物，（廢鐵，廢鋼，鐵礦石）。反應(yīng)所需的熱量是由燃燒氣體燃料（高爐煤氣，發(fā)生爐煤氣）或液體燃料（重油）所提供。 平爐的爐膛是一個(gè)耐火磚砌成的槽，上面有耐火磚制成的爐頂蓋住。平爐的前墻上有裝料口，裝料機(jī)就從這里把爐料裝進(jìn)去。熔煉時(shí)關(guān)上耐火磚造成的門(mén)。爐膛的兩端都筑有爐頭，爐頭各有兩個(gè)孔道，供導(dǎo)入燃料與熱空氣，或從爐里導(dǎo)爐氣之用。
平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑 （石灰石和生石灰）。開(kāi)始冶煉時(shí)，燃料遇到導(dǎo)入的熱空氣就在燃料面上燃燒，溫度高達(dá)1800攝氏度。熱量直接由火焰?zhèn)鹘o爐料，使?fàn)t料迅速熔化 （鐵的熔點(diǎn)是1535攝氏度，鋼略低）。同時(shí)有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵，生鐵里的雜質(zhì)硅、錳被氧化亞鐵氧化，聲成爐渣。由于爐里放有過(guò)量的石灰石，磷與硫等雜質(zhì)就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進(jìn)行氧化，生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出，好象金屬在沸騰一樣。
反應(yīng)快要進(jìn)行完畢的時(shí)候，加入脫氧劑并定時(shí)把爐渣扒出。在冶煉將完成時(shí)要根據(jù)爐前分析 （用快速分析法，幾分鐘可完成）來(lái)檢驗(yàn)鋼的成分是否合乎要求。煉锝的鋼從出鋼口流入鋼水包里，再?gòu)匿撍⑷肽Ｗ永镨T成制品或鋼錠。
為了提高爐溫，氣體燃料要在蓄熱室里進(jìn)行預(yù)熱。
在平爐里不但可加入液態(tài)生鐵，而且可以加入固態(tài)的生鐵以及夾攻以后的廢鐵和鐵礦石等。另外，在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風(fēng)，同時(shí)在熔化的金屬里吹入氧氣，可使生產(chǎn)率提高80%，冶煉的時(shí)間縮短2~4小時(shí)，并可節(jié)約燃料，富氧空氣也不需要預(yù)熱。
三、 轉(zhuǎn)爐煉鋼
這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。
轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開(kāi)始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開(kāi)始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。
當(dāng)磷于硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過(guò)程只需15分鐘左右。如果空氣是從爐低吹入，那就是低吹轉(zhuǎn)爐。
隨著制氧技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已普遍使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 （也有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐）。這種轉(zhuǎn)爐吹如的是高壓工業(yè)純氧，反應(yīng)更為劇烈，能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和鋼的質(zhì)量。
a) 電爐煉鋼的分類(lèi)及功用
電爐煉鋼是用電作為熱源進(jìn)行鋼鐵冶煉的方法，它有兩種形式：一是電弧爐，一是感應(yīng)爐。
感應(yīng)爐只發(fā)生熔化而不發(fā)生冶煉作用，因此可按照需要的成分預(yù)先配好入爐原料。感應(yīng)加熱時(shí)產(chǎn)生的渦流，對(duì)熔體有攪動(dòng)作用，使鋼的成分均勻一致。電爐可以冶煉各種性能的合金鋼。
利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。氣體放電形成電弧時(shí)能量很集中，弧區(qū)溫度在3000℃以上。對(duì)于熔煉金屬，電弧爐比其他煉鋼爐工藝靈活性大，能有效地除去硫、磷等雜質(zhì)，爐溫容易控制，設(shè)備占地面積小，適于優(yōu)質(zhì)合金鋼的熔煉。電弧爐按電弧形式可分為三相電弧爐、自耗電弧爐、單相電弧爐和電阻電弧爐等類(lèi)型。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門(mén)、出鋼槽和爐身組成，爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼是通過(guò)石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進(jìn)行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對(duì)熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利。電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。
b) 電爐煉鋼的工藝流程
i. 造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過(guò)渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動(dòng)性和堿度的熔渣，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最小。
ii. 出渣：電弧爐煉鋼時(shí)根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過(guò)程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時(shí)，原來(lái)的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。熔池?cái)嚢瑁合蚪饘偃鄢毓?yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以改善冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
iii. 電爐底吹：通過(guò)置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過(guò)程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。
iv. 熔化期：煉鋼的熔化期主要是對(duì)平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開(kāi)始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱(chēng)熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。
v. 氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認(rèn)為是從吹氧或加礦脫碳開(kāi)始的。氧化期的主要任務(wù)是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項(xiàng)重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2％左右。隨著爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進(jìn)行。
vi. 精煉期：煉鋼過(guò)程通過(guò)造渣和其他方法把對(duì)鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。
vii. 還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間稱(chēng)為還原期。其主要任務(wù)是造還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
viii. 爐外精煉：將煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電爐等）中初煉過(guò)的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過(guò)程，也叫二次冶金。煉鋼過(guò)程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。
ix. 精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程并降低生產(chǎn)成本。爐外精煉的種類(lèi)很多，大致可分為常壓下?tīng)t外精煉和真空下?tīng)t外精煉兩類(lèi)。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
x. 鋼液攪拌：爐外精煉過(guò)程中對(duì)鋼液進(jìn)行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)。多數(shù)冶金反應(yīng)過(guò)程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鐘。鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類(lèi)型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)。
xi. 鋼包喂絲：通過(guò)喂絲機(jī)向鋼包內(nèi)喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調(diào)成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線(xiàn)、碳線(xiàn)等對(duì)鋼水進(jìn)行深脫硫、鈣處理以及微調(diào)鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態(tài)的功能。
xii. 鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡(jiǎn)稱(chēng)。其特點(diǎn)是精煉時(shí)間短（約10～30分鐘），精煉任務(wù)單一，沒(méi)有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態(tài)等裝置。如真空循環(huán)脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類(lèi)。
xiii. 鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡(jiǎn)稱(chēng)。其特點(diǎn)是比鋼包處理的精煉時(shí)間長(zhǎng)（約60～180分鐘），具有多種精煉功能，有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，適于各類(lèi)高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調(diào)法（CAS）等，均屬此類(lèi)；與此類(lèi)似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
xiv. 惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應(yīng)，但從鋼水中上升的每個(gè)小氣泡都相當(dāng)于一個(gè)“小真空室”（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近于零），具有“氣洗”作用。爐外精煉法生產(chǎn)不銹鋼的原理，就是應(yīng)用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關(guān)系。用惰性氣體加氧進(jìn)行精煉脫碳，可以降低碳氧反應(yīng)中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
xv. 預(yù)合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達(dá)到成品鋼成分規(guī)格要求的操作過(guò)程稱(chēng)為合金化。多數(shù)情況下脫氧和合金化是同時(shí)進(jìn)行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗于鋼的脫氧，轉(zhuǎn)化為脫氧產(chǎn)物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時(shí)加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱(chēng)為預(yù)合金化。
xvi. 成分控制：保證成品鋼成分全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求的操作。成分控制貫穿于從配料到出鋼的各個(gè)環(huán)節(jié)，但重點(diǎn)是合金化時(shí)對(duì)合金元素成分的控制。對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼往往要求把成分精確地控制在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
xvii. 增硅：吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼液中含硅量極低。為達(dá)到各鋼號(hào)對(duì)硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算，不可超過(guò)吹煉鋼種所允許的范圍。
xviii. 終點(diǎn)控制：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉終點(diǎn)（吹氧結(jié)束）時(shí)使金屬的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到計(jì)劃鋼種出鋼要求而進(jìn)行的控制。終點(diǎn)控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
xix. 出鋼：鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。出鋼時(shí)要注意防止熔渣流入鋼包。用于調(diào)整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過(guò)程中加入鋼包或出鋼流中。
二、 平爐煉鋼
a) 平爐煉鋼的功用
由于這種煉鋼爐形狀低平又有一個(gè)平展的熔池，所以被稱(chēng)為 “平爐”。這種煉鋼法也稱(chēng)為 “平爐煉鋼法”。
平爐煉鋼時(shí)，經(jīng)過(guò)下層蓄熱室預(yù)熱的空氣和煤氣被送入上層熔池，在鐵水表面吹拂、燃燒，能夠比較完全地將鐵水中的碳和其他雜質(zhì)氧化，得到優(yōu)質(zhì)的鋼。雖然平爐冶煉的時(shí)間比較長(zhǎng)（一般為24小時(shí)），但熔池很大，一爐便可煉百?lài)嶄撍?，產(chǎn)量較高。而且限于生鐵，廢鋼、鐵屑、熟鐵、鐵礦石均可，煉出的鋼質(zhì)量穩(wěn)定、均勻，所以一直沿用至今。
b) 平爐煉鋼的工藝
爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物，（廢鐵，廢鋼，鐵礦石）。反應(yīng)所需的熱量是由燃燒氣體燃料（高爐煤氣，發(fā)生爐煤氣）或液體燃料（重油）所提供。 平爐的爐膛是一個(gè)耐火磚砌成的槽，上面有耐火磚制成的爐頂蓋住。平爐的前墻上有裝料口，裝料機(jī)就從這里把爐料裝進(jìn)去。熔煉時(shí)關(guān)上耐火磚造成的門(mén)。爐膛的兩端都筑有爐頭，爐頭各有兩個(gè)孔道，供導(dǎo)入燃料與熱空氣，或從爐里導(dǎo)爐氣之用。
平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑 （石灰石和生石灰）。開(kāi)始冶煉時(shí)，燃料遇到導(dǎo)入的熱空氣就在燃料面上燃燒，溫度高達(dá)1800攝氏度。熱量直接由火焰?zhèn)鹘o爐料，使?fàn)t料迅速熔化 （鐵的熔點(diǎn)是1535攝氏度，鋼略低）。同時(shí)有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵，生鐵里的雜質(zhì)硅、錳被氧化亞鐵氧化，聲成爐渣。由于爐里放有過(guò)量的石灰石，磷與硫等雜質(zhì)就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進(jìn)行氧化，生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出，好象金屬在沸騰一樣。
反應(yīng)快要進(jìn)行完畢的時(shí)候，加入脫氧劑并定時(shí)把爐渣扒出。在冶煉將完成時(shí)要根據(jù)爐前分析 （用快速分析法，幾分鐘可完成）來(lái)檢驗(yàn)鋼的成分是否合乎要求。煉锝的鋼從出鋼口流入鋼水包里，再?gòu)匿撍⑷肽Ｗ永镨T成制品或鋼錠。
為了提高爐溫，氣體燃料要在蓄熱室里進(jìn)行預(yù)熱。
在平爐里不但可加入液態(tài)生鐵，而且可以加入固態(tài)的生鐵以及夾攻以后的廢鐵和鐵礦石等。另外，在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風(fēng)，同時(shí)在熔化的金屬里吹入氧氣，可使生產(chǎn)率提高80%，冶煉的時(shí)間縮短2~4小時(shí)，并可節(jié)約燃料，富氧空氣也不需要預(yù)熱。
三、 轉(zhuǎn)爐煉鋼
這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。
轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開(kāi)始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開(kāi)始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。
當(dāng)磷于硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過(guò)程只需15分鐘左右。如果空氣是從爐低吹入，那就是低吹轉(zhuǎn)爐。
隨著制氧技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已普遍使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 （也有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐）。這種轉(zhuǎn)爐吹如的是高壓工業(yè)純氧，反應(yīng)更為劇烈，能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和鋼的質(zhì)量。
