浅谈转炉炼钢原材料.doc

浅谈转炉炼钢原材料1转炉炼钢工艺操作过程按配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水并加入适量的造渣材料。加料后，把氧气氧枪从炉顶插入炉内。吹入氧气，使它直接更高温的铁水发生反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气中的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。 氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外，炼钢时，生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，可加工成磷肥，等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。2铁水的要求及影响2.1铁水化学成分要求 (1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高，会增加转炉热源，能提高废钢比。有关资料表明，铁水中硅含量每增加0.1，废钢比可提高约1.3。铁水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属的收得率降低。Si含量高使渣中SiO2含量过高，也会加剧对炉衬的冲蚀，并影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。通常铁水Si=0.300.60为宜。大中型转炉用铁水硅含量可以偏下限，而对于热量不富余的小型转炉用铁水硅含量可偏上限。转炉吹炼高硅铁水可采用双渣操作。(2)锰（Mn)。铁水锰含量高对冶炼有利，在吹炼初期形成氧化锰，能加速石灰的溶解，促进初期渣及早形成，改善熔渣流动性，利于脱硫和提高炉衬寿命。铁水锰含量高.终点钢中余锰高，可以减少锰铁加入量，利于提高钢水纯净度等。转炉用铁水对锰和硅比值的要求为0.81.0，目前使用较多的为低锰铁水。 (3)磷(P)。磷是高发热元素，对大多数钢种是要去除的有害元素。因此，要求铁水磷含量越低越好，一般要求铁水p0.20哼铁水中磷含量越低，转炉工艺操作越简化，并有利于提高各项技术经济指标。铁水磷含量高时，可采用双渣或双渣留渣操作，现代炼钢采用炉外铁水脱磷处理，或转炉内预脱磷工艺，以满足低磷纯净钢的生产需要。(4)硫(S)。除了含硫易切削钢以外，绝大多数钢种硫也是要去除的有害元素。氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有3040。我国炼钢技术规范要求入炉铁水S0.05。冶炼优质低硫钢的铁水硫含量则要求更低，纯净钢甚至要求铁水S0.005。因此，必须进行铁水预处理降低入炉铁水硫含量。(5)碳(C)。铁水中C=3.54.5，碳是转炉炼钢的主要反热元素。2.2铁水温度和带渣量要求（1）铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占炉热收入的50%。铁水温度高有利于稳定操作和转炉的自动控制。铁水的温度过低，影响元素氧化过程和熔池的温升速度，不利于成渣和去除杂质，容易发生喷溅。因此，我国炼钢规定入炉铁水温度应大子1250，并且要相对稳定。通常，高炉的出铁温度在13501450，由于铁水在运输待装过程中散失热量，所以最好采用混铁车或混铁炉的方式供应铁水，在运输过程应加覆盖剂保温，以减少铁水降温。（2）铁水带来的高炉渣中SiO2、S等含量较高，若随铁水进入转炉会导致石灰消耗量增多，渣量增大，容易造成喷溅，增加金属消耗，影响磷、硫的去除，并损坏炉衬等。因此，要求入炉铁水带渣量比不超过0.50。铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前应尽进行扒渣。2.3铁水对冶炼影响（1）铁水温度的影响。铁水是炼钢的主要原材料，一般占装入量的70100。铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。 (2)铁水成分的影响。铁水中元素氧化后释放出来的化学热占整个收入的百分之四十四点六十三，是主要的热量来源。如果铁水中磷硫含量高，在正常的渣量，碱度，流动性和氧化性的情况下，得到的钢水中的磷硫含量亦为较高，势必会降低钢的质量。 3废钢对冶炼的影响3.1废钢的要求 (1)废钢的外形尺寸和块度应保证能从炉口顺利加入转炉。废钢单重不能过重，以便减轻对炉衬的冲击，同时在吹炼期必须全部熔化。轻型废钢和重型废钢合理搭配。废钢的长度应小于转炉口直径的1/2，废钢的块度一般不应超过300kg，国标要求废钢长度不大于1000mm，最大单件重量不大于800kg。(2)废钢中不得混有铁合金。严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。废钢的硫、磷含量均不得大于0.050。废钢中残余元素含量应符合以下要求：Ni0.30、Cr0.30、Cu0.30、As0.80。除锰、硅外，其他合金元素残余含量的总和不超过0.60。(3)废钢应清洁干燥，不得混有泥砂、水泥、耐火材料、油物、珐琅等，不能带水。(4)废钢中不能夹带放射性废物，严禁混有医疗临床废物。(5)废钢中禁止混有其浸出液中pH值大于等于12.5或小于等于2.0的危险废物。进口废钢容器、管道及其碎片必须向检验机构申报曾经盛装或输送过的化学物质的主要成分以及放射性检验证明书，经检验合格后方能使用。(6)不同性质的废钢分类存放，以免混杂，如低硫废钢、超低硫废钢、普通类废钢等。另外，应根据废钢外形尺寸将废钢分为轻料型废钢、统料型废钢、小型废钢、中型废钢、重型废钢等。非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起，不得混有合金废钢和生铁。合金废钢要单独存放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费。3.2废钢质量对冶炼的影响（1）废钢外观质量的影响。外观质量要求洁净，否则增加冶炼的难度，增加熔剂，降低钢的质量。 （2）废钢块度对对冶炼的影响。入炉的废钢块度要适宜。如果废钢太重太大，可能会导致入炉困难，入炉后对炉衬的冲击力太大而影响炉衬的寿命。个别大块废钢太清太小也不好，其体积必然增大，入炉后会在炉内堆积，可能造成送氧点火的困难。4辅原料4.1石灰（1）石灰是炼钢主要造渣材料，具有脱P，脱S能力，用量也最多。其质量好坏对吹炼工艺，产品质量和炉衬寿命等有着重要影响。因此，要求石灰氧化钙含量要高，SiO2含量和S含量要低，石灰的生过烧率要低，活性度要高，并且要有适当的块度，此外，石灰还应保证清洁、干燥和新鲜。（2）SiO2会降低石灰中有效氧化钙含量，降低氧化钙的有效脱硫能力。石灰中杂质越多越降低它的使用效率，增加渣量，恶化转炉技术经济指标。石灰的生烧率过高，说明石灰没有烧透，加入熔池后必然继续完成焙烧过程，这样势必吸收熔池热量，延长成渣时间；若过烧率高，说明石灰死烧，气孔率低，成渣速度也很慢。（3）石灰的渣化速度是转炉炼钢过程成渣速度的关键，所以对炼钢用石灰的活性度也要提出要求。石灰的活性度(水活性)是石灰反应能力的标志，也是衡量石灰质量的重要参数。此外，石灰极易水化潮解，生成Ca(OH)2，要尽量使用新焙烧的石灰。同时对石灰的贮存时间应加以限制，一般不得超过2天。块度过大，熔解慢，影响成渣速度，过小的石灰颗粒易被炉气带走，造成浪费。一般以块度为550mm或530mm为宜，大于上限、小于下限的比例各不大于10。贮存和运输时必须防雨防潮。4.2萤石萤石是助熔剂，其主要成分是CaF2。纯CaF2的熔点为1418，萤石中还含有SiO2和S等成分，因此熔点在930左右；加入炉内后使氧化钙和石灰高熔点的2CaO?Si02外壳的熔点降低，生成低熔点化合物3，也可以与氧化镁生成低熔点化合物(1350)，从而改善炉渣的流动性。萤石助熔作用快、时间短。但过多使用萤石会形成严重的泡沫渣，导致喷溅，同时也加剧对炉衬的侵蚀，并污染环境。因此应严格控制吨钢萤石加入量。转炉用萤石CaF285，SiO25.0，S0.10，P0.06，块度在550，并要干燥、清洁。近年来，由于萤石供应不足，各钢厂从环保的角度考虑，试用多种萤石代用品，均为以氧化锰或氧化铁为主的助熔剂，如铁锰矿石、氧化铁皮、转炉烟尘、铁矾土等。4.3铁合金 (1)铁合金块度应合适，为1050mm；精炼用合金块度为1030mm，成分和数量要准确。(2)在保证钢质量的前提下，选用价格便宜的铁合金，以降低钢的成本。(3)铁合金应保持干燥、干净。(4)铁合金成分应符合技术标准规定，以避免炼钢操作失误。如硅铁中的铝、钙含量，沸腾钢脱氧用锰铁的硅含