转炉炼钢的基本任务及原理ppt课件.ppt

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1、转炉炼钢的基本任务及原理董娟1转炉炼钢转炉炼钢（convertersteelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。2转炉炼钢图示3炼钢的基本任务包括：1.脱碳、脱磷、脱硫、脱

2、氧；2.去除有害气体和夹杂；3.提高温度；4.调整成分炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、升温等手段完成炼钢基本任务。氧气顶吹转炉炼钢过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺操作则是控制供氧、造渣、温度及加入合金材料等，以获得所要求的钢液，并浇成合格钢钢锭或铸坯。1.1转炉炼钢的基本任务41.2.1转炉里的氧气射流转炉中的氧气射流具有以下特征：1、喷头出口处氧气流股达超音速转炉所用氧枪采用拉瓦尔喷头，且尺寸按P出/P0＜0.5283要求设计，通常M高达1.5～2.2，流股的展开

3、和衰减慢，动能利用率高，对熔池的搅拌力强。2、射流的速度渐慢、截面积渐大射流进入炉膛后，由于受反向气流（向上的炉气）的作用而速度逐渐变慢；同时，由于吸收部分炉气而断面逐渐变大，扩张角120左右。51.2.2转炉里的氧气射流3、射流的温度渐高射流进入炉膛后被1450℃的炉气逐渐加热，加之混入射流的炉气（CO）及金属滴被氧化放热，使射流的温度逐渐升高。模拟实验表明，距喷头孔径15～20倍处射流的温度在1300～1600℃之间；距喷头孔径35～40倍处射流的温度高达2150～2300℃，有人称转炉里的氧气射流就象一个高温火炬。

4、61.2.3底吹气体对熔池的作用搅拌熔池气泡对喷孔产生后座喷入熔池的气体形成气泡时，残余气袋在距喷孔直径二倍的地方受到液体的挤压而断裂，气相内回流压向喷孔端面，这一现象称为气泡对喷孔的后座。实际生产中，从底部喷入熔池的气流一般为亚音速，除在喷嘴处可能存在一段连续流股外，喷入的气体将形成大小不一的气泡并自动上浮。气泡群在上浮过程中，因压力减小而膨胀，并驱动、抽引金属液向上运动，而后沿四周炉壁向下，并补向中心，从而对熔池尤其是其底部产生强烈的搅拌，71.3转炉炼钢炉渣1.3.1炼钢炉渣的作用1.3.2炼钢炉渣的来源及其组成1

5、.3.3炼钢炉渣的主要性质81.3.1炼钢炉渣的作用作用：通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可以控制金属中各元素的氧化和还原过程；向钢中输送氧以氧化各种杂质；吸收钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液吸气（H、N）。其它作用。如：保护渣。副作用：侵蚀炉衬；降低金属收得率。91.3.2炼钢炉渣的来源及其组成炼钢炉渣的来源：加入的各种造渣材料及被侵蚀炉衬；炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化物；废钢带入得泥沙和铁锈；氧化物或冷却剂带入的脉石。炉渣的组成以各种金属氧化物为主，并含有少量硫化物和氟化物。炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO

6、2-FeO。101.3.3炼钢炉渣的主要性质碱度(basicity)：R＝1.3～1.5，低碱度渣；R＝1.8～2.0，中碱度渣；R≥2.5，高碱度渣；氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力，一般以渣中氧化铁（％∑FeO）含量来表示。把Fe2O3折合成FeO有两种计算方法：全氧法和全铁法。全铁法较合理。炉渣的氧化能力是个综合的概念，其传氧能力还受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的影响。111.3.4炉渣成分的变化规律冶炼过程中，转炉中熔渣成分的变化规律大致如下：（1）（FeO）：呈下凹弧形变化：吹炼初期，为了化渣枪位较

7、高，渣中的（FeO）含量高达28%（复吹为16%）；中期随脱碳进行（FeO）被大量消耗而逐渐降至12%以下（太低，出现返干，复吹为6%）；随着[C]的减少，脱碳速度下降，（FeO）的浓度又渐升至15%（复吹为12%）。（2）（CaO）：随着所加石灰的溶化，渣中的（CaO）含量渐升至50%（中期因炉渣“返干”溶化很慢甚至停止）。（3）（SiO2）和(MnO)：吹炼初期，硅、锰的氧化使之浓度很快分别达到20%和14%，而后随着所加石灰的熔化逐渐降低至10%和6%。12物料平衡热平衡转炉冶炼的基本原理132转炉冶炼的基本反应主

8、要阐述转炉吹炼过程中的硅锰氧化、脱碳、脱硫和脱磷等基本反应及熔体成分的变化情况，为学习后面的工艺内容作好理论准备。硅锰的氧化、脱碳、脱硫和脱磷是炼钢的基本反应，但在转炉炼钢中又有其特殊性。142.1转炉内的基本反应从装料到出钢，倒渣，转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣几个阶段，如右图所示。一