冶-金-工-程-概-论-第章-氧气转炉炼钢设备

第七章氧气转炉炼钢7.1转炉炼钢原料金属料：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。对铁水要求主要有：成分要求、温度要求1）成分要求硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加，一般0.4-0.8%。锰(Mn)：是发热元素，有利元素，一般0.2-0.4%。磷(P)：是高发热元素，一般为有害元素，不加限制，尽量低且稳定。硫(S)：一般为有害元素，[%S]<0.05。2）温度。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,如Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Cr等。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。活性石灰：把具有高反应能力、体积密度小、气孔率高、比表面积大、晶粒细小的优质石灰称为活性石灰有效熔剂性：熔剂含有的碱性氧化物扣除其自身酸性氧化物造渣所需的碱性氧化物后剩余的碱性氧化物质量分数。②萤石（主要成分：CaF2，含有SiO2、Al2O3杂质）作用：化渣。原理：1）萤石与CaO作用形成1635K的共晶体，直接促进石灰熔化；2）能显著降低2CaO·SiO2的熔点(生成3CaO·CaF2·2SiO2，熔点1362℃)；3）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)经焙烧可得轻烧白云石（CaO·MgO），白云石的作用如下：

采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣，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。7.2转炉设备

转炉炼钢：转炉、转炉倾动机构、供料系统、供氧系统、烟气净化与回收系统、钢包及钢包回转台、渣罐及台车

钢包及钢包台车：钢包用于盛装钢水；钢包台车将钢水运送到不同的加工、处理地点。渣罐及台车：渣罐用于盛装热炉渣；钢渣台车将热炉渣运送到不同的加工、处理地点。7.2.1转炉炉体及转炉倾动系统⑴转炉炉体包括：炉壳、托圈、耳轴和耳轴轴承座。②托圈作用：是支撑炉体，传递倾动力矩。大、中型转炉托圈，一般用钢板焊成式结构，可通水冷却。托圈与耳轴连成整体，转炉则坐落在托圈上。水冷托圈系统简图①炉壳：由锥形炉帽、圆筒形炉身及球形炉底三部分组成。各部分用钢板成型后再焊接成整体。转炉托圈简简图③耳轴支撑托圈和和炉体的载载荷，传动动扭矩使转转炉旋转，，耳轴要求求很高的强强度和刚度度。耳轴和托圈圈用法兰盘盘、螺栓或或焊接等方方式连接成成整体。⑵倾动机构作用：是倾动炉体体，以满足足兑铁水、、加废钢、、取样、出出钢和倒渣渣等操作的的要求要求：①在整个个生产过程程中，满足足工艺要求求。如以一一定的转速速连续回转转360°，可以停留留在任何位位置，能与与氧枪等有有一定连锁锁要求；②安全可可靠的运转转。即使某某一部分发发生事故，，倾动机械械也可继续续工作，维维持到一炉炉钢结束；；③适应高高温、动载载荷、扭振振的作用，，具有较长长的寿命。。倾动机构通通常有以下下几种类型型：①落地式式；②半悬挂挂式：部分分中型转炉炉采用；③全悬挂挂式：我国国大部分大大中型转炉炉都采用此此种类型。。转炉半悬挂挂式倾动机机构300t转炉全悬挂挂装置金属炉壳内内砌筑的耐耐火材料即即为炉衬。转炉炉衬：：由工作层、、填充层和和永久层组组成。⑶转炉炉衬①工作层：材质采用镁镁碳砖，其其具有良好好的耐火度度、高温强强度、耐蚀蚀性和抗热热震性。工工作层厚度度为350～800mm。②填充层层：工作层和永永久层之间间，由镁砂砂和焦油捣捣打成，厚厚度在80～150mm。③永久层层：保护炉壳，，在靠近炉炉壳内壁砌砌上一层或或多层标准准砖，修炉炉时一般不不拆除。一一般用标准准镁砖修砌砌，其厚度度65～345mm，炉底永久久层要厚些些。转炉护炉技技术(溅渣护炉)炉衬寿命：：炉衬寿命影影响转炉的的工作时间间及生产成成本。炉龄龄是钢厂一一重要生产产技术指标标。炉衬损坏的的原因：①铁水、、废钢及炉炉渣等的机机械碰撞和和冲刷；②炉渣及及钢水的化化学侵蚀；；③炉衬自自身矿物组组成分解引引起的层裂裂；④急冷急急热等因素素。溅渣护炉是是维护炉衬衬的主要手手段；其基本原理理：利用高速氮氮气射流冲冲击熔池液液面，将MgO饱和的高碱碱度炉渣喷喷溅涂敷在在炉衬表面面，形成一一层具有一一定耐火度度的溅渣层层。工艺特点：：①操作简简便；②成本低低；③时间短短，一般只只需3～4min④溅渣均匀覆覆盖在整个个炉膛内壁壁上，基本本上不改变变炉膛形状状；⑤工人劳劳动强度低低，无环境境污染；⑥炉膛温温度较稳定定，炉衬砖砖无急冷急急热的变化化；⑦利于提提高钢产量量和平衡、、协调生产产组织。⑷转炉炉型及及设计参数数①转炉炉型：：指新砌砖的的转炉由耐耐火材料构构成的内部部形状尺寸寸，即为炉炉膛的几何何形状。②类型：：国内外转炉炉炉型主要要有筒球型型、锥球型型和截锥型型。我国推荐用用转炉炉型型是筒球型型和截锥型型，容量100t以下的转炉炉一般采用用截锥型活活炉底，容容量在150t以上的转炉炉一般采用用筒球型死死炉底。此此外，有些些炉子也用用锥球型和和大炉膛转转炉。转炉炉炉型目前前有从细高高向矮胖演演变的趋势势转炉常用炉炉型图a—筒球形；b—锥球形；c—截锥形300吨转炉炉型型图转炉主要尺尺寸⑸转炉炉容比比（V/T）概念：是指转炉转转炉内自由由容积V与金属装入入量T之比，m3/t。炉容比过大大，投资增增加；炉容容比过小，，会喷溅及及对炉衬的的冲刷加剧剧，使提高高供氧强度度受到限制制，不利于于提高生产产率。大型转炉的的炉容比一一般在0.9～1.05m3/t之间，而小小型转炉的的炉容比在在0.8m3/t左右。⑹转炉高径比比（H/D）概念：是指转炉腔腔内的自由由空间的高高度(单位m)与熔池直径径(单位m)之比。高径比一般般为0.8-1.8；作用：1）决定转炉炉氧枪的吹吹炼强度，，冶炼时间间等；2）同时影响响溅渣的好好坏；3）决定氧枪枪喷头的设设计参数，，如喷头的的射流角等等。7.2.2转炉供料设设备供料设备包包括：铁水、废钢钢、铁合金金和散状材材料(熔剂)供料设备等等⑴铁水供应设设备主要有三种种：①高炉—铁水罐车—混铁炉—铁水罐—称量—转炉。②高炉—混铁车—铁水罐—称量—转炉。③高炉—铁水罐车—铁水罐—称量—转炉。混铁炉：是铁水的中中间贮存设设备，以协协调高炉与与转炉之间间铁水供求求的不一致致性，保证证供应及时时。同时还还有均匀不不同高炉和和不同时间间的铁水。。混铁车：兼有运送和和贮存铁水水两种作用用，实质上上是列车式式的小型混混铁炉⑵废钢装入设设备①用桥式式吊车吊挂挂废钢槽向向转炉倒入入：②用落地地式加料机机：⑶铁合金供料料设备组成：由贮存、运运送、称量量和向钢包包加料等用途：铁合金用于于钢水的脱脱氧和合金金化类型：锰铁、硅铁铁、硅锰铁铁和铝等。。高位料仓铁铁合金供应应方式平台式料仓仓铁合金供供应方式⑷散装材料设设备(熔剂)主要指：炼钢过程中中加入的造造渣材料和和冷却剂等等；种类：石灰、轻烧烧白云石和和生白云石石、萤石、矿石和氧化化铁皮等；；作用：用于炼钢的的造渣、保保护炉衬和和冷却钢水水；散装材料供供应系统一一般由：贮存、运送送、称量和和向转炉加加料等几个个环节组成成。通过皮皮带运输机机运送到转转炉的高位位料仓，称称量后加入入到转炉。。7.2.3转炉供氧设设备氧气顶吹转转炉炼钢主主体设备及及氧枪供氧系统由由：制氧机、加加压机、中中间储气箱箱、输氧管管、控制闸闸阀、测量量仪表及喷喷枪等主要要设备组成成。氧枪又名喷枪或或吹氧管，，担负着向向熔池吹氧氧的任务。。采用循环水水冷却的套套管结构；；由喷头、、枪身及尾尾部结构所所组成。喷头：采用紫铜制制成，内通通高压水强强制冷却，，均为超音音速喷头。。喷头的类型型按结构形形状，可分分为拉瓦尔尔型、直简简型、螺旋旋型等；按按喷孔数目目，可分为为单孔、三三孔和多孔孔喷头。拉瓦尔喷头头是：收缩—扩张型喷头头，截面最最小处为喉喉口工作原理是是：高压低速的的气流经收收缩段时，，气流的压压力能转化化为动能，，使气流获获得加速度度，当气流流到达喉口口截面时，，气流速度度达到音速速。在扩张张段内，气气流的压力力能除部分分消耗在气气体的膨胀胀上外，其其余部分继继续转化为为动能，使使气流速度度继续增加加。在喷头头出口处，，当气流压压力降到与与外界压力力相等时，，即获得了了远大于音音速的气流流速度。最常用的为为三孔拉瓦瓦尔喷头7.2.4转炉烟气净净化与回收收设备通常将炉内内原生的气气体称为炉气，炉气出炉炉口后则称称为烟气炉气成分：：主要CO和CO2，此外，还还含有大量量的铁和其其它氧化物物粉尘。在在进入烟罩罩与净化系系统时，或或多或少地地吸入部分分空气使CO燃烧，炉气气成分等均均发生变化化。⑴转炉烟气的的特点：温度高(1450～1800℃,平均1500℃)、气量多、、含尘量大大，气体具具有毒性和和爆炸性，，直接排放放有很大的的危害，必必须净化、、回收。⑵氧气顶吹转转炉烟气的的处理处理般过程程包括三部部分：①对含有有大量CO的高温炉气气的处理；；②然后对对出炉口后后的烟气进进行收集和和冷却；③将冷却却后的烟气气进行净化化。氧气顶吹转转炉烟气的的净化处理理方式主要要分两大类类：①燃烧法法：原理：即在炉气离离开炉口进进入烟罩时时，使其与与大量空气气混合，使炉炉气中的CO全部燃烧。。采用较大大的空气过过剩系数。。利用过剩剩的空气和和水冷烟道道对烟气冷冷却，然后后进入文氏氏管湿法净净化系统进进一步冷却却，最后排排入大气。。特点：这种方法不不能回收煤煤气和余热热。炉气的的化学热和和物理热全全部浪费掉掉了，而且且由于吸入入空气量大大，进入净净化系统的的烟气量大大大增加，，使设备占占地面积大大，投资和和生产费用用比未燃法法高。但因因不回收煤煤气，烟罩罩结构和净净化系统的的操作、控控制较简单单。②未燃法原理：是在炉气气离开炉炉口进入入烟罩时时，控制制炉口压压力或用用氮气密密封，只只使吸入入少量空空气与炉炉气混合合，仅令令其中10～20％的CO燃烧。出口后后的烟气仍含含有50～70％的CO，经汽化冷却却后被冷却到到1000℃左右，然后进进入文氏管湿湿法净化系统统，进一步冷冷却和净化。。净化后称为为转炉煤气，，经加压后使使用。特点：此法由于烟气气中CO含量高，需注注意防爆防毒毒，要求整个个除尘系统必必须严密，其其控制水平也也较高。但由由于其废气量量小，整个冷冷却、除尘系系统设备较小小，又可回收收大量煤气及及部分热量，，故近年来国国内外多采用用此法。300吨氧气转炉煤煤气回收法(OG法)的工艺流程。。课后思考题转炉炼钢原料料有哪些？何为石灰有效效熔剂性？何为活性石灰灰？转炉炉衬包括括那几层？转炉内形包括括哪些类型？？何为转炉炉容容比？何为转炉高径径比？何为溅渣护炉炉，有何作用用？谢谢各位，下下次课继续探探讨！9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。20:32:1220:32:1220:3212/28/20228:32:12PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2220:32:1220:32Dec-2228-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。20:32:1220:32:1220:32Wednesday,December28,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2220:32:1220:32:12December28,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。28十十二月20228:32:12下午午20:32:1212月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月228:32下下午12月-2220:32December28,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2820:32:1220:32:1228December202217、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。8:32:12下下午8:32下下午午20:32:1212月月-229、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。20:32:1220:32:1220:3212/28/20228:32:12PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2220:32:1220:32Dec-2228-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。20:32:1320:32:1320:32Wednesday,December28,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2220:32:1320:32:13December28,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。28十十二二月20228:32:13下下午20:32:1312月月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荆荆门门九九派派通通。。。。。十二二月月228:32下下午午12月月-2220:32December28,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/2820:32:1320:32:1328December202217、空山新雨后后，天气晚来来秋。。8:32:13下午8:32下下午20:32:1312月-229、杨柳柳散