转炉炼钢工艺流程new

转炉炼钢工艺流程转炉炼钢工艺流程 这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰 等氧化。 在氧化的过程中放出大量的热量 （含 1的硅可使生铁的温度升高 200 摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小 孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处 于水平，向内注入 1300 摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入 空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧 化 FeO,SiO2 , MnO, 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应 遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成 一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大 的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应 生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。 当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼 成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加 脱氧剂进行脱氧。整个过程只需 15 分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是 低吹转炉。 随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉 （也有侧吹转炉）。这种 转炉吹如的是高压工业纯氧， 反应更为剧烈， 能进一步提高生产效率和钢的质量。 转炉一炉钢的基本冶炼过程。 顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组 成 （1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）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，随后喷出暗红的火焰；3～5min 后硅锰氧接近结束，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，噪声减弱）； （4）3～5min 后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约 12min 后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。 上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。 在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开 吹 3-5 分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许 加入第三批萤石渣料。 吹炼过程中的供氧强度 小型转炉为 2.5-4.5m3/tmin；120t 以上的转炉一般为 2.8-3.6m3/tmin。 ◆开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬； ◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫， 熔池均匀升温为原则； ◆在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳 定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中 Fe 含量，减少铁损，达到溅渣的要求。 ◆当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度， 取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。 ◆当钢水流出总量的四分之一时， 向钢包中的脱氧合金化剂， 进行脱氧， 合金化， 由此一炉钢冶炼完毕。 炼钢学概述 基本要求理解炼钢的任务；了解对原材料的要求；了解耐火材料的分类和各自 用途。 重点与难点炼钢的任务；原材料主要质量指标；炼钢用耐火材料。 第一节概 述 一、钢与生铁的区别及发展历程 首先是碳的含量，理论上一 般把碳含 量小于 2.11称之钢，它的熔点在 1450-1500℃，而生铁的熔点在 1100-1200℃。 在钢中碳元素和铁元素形成 Fe3C 固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增 加，而塑性和冲击韧性降低。 钢的应用前景钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、 冲、拔等深加工，其用途十分广泛。 用途不同对钢的性能要求也不同，从而对钢的生产也提出了不同的要求。石油、 化工、航天航空、交通运输、农业、国防等许多重要的领域均需要各种类型的大 量钢材，我们的日常生活更离不开钢。总之，钢材仍将是 21 世纪用途最广的结 构材料和最主要功能材料。 炼钢方法（1） 最早出现的炼钢方法是 1740 年出现的坩埚法，它是将生铁和废铁装入由石墨和 粘土制成的坩埚内，用火焰加热熔化炉料，之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法几 乎无杂质元素的氧化反应。 炼钢方法（2） 1856 年英国人亨利贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，也称为贝塞麦法， 第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难题，从而使炼钢的质量得到提高，但此法 要求铁水的硅含量大于 0.8，而且不能脱硫。目前已淘汰。 炼钢方法（3） 1865 年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢 法，即马丁炉法。1880 年出现了第一座碱性平炉。由于其成本低、炉容大，钢 水质量优于转炉，同时原料的适应性强，平炉炼钢法一时成为主要的炼钢法。 炼钢方法（4） 1878 年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在 吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧的 一些国家特别适用，因为西欧的矿石普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉子寿 命底，钢水中氮的含量高。 炼钢方法（5） 1899 年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法EAF， 解决了充分利用废钢 炼钢的问题， 此炼钢法自问世以来， 一直在不断发展， 是当前主要的炼钢法之一， 由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的 30-40。 炼钢方法（6） 瑞典人罗伯特杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城Linz和多纳维兹城Donawitz先后建成了 30 吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产， 所以此法也称为 LD 法。 美国称为 BOF 法 （Basic Oxygen Furnace）或 BOP 法，如图 1 所示。 图 1 BOF 法 炼钢方法（7） 1965 年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴， 1967 年西德马克西米利安钢 铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法， 即 OBM 法Oxygen Bottom Maxhuette 。1971 年美国钢铁公司引进 OBM 法，1972 年建设了 3 座 200 吨 底吹转炉，命名为 Q-BOP Quiet BOP ，如图 2 所示。 图 2 Q-BOP 法 炼钢方法（8） 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时， 1978-1979 年成功开发了转炉顶底复合吹炼工 艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧） ，从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不 仅提高钢的质量，而且降低了炼钢消耗和吨钢成本，更适合供给连铸优质钢水， 如图 3 所示。 图 3 转炉顶底复合吹炼法 炼钢方法（9） 我国首先在1972-1973年在沈阳第一炼钢厂成功开发了全氧侧吹转炉炼钢工艺。 并在唐钢等企业推广应用，如图 4 所示。 图 4 全氧侧吹转炉