转炉炼钢工艺技术培训(PPT 36页).ppt

1、转炉炼钢工艺,朱 荣,炼钢工艺部分授课内容,转炉炼钢工艺；(4) 铁水预处理工艺；(2) 电炉炼钢工艺；(4) 钢水炉外精炼处理工艺。(4) 建筑是艺术之母，冶金是科学之父。 冶金工业是迁移不是灭亡。,氧气转炉的种类：,氧气顶吹转炉 氧气底吹转炉 氧气侧吹转炉 氧气顶底复合转炉,1、顶吹氧气转炉炼钢,特点 生产率高（冶炼时间在20分钟以内）； 质量好（*气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、 H除去）可以生产超纯净钢； 有害成份（S、P、N、H、O）80PPm； 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低； 原材料适应性强，高P、低P都可以； 设备少，平炉的2/3，比电炉多。,氧气射流及熔池搅

2、拌,氧枪吹炼参数决定转炉的冶炼过及冶炼结果； 氧枪的心藏是氧枪喷头； 有关氧枪及氧枪喷头设计，在单元设计中阐述 氧气射流属于气体动力学的范畴。,氧枪喷头的种类,直简型 收缩型 拉瓦尔型 多孔拉瓦尔型。,基本概念,枪位 操作氧压 氧气流量 射流穿透深度,氧气射流对熔池的物理作用,转炉实际上是一个黑箱，对炉内的运动状态是冷态实验的分析结果。 氧流作用下熔池的循环运动，动量传递，氧压或氧速越高，凹坑越深，搅拌加剧。,操作俗语,软吹：低压、高枪位，吹入的氧在渣层中，渣中FeO升高、有利于脱磷； 硬吹：高压低枪位(与软吹相反)，脱P不好，但脱C好，穿透能力强，脱C反应激烈 。,软吹与硬吹对熔池的影响,吹

3、炼过程熔池变化,吹炼过程炉渣及枪位,冶炼过程渣、钢成份变化,氧气射流对熔池的化学作用,直接氧化与间接氧化 直接氧化与间接氧化是针对除铁元素之外的元素氧化的（即所谓的杂质）。 直接氧化-氧气射流直接与杂质元素产生氧化反应； 间接氧化-氧气射流先与Fe反应生成后FeO ，FeO传氧给杂质元素。 是直接氧化还是间接氧化为主呢？ 是间接氧化为主，最主要一点是由于氧流是集中于作用区附近，而不是高度分散在熔池中。,顶吹转炉的操作过程,上炉出钢- 倒完炉渣(或加添加剂)- 补炉或溅渣- 堵出钢口-兑铁水-装废钢-下枪-加渣料（石灰、铁皮）- 点火- 熔池升温-脱P、Si 、Mn-降枪脱碳。 （看炉口的火，听

4、声音，看渣中稠不稠）看炉口的火，听声音。看火亮度-加第二批（渣料）-倒炉-取样测温。 技术水平高的炉长，一次命中率高。50%。（宝钢是付枪）根据分析取样结果-决定出钢（或补吹）-合金化。 不要补吹的就是通常说的一次命中。,冶炼技巧,钢液碳的判断方法 取样分析、磨样、看火花、付枪。 钢液磷的判断方法 取样分析、渣的颜色及气孔； 钢液温度判断方法 接触热电偶、看炉口火焰、看钢液颜色、读秒表。 钢液颜色：白亮、青色、浅兰、深兰、红色,顶吹氧气转炉吹炼过程的操作制度,装料制度 装料是指装铁水及废钢。装入量是由炉容比(V/T,m3/t)决定的。装入量过大，喷溅增加，冶炼时间延长。装入量小生产能力下降，通

5、常炉容比为0.7-1.05。 定量装入 优点：便于稳定操作，自动控制，适合大型转炉。一定的物料量。缺点：前期熔池深，后期熔池浅，氧枪不易控制。 定深装入 优点：主要是熔池深度不变，氧枪操作稳定 缺点：装入量变化，辅料也变。 分阶段定量装入 分阶段定量装入。 150炉，51200炉，200炉以上，枪位每天要校正。交接班看枪位。,废钢量的确定,转炉炼钢不需要外来热源； 热量来源于： 铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中Si增加0.1%，废钢比增大1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.40.6以

6、下。,供氧制度,氧气流量大小(Nm3/h)： 装入量，C、Mn、Si的含量，由物料平衡计算得到，50-65Nm3/h。 氧压(Mpa) 喷头的喉口及马赫数一定，P大，流量大,有一范围 0.81.1Mpa。 枪位，由冲击深度决定，1/3-1/2。 供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间，但太大，喷溅可能性增大，一般3.0-4.0。,氧枪操作方式,氧枪操作就是调节氧压和枪位。 氧枪的操作方式： 衡枪变压 ：压力控制不稳定，阀门控制不好； 恒压变枪：压力不变，枪位变化。,造渣制度,炼钢就是炼渣。通过造渣，控制脱P。 石灰的熔解： 开始吹氧时渣中主要是SiO，MnO，FeO,是酸性渣，加石灰后，

7、石灰溶解速度，可用下式表 JK（CaO+1.35MgO-1.09SiO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1） 2CaO*SiO2，难熔渣， FeO,MnO,MgO加速石灰熔化是因为：降低炉渣粘度，破坏了2CaO*SiO2的存在 。 加矿石，吹氧。,成渣途径,钙质成渣 低枪位操作，渣中FeO含量下降很快，碳接近终点时，渣中铁才回升。 适用于低磷铁水、对炉衬寿命有好处。 铁质成渣过程 高枪位操作，渣中FeO含量保持较高水平，碳接近终点时，渣中铁才下降。 适用于高磷铁水、对炉衬侵蚀严重；FeO高，炉渣泡沫化严重，易产生喷溅。,CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O5)相图,

8、ABC钙质成渣 ADC铁质成渣,白云石造渣,提高渣中MgO的含量，延长炉衬寿命； 渣中饱和MgO的概念； 一般根据冶炼情况，MgO控制在610。,大喷 溅,选择逃跑路线 喷溅的产生 低温吹氧，氧位较高，吹入的氧成为FeO，而C反应较慢当温度升高后 C-O反应激烈； 操作中防止喷溅的措施：控制温度，不能一直高枪位操作。,吹炼过程的温度控制,升温 降枪、脱C、氧化熔池金属铁。金属收到率低； 降温 加冷却剂(矿石、球团矿、氧化铁皮、废钢)；废钢冶炼时一般不加。,终点成份控制,终点成份控制的元素：Mn Si P C S； N H O 的控制； 合金的加入方式。,脱C曲线及冶炼控制模型,第一阶段：脱C速

9、度逐渐增大，Si、Mn的反应控制了脱C反应、先脱Si、Mn，后脱C。 VcdC/dt=K1t 第二阶段：脱C速度与C含量基本无关。如Vc 变快，说明脱C速度随氧流量的变化而变化。 Vc= dC/dt=K2k2 QO2 K2=(1.89QO2-0.048h枪位-28.5)10-3(试验数据) 3. 第三阶段：碳下降到一定后，碳的传质成了限制环节。 VcdC/dt=K3%C,脱碳速度与时间的关系,顶吹转炉的自动控制,1对氧气顶吹转炉控制的要求 铁水质量稳定，能准确知道铁水成份和重量； 废钢量稳定，有害残余元素含量低； 石灰等其他造渣剂的化学成份及块度稳定。 2. 控制方案 静态控制模型 动态控制模型 全自动控制模型,静态控制模型,静态控制是动态控制的基础，根据物料平衡和热量平衡； 静态控制的原理是：质量守恒； 先确定出终点的目标成份和温度及出钢量，并选择适当的操作条件，进行装入量的计算； 确定物料收支和热收支的关系输入计算机； 铁水、废钢、生铁块、铁皮、铁矿石等； 可计算需要的氧气量，在单位时间内的氧气流量，从所需的氧量可计算出所需要的冶炼时间； 用热收支方面进行分析定论。,动态模型控制,是在运行途中对轨道进行计算和检测。并给予修正的一种控制方法。 钢液中的C和温度测定，钢液中的C和温度是随时间推移而变化的。 动态控制的条件：点测的条件, 部份连续检测；控制主要项目