炼钢基本原理概述

1、炼钢基本原理概述宝武人才开发院技师培训中心p 瑞典人罗伯特瑞典人罗伯特杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。，并获得了成功。19521952年年奥地利的林茨城奥地利的林茨城(Linz)(Linz)和多纳维和多纳维兹城兹城(Donawitz)(Donawitz)先后建成了先后建成了3030吨的氧气顶吹转炉车间并投吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为入生产，所以此法也称为LDLD法法。p 美国称为美国称为BOFBOF法法（Basic Oxygen FurnaceBasic Oxygen Furnace）或）或BOPBOP法法。 LD/ B

2、OF/ BOP自供热转炉的发展演变过程自供热转炉的发展演变过程 p请看flashflash炼钢炉渣n 炉渣是炼钢过程的必然产物。炉渣的来源有：p金属炉料中各元素氧化所形成的氧化物；p废钢带入的泥沙和铁锈等；p氧化剂或冷却剂(铁矿石、烧结矿等)带入的脉石；p被侵蚀的炉衬耐火材料以及加入的各种造渣材料(石灰或石灰石、铁矾土、萤石、废火砖块等)。n炉渣是可分为碱性渣与酸性渣、氧化渣与还原渣等。炉渣的作用有：p 熔炼过程中炉渣和钢液直接接触，参与共间的物理化学反应和传热过程。通过对炉渣成分及其性能、数量的调整，可以控制金属中各元素的氧化和还原过程，例如硅、锰、磷的氧化和还原，脱硫和脱氧等。炉渣还能吸收

3、钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液吸收气体 (氢和氮)。此外，不同的炉渣有不同的作用，如电弧炉炉渣可以起到稳定电弧的作用；浇注过程采用液体渣或固体渣保护，可改善钢锭质量。p 熔渣的碱度熔渣的碱度p 熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称之为熔渣碱度，常用符号之为熔渣碱度，常用符号R R表示。表示。p 熔渣碱度的大小直接对渣钢间的物理化学反应如脱磷、脱熔渣碱度的大小直接对渣钢间的物理化学反应如脱磷、脱硫、去气等产生影响。硫、去气等产生影响。 炉料中炉料中w wPP0.30%0.30%时时 0.30%w0.30%wPP0.60%0.60%

4、时时2SiOCaOwwR )(522OPSiOCaOwwwR熔渣的氧化性熔渣的氧化性 p 熔渣的氧化性也称熔渣的氧化能力，它是熔渣的一个重要熔渣的氧化性也称熔渣的氧化能力，它是熔渣的一个重要的化学性质。的化学性质。p 熔渣的氧化性是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液熔渣的氧化性是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。供氧的数量。p 在其他一定的情况下，熔渣的氧化性决定了脱磷、脱碳以及在其他一定的情况下，熔渣的氧化性决定了脱磷、脱碳以及夹杂物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有夹杂物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有(FeO)(FeO)和和(Fe(Fe2 2O O3 3) )才

5、能向钢中传氧，而才能向钢中传氧，而(Al(Al2 2O O3 3) )、(SiO(SiO2 2) )、(MgO)(MgO)、(CaO)(CaO)等不能传氧。等不能传氧。 转炉和电炉的炉渣成分和性质转炉和电炉的炉渣成分和性质 分子结构理论解释：由中性分子（caomgofeosio2al2o3.2feosio23caop2o5.）、分子间作用力较弱的液态熔融物质，其中的自由氧化物如cao能参加化学放应，而自由氧化物之间也存在动态平衡，如cao+sio2=caosio2,复杂氧化物不能参加化学反应。离子结构理论解释：由简单离子和复杂离子构成的（ca2+mn2+fe2+o2-sio44-.)，没有中性

6、分子，所以能够导电，而且阴阳离子均匀分布,熔渣和金属间进行的是电化学反应，通过电子传递进行。如s+2e=(s2-),(o2-)-2e=o炉渣的哪些性质对炼钢过程至关重要？p 熔化温度p 粘度p 表面张力p 炉渣碱度p 炉渣氧化性渣钢反应（）与pFeS+(CaO)=(CaS)+FeO pS+(O2-)=O+(S2-)pP+4(O)2-+5/2(Fe2+)=(PO43-)+5/2Fep2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO P2O5)+5FeOpSi+2O=(Sio2)pMn+2O=(MnO)脱硅：硅的氧化非常迅速，在吹炼前期所有的硅就已反应完毕并进入渣中。Si+2O=SiO2脱磷和脱硫：为

7、了得到低硫、磷含量的钢，磷硫去除需要严格控制炉渣形成结构和终渣成分。泡沫渣泡沫渣是物性适宜的熔渣在气源作用下的产物，气源分为外引气源和内生气源，外引气源产生多面体泡沫（干泡沫），内生气源产生球状泡沫（湿泡沫），发泡性能指标是泡沫化指数和泡沫寿命。l泡沫化指数定义为吹气发泡时单位气体表观速度导致的泡沫高度增量，其物理意义是气体穿过泡沫渣层的平均停留时间。l泡沫寿命描述撤去气源后，泡沫层降低单位高度的平均时间。l发泡幅度是炉渣物性的综合表现，粘度和表面张力都会影响炉渣发泡性能。 炉渣成分（p2o5caf2)、熔池温度高低对钢水粘度产生影响，适宜的粘度有利，8P（泊）时发泡辐度最大。 气泡直径小，受力小，在渣中停留时间长，发泡幅度大。气泡直径取决于表面张力，表面张力小，气泡合并长大速度小。氧气转炉内形