氧气底吹转炉炼钢.ppt

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1、9.2底吹氧气转炉炼钢法氧气转炉炼钢车间氧气转炉炼钢车间氧气转炉炼钢车间底吹转炉炼钢法的发展1.酸性底吹空气转炉炼钢法贝塞麦发明的酸性底吹空气转炉炼钢法只能脱碳，但不能脱磷、脱硫。2.碱性底吹空气转炉1878年，托马斯发明了碱性底吹空气转炉，用石灰造渣，能较好地进行脱磷，炉渣可做磷肥．3.富氧碱性底吹转炉1950年前后，制氧技术有了大的突破，但底吹转炉富氧量只用到40％，如再提高，喷嘴寿命就会降低。（在喷嘴附近发生O2+[C]→2CO的放热反应）。于是发明了顶吹氧气转炉炼钢法1952年奥地利开发，但不适于吹炼高磷铁水，又发明了。5石灰粉法(LD—AC法)为吹炼高磷铁水，比利时和

2、法国同时发明。6卡尔多(Kaldo)法（瑞典）7旋转转炉炼钢法（德国）。4.碱性底吹氧气转炉1965年加拿大研制了双层管氧气喷嘴。内管通氧气，内外管间通碳氢化合物。利用碳氢化合物裂解吸热和形成还原性气幕冷却保护氧气喷嘴。1967年德国引进此喷嘴技术，成功开发了底吹氧气转炉(OBM法)。CmHn=mC+n/2H2(吸热反应)氧气顶吹转炉的特点1）优点（1）熔炼速度快，生产率高（一炉钢只需20分钟）；（2）热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～30%的废钢；（3）钢的品种多，质量好（高低碳钢都能炼Si，S、P、H、N、O及夹杂含量低）；（4）便于开展综合利用和实现生产过程计

3、算机控制。2）缺点如吹损较高（10%，）、所炼钢种仍受一定限制（冶炼含大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有一定的困难）。喷溅和返干时有发生，而且吹炼后期熔池的搅拌弱（主要靠脱碳反应搅拌），钢渣间反应未达平衡，渣中的氧化亚铁含量高而吹损高、脱氧剂消耗高。9.2.1底吹氧气转炉结构特点一氧气底吹转炉炉底结构炉身和炉底可拆卸分开，在底吹上安装吹氧喷嘴一般为6～22支。最常用的是炉底和喷嘴垂直。喷嘴冷却剂可采用天然气、丙烷、丁烷等碳氢化合物。为了提高脱磷、脱硫效率，由喷嘴内管吹氧的同时吹碳粉和萤石粉等造渣剂。根据不同的冶炼目的，内管除吹氧外，还可吹氩或氮气。底吹氧气转炉没有顶吹氧气转炉

4、那样的氧枪，不需要高厂房。图9氧气底吹转炉炉型l一炉壳；2一炉衬；3一环缝；4一炉底塞；5一套管；6一炉底钢板；7一保护介质分配环；8一保护介质；9一氧和石灰粉；10一氧和石灰粉分配箱；11一舌状气袋图10氧气底吹转炉炉底结构示意图9.2.2．氧气底吹转炉吹炼反应特点．在底吹转炉冶炼中，氧气由分散在炉底上的数支喷嘴由下而上吹入金属熔池(1)熔池搅拌强度剧烈，其搅动力要高于顶吹法10倍。即使在熔池含碳量降到很低时，由炉底吹入的氧流仍在剧烈地搅动熔池。(2)由于氧流分散而均匀地吹入熔池，同时又无较强的反向气流作用，因此，吹炼过程平稳，炉内反应迅速而均匀，渣-钢间反应更趋于平衡，渣中

5、氧化铁含量低，不喷溅，氧的利用率高。(3)由于氧气喷嘴埋在铁水下面，高温和面积较大的反应区在炉底喷嘴出口处附近，反应产物需穿过金属液后才能进入炉渣或炉气中，因此，上部渣层对炉内反应的影响较小。9.2.3吹炼过程中各成分的变化一.Si.Mn.P.S.C.O.N等的变化规律1.[C]-[O]平衡在钢水中ω[C]％>0.07时，底和顶吹的[C]-[O]关系，都比较接近；但当钢水中ω[C]％<0.07时，底吹氧气转炉内的[C]-[O]关系低于PCO为0.IMPa时[C]-[O]平衡关系，这说明在相同的钢水含氧量下，与之相平衡的钢水含碳量，底吹转炉比顶吹转炉的要低。其原因是随着钢水含碳量

6、的降低。冷却介质分解产生的气体对[C]-[O]反应的影响大，使[C]-[O]反应的平衡的CO分压低于0.1MPa。吹炼终点：[C]-[O]平衡相同的钢水含氧量下，与之相平衡的钢水含碳量，底吹转炉比顶吹转炉的要低。吹炼终点：[C]-[O]平衡相同的钢水含氧量下，与之相平衡的钢水含碳量，底吹转炉比顶吹转炉的要低。炼钢熔池中[C]和[O]浓度的关系将Pco取为一个大气压，则可简化为：由于Kc随温度的变化不大，在炼钢温度范围内为一定值，用M代表则可写出：M=[%C]·[%O](8—7)M称为碳氧浓度积，它具有化学反应平衡常数的性质，在一定温度和压力下应是一个常数。(2)[C]-[O]平

7、衡的理论含氧量是在pCO=0.1MPa得出的。而实际顶吹氧气转炉中pCO≈0.12MPa而实际顶底复吹转炉中pCO≈0.07MPa而实际底吹转炉中pCO≈0.04MPa顶吹pCO≈0.12MPa顶底复吹pCO≈0.07MPa底吹pCO≈0.04MPa其原因之一是:喷入炉内的氧气产生了两倍的CO气体。[C]+{O2}=2CO↑另一个原因是随着钢水含碳量的降低。冷却介质分解产生的气体对[C]-[O]反应的影响大，使[C]-[O]反应的平衡的CO分压低于总压。如N2、Ar、H2气等(1)[C]+[