转炉炼钢工艺2004.ppt

1、炼钢工艺的课程内容，工具书：铁元素钢冶金学(陈家祥)转炉炼钢学(徐文派)，现代电弧炉炼钢(李士琦)氧转炉炼钢工艺和设备(王雅贞)，特种钢炉外精炼(知水)，转炉炼钢工艺(4学时)铁水预处理tel :01-62332515，62332122，email 3 1转炉炼钢的发展，1 .技术规范。 18551856年英吉利人亨利贝塞马克1878年英吉利人托马斯(S.G.Thomas )碱底吹空气转炉炼钢法1940年廉价地获得氧气后，瑞士、奥地利开发了顶吹氧气转炉，1952年与奥地利林茨(Linz )联合或称为BOF (基本氧化功能)。 1970年开发了天地复合吹炼转炉。 我国炼钢发展史。 氧转炉的种类，

2、氧吹转炉，氧吹转炉(或氧侧吹转炉)，氧吹转炉，转炉炼钢方法的发展进展，吹氧转炉炼钢工艺特点，依靠铁水氧化产生的化学热和物理热的生产率高(熔化期时间在20分钟以内)，质量好(*由于CO的反应搅拌，瓦斯气体含量少) 熔化期成本低，耐火原料使用量比平炉及电炉的使用量低，产品材料的适应性强，高p、低p的任一种都可以。 转炉设备、转炉炉体和转炉倾动系统铁水、废钢、散状材料设备氧枪提升机构转炉排烟净化和回收设备、转炉炉体和转炉倾动系统、转炉炉炉炉炉容积比(V/T )，是转炉室内的自由空间的容积v (单位m3 )和金属装入量(如果铁水装入量过大，则炉容量比相对吹炼中有可能导致飞溅的增加、金属损失的增加、钢结

3、合钢的易烧的装入量过小时，熔池变浅，炉底因喷氧对金属液的强烈冲击而过早破损，甚至引起泄漏钢，转炉的金属材料的种类下降等因素有关大型转炉的炉容比为一般0.91.05m3/吨之间，而小型转炉的炉容比为0.8m3/吨左右。 通常，在转炉容量小的情况，铁水的磷含量高的情况，供给氧化强度大，喷孔数少的情况，以铁元素矿石和水垢作为蒸发制冷剂的情况等，炉容量比应该选择上限。 相反，选择下限。 转炉高屏幕纵横比(H/D )是指转炉室内自由空间的高度(单位m )和熔池直径比m之比。 屏幕纵横比一般为0.8-1.8，决定转炉氧枪的吹炼强度，熔化期时间等，影响飞溅的好坏。氧枪莲蓬头的设定，决定残奥计，如莲蓬头的喷射

4、角等。 氧瓦斯气体吹炼残奥仪确定转炉熔化期过程和熔化期结果氧枪心藏对氧枪莲蓬头氧枪和氧枪管嘴的设置修改，专门介绍氧枪属于瓦斯气体动力学范畴。 氧气喷射对熔池的物理作用，转炉实际上是黑匣子，炉内的运动状态是冷实验的分析结果。 在氧流的作用下，熔池的循环运动传递运动量，氧压和氧速度越高，凹坑越深，搅拌进行。 氧射流是熔池的化学作用，直接氧化氧射流与直接杂质元素体发生氧化反应的间接氧化氧射流先与Fe反应生成后FeO，FeO向杂质元素体传递氧。 直接氧化还是间接氧化？ 间接氧化为主，最重要的一点是氧流不是高度分散在熔池中，而是集中在作用区域附近(4的面积)。 氧枪头的种类，直缩型收缩型拉瓦尔型多孔拉瓦

5、尔型。 (马赫数特罗尔为1.8-2.1 )、多孔质拉巴喷嘴、喷嘴设定需要考虑的因素，主要取决于炼钢厂生产能力的大小、原料条件、氧气供给能力、水冷条件和炉气体净化设备的能力。 考虑转炉的炉膛高度、直径的大小、熔池深度等的残奥计，确定其孔数、喷孔出口马赫数和氧流股径。原料中的废钢比较高，需要高磷铁元素水熔化期和二次燃烧抽出温度等时，需要特别考虑其氧枪头的设定。 喉径的修正计算如果确定了氧供给量q和喷嘴前氧压，则可以用弗林式修正喉径，即式中的T0氧停滞温度，k，a喉截面积，cm2； P0喷嘴前压力(吹损时允许20%正偏移)、Mpa (绝对)。 另外，喷嘴加工的光泽度对产水量也有一定的影响，因为粗糙面

6、必须增加表面层的高度。 枪位高度范围、枪位高度直接影响着氧枪头出口马赫数m的选择。 在一定的氧气喷射出口速度下，如果枪的位置高，则可以避免枪的燃烧，但是为了维持对喷射熔融的搅拌能力，即为了保证一定的冲击深度，需要降低枪的喷气流出口马赫数m决定枪的位置。 喷漆枪高度的确定可以根据取得的冲击深度和通过头部设置修正得到的各残奥仪表，确定喷漆枪高度。 现在，举个修正3孔头的例子，修正喷漆枪的高度。 P0=8kg/cm2，m输出=1.845，d*=23.2mm，d输出=28.4mm，T0=303K，假设熔池深度为1000mm，平均冲击深度为熔池深度25的氧流对熔池具有适当的冲击深度，不能保证均匀且强力地

7、搅拌熔池即具有较大的脱碳速度，同时具有一定的炉渣化能力。 L/h0.7时，即冲击深度过深时，炉底和金属的溅射有可能严重破损，熔池的冲击深度、冲击深度的确定，适当的炉容量比时，熔池的装入量过浅时，可以考虑将熔池堆积成阶梯状。 单孔头的情况下，平均冲击深度优选为熔池深度的25-50%，最大冲击深度优选为熔池深度的50-75%。 对于3孔或4孔喷漆枪，平均冲击深度优选为熔池深度的25-40%，最大冲击深度优选为熔池深度的60-70%。 喷射熔池的贯通深度的修正计算，在弗林式中，修正最大贯通深度式中的h :贯通深度(cm )、h :枪资金头寸高度(cm) d :喷嘴喉管直径(cm )、P0 :停滞压力

8、(MPa )的本式是经验方程。 3上吹转炉的过程说明，上炉出钢-倒渣(或加入添加剂)-修补炉或溅射-堵住钢口-对铁水-加入废钢-下枪-含渣材料(石灰、铁元素皮) -。 看炉口的火，听声音。 看火的亮度-加入第二批(炉渣) -举起枪化炉渣，控制“返干”。 放下枪控制终点(FeO )，把炉倒过来取样测温，出钢。 技术水平高的炉长，一次的命中率高。 50%。 (宝钢支付枪支)根据分析采样结果确定钢(或重吹)合金化。 吹奏者要不得的是通常所说的安打。熔化期技术、钢水碳的判定方法采样分析、采样、看火花、付枪。 钢水磷的判定方法采样分析、炉渣颜色和气孔钢水温度的判断方法接触热电偶、观察炉口炎、观察钢水颜色

9、、观察掌门人表。 钢水颜色：明亮、蓝色、淡兰、深兰、红色、熔化期过程炉渣、钢成分变化、熔化期过程钢中NO成分变化、4炼钢用原材料、产品材料铁水：正70-85%(%C=4，%si洁净)生铁元素块：调温和配煤烧结矿(改性铁元素)、4炼钢用原副材料、辅助材料：石灰：有效CaO成分能改善炉渣流变性的生吉卜赛人： CaMg(CO3)2耐火原料分类：碱耐火原料(MgO )酸性耐火原料(SiO2)中性耐火原料(碳质及铬质)耐火原料的主要性质：耐火等级、负荷软化温度、耐压强度、耐热冲击性、热膨胀性、导热性、耐炉渣性、气孔率等。 5转炉耐火原料和保护炉技术，炉衬寿命：炉衬寿命影响转炉的运行时间和生产成本。 炉龄

10、是钢厂重要的生产技术指标。炉衬损伤的原因：铁水、废钢及炉渣等机械碰撞和清洗炉渣以及钢水的化学侵蚀炉衬本身的矿物组成分解造成的层裂、急冷、急热等因素。 5转炉耐火原料和保护炉技术，5转炉耐火原料和保护炉技术，提高炉龄的措施：耐材质量系统优化炼钢工艺辅助炉技术新技术：溅射保护炉技术，九十年代，美国成功开发了转炉溅射保护炉技术，在中国达到了最高效益，炉龄30000。 5转炉耐火原料和保护炉技术，溅射保护炉的基本原理：用高速氮瓦斯气体将成分调整后的剩馀炉渣在炉衬表面形成溅射层。 溅射层使碳镁链瓦表层的脱碳层固化，抑制炉衬表层的氧化，减轻高温炉渣对链瓦表面的清洗侵蚀。6转炉熔化期工艺、转炉熔化期五大制度

11、装入制度氧气供给制度造渣制度温度制度终点控制和合金化制度、6.1装入制度、合理的装入量，应考虑的两个残奥表：炉容比： (V/T，m3/t )、0.8-1.05熔池深度：大于氧气喷射的冲击深度800-2000 mm 阶段性定量装置： 150炉，51200炉，200炉以上，枪位每天校正。 轮流看枪的位置。氧供给强度Nm3/t.min氧产水量Nm3/h操作氧压力Mpa氧枪位m、基本操作残奥表、6.2氧供给制度、6.2氧供给制度、氧供给强度(Nm3/t.min )决定熔化期时间，但过大，长毛绒可能性增大的氧瓦斯气体的大小(Nm3/h ) :装入氧(Mpa )喷管口和马赫数恒定，p大，产水量大，范围0.

12、81.2Mpa。 氧枪的枪位置由冲击深度决定，为1/3-1/2。 6.2氧供给制度吨钢的耗氧量补正算、C Si Mn P S铁水成分.0.制品成分.转炉标称容量为100吨的情况下，炉渣量为1001010吨的铁损耗氧量101516/(1656)0.33吨的CCO损氧量100 (4.30 %-0.20 % ) 90/12=4 28=0.914吨MnMnO氧消耗量1000.2/55=0.058吨PP2O5氧消耗量1000.13%(165)/(312)=0.168吨S 1/3为so2， 2/3和煤气化到caad总耗氧量0.33.921.090.9140.0580.168=7. 48吨/1.429523

13、6Nm3实际耗氧量5236/0.9/99.5%=5847Nm3实际吨钢的耗氧量5847/100=58.37 nm 6.2氧气供应制度、氧枪操作方式、氧枪操作是调节氧气压和枪位置。 氧枪的操作方式：平衡枪变压：压力控制不稳定、阀门控制差的定压变压枪：压力不变、枪的位置不变、目前主要的操作方式、6.2供氧制度、6.3造渣制度、炼钢是精炼渣。 造渣的目的：通过造渣，脱掉p，减少飞溅，保护衬里。 熔渣制度：确定适当的熔渣形成方式、熔渣材料的添加量和时间、熔渣形成速度。 渣的特点：一定的盐基度，良好的流变性，适当的FeO和MgO，正常起泡的渣。 造渣方式、单渣法：铁水Si、p低或熔化期要求低。 二渣法：

14、铁水Si、p含量高或熔化期要求高。 残渣法：利用残渣的热量和FeO为下炉做准备。 石灰添加量根据铁元素水中的Si、p含量及矿渣碱度r来确定。 铁水的磷含量不足0.30%时：石灰添加量(kg/t)=2.14WSiR1000/A A需要修正石灰中的有效氧化钙元素A=W(CaO) R W(Sio2) R W(SiO2) W是石灰自身SiO的si，p高时修正石灰的补充量。 熔渣速度、转炉熔化期时间短，快速熔渣非常重要，石灰溶解是决定熔化期速度的重要因素。石灰的溶解：开始喷氧时的炉渣中主要是SiO、MnO、FeO，是酸性炉渣，加入石灰后的石灰熔化率，利用下述式JK (Cao 1.35 MgO 1.09

15、SiO 2.75 FeO 1.9 MnO 39.1 )能够形成的FeO、MnO、MgO加速石灰的溶解因为可以降低炉渣黏性系数，破坏2CaO*SiO2的存在。 采用软烧活性石灰、矿石、夜明珠及喷氧加速结渣。 熔渣形成路径、钙元素质熔渣形成低枪位操作、熔渣中的FeO含量降低快，碳接近终点时，熔渣中的铁元素恢复。 适用于低磷铁元素水，具有衬里寿命的优点。 铁元素质渣形成过程为高枪位操作，渣中FeO含量保持在高水平，当碳接近终点时，渣中的铁元素才降低。 适用于高磷铁元素水，炉衬侵蚀严重，FeO高，熔渣泡沫化严重，易发生飞溅。CaO(MgO)-FeO(MnO)-SiO2(P2O5)相图、ABC钙元素质成

16、渣ADC铁元素质成渣、熔渣造渣制度、“铁元素质”成渣路线的成渣过程、“钙元素质”成渣路线的熔渣中饱和MgO的概念一般根据熔化期状况，控制MgO在610中采用白云石造渣、大喷雾、转炉喷雾部分：爆炸性喷雾、金属喷雾及发泡渣喷雾。 溅射的主要原因是在低温下吹氧，氧位高，碳酸基元反应不平衡，吹入的氧变成FeO，脱c反应慢，温度上升时co反应加剧的熔渣粘稠，金属飞散。 操作中防溅的措施，控制炉渣量控制氧脱碳的温度控制枪位，保证炉渣中的FeO在一定范围(1520 )内保持适当的炉容积比，6.4温度制度，温度控制确定了蒸发制冷剂的添加量和时间影响终点温度的因素：铁水成分3360 % si 炉温提高约10钢水温度约6 (30t )的铁水投入量：每增加1吨铁水，就提高终点钢水温度约8 (30t )的废钢投入量：每增加1吨废钢，就降低终点钢水温度约45 (30t )以外，炉龄、终点碳、吹炼时间、溅射等