《转炉炼钢基本常识》PPT课件.ppt

转炉炼钢基本常识 技术中心 2011年9月17日 一 生铁与钢的比较 从化学成分不同来看，钢和生铁都是铁碳合金 ，并含有硅、锰、磷、硫等元素。根据Fe-C 相图wC在0.0218%2.11%之间的铁碳合金 为钢；碳含量wC在2.11%以上的铁碳合金 为生铁（根据国家标准和国际标准以碳含量 wC=2%为钢和铸铁的分界点 ） ；碳含量在 0.0218%以下的铁碳合金称为工业纯铁。冶标 规定碳含量wC在0.04%以下为工业纯铁。 二 炼钢的任务 炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧 ，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调 整成分。 归纳为：“四脱”（脱碳、脱氧、脱磷、硫） ，“二去”（去有害气体和夹杂），“二调整”（成 分和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造 渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。 三 转炉炼钢的出现及发展 瑞典人罗伯特杜勒首先进行了氧气顶 吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1942年 、1943分别在奥地利的林茨城(Linz)和多纳 维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶 吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为LD 法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace ）或BOP法。 LD/ BOF/ BOP 1965年加拿大液化气公司研制成双层管 氧气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁 公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉 炼钢法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进OBM 法，1972年建设了3座200吨底吹转炉，命 名为Q-BOP (Quiet BOP)。 OBM/ Q-BOP 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，1978年 卢森堡阿尔贝德公司在贝尔瓦厂180吨转炉上 采用了顶底复合吹炼工艺，即从转炉上方供给 氧气（顶吹氧），从转炉底部供给惰性气体或 氧气，它不仅提高钢的质量，降低了消耗和吨 钢成本，更适合供给连铸优质钢水。 LD- Q- BOP 四 转炉冶炼基本原理 1、反应原理 高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和 其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。 2、目的： 降碳、调硅锰、去硫磷。 3主要反应（分三个阶段） 主要反应（分三个阶段） （1）氧化造渣 2FeO22FeOQ 2FeOSiSiO22FeQ FeOMnFeMnOQ FeOCCOFe 生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为 炉渣。 （2）去硫、磷 FeS+CaOFeO+CaS 2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3(PO4)2 （3）脱氧 用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO 2FeO+SiSiO2+2Fe 3FeO+2Al3Fe+Al2O3 FeO+MnFe+MnO 生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的 硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后， 到吹氩站或到精炼炉进一步处理后，浇成连铸坯、 铸件或钢锭，连铸坯、钢锭可以再轧成各种钢材。 钢铁料耗 钢铁料耗=铁水、废钢、生铁块消耗量之和/钢产量 对钢铁料耗影响因素有 1.金属料损耗（吹损） 铁水、生铁块、废钢中的大部分的碳、硅、锰、磷、硫及其它 部分合金元素及渣中铁含量。 金属损耗一般在8%12%之间，低碳后吹钢种一般在12%左右 ，普碳钢等中中低碳钢种一般在10%左右，高拉碳钢种一般在 8%左右。 2. 合金加入量 3. 返矿、球团 例：铁水、废钢、生铁块总装入量为70吨，吹损为10%，合金 加入量为1吨，球团返矿等加入量2吨，技术收得率为50%，钢 铁料耗为 100070/（7090%+1+250%）=1076.9kg/t 石灰 石灰加入量按下式计算（P0.3%时) 石灰加入量 R1000 Kg/t铁 CaO%(有效)=CaO%(石灰)-RSiO2%(石灰) 根据铁水含S量适当增减石灰加入量。 碱度R=CaO/SiO2 白云石 白云石加入量根据炉渣中所要求的 W(MgO)含量来确定： W白=1000渣量 W(MgO渣)/ W(MgO白) 实际加加入量还要减去加入石灰中MgO 、和炉衬侵蚀进入渣中的MgO含量。 助溶剂、溅渣护炉用料 转炉助溶剂主要包括氧化铁皮和萤石， 其加入量根据化渣情况确定加入量 溅渣护炉用料主要包括轻烧镁块等含氧 化镁材料，主要作用是把渣做粘做稠， 并调整渣中氧化镁含量，钢渣容易粘附 在炉衬上。 脱氧合金化 合金：根据钢种成分要求，确定合金加入种类和数量。 在满足质量要求的情况下，要尽量选择成本低的配方。 合金、增碳剂的收得率： 硅收得率：拉碳钢种一般在80 % 90%左右，后吹钢种一般在 75 % 85%左右。 锰收得率：拉碳钢种一般在90% 95%，后吹钢种一般在85% 90%，精炼钢种一般在97%以上。 增碳剂收得率一般在80%90%之间 脱氧情况不同，合金及增碳剂的收得率也不相同。 脱氧良好的 情况下，合金收得率偏高；反之，则偏低。 脱氧剂：根据钢中氧含量、品种要求及工艺需要选择不同的合 金或包芯线等作为脱氧剂 合金加入量计算 合金按钢种中限配加，计算公式为: 合金加入量 = 钢水量Kg 例如ER70S-6的锰含量中限为1.5%，转炉残锰 为0.05%吨钢高硅硅锰的加入量为： （1.5%-0.05%）/（55%98%）1000=26.7kg 气体 氧气：根据所需氧化元素含量、氧气利用率 等确定氧气用量。 氮气：主要用途为溅渣护炉、氮封、转炉底 吹、脱硫颗粒镁的载体。需要根据设备、工 艺要求等确定氮气用量。 氩气：主要用途包括转炉底吹、钢包吹氩（ 转炉出钢过程、吹氩站、精炼过程及软吹氩 ）