第七章 氧气转炉炼钢(工艺部分).ppt

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1、第七章氧气转炉炼钢7.1转炉炼钢原辅材料金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金；非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。7.1.1金属料⑴铁水铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。对铁水要求有：①成分；③温度。硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加。锰(Mn)：是发热元素，有利元素。磷(P)：是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素，硫(S)：有害元素。对铁水温度的要求：铁水物理热得占转炉热收入的50%。入炉铁水温度应大于1200℃～1300℃，并且要相对稳定。⑵废钢废钢量一般是总装

2、入量的10%-30%。既是金属料又是冷却剂⑶铁合金脱氧剂和合金化元素。7.1.2辅助材料⑴造渣材料①石灰(CaO)作用：脱磷、脱硫、保护炉衬。②萤石主要成分：CaF2，含有SiO2、Al2O3杂质。作用：助熔剂。原理：萤石与CaO作用形成1635K的共晶体，直接促进石灰熔化；能显著降低2CaO·SiO2的熔点(生成低熔点3CaO·CaF2·2SiO2，熔点1362℃)；能降低炉渣粘度，认为氟离子切断了硅酸盐链状结构。③白云石(CaCO3·MgCO3)经焙烧可成为轻烧白云石，其主要成分为CaO·MgO采用生白云石或轻烧白云石代

3、替部分石灰造渣，可减轻炉渣对炉衬的侵蚀。溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏，出钢后达到溅渣的要求。促进前期化渣(生成共熔点化合物，都比C2S的熔点低的多)⑵氧化剂①氧气转炉炼钢的主要氧源，氧气纯度，超过98%；氧气压力要稳定，0.6～1.5MPa之间。②铁矿石和氧化铁皮氧化铁有利于化渣和冷却作用⑶冷却剂作用：准确命中转炉终点温度。种类：废钢、氧化铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿、石灰石等。⑷增碳剂种类：木炭、电极粉、焦炭粉、生铁等。7.3氧气转炉炼钢工艺特点①完

4、全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热；②生产率高(冶炼时间在35分钟左右)；③质量好(气体含量少，CO的反应搅拌，将N、H除去)可以生产超纯净钢,有害成份(S、P、N、H、O)＜80ppm；④冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低；⑤原材料适应性强，高P、低P都可以。⑥冶炼品种多达400个。⑴氧气转炉中的顶吹供氧，是使用拉瓦尔喷头的水冷氧枪将纯氧以500m/S左右的超音速射流从上而下吹入熔池，供氧的同时还搅动熔池，加快钢液的传质和传热。7.3.1氧气转炉的供氧特征⑵冲击深度和冲击面积是指氧气射流冲击到熔池面上，当射流压力大

5、于维持液面静平衡状态的炉内压力时，渣层被吹开，并把铁水挤开而形成凹坑。凹坑的上沿面积即称为冲击面积，而凹坑的最底点到熔池表面的距离，称为冲击深度幻灯片10。采用恒压变抢操作：①“硬吹”概念：当枪位较低时，氧流对液面有较高的冲击压力，金属液被冲击成一深坑。此时，氧流作用区(冲击面积)较小，一部分金属液被粉碎成液滴，从深坑中沿切线方向喷溅出来，送入熔池上面空间被大量氧化，然后又被卷入熔池，使熔池受到强烈的搅拌而进行着循环运动。降枪脱碳升温：在“硬吹”情况下，由于金属液的强烈循环运动，加速了金属熔池的氧化，脱碳速度增加。但此时渣中

6、氧化铁含量低，对化渣不利。②“软吹”概念：当枪位较高时，氧气流股对液面的冲击力较低。金属液被冲击或一个浅坑，而冲击面积较大。被击碎的金属液滴从浅坑沿切线喷出的方向较平，熔池内金属液的循环运动较弱，较平稳。提枪化渣：在“软吹”情况下，由于熔池搅拌较弱，因而金属液的氧化减慢，脱碳速度降低。但此时渣中氧化铁含量较高，有利于化渣幻灯片8。FeO化渣原因：①FeO熔点本身就低，1369℃；②FeO熔为液态，就会使难熔的带有致密壳层的2CaO·SiO2(C2S)浸泡在溶液中，有利于熔解；③FeO会破坏C2S，实际是FeO置换CaO，使其

7、游离，而生成的FeO·SiO2。7.3.2转炉炼钢过程及熔池内的变化⑴一炉钢的冶炼过程①上炉出完钢后，加改质剂调整炉渣粘度(白云石或轻烧白云石)，溅渣护炉后倒完残余炉渣，然后堵出钢口。②加入底石灰，减缓废钢对炉衬的冲击。③装入废钢和铁水后，摇正炉体，下降氧枪至规定枪位，开始吹炼。同时加入造渣材料，约占2/3～1/2。④当氧流与熔池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为“点火，点火后约几分钟，初渣形成并覆盖于熔池面。随着硅、锰、磷、碳的氧化，熔池温度升高，火焰亮度增加，炉渣起泡，并有小铁粒从炉口喷溅出来，此时应适当降低枪位。⑤吹炼

8、中期脱碳反应激烈，渣中(％FeO)降低，致使炉渣熔点增高和粘度加大，并可能出现稠渣(“返干“)现象。此时应适当提高枪位，并可加入第二批料(氧化铁皮或矿石)，可考虑加入萤石，但要防止“喷溅”。⑥吹炼末期，[％C]降低，脱碳反应减弱，火焰变短而透明。确定吹炼终点，并提枪停止供氧，倒炉测温取样，