炼钢炉的初炼是将炉料（铁水、废钢）在氧化性气氛下（吹入纯氧），进行熔化、脱碳、去除杂质（硫、磷）、升温和主合金化等。精炼是将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中完成脱碳、脱氧、脱硫、脱气和去除夹杂物、控制夹杂物的形态、合金化和成分微调，以及升温和温度均匀化等冶金操作。这样分两步炼钢，可以提高钢的质量，增加品种，缩短冶炼时间，提高生产率，调节炼钢炉与连铸的生产节奏，并可降低炼钢成本、提高经济效益。

钢水二次精炼不但有很长的历史，而且种类繁多。1933年，法国R.佩兰发明用高碱性渣对钢水进行“渣洗脱硫”。20世纪50年代，由于真空技术的发展和大型蒸汽喷射泵的研制成功，为钢液的大规模真空处理提供了条件，开发出了各种钢液真空处理方法，如钢包除气法、倒包处理法（BV法）等。较为典型的方法是1957年联邦德国开发的真空提升脱气法（DH法）和钢液真空循环脱气法（RH法）。

20世纪60年代和70年代是钢水二次精炼多种方法发明的繁荣时期。在这个时期，二次精炼技术形成了真空和非真空两大系列。①真空处理技术。1965年联邦德国开发的用于超低碳不锈钢生产的真空吹氧脱碳法（VOD法）和1967年美国开发的真空电弧脱气法（VAD法）；1965年瑞典开发的用于不锈钢和轴承钢生产的有电弧加热、带电磁搅拌和真空脱气的钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）；1978年在日本开发的用于提高超低碳钢生产效率的RH吹氧法（RH-OB）。②非真空处理技术。1968年在美国开发，用于低碳不锈钢生产的氩氧脱碳法（AOD法）；1971年在日本开发，配合超高功率电弧炉，代替电炉还原期对钢水进行精炼的钢包炉（LF）以及后来配套真空循环脱气法（VD法）发展起来的LF-VD法。喷射冶金技术有：1976年瑞典开发的氏兰法（SL法）、1974年联邦德国开发的蒂森法（TN法）、日本开发的川崎喷粉法（KIP法）。此外，还有喂合金包芯线技术，如1976年日本开发的喂丝法（WF法）；加盖或加浸渣罩的吹氩技术，如1965年日本开发的密封吹氩法（SAB法）和带盖钢包吹氩法（CAB法）、1975年日本开发的成分调整密封吹氩法（CAS法）。

80年代以来，钢水二次精炼已成为现代钢铁生产流程高水平和钢铁产品高质量的标志，并朝着功能更全、效率更高、冶金效果更佳的方向发展和完善。这一时期发展起来的技术主要有RH顶吹氧法（RH-KTB法）、RH多功能氧枪法（RH-MFB法）、RH钢包喷粉法（RH-IJ法）、RH真空室喷粉法（RH-PB法）、真空川崎喷粉法（V-KIP法）和吹氧喷粉升温精炼法（IR-UT法）等。（见图）

钢水二次精炼作业区（东北特钢集团大连基地）

按有无补偿加热装置，钢水二次精炼分为钢包处理型炉外精炼和钢包精炼型炉外精炼。①钢包处理型炉外精炼。特点精炼时间短（10～30分钟），精炼任务单一，设有补偿钢水温度降低的加热装置；工艺操作简单，设备投资少，设有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。真空脱气法(RH、DH)、钢包真空吹氩法（Gazid）、钢包喷粉（CaSi或其他粉剂）处理法（IJ法、TN法、SL法）等均属此类。②钢包精炼型炉外精炼。特点是精炼时间长(60～180分钟)，具有多种精炼机能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼生产。真空吹氧脱碳法、真空电弧脱气法、LF炉精炼和钢包加热电磁搅拌精炼法等，均属此类。与此类似的还有氩氧脱碳法。  

根据作用方式，钢水二次精炼所采用的基本操作工艺包括搅拌、抽真空、添加精炼剂、加热、渣洗、喷吹及喂丝等，或是这些工艺的不同组合。

钢水二次精炼最基本、最重要的作用方式。它是采取某种措施给金属液提供动能，促使它在精炼反应器中对流运动。常用的搅拌方法有机械搅拌、气体搅拌和电磁搅拌。金属液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。

生产中常采用的40余种钢水二次精炼方法中，将近有三分之二配有抽真空装置。具备真空手段的各种炉外精炼方法，其工作压力均大于50帕，对脱气、碳脱氧、脱碳等反应产生较为明显的影响。广泛应用于生产的有真空循环脱气法、真空提升脱气法、钢包真空脱气法、真空吹氧脱碳法等。

钢水二次精炼中，钢水精炼剂有两类：一类是以钙的化合物（氧化钙或碳化钙）为基的粉剂或合成渣；另一类为合金元素，如钙、镁、铝、硅及稀土元素等。将这些精炼剂加入钢液，可起到脱硫、脱氧、去除夹杂物、夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。精炼剂的添加方法主要有合成渣洗法、喷吹法和喂丝法。

目的是增强精炼不同钢种的适应性及灵活性，使精炼前后工序(如精炼前炼钢炉的初炼和精炼后的连铸)之间的配合能起到保障和缓冲作用，以及能精确控制浇注温度，精炼装置的精炼时间不再受钢液降温的限制。为此，在设计炉外精炼装置时，出现了带有加热功能的炉外精炼方法。常用的加热方法有电加热和化学加热。电加热是将电能转变成热能加热钢液。这种加热方法主要有电弧加热和感应加热。电弧加热原理与电弧炉相似，采用石墨电极，通电后，在电极与钢液间产生电弧，依靠电弧的高温加热钢液。由于电弧温度高，在加热过程中，需控制电弧长度及造好发泡渣进行埋弧加热，以防止电弧对耐火材料产生高温侵蚀。感应加热是利用金属熔体在交变磁场中的电磁感应现象进行加热。化学加热是利用放热反应产生的化学热加热钢液。常用的方法有硅热法、铝热法和一氧化碳二次燃烧法。化学加热需吹入氧气，氧与硅、铝、一氧化碳反应，才能产生热量。

在出钢时利用钢流的冲击作用使钢包中的合成渣与钢液混合进行精炼，可有效脱硫、脱氧和去除夹杂物，提高钢的内在质量。

把合金粉料（如钙-硅粉）或合成渣料（如氧化钙加氟化钙粉）加入至钢水深部，使其有较大的界面而提高反应效率，进行钢水脱硫、脱氧及夹杂物形态控制等。喷粉是用喷枪从钢包顶部插入钢水接近包底，以氩或氮气作载气，把粉末喷入钢水进行脱硫、脱氧、夹杂物变形处理，生产洁净钢。喂丝是用喂丝机把铝线或含有不同芯料的包芯线以一定速度插入钢包深部，达到脱氧、脱硫、夹杂物变形及合金成分微调等目的。