电弧炉熔炼与炉外精炼工艺精解

电弧炉熔炼与炉外精炼工艺精解

工模具钢的熔炼，常采用电弧炉这一核心设备。在电弧炉熔炼过程中，经过精细分类管理的废钢被装入炉内，随后，石墨电极与废钢间产生炽热的电弧，犹如匠人之火，将废钢逐渐熔化，这便是电弧炉熔炼（Electric Arc Furnace Melting）的魅力所在。其炼钢规模灵活多变，小至5吨，大至200吨级，均能游刃有余地应对。

传统的电弧炉熔炼流程，本应在氧化精炼后，再经还原精炼进行成分的微调。然而，现代工艺已悄然革新，如今，电弧炉主要承担熔化与氧化精炼的重任，而还原精炼的精细活，则交由炉外精炼来完成。LF、RH、AOD等精炼方法，便是炉外精炼的杰出代表，它们如同钢铁加工的魔法棒，为钢液赋予了更多的可能。

LF，即钢包精炼炉（Ladle Furnace），是日本特殊钢（现大同特殊钢）在20世纪70年代初的智慧结晶。它将电炉熔化的钢液移至钢包中，借助石墨电极的通电保温，同时进行熔渣精炼，犹如一位细心的工匠，在雕琢着钢液的品质。此外，从炉底通入的氩气，如同轻柔的风，搅拌着钢液，促进了精炼的深入。LF的贡献在于，它不仅能实现超低硫（S）和低氧（O）的纯净钢熔炼，提升钢质，还能省略还原步骤，提高生产率，并精确控制铸造温度，使浇注时间更加精准。

RH脱气法，则是炉外精炼的另一项杰作，由西德鲁尔公司（现蒂森克虏伯公司）和贺利氏公司于1959年联合研发。它将钢液移至钢包后，巧妙地利用带有浸入管的真空室罩，将钢液抽上并进行减压处理。同时，向单方向浸入管吹入提升气体，使钢液形成回流，在通过真空室时得到高效脱气。RH法的特色在于，钢液与真空的接触面积大，脱气效率高，成分控制也更为容易。如今，电弧炉-LF-RH脱气的连续配套精炼技术已日臻成熟，并与后续的连续铸造工序无缝衔接，广泛应用于结构钢等的生产之中。

AOD（Argon Oxygen Decarburizing），即氩氧脱碳精炼法，是不锈钢精炼的佼佼者。自1950年联合碳化物公司开始研发，至1968年乔斯林钢铁公司（现史莱特钢铁公司）实现工业应用以来，它已成为不锈钢精炼的主流方法。AOD法的过程是将钢液装入AOD炉后，从炉底侧壁吹入氩气和氧气，使碳（C）转化为CO气体排出，同时有效抑制铬的氧化，实现极低含碳量的脱碳目标。随后，AOD-VCR精炼法的问世，更是为制造碳、氮含量极低的不锈钢提供了有力支持，它通过在AOD上附加减压精炼功能，实现了无吹氧低碳范围的脱碳工艺，为不锈钢的品质提升贡献了重要力量。