转炉炼钢原理汇总

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1、2.2转炉炼钢的原理2.2.1转炉炼钢原理简介：这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO

2、2,MnO)生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。2.2.2转炉冶炼的具体

3、原理『（1）熔池元素氧化规律Si的变化规律开吹时[Si]大量氧化,并结合为(2FeO?SiO2),随石灰溶解转变为稳定化合物(2CaO?SiO2)Mn的变化规律吹炼初期迅速氧化,中后期被[C]还原,后期由于渣中氧化性提高,[Mn]被再次氧化.C的变化规律熔池中氧与碳生成CO｝｛气泡上浮,[%C]×[%O]=m(常数0.002~0.0025),[C]与[O]成反比.吹炼初期由于[Si]、[Mn]的氧化，脱碳速度小，中期脱碳速度最快，后期[C]浓度低，脱碳速度下降.P的变化规律低温、适宜的高碱度、高氧化性利于脱[P],吹炼前期应使石灰快速成渣,将(3F

4、eO?P2O5)、置换为(3CaO?P2O5)和（4CaO?P2O5)稳定化合物,使[P]去除.S的变化规律高温利于脱[S],渣中(CaO)活度大,利于脱[S],但转炉渣的氧化性高,因此转炉的脱[S]效率低.』[1]（2）转炉中各种元素具体的反应机理1○Si的变化规律钢液中硅的氧化特点在任何一种炼钢方法中，硅的氧化反应都进行得很激烈。因为硅是易氧化元素，在所有的杂质元素中，硅和氧的亲和力最大，硅的氧化产物是只溶于炉渣的酸性氧化物SiO2，它的分解压力比碳、锰、磷的氧化物分解压力都低,从而使得生成的SiO2很稳定。所以，硅极易被氧化，且氧化时放出大量

5、的热量。在氧气转炉中开吹几分钟内硅即被氧化完毕；在超高功率电炉大量用氧的情况下，在熔化末期或氧化初期,硅几乎氧化完毕；在普通电炉中熔化期硅将被氧化掉70%,少量的残余硅在氧化初期也能降低到最低限度；硅的氧化反应的反应产物容易从反应区排出。硅的氧化反应（1）硅的氧化反应方程式当金属炉料未被炉渣覆盖,或氧流直接吹入金属熔池时,炉料中的硅被气态氧直接氧化[Si]+{O2}=(SiO2)+740645J（1）当炉渣形成后或金属液滴和气泡与渣接触时,硅的氧化主要在炉渣与金属界面上进行2(FeO)+[Si]=(SiO2)+2[Fe]+341224J（2）金属液

6、中的[Si]和[O]的反应[Si]+[O]=(SiO2)+817448J（3）注意：硅的氧化都是较强的放热反应。（2）硅的氧化产物是SiO2Si氧化时产生的(SiO2)起初与(FeO)结合生成硅酸铁(2FeO?SiO2)：(SiO2)+2(FeO)=(2FeO?SiO2)（4）在碱性渣炼钢操作中，随着石灰的逐渐熔化,(2FeO?SiO2)中的FeO被强碱性的CaO所置换得到氧化产物硅酸钙：2(FeO?SiO2)+2(CaO)=(2CaO?SiO2)+2(FeO)（5）硅酸钙(2CaO·SiO2)很稳定,所以在碱性炼钢操作中，冶炼前期Si几乎全部被氧

7、化，不会再被还原。硅的还原在酸性炼钢操作中，当熔池温度升高到一定程度后，将发生硅的还原反应。(SiO2)+2[C]=[Si]+2{CO}（6）从反应式可看出，当有产生CO气泡核心的条件时,就有可能发生Si的还原反应。影响硅的氧化和还原反应的因素主要因素是温度、炉渣成分、金属液成分和炉气氧分压。(1)温度低有利于硅的氧化；(2)增加CaO、FeO含量，有利于硅的氧化。(3)金属液中增加硅元素含量，有利于硅的氧化；(4)炉气中氧分压越高，越有利于硅的氧化。硅的氧化对冶炼的影响（1）硅的氧化有利于保持或提高钢液的温度。硅氧化是强放热反应。在转炉吹炼初期，

8、由于硅大量氧化，熔池温度升高，进入碳氧化期。在钢液脱氧过程中，由于含硅脱氧剂的氧化，可补偿一些钢包的散热损失。（2）硅氧化