基于高能量密度等离子电弧的新型LF炉内冶金行为的基础研究

钢包精炼炉（LF）精炼低碳、低氮钢过程增碳、增氮及升温速率低导致精炼时间长成为其冶炼纯净钢过程的主要缺点。本研究在100kg直流和交流LF上，将不同种类气体通过石墨电极中心钻孔喷入电弧区，形成高能量密度的等离子电弧，探索通过改变等离子电弧的成分来实现在LF精炼过程中单独脱碳、脱氮或同时脱碳脱氮的可能性。基于等离子体热力学、冶金热力学和动力学原理，研究不同等离子体成分在典型钢种精炼过程中对钢中C、N元素冶金行为的影响机理，为低碳、低氮甚至是超低碳、超低氮类钢种在LF精炼提供理论依据。同时，研究不同种类气体、工艺参数等对电弧能量密度及熔池升温速率的影响规律，探索喷吹气体获得高能量密度电弧提高升温速率的方法。