炉外精炼培训课件

炉外精炼培训课程总览欢迎参加年高质量炼钢培训核心课程本次培训全面覆盖当代主流2025炉外精炼工艺与实际操作技能，为钢铁企业一线操作人员及管理层提供系统化的专业知识更新通过本课程，您将深入了解、、等主流炉外精炼技术原理与应LF VDRH用，掌握工艺参数优化方法，提升钢水质量控制能力，并了解行业最新发展趋势与创新技术炉外精炼简介概念定义炉外精炼是指在转炉或电炉冶炼后，将钢水转移至专用精炼设备中，通过特定工艺进一步改善钢水质量的过程它是现代钢铁生产工艺流程中的关键环节工作原理通过温度控制、化学成分调整、物理搅拌等手段，实现钢水的深度净化和精确成分控制，满足高端钢材生产的严格要求工艺目标炉外精炼发展历史初期阶段年代成熟阶段年代至今19601990炉外精炼技术在世纪年代开始兴起，最初主要是简单的搅拌和合金添加操炉外精炼技术持续迭代升级，自动化程度和精确控制能力显著提高、、2060LF VD作，设备较为简陋，工艺控制能力有限、等工艺已成为行业主流，并向智能化、绿色化方向发展RH AOD123发展阶段年代1970-1990随着钢铁工业对高品质钢材需求增加，、、等先进炉外精炼技术相继LF VDRH开发并投入工业应用，炉外精炼工艺体系初步形成炼钢流程概述原料准备包括铁矿石、废钢、合金等原料的筛选、清洗和预处理，确保进入冶炼环节的原料质量符合要求初炼阶段在转炉或电炉中进行冶炼，通过高温熔化原料并进行初步的氧化精炼，获得成分和温度基本达标的粗钢精炼阶段将粗钢转移至炉外精炼装置，通过各种专门工艺进一步提升钢水纯净度与成分控制精度，满足高品质钢材生产需求连铸成型精炼后的钢水进入连铸机，凝固成为坯料，然后进行轧制和后处理，最终形成各类钢材产品炉外精炼的工艺地位高端钢材生产航空航天、高铁、核电等特殊钢中高端钢材生产汽车板、管线钢、电工钢等普通钢材生产建筑钢材、普通板材等炉外精炼是现代高端钢生产不可或缺的工艺环节，它弥补了转炉和电炉冶炼的局限性，使钢水品质得到质的飞跃没有炉外精炼，许多高性能钢材将无法生产炉外精炼的核心目标脱气除杂通过真空处理或气体搅拌，有效去除钢水中的氢、氮、氧等有害气体元素，降低钢材的氢脆、气孔等缺陷风险钢水中氢含量可从降至以下，显著提高6ppm2ppm钢材使用寿命去除非金属夹杂物通过钢渣反应、气体搅拌和静置分离，减少钢水中的氧化物、硫化物等非金属夹杂物，提高钢材的纯净度和力学性能优质钢夹杂物含量可控制在以下

0.01%准确合金调整精确添加各种合金元素，实现钢水成分的精准控制，满足不同钢种的特殊成分要求现代炉外精炼可将合金元素控制精度提高到±

0.01%均匀化温度和成分炉外精炼常用工艺一览钢包精炼炉LF利用电弧加热和惰性气体搅拌，实现温度控制、成分调整和钢水净化是最基础和普及率最高的炉外精炼工艺，适用于大多数钢种•加热能力3-5℃/分钟•处理时间25-45分钟真空脱气VD在真空条件下处理钢水，强化脱氢、脱氧等反应，提高钢水纯净度主要用于生产轴承钢、优质碳素钢等对气体含量要求严格的钢种•真空度67-133Pa•处理时间15-30分钟循环脱气RH利用真空吸升原理使钢水循环流动，大幅提高真空处理效率，实现深度脱气和脱碳适用于超低碳钢、钢等高纯度钢种IF生产•循环率25-40吨/分钟•处理循环4-8次/批次其他特殊工艺包括真空氧脱碳、真空电弧脱气、氩氧脱碳等专用于特种钢生产的精炼工艺，满足不同钢种的特殊要VODVADAOD求炉工艺介绍LF历史与普及度工作原理与特点工艺于世纪年代开发，是最早成熟并推广的炉外精炼炉以电弧加热和钢包底部惰性气体搅拌为基础，通过向钢LF2050LF技术由于其工艺成熟、适用性广、投资成本适中等优势，水施加电弧热源，实现精确温度调控；同时通过底吹惰性气目前在国内钢铁企业的普及率已超过，几乎成为标准配体通常是氩气，促进钢水搅拌与均匀化90%置工艺的主要功能包括温度精确控制℃、合金成分调LF±5近年来，工艺不断优化升级，与其他精炼工艺配合使用，整精度可达、非金属夹杂物去除可降低以LF±

0.01%30-50%形成多种组合精炼路线，如、等及钢水脱氧和脱硫LF+VD LF+RH炉作为炉外精炼的基础设备，通常与其他精炼设备配合使用，形成完整的精炼工艺链，满足不同钢种的生产需求随着技术LF进步，现代设备已实现高度自动化，配备先进的温度测量、合金添加和成分分析系统LF炉关键技术参数LF参数类别参数值技术意义控温精度确保钢水温度精确控制±2°C电极功率提供加热能力，温升速率5-12MW3-5°C/min氩气流量控制搅拌强度，促进夹杂100-600NL/min物浮出处理时间分钟平衡效率与处理效果25-45炉渣碱度优化脱硫效果与夹杂物控

2.5-

3.5制现代炉通过干熄渣、透气砖与钢包盖等结构改良，显著提升了冶炼强度和能源效率最新LF设计的炉系统冶炼强度比传统设备提升了约，能源消耗降低左右LF20%15%国内领先钢厂已实现炉温度监测实时化、合金加入自动化、操作过程数字化，大幅提高了LF工艺稳定性和产品一致性电极消耗控制在，电力消耗约，处于国际

0.8-

1.2kg/t25-35kWh/t先进水平炉（真空脱气）原理VD真空环境创建通过强力真空泵系统，将装有钢水的钢包置于密闭空间，抽真空至（67-133Pa

0.5-）的低压环境，为后续反应创造条件1mmHg钢水沸腾脱气在低压条件下，钢水中溶解的气体（主要是氢、氧、氮）溶解度急剧下降，形成气泡从钢水中逸出钢水呈沸腾状态，气体去除效率大幅提高夹杂物上浮气泡上升过程会带动非金属夹杂物上浮至钢水表面，被钢渣吸收或形成渣层，从而净化钢水这一机制可将夹杂物含量降低40-60%成分精确调整在真空条件下添加特定合金元素，可降低元素烧损，提高命中率特别适合添加易氧化的合金元素如铝、钛等，提高合金收得率20-30%工艺主要应用于生产优质碳素钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢等对气体含量和纯净度要求高VD的钢种对氢含量的控制可达到以下，显著改善钢材性能2ppm炉关键设备VD真空泵组系统包括机械泵、蒸汽喷射泵和助推泵的组合，抽气能力达10000-20000m³/h密封钢包与提升机构专用设计的钢包与密封装置，确保真空环境维持稳定气体回收与处理系统包含除尘、冷却、净化装置，处理脱气产生的废气自动控制与监测系统实时监控真空度、温度、气体成分等关键参数现代设备作业气压常低至，比早期设备提高效率以上真空泵系统设计直接影响脱气效率和能耗，是设备的核心国内领先企业已开发出能耗降低VD1~5kPa30%VD的新型真空系统，处理周期缩短至分钟20%15-20为应对连铸生产线的高节奏要求，双工位设备日益普及，可实现一个工位处理钢水的同时，另一个工位进行准备或出钢，大幅提高设备利用率VD炉（循环真空脱气）原理RH钢水吸入真空处理真空室内通入氩气，利用气体上升带动钢钢水在真空室内短暂停留，进行强烈脱气水从下浸管进入真空室与脱碳反应持续循环钢水回流循环处理直至达到要求，钢水循环率可达处理后的钢水从另一侧下浸管流回钢包，吨分钟形成循环25-40/工艺的独特优势在于利用气体升流原理实现钢水的持续循环，处理效率比传统高倍由于钢水在真空室内的停留时间短、接触面RH VD3-5积大，反应动力学条件优越，特别适合大规模生产和深度脱碳对于超低碳钢生产，可将碳含量降至以下；对于氢敏感钢种，可将氢含量控制在以下，同时有效去除氧和氮等有害气体，RH

0.002%

1.5ppm显著提高钢水纯净度技术应用现状RH/OB国内应用规模技术创新与突破应用效益与前景我国已成为全球设备应用最多的国国内自主设计的新一代设备优化了技术特别适合大规模生产和高RH RH RH/OB家，大中型钢厂装机量超过真空室结构和浸管布局，循环效率提洁净度钢种，如汽车板、深冲钢、RH100IF台，年处理钢水能力超过亿吨通过升以上同时开发出（氧钢、管线钢等采用该技术生产的钢115%RH-OB引进消化和自主创新，已完全掌握气底吹）复合工艺，在真空处理的同材夹杂物评级可达类级，疲劳寿命RH A1核心技术，并实现了设备国产化时进行氧气吹炼，显著提高脱碳能提高以上，已成为高端钢材生产30%力的标配工艺未来技术发展方向主要集中在能效提升、环保升级和智能化水平提高三个方面新型节能已将能耗降低，废气收集率提高到以RHRH25%98%上，实现了更清洁、高效的生产与精炼技术VOD AOD工艺特点工艺特点VOD AOD是真空氧气脱碳的是氩氧脱碳的缩写，VODVacuum Oxygen Decarburization AODArgonOxygenDecarburization缩写，结合了氧气吹炼和真空处理的优点其工作流程包括通过侧吹混合气体实现精炼其工作原理是利用氧气进行氧化氧气吹炼阶段、真空脱碳阶段和还原精炼阶段脱碳，同时通入氩气降低氧分压，减少合金元素氧化•脱碳能力强，可将含量降至以下•操作灵活，可调控₂比例C

0.01%O/Ar•合金烧损少，Cr回收率98%•无需真空设备，投资成本低•温度控制精确，℃以内•处理效率高，周期为分钟±560-120•处理周期一般为分钟•脱碳终点可达以下40-

900.03%和工艺主要用于不锈钢和特种合金钢的精炼，特别是含高铬、高镍等贵重合金元素的钢种这两种工艺的关键优势在于VOD AOD能够在深度脱碳的同时，最大限度地减少合金元素的氧化损失，大幅降低生产成本近年来，复合精炼路线如、等组合应用越来越普遍，以满足超高纯度特种钢的生产需求AOD+VOD LF+VOD炉外精炼常见设备类型设备类型主要参数典型故障维护要点炉电极功率电极断裂、水冷系统泄漏电极质量控制、定期检查冷却系统LF:5-12MW设备真空度真空泵效率下降、密封不良定期更换密封件、真空系统保养VD:67Pa设备循环率浸管堵塞、真空室结垢定期清理浸管、真空室衬里维护RH:25-40t/min转炉₂比喷嘴磨损、炉衬侵蚀定期更换喷嘴、炉衬寿命管理AOD O/Ar:3:1-1:3炉衬与耐火材料基础高温特性要求需承受℃以上高温和热震变化1600抗渣侵蚀性防止钢渣化学腐蚀和物理冲刷使用寿命影响设备运行效率与维护成本现代炉外精炼设备普遍采用₂₃系列高端炉衬材料，根据不同部位受力和温度条件进行差异化设计钢包工作层通常使用以上氧化镁AL O-MgO70%含量的高镁砖，真空室和吹氧区域则采用特殊复合材料增强抗侵蚀性优质炉衬的使用寿命对生产效率和成本控制至关重要目前国内先进钢厂钢包炉衬寿命可达炉次，设备真空室衬里寿命达到LF80-100VD/RH150-200炉次维护关键在于控制预热升温速率不超过℃小时、避免过度冲刷和防止渣线侵蚀50/新型纳米复合耐火材料已在部分设备上试用，与传统材料相比，使用寿命提高，有望成为未来发展方向30-50%精炼过程关键物理化学反应氧化还原反应精炼过程中最基础的反应类型，决定着钢水中活性元素如、、、等的含量C SiMn Al通过控制氧势通常用钢水中溶解氧表示，可实现选择性氧化或还原，关键在于ppm掌握各元素氧化倾向序列脱硫反应脱硫反应主要发生在钢水与渣界面，符合反应式渣系碱度[S]+CaO=CaS+[O]₂比值通常控制在之间时脱硫效果最佳提高温度、增加搅拌强度和CaO/SiO

2.5-4降低钢水氧势均有利于脱硫夹杂物控制反应夹杂物控制包括变性和去除两个过程通过向钢水中加入、稀土等元素，可将硬质Ca₂₃夹杂物转变为软质液态夹杂物，减少堵塞风险；通过搅拌和静置，促进夹杂Al O物上浮至钢渣界面被吸收炉外精炼过程中，上述物理化学反应相互影响、同时进行，需要综合考虑动力学和热力学条件，选择最佳工艺参数例如，提高温度有利于脱硫和夹杂物上浮，但会增加能耗和耐火材料侵蚀；增加搅拌强度有利于反应动力学，但可能带入气体和渣的夹带脱气反应动力学钢包吹氩搅拌技术搅拌强度搅拌时间根据比能量衡量，一般分为弱搅拌取决于处理目的，温度均匀化需分钟，ε3-

5、中等搅拌和强搅拌成分均匀化需分钟，夹杂物上浮需εε5W/t=5-15W/t5-810-不同钢种和处理目的需选择分钟过短无法达到效果，过长会增加ε15W/t15不同搅拌强度气体再吸收风险气体流量控制透气砖布局现代精炼设备采用智能流量控制系统，根主流方案包括中心单砖、偏心单砖和双砖据处理阶段自动调整流量初期高流量促布局偏心布局可形成切向流动，提高搅进反应，中期中等流量维持均匀，后期拌效率；双砖布局有利于大型钢包的均匀低流量减少气体吸收搅拌钢包吹氩搅拌是炉外精炼的核心技术之一，其主要优点包括促进钢水成分和温度均匀化，加速钢水与渣的反应，促进夹杂物上浮去除，并为合金元素溶解创造良好条件研究表明，适当的吹氩搅拌可将夹杂物含量降低，显著提高钢材性能30-50%合金加料与成分控制

98.5%±

0.01%合金命中率成分控制精度现代自动加料系统平均命中率高达以上，关键合金元素控制精度可达，满足高端钢

98.5%±

0.01%大幅降低合金浪费和成本材严格要求15-25%合金利用率提升相比炉内加料，炉外精炼阶段加入合金元素的利用率提高15-25%现代炉外精炼设备普遍采用计算机控制的自动加料系统，基于动态成分模型实时计算所需合金量系统会考虑钢水温度、氧势、钢水成分等多因素，优化加料顺序和时机，确保合金元素充分溶解和最小烧损针对不同合金元素，加料策略也有所不同易氧化元素如、、宜在低氧势和搅拌条件下加入；Al TiZr高熔点元素如、、需确保充分溶解时间；易挥发元素如、宜在非真空条件下添加这Mo WVPb Zn些差异化策略确保了合金添加的高效率和稳定性温度控制及热损管理工艺流程标准化工艺数据收集与分析系统收集各工序参数数据，如温度曲线、成分变化、气体含量等，建立大数据分析平台，识别关键工艺参数与产品质量的相关性静态模型构建基于物理化学原理和历史数据，建立包括热平衡模型、成分预测模型、夹杂物控制模型等在内的静态模型体系，为工艺设计提供理论基础动态模型优化结合实时生产数据，采用机器学习方法持续优化模型参数，提高预测准确性动态模型能够适应原料变化、设备状态波动等实际生产因素标准工艺文件形成基于模型预测结果和专家经验，制定详细的工艺规程和操作指导书，明确各项参数控制范围、操作顺序和质量检验标准工艺流程标准化是提高产品一致性和质量稳定性的关键以某大型钢厂为例，通过实施标准化工艺，高端汽车板材的批次间性能波动减小了，客户满意度显著提升标准化不仅规40%范了操作行为，还为持续改进提供了基础过程自动化与智能化趋势人工智能决策基于深度学习的全流程智能优化自主控制系统闭环控制与自适应优化大数据分析质量预测与过程建模基础自动化设备操控与数据采集炉外精炼过程的自动化与智能化已成为行业发展的主要趋势系统在精炼车间的应用实现了从原料准备到成品交付的全过程信息化管理，包括生产调度、质量跟踪、能源管理MES和设备维护等各个方面传感技术的进步为精炼智能化奠定了基础先进钢厂已实现对钢水温度、成分、气体含量的实时在线监测，部分企业还开始应用激光探测技术对夹杂物进行实时评估基于这些数据，智能系统可以自动调整工艺参数，如加热功率、氩气流量、真空度等，实现闭环控制数字孪生技术正在部分精炼车间试点应用，通过建立虚拟工厂模型，可以预测不同操作对最终产品的影响，优化决策过程未来年内，自主学习和决策的系统有望在精炼工5-10AI艺优化中发挥重要作用精炼锚点脱氧工艺脱氧的重要性常用脱氧剂及工艺钢水中溶解氧是影响钢材质量的关键因素之一过高的氧含量会导致气孔、夹杂物增多和机械性能下降有效脱氧是提高钢材纯净度和常用脱氧剂包括铝Al、硅Si、锰Mn、钙Ca等，其中铝是应用最广泛的强脱氧剂不同脱氧剂的脱氧能力和形成的氧化物类型各不性能的基础工艺步骤相同，如Al形成Al₂O₃，Si形成SiO₂等不同钢种对氧含量的要求差异较大普通碳钢可接受，优质钢要求，而特种钢如轴承钢则需控制在以下因此，现代炉外精炼常采用复合脱氧工艺，先使用进行预脱氧，然后用进行深度脱氧，最后用处理调整夹杂物形态这种方法既保20-30ppm10ppm5ppm Si-Mn AlCa针对不同产品需求选择合适的脱氧工艺至关重要证了脱氧效果，又改善了夹杂物性质非金属夹杂物的变性与去除夹杂物类型识别根据化学成分分为氧化物₂₃、₂等、硫化物等、复合夹杂物等按Al OSiOMnS物理形态分为固态、液态和复合型不同类型夹杂物对钢材性能影响各异夹杂物变性处理通过添加、稀土等元素，将硬质₂₃夹杂物转变为低熔点的钙铝酸盐，熔点从Ca AlO℃降至℃以下，减少堵塞风险并改善钢材性能20501500夹杂物上浮去除通过气体搅拌促进夹杂物上浮，大颗粒夹杂物可在分钟内浮出，微小夹50μm5-10杂物则需要更长时间和更强搅拌10μm夹杂物评估与控制采用自动图像分析、激光检测等技术评估夹杂物含量和分布根据评估结果调整工艺参数，形成闭环控制夹杂物控制是炉外精炼的核心目标之一，直接影响钢材的疲劳性能、表面质量和加工性能研究表明，有效的夹杂物控制可将钢材疲劳寿命提高，显著改善产品性能和一致性先进钢厂通过优化30-50%精炼工艺，已实现超低夹杂物含量控制，满足航空航天等高端领域的严格要求

0.01%典型炉外精炼工艺参数工艺类型关键参数典型数值范围影响因素精炼处理时间钢种、温度需求LF25-45min精炼电极功率钢包容量、加热需求LF5-12MW脱气真空度脱气要求、泵能力VD67-133Pa脱气处理时间氢含量目标值VD15-30min脱气循环次数次批次脱碳需求、钢种RH4-8/脱气循环率浸管设计、真空度RH25-40t/min所有工艺搅拌强度处理目的、钢种5-20W/t工艺参数的选择需综合考虑钢种特性、质量要求和设备能力例如，对轴承钢等高品质钢种，通常采用更长的处理时间和更高的搅拌强度；而对普通建筑钢材，则可采用更经济的工艺参数组合参数之间存在交互影响，如提高温度有利于脱硫和夹杂物上浮，但会增加合金烧损；增加搅拌强度有利于反应动力学，但可能增加气体再吸收风险因此，工艺参数优化是一个多目标平衡的过程质量问题案例分析一1问题描述某汽车用高强钢生产过程中，经精炼后的钢水持续出现夹杂物超标问题钢材在用户加工过程LF中表面质量不稳定，出现点状缺陷，退货率高达，远超正常水平的以下8%1%2原因分析通过系统分析生产数据和工艺参数，发现主要原因有一是精炼渣系设计不合理，碱度过高LF导致渣粘度增大，夹杂物难以被吸收；二是搅拌强度不足仅且分布不均，导致部分区

4.03W/t域夹杂物滞留；三是钢包透气砖质量波动，影响搅拌效果3改进措施针对问题实施了三项改进调整渣系配方，将碱度控制在范围；提高搅拌强度至

2.8-

3.28-10W/t并优化搅拌时间分配；改善透气砖质量控制和安装规范同时建立了夹杂物在线监测系统，实现及时预警4效果验证经过改进，钢水夹杂物含量降低了约，夹杂物平均尺寸从降至以下，钢材表面质40%18μm12μm量显著提升，客户退货率下降至，实现了质量稳定和成本降低的双重目标

0.8%质量问题案例分析二氢脆断裂现象真空系统问题操作复盘某厂生产的高强度结构钢在客户使用过程中出通过系统排查发现，设备真空度不足仅能达此外，操作方面也存在不足处理时间过短VDVD现延迟断裂现象，分析表明是氢含量超标到，远高于正常水平的是主要原仅分钟；搅拌强度控制不当，部分区域钢水267Pa67Pa10，远高于标准要求的导致的氢因进一步检查发现，真空泵密封老化、管道循环不畅；维护检查周期过长，没有及时发现

5.2ppm

2.0ppm脆问题这类缺陷通常在钢材承受应力几小时系统存在微小泄漏点，且冷却系统效率下降导设备性能下降问题；缺乏有效的氢含量在线监甚至几天后才会显现，危害性极大致蒸汽喷射泵效率降低约测手段，无法及时调整工艺30%针对以上问题，采取了系统性改进措施对真空系统进行全面检修，更换密封件并修复泄漏点；优化冷却水系统，提高换热效率；延长处理时间至分钟；改进搅拌方式，采用变频调节；建立设备状态监测系统；增加氢含量快速分析手段经改进后，氢含量稳定控制在以下，产品20-

251.8ppm质量问题彻底解决生产成本核算精炼钢种生产实践低碳高强汽车钢轴承钢不锈钢典型精炼路线典型精炼路线典型精炼路线LF→RH→LF重点控制C、LF→VD→LF重点控制氢含AOD/VOD→LF重点控制含量和夹杂物形态通过量和夹杂物纯净度轴承钢、含量和合金元素精确控P CN深度脱碳至要求极高的内部纯净度和疲制不锈钢生产中，通过RH

0.002-，实现优异的成形劳寿命，处理将氢含量控将含量降至

0.005%C VDAOD/VOD C性；精细调整合金并控制制在以下，并通过特以下，同时保持回LF

1.5ppm

0.03%Cr夹杂物，保证表面质量和疲殊渣系处理将氧化物夹杂物收率；随后精确调整98%LF劳性能生产周期约总量控制在以下成、等贵重合金元素，确90-12010ppm NiMo分钟，成品屈服强度可达品疲劳寿命比常规工艺提高保性能稳定和成本可控成以上品耐腐蚀性比传统工艺提高340-980MPa50%20-30%实践表明，针对不同钢种特点选择合适的精炼路线和工艺参数，是实现质量提升和成本控制的关键高端钢种通常需要多道精炼工序组合，形成精炼链，才能满足严格的质量要求与单一精炼工艺相比，合理设计的组合精炼路线可将钢材性能提升，显著提高产品附15-40%加值和市场竞争力高效管理与组织班组结构岗位职责现代炉外精炼车间通常采用四班三运转模各岗位职责界定清晰，强调专业分工与团队协式，每个班组包括班长名、操作工名、质作主操作工负责核心工艺参数控制和决策，15-8检员名和设备维护工名班组成员分工明如温度、成分调整等；辅助操作工负责物料准11-2确，涵盖操作控制、质量监测、设备维护等各备、渣处理等辅助工作；质检员负责取样分析个方面和质量监控；维护工负责设备状态监测和日常维护•班长全面负责生产安排和协调•制定详细的岗位说明书•主操作工负责关键工艺控制•建立岗位责任制和绩效考核•辅助操作工负责物料准备和辅助操作•实施技能等级评定和晋升•质检员负责过程质量监控现场管理5S管理整理、整顿、清扫、清洁、素养是提高现场管理水平的有效工具炉外精炼车间通过实施5S5S管理，实现了工作环境改善、效率提升和安全水平提高评分纳入班组绩效考核，形成良性竞争机5S制工具、物料定置管理••现场目视化管理•标准作业流程可视化•安全隐患排查常态化炉外精炼与连铸衔接钢水纯净度保障钢水洁净度是连铸顺利进行的前提精炼不充分可能导致浇注过程中出现堵塞、夹杂物聚集等问题，严重影响铸坯质量通过精细控制精炼参数，确保钢水夹杂物含量和分布符合连铸要求温度精确控制钢水浇注温度是连铸的关键参数过高导致中心偏析加剧，过低则增加堵塞风险精炼最终温度需精确计算热损，确保到达浇注位置时温度在适宜范围内，通常控制在过热度℃15-25节奏同步协调精炼与连铸的生产节奏需精确匹配通过钢包动态调度系统，实现精炼完成时间与连铸需求时间的最佳匹配，避免钢水等待时间过长或连铸机等待钢包的情况信息实时传递精炼与连铸之间需建立实时信息共享机制钢水成分、温度、处理历史等关键信息及时传递给连铸操作人员，为连铸参数调整提供依据，实现全流程质量控制先进钢厂通过建立精炼连铸协同控制系统，实现了两个环节的无缝衔接系统根据连铸排产计划自动安排精-炼处理顺序和参数，确保每包钢水在最佳状态进入连铸机实践表明，良好的衔接管理可将铸坯缺陷率降低，显著提高产品质量和生产效率30-50%典型企业精炼线实景图片展示了国内领先钢铁企业宝钢和鞍钢的现代化炉外精炼生产线这些企业的精炼设施代表了当前国内最先进的技术水平，设备自动化率普遍超过，部分关键工序已实现智能化控制85%宝钢湛江基地建成于年，拥有座吨炉、座真空循环脱气装置和座真空处理站，年处理钢水能力达万吨其精炼线20173120LF2RH1VD850全面采用数字化控制系统，实现了温度控制精度℃，合金元素控制精度，处于国际领先水平±3±

0.008%鞍钢新一代精炼中心于年投产，配备了国内首套全自动加料系统和激光在线夹杂物检测装置该精炼线年产能万吨，工序能耗比2019650老设备降低，产品一次合格率提高至，树立了行业新标杆18%

98.5%国内外先进技术对比对比项目日本新日铁德国蒂森克虏伯中国宝武行业平均处理效率t/h150-180140-160130-150100-120能耗kWh/t25-3028-3230-3540-50合金收得率%96-9895-9794-9690-92自动化率%95+90+85+70-75精炼炉衬寿命炉次120-150100-13090-12060-80对比数据显示，中国领先钢企在炉外精炼技术上已接近国际先进水平，但在处理效率、能耗控制和自动化程度等方面仍有差距日本和德国钢企在精炼装备的智能化和环保性能方面处于领先地位，特别是在复杂钢种的精炼工艺优化和质量稳定性控制方面积累了丰富经验国内企业正在积极引进新型装备并推进自主创新近期重点引入的技术包括电磁感应加热系统提高能效、高效真空泵组降低能耗、智能加料系统提高合金利用率等20%15%3-5%同时，国产化替代进展顺利，核心设备国产化率已超过，部分领域实现了技术反向输出80%炉外精炼新技术快速回顾复合搅拌技术结合底吹气体搅拌和电磁搅拌的复合搅拌技术，可实现更均匀的钢水循环和更高效的夹杂物去除试验表明，该技术可将夹杂物去除率提高，同时降低气体消耗目前已在部分大型钢厂试15-25%10-15%点应用，成效显著在线分析技术基于激光诱导击穿光谱的钢水成分在线分析系统，可实现精炼过程中钢水成分的实时监测，分析LIBS时间从传统的分钟缩短至秒，显著提高了成分控制精度和反应速度该技术对、、等关键元3-530C PS素的测量精度已接近常规实验室水平激光检测技术新型激光散射夹杂物检测系统可实时监测钢水中夹杂物的数量、尺寸和分布，检测灵敏度达到，5μm为夹杂物控制提供了有力工具系统通过钢包底部或侧壁的特殊观察窗，利用激光散射原理进行测量，不干扰正常生产脉冲电流处理脉冲电流处理技术通过向钢水施加特定频率和强度的脉冲电流，促进夹杂物聚集和改变形态，提高去除效率实验室研究表明，该技术可将夹杂物粒径增大，显著提高上浮速率目前处于工业试30-50%验阶段，应用前景广阔这些创新技术代表了炉外精炼未来的发展方向，将进一步提高精炼效率、降低能源消耗并改善钢材质量预计未来年内，随着智能制造和绿色冶金理念的深入推进，这些技术将逐步实现产业化应用5-10安全生产基础知识热金属风险电气安全钢水温度高达℃以上，具有极高的热炉使用大功率电极，存在触电1600LF5-12MW辐射和飞溅风险操作人员必须穿戴完整的和电弧伤害风险必须确保电气设备绝缘良防护装备，包括防辐射面罩、隔热服和耐高好，操作区域保持干燥，严格执行带电设备温手套，并严格遵守安全距离规定操作规程吊运安全有害气体钢包吊运重量通常超过吨，存在重大安精炼过程可能产生、₂等有害气体，100CO HS全隐患吊车操作必须持证上岗，吊具定期存在中毒和爆炸风险车间必须配备气体检检查，严禁超载作业和人员钢包下方通行测报警系统，确保通风良好，操作人员熟知应急处置流程三违违章指挥、违规操作、违反劳动纪律行为是安全事故的主要诱因企业应建立完善的三违行为预警制度，包括日常巡检、安全观察、隐患排查和责任追究机制实践证明，有效的安全管理可将事故率降低以上，创造良好的生产环境80%设备维护与应急处理预防性维护应急预案设备维护的核心是预防为主、预测维修现代精炼设备普遍采用三级维护体系有效的应急处理能力是确保生产连续性的关键精炼车间应针对不同类型故障制定日常点检每班、周期性维护每周月和大修半年年日常点检主要检查设备运详细的应急预案，明确责任分工和处置流程关键设备应配备备用系统，如双路供//行状态、密封情况、冷却系统和安全装置等关键部位电、备用泵组等，确保在主系统故障时能迅速切换典型故障应急处理设备类型重点检查项目检查周期•电极断裂立即切断电源，调整剩余电极位置，必要时更换新电极炉体系统电极、水冷系统、炉衬每班每日/•真空泵故障启动备用泵组，检查泄漏点，必要时转移钢包至其他工位•钢包漏钢立即疏散人员，启动应急冷却系统，联系应急小组处置真空系统密封、真空度、泵油位每班/每周•透气砖堵塞增加气压尝试疏通，失败则改用备用钢包或调整工艺参数氩气系统流量计、压力、透气砖每班每周/吊运系统钢丝绳、制动装置、限每日每周/位设备管理信息系统的应用大大提高了维护效率系统通过收集设备运行数据，分析故障模式和规律，实现从被动维修向预测性维护的转变先进企业设备可用率已达EMIS到以上，大大高于行业平均水平的97%85-90%环保与节能措施烟尘控制采用高效除尘系统，捕集率99%废渣利用精炼渣制备水泥添加剂，利用率80%水资源循环冷却水闭路循环，重复利用率97%能源优化余热回收与电力峰谷调节，节能20%低碳炼钢已成为行业发展方向在炉外精炼环节，重点环保措施包括烟气收集与处理系统升级，捕集效率从传统的提高至以上；治理设施改造，有机物去除率80-85%98%VOCs达到以上；噪声控制设计优化，厂界噪声控制在分贝以下90%65精炼环节的废水主要来自冷却系统和除尘系统，含有悬浮物和少量重金属现代处理工艺采用混凝沉淀过滤生化组合工艺，出水水质满足循环使用要求精炼废渣经处理后可用---于水泥生产、道路建设等领域，实现资源循环利用能源消耗是精炼成本的重要组成部分通过优化加热曲线、改进炉衬结构、应用新型保温材料等措施，单位钢水能耗可降低部分企业已实现精炼余热回收利用，进一步15-25%提高能源效率绿色炉外精炼案例12%余热回收效率提升采用新型钢包盖与烟气回收系统，精炼余热利用率提高12%30%电极材料优化采用高导电性石墨电极，电极消耗降低30%25%处理周期缩短优化工艺参数，平均处理时间缩短，提高产能25%45%CO₂排放降低应用新一代低碳技术，单位产品碳排放下降45%某大型钢铁企业在炉外精炼环节实施的绿色技术改造项目取得显著成效该项目综合应用了多项创新技术高效保温系统减少热损；精准加热控制降低能耗；烟气余热回收装置提供厂区供暖；电磁搅拌替代部分气体搅拌，减少气体消耗技改项目投资约万元，年节约成本达万元，投资回收期约年除经济效益外，项目还带来显著环境效益年减少₂排放约万吨，相当于植

28008503.3CO

2.5树万棵的减碳效果；废渣综合利用率提高至，基本实现零废弃；车间环境得到明显改善，粉尘浓度下降以上1592%50%人员培训与素养提升创新引领能力工艺创新与持续改进问题分析能力故障诊断与质量改进专业技术能力精炼原理与操作技能基础知识冶金基础与安全规范持续培训是提升员工素养的有效途径现代钢铁企业普遍建立了多层次、全方位的培训体系，包括入职培训、岗位技能培训、专业知识培训和管理能力培训培训方式灵活多样，结合课堂教学、现场实操、模拟演练和在线学习等多种形式，满足不同层次员工的发展需求技术人员成长路径通常包括四个阶段基础操作阶段年，熟练掌握标准操作流程；技术应用阶段年，能够处理常见问题和异常情况；技术优化阶段1-22-33-5年，能够分析改进工艺参数；技术创新阶段年以上，能够提出工艺改进方案企业应为不同阶段员工提供相应的培训资源和发展平台5常见操作难题与对策钢包透气砖堵塞温度异常降低钢包透气砖堵塞是炉外精炼常见问题，直钢水温度过快降低会影响后续处理和浇接影响搅拌效果和处理质量主要原因包注主要原因包括钢包预热不足；处理括钢水中夹杂物过多沉积；透气砖质量时间过长；加料过量造成温降；真空处理不良；气体压力控制不当等温降过大等•预防措施选用高质量透气砖；控制•预防措施钢包充分预热至1000℃以适当搅拌强度；处理结束后进行反吹上；优化处理流程缩短周期•应对策略调整气压尝试疏通；必要•应对策略LF增加加热功率；减少或时更换钢包；紧急情况下调整工艺弥分批次加料；调整下一工序温度补在线疑难问题处理生产过程中可能遇到各种突发问题需要快速决策建立完善的问题响应机制至关重要，包括专家热线支持；疑难问题数据库；决策支持系统等•建立问题分级响应机制一般问题班组解决；复杂问题专家组介入•开发智能辅助决策系统基于历史案例推荐解决方案•定期总结问题处理经验，形成标准解决方案库操作规范与岗位责任制标准操作规程SOP详细的操作指导文件，明确每个工作步骤的执行标准和要求应包含正常操作流程、SOP关键控制点、异常情况处理和安全注意事项等内容，确保操作的一致性和可靠性一人一策操作流程根据不同岗位特点和操作难度，为每个岗位制定专门的操作规范和考核标准明确规定岗位权限范围、操作步骤、质量要求和安全责任，形成可量化、可考核的工作标准岗位责任制建立清晰的岗位责任体系，明确各岗位的责任边界和考核指标责任制应覆盖产量、质量、安全、环保、设备维护等多个方面，形成全方位的绩效评价体系违规警示与处理常见违规操作包括超范围调整参数；跳过工艺步骤；忽视安全防护；数据记录不实等建立违规行为预警和处理机制，采取教育、培训和必要的处罚措施，确保规范执行操作规范是保证生产稳定性和产品一致性的基础先进企业通过数字化手段强化规范执行，如操作引APP导标准操作；参数联锁防止误操作；智能监控系统实时监督；关键步骤视频记录等这些措施使得操作规范的执行率提高到以上，产品质量稳定性显著提升95%新员工实操技能培训理论基础阶段第天11学习冶金基础知识、设备原理、工艺流程和安全规范等理论内容通过课堂教学、视频演示和案例分析，建立基本认知框架培训内容包括钢水成分与性能关系；精炼设备构造与工作原理；常见工艺参数及影响；安全操作规程等2模拟操作阶段第天2在模拟训练系统上进行操作练习，熟悉界面操作、参数设置和应急处理流程现代培训中心配备高仿真模拟系统，可模拟各种正常和异常工况，让学员在安全环实操跟岗阶段第天3境中积累操作经验学员需完成标准操作流程演练和至少种异常情况处理33在有经验师傅的带领下，进入现场进行实际操作观摩和辅助操作通过看、问、学、做的方式，将理论知识与实际操作相结合期间需记录操作要点，提出问题并获得解答，完成简单的辅助操作任务4导师带徒持续培养正式上岗后，新员工进入为期个月的导师带徒培养阶段每位新员工配备一3-6名有经验的师傅，通过手把手教学和日常指导，帮助新员工快速成长导师负责传授操作技巧、分享经验教训、解答疑问并进行定期评估数字化转型与智能制造炉外精炼数字监控系统系统应用数据驱动决策MES现代炉外精炼车间已普遍应用综合数字监控系制造执行系统是连接企业管理层和车间控大数据分析技术在精炼生产中的应用日益广泛MES统，实现了工艺参数的实时采集、分析和控制制层的桥梁在精炼环节，系统负责生产调通过收集和分析历史生产数据，企业可以发现影MES系统通过各类传感器采集温度、成分、气体流量度、物料管理、质量追溯和设备维护等管理功响产品质量的关键因素，优化工艺参数，预测设等数据，结合工艺模型进行智能分析，并提供操能系统可根据订单需求自动规划生产批次，优备故障，提前采取预防措施数据驱动的决策模作建议先进系统已实现自动闭环控制，如温度化资源配置，实现生产全流程的可视化管理和精式已将产品一次合格率提高个百分点，显著降5-8自动调整、合金自动加入等细化控制低了生产成本绩效评估数字化闭环是数字转型的重要环节通过建立关键绩效指标体系，将生产目标分解到各个岗位和班组，实时监控完成情况，并基于数据进行KPI客观评价这种透明、公正的评估机制大大提高了员工的工作积极性和责任心，推动了生产效率和产品质量的持续提升炉外精炼未来发展方向绿色低碳智能化控制采用低碳工艺和设备，减少能源消耗和碳排放赋能的全自主精炼系统，最小化人工干预AI高效率精炼高质量生产短流程、快节奏生产模式，提高设备利用率超纯净钢水制备技术，满足特殊领域需求未来炉外精炼技术将朝着绿色、智能与高质量协同发展的方向迈进绿色发展是应对碳达峰、碳中和目标的必然选择，主要途径包括能源结构优化，如电弧加热替代为清洁能源；设备节能改造，提高能源利用效率；废弃物资源化利用，实现循环经济预计到年，行业单位产品碳排放有望较现在降低203030-40%智能化是提升精炼效率和质量稳定性的关键下一代智能精炼系统将整合物联网、大数据、人工智能等技术，实现设备状态自诊断、工艺参数自优化、质量问题自预警和生产计划自调度，形成真正的无人工厂部分领先企业已在试点黑灯工厂概念，精炼环节操作人员减少以上50%技术创新应用展望优化工艺参数AI人工智能技术在工艺参数优化领域展现出巨大潜力基于深度学习的模型可以分析海量历史生产数据，建立复杂的非线性关系模型，预测不同参数组合对最终产品质量的影响，从而找出最优工艺窗口试点应用表明，优化可将合金元素的命中率提高个百分点，产品一致性提升以AI2-315%上新一代真空系统真空精炼技术正经历重大创新新型干式机械真空泵正逐步替代传统蒸汽喷射泵，能耗降低30%以上，同时避免了大量冷却水的使用超高真空技术达到以下可实现超深度脱气，满足航空5Pa航天等特殊领域的极限要求智能真空控制系统可根据脱气进程自动调整真空度，优化能源利用纳米技术应用纳米技术在精炼领域的应用方兴未艾纳米级添加剂可以在极低添加量的情况下显著改变钢水性能；纳米改性耐火材料大幅提高炉衬使用寿命；纳米传感器能够实现钢水微量元素的实时监测这些技术虽然目前多处于实验室或小规模试点阶段，但有望在未来年内实现产业化应用5-10展望未来，炉外精炼技术的创新将更加注重跨学科融合，如材料科学、信息技术、自动控制、环境工程等领域的协同创新同时，产学研合作将进一步深化，加速科研成果转化和应用推广企业需保持开放创新的心态，积极引进新技术、新理念，才能在未来竞争中保持领先地位结业考核与交流考核方式实操考核本次培训采用笔试和操作实操相结合的综合考核方式，全面评估实操考核在模拟系统上进行，主要测试学员的操作规范性、参数学员的理论知识掌握程度和实际操作能力笔试部分占总成绩的设置合理性、异常情况处理能力和团队协作精神考核内容包括，实操部分占，两部分均需达到合格线才能获得结业证标准操作流程演示、参数优化调整、模拟故障处理和应急预案执60%40%书行等方面笔试内容评分标准•基础理论知识•操作规范性30%25%•工艺参数理解•参数设置准确性25%25%•问题分析与处理•问题解决效率25%30%•安全与环保知识•团队配合度20%20%考核结束后，将组织学员进行经验交流和讨论，分享学习心得和工作中的疑难问题优秀学员将有机会参与后续高级培训或技术研讨活动本次培训结业证书作为技术人员晋升和岗位聘任的重要参考依据，请学员认真准备，充分展示自己的专业能力典型问答经验分享案例一处理后钢水硫含量波动案例二处理后氢含量超标案例三特殊钢种夹杂物控制LF VD问为何相同工艺条件下，处理后钢水硫含问冬季生产过程中处理后氢含量频繁超标，问高端轴承钢夹杂物控制有何特殊要求和经LF VD量波动较大？如何解决？验？

0.002%-

0.008%答硫含量波动主要受三个因素影响一是初答冬季氢含量超标与多因素有关一是环境答轴承钢对夹杂物要求极为严格，不仅总量始硫含量差异，建议加强上游工序控制；二是湿度变化，废钢中水分增加；二是真空度受低要低，分布也要均匀我们采用三段式精渣系碱度不稳定，应严格控制在范围；温影响下降；三是处理时间不足建议加强原炼初处理脱氧脱硫；深度脱气；二次

2.8-

3.2LF VDLF三是搅拌不充分，可适当延长处理时间并优化料干燥控制；提高真空泵预热温度；延长处理处理调整成分并进行处理，将₂₃变性Ca AlO搅拌参数关键是建立硫含量的实时监测，根时间分钟；必要时增加搅拌强度我们厂通为液态钙铝酸盐关键是处理量的精确控5-8Ca据初始值动态调整处理参数过这些措施，将冬季氢超标率从降至以制，通常为钢水重量的，过多过12%2%

0.015-

0.025%下少都会影响效果一线工匠经验分享我在精炼岗位工作年，最大体会是细节决定成败精炼过程中看似微小的参数变化，如搅拌强度、停留时间、加料顺序等，都可能对最终产品质量25产生显著影响建议新同事养成严格记录和分析数据的习惯，不断积累经验，形成自己的技术感觉遇到问题不要怕，要勇于实践和创新，这是成长为精炼专家的必经之路参考资料及拓展阅读推荐书籍书名作者出版社出版年份主要内容/《电炉钢水的炉外精炼技术》张国君冶金工业出版社电炉钢精炼最新工艺与装备/2024《炉外精炼技术高职高专十二五规划教材》赵宁化学工业出版社系统介绍精炼基础理论和实践//2023《钢铁冶金物理化学》王家美科学出版社精炼反应热力学和动力学基础/2022《钢的洁净化生产》杨才福冶金工业出版社夹杂物控制与钢水净化技术/2020除上述书籍外，建议关注行业期刊如《钢铁》、《冶金学报》、《》等，及时了解最新研究进展国内各大钢铁研究院和重点院校也定期发布技术报告和研究成果，值得持续关注学员可通过ISIJ International企业内部知识库或公共学术平台获取更多专业资料，不断充实和更新知识体系总结与展望精炼是高端钢铁生产的关键持续技术提升与团队协作炉外精炼作为现代钢铁生产的核心环节，是精炼技术的不断进步需要理论研究与生产实实现高品质钢材生产的必由之路它弥补了践相结合，需要设备、工艺、操作的协同创传统冶炼工艺的局限性，为钢材性能的全面新同时，精炼生产是一项复杂的系统工提升创造了条件随着高端装备、航空航程，需要不同岗位人员的密切配合和团队协天、新能源等领域对特种钢材需求增长，炉作只有建立高效的团队并保持持续学习的外精炼的重要性将进一步凸显态度，才能适应技术快速迭代的挑战实践创新，迈向智能绿色钢厂未来炉外精炼将向着更智能、更绿色、更高效的方向发展鼓励一线技术人员积极参与实践创新，大胆尝试新工艺、新方法，为行业进步贡献智慧通过数字化转型和低碳技术应用，共同建设智能绿色的现代化钢厂，引领行业可持续发展本次培训涵盖了炉外精炼的基础理论、工艺技术、设备操作、质量控制和发展趋势等多个方面，旨在帮助学员全面提升专业能力和实践水平希望大家将所学知识应用到实际工作中，不断探索和创新，推动企业技术进步和产品质量提升炉外精炼是一门既古老又现代的技术，它融合了冶金学、化学、物理学、控制工程等多学科知识，具有广阔的发展空间和深厚的技术积累希望各位学员在未来的工作中继续深耕细作，为中国钢铁工业的高质量发展贡献力量！。