GOR转炉炼钢PPT学习教案

1、会计学1GOR转炉炼钢转炉炼钢转炉炼钢的特点及发展趋势转炉炼钢的特点及发展趋势转炉冶炼五大制度转炉冶炼五大制度炼钢原料炼钢原料转炉炼钢原理、工艺流程及设备转炉炼钢原理、工艺流程及设备目录第1页/共48页第2页/共48页第3页/共48页2）锰（锰（Mn） 锰是发热元素锰是发热元素，铁水中，铁水中Mn氧化后形成的氧化后形成的MnO能有效能有效促进石灰溶解促进石灰溶解，加快成加快成渣渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。 同时铁水含同时铁水含MnMn高，终点钢中余锰高，从而可以减少合金化时所需的锰铁合金，有利提高钢水纯净度。高，终点钢中余锰高，从而可以减少合金化时所需的锰铁合

2、金，有利提高钢水纯净度。 转炉用铁水对锰与硅比值要求为转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.00.8-1.0，目前使用较多的为低锰铁水，锰的含量为目前使用较多的为低锰铁水，锰的含量为0.20%-0.80%0.20%-0.80%第4页/共48页第5页/共48页第6页/共48页第7页/共48页第8页/共48页放，放，以免造成冶炼困难以免造成冶炼困难，产生产生熔炼废品或造成贵重合金元素熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费的浪费。第9页/共48页第10页/共48页第11页/共48页（3 3）白云石）白云石 白云石的主要成分白云石的主要成分CaCO3.MgCO3CaCO3.MgCO3。经焙烧可成为。经焙烧

3、可成为轻烧白云石，其主要成分为轻烧白云石，其主要成分为CaO.MgOCaO.MgO。 转炉采用转炉采用生白云石或轻烧白云石生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造代替部分石灰造渣。可减轻炉渣对炉衬的侵蚀，渣。可减轻炉渣对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命提高炉衬寿命具有具有明显效果明显效果第12页/共48页第13页/共48页第14页/共48页第15页/共48页二、二、GOR转炉冶炼五大制度转炉冶炼五大制度1. 装料制度装料制度2. 供氧制度供氧制度3. 造渣制度造渣制度4. 温度制度温度制度5. 终点控制及合金化制度终点控制及合金化制度第16页/共48页(1)(1)、装料次序、装料次序 对使用废钢的转炉，一般

4、先装废钢后装铁水。先加洁净的轻废钢对使用废钢的转炉，一般先装废钢后装铁水。先加洁净的轻废钢，再加入中型和重型废钢，以保护炉衬不被大块废钢撞伤，而，再加入中型和重型废钢，以保护炉衬不被大块废钢撞伤，而且过重的废钢最好在兑铁水后装入。且过重的废钢最好在兑铁水后装入。 为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后，应立即兑入铁水。为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后，应立即兑入铁水。（2 2）装入量）装入量 装入量指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量，它是决装入量指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量，它是决定转炉产量、炉龄及其他技术经济指标的主要因素定转炉产量、炉龄及其他技术经济指标的主要因素之一。装入量中铁水和废钢配比是

5、根据热平衡计算之一。装入量中铁水和废钢配比是根据热平衡计算确定。通常，铁水配比为确定。通常，铁水配比为70%-90%.70%-90%.1.1.装料制度装料制度第17页/共48页第18页/共48页第19页/共48页4 4.温度制度温度制度 在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度主要是指炼钢过程温度温度。温度制度主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制。控制和终点温度控制。第20页/共48页1、 终点终点 熔池中熔池中金属的成分和温度达到所炼钢种要求金属的成分和温度达到所炼钢种要求时，时，称为终点。称为终点。2 、终点的条件、终点的条件吹炼到达终点的具体条

6、件是吹炼到达终点的具体条件是：钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；钢中钢中S、P低于规定下限要求一定范围；低于规定下限要求一定范围；出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；达到钢种要求控制的氧含量。达到钢种要求控制的氧含量。3、终点控制、终点控制终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。终点控制主终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。终点控制主要是指要是指终点温度和成分终点温度和成分的控制。的控制。 5. 5.终点控制终点控制 第21页/共48页脱氧：向钢液加入某些脱氧：向钢液加入某些脱氧元素脱氧元素，脱除其中多余氧的操作。，脱除其中多余氧的操作

7、。合金化：加入一种或几种合金化：加入一种或几种合金元素合金元素，使其在钢中的含量达到钢种规格，使其在钢中的含量达到钢种规格要求的操作。要求的操作。区别：合金元素的价格通常较高，希望尽量少氧化；脱氧元素则比较区别：合金元素的价格通常较高，希望尽量少氧化；脱氧元素则比较便宜，先加入，让其充分脱氧以免后加入的合金元素氧化。便宜，先加入，让其充分脱氧以免后加入的合金元素氧化。联系：二者都是向钢液加入铁合金，同时加入钢液的脱氧剂必然会有联系：二者都是向钢液加入铁合金，同时加入钢液的脱氧剂必然会有部分溶于钢液而起合金化的作用，如使用部分溶于钢液而起合金化的作用，如使用Fe-SiFe-Si、Fe-MnFe-

8、Mn脱氧的同时调整脱氧的同时调整钢液的硅锰含量；加入钢液的合金元素，因其与氧的亲和力大于铁也势钢液的硅锰含量；加入钢液的合金元素，因其与氧的亲和力大于铁也势必有一部分被氧化而起脱氧作用。必有一部分被氧化而起脱氧作用。转炉的脱氧与合金化的操作常常是同转炉的脱氧与合金化的操作常常是同时进行的。时进行的。脱氧及合金化脱氧及合金化第22页/共48页三、顶吹三、顶吹转炉炼钢原理、工艺流程及设备转炉炼钢原理、工艺流程及设备1 1、原理：、原理： 转炉炼钢法转炉炼钢法同其同其他炼钢法主要区别在他炼钢法主要区别在于于不借助外加能源不借助外加能源，仅靠吹入熔池的空气仅靠吹入熔池的空气或氧气与生铁水中各或氧气与生

9、铁水中各种元素的种元素的放热氧化反放热氧化反应应完成脱碳和脱除杂完成脱碳和脱除杂质的任务，并将钢液质的任务，并将钢液加热到出钢（加热到出钢（16001600或更高）温度。或更高）温度。第23页/共48页2、氧气顶吹转炉工艺流程、氧气顶吹转炉工艺流程归纳为：归纳为：“四脱四脱”（碳、（碳、氧、磷和硫）氧、磷和硫）“二去二去”（去（去气和去夹杂）气和去夹杂）“二调整二调整”（成分和温度）（成分和温度）采用的主要采用的主要技技术手段术手段为：供为：供氧，造渣，升氧，造渣，升温，加脱氧剂温，加脱氧剂和合金化操作。和合金化操作。 第24页/共48页l上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备上炉出钢、倒渣，检查

10、炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；等并进行必要的修补和修理；l倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；垂直位置）；l降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；后喷出暗红的火焰；35min后硅锰氧接后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）声减弱）l35min后加入第二批渣料继续吹炼后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行

11、钢中碳逐渐降低，约（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；后火焰微弱，停吹）；l倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；出钢；l出钢，同时（将计算好的合金加入钢包出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。中）进行脱氧合金化。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程第25页/共48页u氧化氧化 当空气或氧气吹入铁水时，生铁中易氧化元素就开始氧化当空气或氧气吹入铁水时，生铁中易氧化元素就开始氧化, ,产生的氧化物和加入的石灰形成炉渣。各项元素按其与氧结合能力的顺序依次氧化。首先氧化的是硅、锰和少量的铁。开始时因温度低

12、产生的氧化物和加入的石灰形成炉渣。各项元素按其与氧结合能力的顺序依次氧化。首先氧化的是硅、锰和少量的铁。开始时因温度低(1200(12001300)1300)，而且石灰溶解很慢，组成低氧化钙的铁，而且石灰溶解很慢，组成低氧化钙的铁- -锰锰- -硅酸渣。随着温度升高，碳开始激烈地进行氧化。随石灰逐渐溶解，炉渣转变为硅酸钙渣或磷酸钙渣硅酸渣。随着温度升高，碳开始激烈地进行氧化。随石灰逐渐溶解，炉渣转变为硅酸钙渣或磷酸钙渣, ,磷和硫亦被脱除磷和硫亦被脱除, ,熔池铁液中各种元素氧化的先后顺序为熔池铁液中各种元素氧化的先后顺序为硅、钒、锰、铬硅、钒、锰、铬。碳随着温度的提高而分别先于有关元素。碳随

13、着温度的提高而分别先于有关元素。u脱氧脱氧 转炉吹炼终了时，钢液中存在着少量过剩的溶解氧，一般为转炉吹炼终了时，钢液中存在着少量过剩的溶解氧，一般为0.010.010.080.08。其含量主要取决于终点钢水的碳含量。但在固体钢中氧的溶解度很低。其含量主要取决于终点钢水的碳含量。但在固体钢中氧的溶解度很低, ,仅为仅为0.0020.0020.0030.003, ,因此在浇铸后的钢水凝固过程中，氧便以因此在浇铸后的钢水凝固过程中，氧便以FeOFeO形式析出形式析出, ,影响钢的质量。所以影响钢的质量。所以, ,要炼成合格的钢要炼成合格的钢, ,就必须脱氧。就必须脱氧。脱氧脱氧是将与氧亲和力较大的元

14、素及其合金作为脱氧剂加入钢液中，利用脱氧产物不溶于钢液而析出上浮脱离钢液的原理是将与氧亲和力较大的元素及其合金作为脱氧剂加入钢液中，利用脱氧产物不溶于钢液而析出上浮脱离钢液的原理, ,使钢中的含氧量降到规定限度之下。在生产中常用的脱氧元素锰、硅、铝使钢中的含氧量降到规定限度之下。在生产中常用的脱氧元素锰、硅、铝, ,它们的脱氧能力依次递增。为提高脱氧效率它们的脱氧能力依次递增。为提高脱氧效率, ,使脱氧产物易于形成大颗粒排出，脱氧剂的加入一般应采用由弱到强的顺序，即先加锰铁，再加硅铁，最后加铝（或铝铁）。使脱氧产物易于形成大颗粒排出，脱氧剂的加入一般应采用由弱到强的顺序，即先加锰铁，再加硅铁，

15、最后加铝（或铝铁）。第26页/共48页3、转炉炼钢主要工艺设备简介、转炉炼钢主要工艺设备简介（1 1）转炉转炉 炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。（2 2）钢包精炼炉钢包精炼炉 用电弧炉熔化炉料，然后将钢液倾入钢包精炼炉中，用氩气进行用电弧炉熔化炉料，然后将钢液倾入钢包精炼炉中，用氩气进行吹炼，能有效地清除钢

16、液中的气体和夹杂物，提高钢液的质量。在钢包吹炼，能有效地清除钢液中的气体和夹杂物，提高钢液的质量。在钢包精炼炉基础上发展起来的精炼炉基础上发展起来的氩氧脱碳（氩氧脱碳（AOD）法）法和和真空氩氧脱碳（真空氩氧脱碳（VOD）法法是冶炼高纯净度钢液，特别是低碳的高纯净度钢液的先进方法，特别是冶炼高纯净度钢液，特别是低碳的高纯净度钢液的先进方法，特别适用于生产高强度钢、超高强度钢等钢种。适用于生产高强度钢、超高强度钢等钢种。 第27页/共48页第28页/共48页AOD精炼炉精炼炉:AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据

17、容量有炉型根据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。VOD精炼炉精炼炉:VOD即真空氩氧脱碳精炼炉是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外即真空氩氧脱碳精炼炉是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。氧脱碳、脱硫、

18、脱气、温度调整、化学元素调整。 有三个阶段：有三个阶段：1.1.吹氧吹氧阶段阶段 2.2.吹氩吹氩- -氧混合气体氧混合气体阶段阶段 3.3.吹氩吹氩阶段阶段第29页/共48页LF精炼炉精炼炉: LF（ladle furnace)直直流钢包炉是具有加热流钢包炉是具有加热和搅拌功能的钢包精和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过炼炉。加热一般通过电极加热，搅拌是通电极加热，搅拌是通过底部透气砖进行的。过底部透气砖进行的。第30页/共48页（3 3）氧枪氧枪 氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头喷头、枪身枪身和和尾部结构尾部结构组成。组成。第31页/共48页喷头喷头 是

19、用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比p p出出/p/p0 00.5280.528时形成超音速射流。时形成超音速射流。拉瓦尔型喷头示意图拉瓦尔型喷头示意图枪身枪身 为为3 3根根( (双流氧枪为双流氧枪为4 4根根) )同心的无缝钢管，下端连接

20、喷头，上头端和枪尾相连。同心的无缝钢管，下端连接喷头，上头端和枪尾相连。枪尾枪尾 包括供氧、进水和排水支管及连接法兰和密封胶圈，通过枪尾和车间的氧气管网和高压水管网相连接。包括供氧、进水和排水支管及连接法兰和密封胶圈，通过枪尾和车间的氧气管网和高压水管网相连接。第32页/共48页倾炉系统：变频调速倾炉系统：变频调速( (变频器变频器+ +电机电机+ +减速机减速机+ +大齿轮大齿轮) ) 倾炉机构倾炉机构：倾炉机构由轨道、倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。撑机构和支座等组成。（4）转炉倾炉系统）转炉倾炉系统第33页/共48页四、顶吹转炉和四

21、、顶吹转炉和GORGOR转炉炼钢的特点及发展趋势转炉炼钢的特点及发展趋势第34页/共48页各种精炼炉的炼钢效率各种精炼炉的炼钢效率1- 碱性转炉炼钢法，碱性转炉炼钢法，2- 纯氧顶吹转炉炼钢法；纯氧顶吹转炉炼钢法；3- 氧气侧吹转炉炼钢法，氧气侧吹转炉炼钢法，4- 平炉（氧气使用量平炉（氧气使用量1040Nm3t），）， 5- 电炉，电炉，6- 平炉平炉 与平炉、电炉与平炉、电炉炼钢法相比，转炉炼钢法相比，转炉炼钢法具有炼钢法具有生产率生产率高高等特点。等特点。 顶吹氧气转炉顶吹氧气转炉炼钢法的小时产钢炼钢法的小时产钢量为平炉炼钢法的量为平炉炼钢法的68倍，是效率极倍，是效率极高的炼钢方法。高

22、的炼钢方法。 第35页/共48页 纯氧顶吹转炉纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。如首都钢厂采用这种方法成普通低碳钢。如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。由于用纯氧吹功地试炼了一百多种钢材。由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。低碳钢板，轴承钢低碳钢板，轴承钢第36页/共48页转炉炼钢示意图第37页/共48页 基建投资和生产费用低基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基建纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的投资相当于同样生产量的平炉车间的6070，生产费用也低于平炉。生产费用也低于平炉。铁水预处理铁水

23、预处理转炉吹炼转炉吹炼炉外精炼炉外精炼连铸连铸与连铸匹与连铸匹配：配：宝钢远景宝钢远景第38页/共48页各种炼钢法和气体含量各种炼钢法和气体含量 项目项目炼钢炉炼钢炉H，ppmN，ppmpH2pH2O大气压大气压PCO大气压大气压PN2大气压大气压O%碱性平炉碱性平炉3 . 0 7 . 0 (b)3060 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.650.040.07碱性电炉碱性电炉（氧化期）（氧化期）3 . 0 7 . 0 (b)3080 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.800.040.07酸性平炉酸性平炉3.06.02560 0.15 ，吹空气，吹空气 0.700.030.05碱性电炉碱性电炉（还原期）（还原期）c3.10.0 36(a) 61060150 0.04 0.60PCO2 0.02PN2；平衡；平衡0.0040.01氧气顶吹转炉氧气顶吹转炉1.03.01020 0.0 1000.040.06注：注： （a）普通法，）普通法， （b）矿石法）矿石法第39页/共48页第40页/共48页第41页/共48页第42页/共48页 已由单纯用转炉冶已由单纯用转炉冶炼发展炼发展:铁水预处理铁水预处理转炉吹炼