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/(t·min)；120t 以上的转炉一般为 2.8-3.6m3/(t·min)。 ◆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