现代转炉炼钢技术_一_余志祥

现代转炉炼钢技术_一_余志祥
现代转炉炼钢技术_一_余志祥

现代转炉炼钢技术(一)

余志祥

(武汉钢铁集团公司)

摘 要 简要回顾了转炉炼钢技术的发展历史,并对转炉炼钢的重要技术进行较为详细的描述。这些技术包括铁水预处理、转炉基本操作工艺及品种质量、计算机控制炼钢、顶底复合吹炼、溅渣护炉与

长寿复吹、转炉节能与负能炼钢。最后还对21世纪转炉炼钢技术的发展趋势作了展望。

关键词 转炉 炼钢 工艺技术

Contemporary C onverter Steelmaking Technology

Yu Zhixiang

(Wuhan Iron &Steel Corp .)

Abstract This paper briefly overviews the histor y of converter steelmaking technology and dis -cusses some important steelmaking technologies in detail ,including hot metal pretreatment ,basic

converter operation processes &steel quality ,computer control for steelmaking ,combined top and bottom blowing process ,sla g splashing and combined blo wing with long ca mpaign ,converter steel -making with energy saving or minus energy consumption .Finally ,this paper gives expectations on the development tendenc y of converter steelmaking technology in the 21the century .

Keywords c onverter steelmaking process technology

联系人:余志祥,厂长,武汉市(430083)武钢第三炼钢厂

1 转炉炼钢技术的发展1.1 发展概要

采用氧气直接插入液态金属进行炼钢的方法早在20世纪30年代就应用于工业生产。但由于导入氧气的风口很容易被烧损(即使采用30%左

右的富氧),因此这种氧气炼钢方法一直不能得到推广。

1947年,R .杜勒及同事在瑞士的Gerlafigen 钢厂的2.5t 转炉上首次进行在钢液面上吹入高速氧流的试验,并于1948年3月获得成功。同年,奥地利联合钢铁公司也在Linz 厂的2t 和15t 转炉上进行了顶吹试验,并于1949年10月获得成功,于是他们决定在Linz 厂建一个30t 转炉炼钢厂。1952年5月22日,世界上第一座氧气顶吹转炉投产。次年,奥地利的Dona witz 厂也建成一座顶吹转炉炼钢厂,并获投产成功,由此,这种顶吹氧气炼钢法被命名为LD 炼钢法。它是世界炼钢技术

的一次革命,它对世界钢铁生产在20世纪50年代开始所产生的飞跃发展起了决定性作用。LD 炼钢法从一问世就显示出如下优点:

生产效率高,相当于同等容量平炉的10倍;建设投资少;

钢水质量好,有害元素含量低,适合多品种和高品种钢的生产;

大幅度节省能耗,并可回收煤气;

物料消耗低,生产成本低,经济效益好。由于LD 炼钢法有诸多优点,因此从其诞生开始就迅速在全世界范围推广。图1示出了转炉钢、平炉钢、电炉钢在世界钢铁总产量中所占比例的变化趋势。可以看出,转炉钢迅速增加,与此同时,平炉钢则大幅度减少,而电炉钢则由于世界钢材消耗量增加(废钢铁数量增加)及平炉钢产量减少(消耗废钢铁数量减少)而得以平稳发展。

1.2 转炉炼钢技术发展的进程

LD 氧气顶吹转炉炼钢法自1952年诞生以来

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13·2001年 2月第17卷第1期 炼 钢Steelmaking Feb . 2001

Vol .17 No .1

图1 世界钢铁总产量中各种炼钢法所占比例变化趋势

已走过了48年历程,其技术的发展大致具有以下特点。

1.2.1 LD基本炼钢技术的完善和转炉大

型化的实现

这一技术发展过程主要在20世纪50年代初至60年代末完成。由于氧气顶吹炼钢法是刚刚诞生的新技术,它与其他新生事物一样,必须要经历一个克服各种困难的过程,才能达到逐步完善的地步。对于当时来说,这种技术的完善首先是为了安全、连续、稳定地进行炼钢生产的目的,其次再考虑进一步提高生产能力和品种适应的问题,因此这些基本炼钢技术的完善可归纳为[1]:

(1)氧枪的改进,单孔—※多孔枪头;

(2)OG法除尘系统的完善,开始回收煤气;

(3)扩大对原料的适应性,如高磷铁水的使用;

(4)品种扩大,低碳到中、高碳及合金钢;

(5)炉料改进,提高炉龄,从开始的数百炉提高到数千炉。

随着上述基本炼钢技术的不断完善,对转炉大型化提出了要求,以求更高的生产能力和经济效益。因此,在60年代初就出现了容量为200t 的转炉,到60年代末就出现了300t或大于300t 的转炉。众所周知,从70年代开始,容量为250~300t的转炉一直是当今世界转炉炼钢的主力炉型。

1.2.2 经验操作转变为科学控制炼钢

这一技术发展过程主要完成于20世纪50年代末至70年代末。

由于转炉炼钢反应速度快、时间短,很难采用取样分析的方法来监控炼钢过程,也无法直接观察炉内的反应过程,而只能根据对火焰、声音第二次信息的观察体会逐步形成操作人员的经验,从而来调节反应过程和对终点的控制,这就是所讲的经验炼钢。约100年来,贝氏麦、托马斯转炉都是依靠经验来炼钢的。由于经验炼钢的局限性,自然提出了炼钢过程实施科学控制的要求。

从经验炼钢到科学控制炼钢大约经历了以下几个历程:

(1)20世纪50年代末到60年代初,炼钢科学工作者利用热力学试验数据已能精确计算出炼钢过程化学反应生成的热。这为科学控制炼钢过程打下了理论基础[2]。

(2)1960~1965年,称量、检测、分析仪表迅速发展,对加入转炉的主、副原料的质量、温度及化学成分可以进行测量,逐步实现能准确计量地加入炉料,另外,计算机已用于生产,主要是采集、记录生产过程中的数据,而不进行控制。

(3)1965~1970年,采用计算机设定计算值并进行炼钢过程的监控,这实际上已是利用静态模型对炼钢过程进行开环控制的指导,然而终点的闭环控制尚未实现。

(4)1970~1980年,借助于测量技术的进一步发展,已能准确连续测量出吹入转炉的氧量及对废气的成分进行分析,特别是副枪技术的开发,使转炉炼钢基本实现由静态模型和副枪动态模型相结合的全过程控制炼钢的目标。

20世纪80年代以来,随着计算机技术的全面推广以及各种检测手段的迅速发展,科学炼钢已达到很高水平,这为保证钢水质量、降低消耗及提高劳动生产率发挥了重要作用。因此,可以说,转炉从经验炼钢发展到科学控制炼钢是转炉炼钢技术发展的一个十分重要的方面。

1.2.3 顶底复合吹炼技术的开发与完善

这一技术的发展过程主要完成于20世纪70年代末到80年代末。1968年,正式用于工业生产的氧气底吹转炉(OB M)在德国诞生。人们发现,底吹工艺与顶吹工艺相比有显著的优点,特别是在生产低碳钢时,即由于熔池搅拌强度大,脱碳速度快,碳氧反应趋于平衡。以后人们又发现将底吹率降低到30%甚至更低也能获得相同的冶金效果,这就为开发顶底复合吹炼技术打下了基础。60年代末,由于连铸技术迅速发展,特别是后来

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·余志祥:现代转炉炼钢技术(一)

全连铸钢厂的出现,对转炉炼钢在时间、温度、成分及钢水质量方面提出了更高的要求。因此,集顶吹和底吹优点为一体的复合吹炼技术的开发引起了高度重视。1977年,卢森堡阿尔卑德公司和德国钢铁研究院共同开发出顶吹氧、底吹惰性气体的复合吹炼技术,即LBE技术。在此后的十多年里,复吹技术在全世界推广,至1990年,日本转炉钢复吹比已达83.5%,西欧为60.1%。顶底复合吹炼技术主要包括以下三种类型:

(1)顶吹氧、底吹惰性气体工艺;

(2)顶底复合吹氧工艺;

(3)顶底复吹氧及喷吹燃料工艺。

复合吹炼技术明显改善了转炉终点操作,使吹炼后期钢渣反应趋近平衡,降低了终点钢水、炉渣的氧化性,这不仅提高了钢水质量,还降低金属吹损、耐材消耗及降低铁钢比所引起的节能等经济效益。因此可以说,复合吹炼技术将转炉炼钢向提高质量、降低消耗方向大大推进了一步,它是转炉炼钢技术进步的又一重要方面。

1.2.4 高效、高自动化、高洁净度炼钢技

术的发展

从1990年至本世纪末,由于社会对钢材的质量及价格的要求日益增高,炼钢技术发展的重点就体现在长寿高效、计算机全自动炼钢及高洁净钢系统生产技术三个方面。

(1)长寿高效技术:长寿命炉衬技术的发展,特别是溅渣护炉技术的开发与应用,使炉龄可以提高到1~2万炉以上,不仅可大大降低耐材消耗,更重要的是改变传统“三吹二”、“二吹一”模式,大大提高转炉利用率,实现转炉“高效化”。

(2)计算机全自动炼钢技术:在科学控制炼钢的基础上,成熟应用静态模型、副枪及动态模型、加之吹炼过程防喷溅动态枪位、加料控制以及终点磷、硫预报快速出钢技术,使转炉炼钢实现全过程自动控制,终点碳、温双命中率可稳定保持在90%以上,同时能降低终点钢水氧含量,为洁净钢生产打下良好基础。

(3)高洁净度钢生产技术:由于提高钢的洁净度可以明显改善钢材性能,因此洁净钢的需求日趋扩大。然而人们认识到洁净钢不能单纯依靠某一工序的技术改进而获得,因而“分阶段精炼”[3]的洁净钢系统技术得到迅速发展,形成了新的、能大规模廉价生产洁净钢的生产体系,典型的“分阶段精炼”流程为:

铁水“三脱”———转炉少渣冶炼———多功能二次精炼———连铸保护浇铸和中包冶金。

近20年来,洁净钢生产技术得到迅速发展,比如已能生产出T[O]≤10×10-6的轴承钢、钢帘线,w([S])≤10×10-6的管线钢等等。

综观转炉炼技术的发展历史,不难看出所有技术进步始终都是围绕着以下目标:

(1)提高转炉的生产效率;

(2)提高钢水质量,满足社会日益苛刻的需求;

(3)降低转炉炼钢的生产成本;

(4)降低炼钢能源消耗及回收利用炼钢过程产生的能源;

(5)减少对环境的污染,实现清洁生产。

21世纪,转炉炼钢技术面临更具挑战性的形势,总目标是利用钢材本身较好的生态特征在与其他材料的竞争中获得更多市场。

2 现代转炉炼钢的重要技术

为了实现转炉炼钢生产的“高效、高质、低成本、节能、环保”的目标,必须有一系列重要技术来支撑,下面分别介绍。

2.1 铁水预处理

铁水预处理指铁水进入炼钢炉之前所进行的某种处理,可分为普通铁水和特殊铁水预处理。普通铁水预处理有单一脱硫、脱硅、脱磷和同时脱磷脱硫等;特殊铁水预处理有脱铬、提钒、提铌和提钨等。本节主要讨论普通铁水的预处理技术。

2.1.1 铁水脱硫

由于转炉炼钢整个过程是氧化性气氛,脱硫能力有限。因而长期以来对铁水脱硫进行了大量研究并取得迅速发展。

(1)铁水脱硫的优点

铁水脱硫之所以能在炼钢生产中迅速推广应用,是因其具有如下优点:

铁水中碳、硅含量高,提高硫的反应能力,从而有利脱硫;

铁水中氧含量低,提高渣、铁之间的硫分配比,脱硫效率高;

铁水脱硫因其较好的动力学条件,脱硫剂利

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 2001年第1期 炼 钢

用率高,而且脱硫速度快;

铁水脱硫费用低,如高炉、转炉、炉外精炼每

脱除1kg硫,其费用分别约为铁水脱硫的2.6倍、16.9倍和6.1倍;

铁水脱硫对提高炼铁和炼钢的生产能力、节约工序能耗、降低成本都有利。

(2)铁水脱硫的主要方法

铁水脱硫早在本世纪三四十年代,人们就积极进行过试验研究,至今已有数十种铁水脱硫方法,其中有如下几种主要方法。

①投入法,它有较好的脱硫效果。该法脱硫效果不稳定,产生烟气污染环境,但它不需要特殊设备,操作简单。

②铁水容器转动搅拌脱硫法,铁水搅拌可以扩大脱硫反应界面,加速反应物质的传输过程,从而提高了反应速度。它分为转鼓法和摇包法。它们虽然脱硫效果好,但由于容器转动笨重,动力消耗高,炉衬寿命低,未能广为应用。

③采用搅拌器的机械搅拌脱硫法,采用“丫”型空心搅拌器的DO法,它包括采用倒T形搅拌器的RS法和十字形的叶轮搅拌器的KR法。

KR搅拌法,由于搅拌能力强和脱硫前后充分扒除渣子,所以具有脱硫利用率高,脱硫效率高的优点,可将铁水硫脱至<0.002%(质量分数)。缺点是设备比较复杂,铁水温度损失较大。

④喷吹法,用喷枪以气体为载体将脱硫粉剂喷吹到铁水深部,以搅动铁水与脱硫剂充分混合的脱硫方法。混铁车喷吹法分为斜插喷吹和顶喷的TDS脱硫法。

铁水罐顶喷脱硫法,目前也被广泛采用。由于铁水罐在喷吹时,铁水搅拌流动比混铁车均匀得多,死区大大降低,以及铁水罐易于扒除高炉酸性渣,因此脱硫剂利用率高,脱硫速度快和效果好,不足的是铁水热损失较大。

总之,喷吹脱硫法具有脱硫反应速度快,效率高,操作灵活方便,处理铁水量大,设备简单投资少等优点。因而,它已成为铁水脱硫的主要方法。

各脱硫方法的脱硫能力和处理费用的比较如上图2所示。脱硫剂消耗与脱硫率的比较如图3所示。

(3)常用铁水脱硫剂反应原理及其特点

脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。铁水脱硫常用的脱硫剂有电石粉、石灰粉、石灰石粉、苏打粉、金属镁等。

图2 各脱硫方法的脱硫能力和处理费用的比较

图3 各种方法的脱硫率比较

大部分脱硫剂的脱硫反应为金属离子与[S]的反应,即 M2++[S]=MS(S)

而镁粉的脱硫反应为

Mg(g)+[S]=MgS(s)

各脱硫剂反应的特点如下表1所示。

处理高硅铁水时,脱硫剂脱硫能力有强到弱的顺序为:Ca、CaC2、Na2O、Na2CO3、CaO、Mg、MnO、MgO

处理高碳铁水时,脱硫剂脱硫能力有强到弱的顺序为:Ca、CaC2、Na2O、Mg、Na2CO3、CaO、MnO、MgO

处理低硅低碳铁水时,脱硫剂脱硫能力有强到弱的顺序为:Ca、CaC2、Mg、Na2CO3、Ca O、MnO、MgO

如果要求铁水含硫量小于0.005%,可选出Ca C2和Mg以及由它们组成的复合脱硫剂。用石

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·余志祥:现代转炉炼钢技术(一)

表1 各种脱硫剂反应的特点

脱硫剂CaC2石灰粉(CaO)镁粉

反应平衡

常数(1350℃)

6.9×1056.4893.17×103

脱硫能力很强较强较强

脱硫速率/%·min-14.9×10-53.7×10-31.6×10-3

特点1.极易吸潮劣化;

2.运输和保存时要采用氮气密

封;

3.要单独储存;

4.析出的石墨态碳对环境产生

污染;

5.生产其能耗高,价格昂贵。

1.耗量较大,渣量较大,铁损较

大;

2.资源广,价格低,易加工,使用

安全;

3.在料罐中下料易“架桥”堵料,

且石灰粉易吸潮;

4.需要惰性气体或还原性气氛。

1.加入后,变成镁蒸气泡,反

应区搅拌良好;

2.经镁饱和后能防止回硫;

3.价格贵,处理成本高。

灰粉脱硫时,由于石灰颗粒表面容易形成很薄很致密的2CaO·SiO2层,阻碍了脱硫反应的继续进行。通常很难达到0.005%以下的水平。

铁水脱硫反应属多相反应,其特征是反应在不同的相界面上发生,反应物要①从相内部传输到反应界面;②在界面处发生化学反应;③反应产物从界面离开。其中反应过程②为化学反应过程;反应过程①、③为扩散传质过程;整个多相反应的总速率取决于限制性环节。在高温下,化学反应的速度是很快的,因此过程②不是脱硫过程的限制性环节,而扩散传质是脱硫过程的限制性环节。

用CaC2脱硫时,硫在铁水侧的边界层中的扩散是脱硫反应的限制性环节。

用CaO脱硫的限制性环节和脱硫速度随铁水原始含硫量不同而有所不同。

①铁水含硫低时,石灰颗粒表面所形成的反应层比较薄,硫通过铁水侧边界层向石灰颗粒表面扩散,即液相扩散是脱硫反应的限制性环节。

②铁水含硫量高时,石灰颗粒表面形成较厚的反应层,硫通过逐渐生长2CaO·SiO2反应产物层而向石灰粒子内部扩散是很慢的,这个“固相扩散”便成为脱硫反应的限制性环节。

用Mg脱硫是气态镁与液态铁水之间进行的气—固相反应,镁气泡在铁水中上升,气液界面不断更新,加之镁气泡搅动熔池,所以镁的脱硫反应速度很快。喷吹镁粒脱硫过程的限制性环节是脱硫产物的生成和上浮。

(4)铁水脱硫技术的发展趋势

当代铁水脱硫的发展趋势有以下4个方面[4]:

①采用全量铁水脱硫工艺;

②铁水脱硫容器趋向采用铁水包;

③脱硫方法以喷粉脱硫为主;

④脱硫剂呈现多采用金属镁的趋势。

当然,各个钢厂还是应根据各自的实际情况来选择适合自己的脱硫技术。

从80年代以来,我国铁水脱硫技术得到迅速推广。如武钢二炼钢采用铁水包KR搅拌脱硫法为成功生产高牌号硅钢打下了基础。宝钢是最早实现全量铁水脱硫的钢厂,入转炉铁水平均[S]控制在(6~7)×10-5范围内,且三期工程正在消化推广铁水“三脱技术”。武钢三炼钢是1996年投产的新厂,也采用全量铁水脱硫。在毫无混铁车脱硫经验的情况下,于投产一开始,就致力铁水脱硫的实践与研究。对影响脱硫效果的因素进行科学的调查,如铁水温度(见图4)、脱硫剂耗量(见图5)等,较好掌握了利用CaC2对铁水进行深脱硫的技术,使处理后铁水[S]最低达到0.002%(质量分数)。同时为了改善三炼钢产品的总体质量水平,努力实现全量铁水脱硫,已实现入炉的铁水平均[S]含量降低到≤0.007%,最好的月份[S]含量为0.0049%。

2.1.2 铁水脱硅与脱磷

铁水“三脱”技术是80年代初由日本开发并进入工业应用的一项新的冶金工艺技术。铁水“三脱”技术是实现少渣炼钢,稳定和简化转炉操作,提高钢质,扩大品种和提高炼钢经济指标的重要手段。

(1)铁水预脱硅的目的

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图4 

铁水温度对脱硫效率的影响

图5 脱硫剂单耗与脱硫效率的关系

①减小转炉炼钢渣量,改善操作和提高炼钢经济指标。

铁水含硅高时,为了使转炉渣有较高的碱度,势必增加石灰消耗量,使渣量增多,冶炼时间延长,耗氧量增加,喷溅加剧,同时给操作带来困难,

铁损增加,从而降低炼钢生产率和增加炼钢成本。近年来国外普遍采用低硅铁水,其铁水含硅量一般控制在0.2%~0.4%(质量分数)的水平。

②铁水预脱磷的需要

脱硅是铁水预脱磷的前提条件。铁水预脱磷要求脱磷反应区的氧位高,当加入氧化剂提高氧位时,硅首先就与氧作用而降低铁水中氧位。为此,脱磷就要先脱硅。

(2)铁水预脱磷的目的①为了生产低磷钢和超低磷钢的需要。磷在钢中降低钢的冲击韧性,尤其是低温冲击韧性;磷的枝晶偏析使板材产生带状组织,造成钢板各向异性。

用转炉现行工艺脱磷,虽然有较好的脱磷效果,但达到这种低磷的水平是难以完成的。如采用多次造渣操作,虽可达到低磷水平,但存在渣料

消耗大,冶炼时间长,热损失大,金属收得率低等问题。因此,铁水预脱磷是转炉生产低磷钢(w ([P ])≤0.01%)或超低磷钢(w ([P ])≤0.005%)的有效技术措施。

②实现转炉少渣炼钢

如果利用铁水温度比钢水低的有利条件,在铁水中预先完成脱磷的任务(预先完成脱硅),同时又在铁水中完成脱硫任务,这样转炉就只承担

脱碳和升温的任务,这种工艺转炉少渣炼钢,而铁水预脱磷是实现转炉少渣炼钢必不可少的关键技术。

(3)铁水预脱硅与预脱的基本原理和方法铁水中的硅和磷都是通过氧化反应和渣化反应生成稳定的硅酸盐或磷酸盐,以达到从铁水中去除的目的。

粉剂材料的组成有:用于氧化铁水中硅,磷的氧化剂,用与氧化物结合成稳定的复杂化合物熔剂和促进上述反应过程的活化剂等三部分。

铁水预脱硅方法按处理地点分为高炉铁水沟

脱硅法和混铁车或铁水罐脱硅法;按脱硅剂加入方式又分为投放法、顶喷法和深喷法(喷枪深插到铁水中)。

①高炉铁水沟脱硅法

脱硅效果一般为70%左右。其优点是脱硅不占用生产流程时间,处理能力大,温度下降较少,渣铁分离较方便。其缺点是脱硅剂利用率低,工作条件较差。

②混铁车或铁水罐喷粉脱硅法

该法脱硅率可达80%以上,其优点是,脱硅剂利用率高,处理能力大,工作条件较好,其缺点是处理需要占用一定时间和铁水温降较大。铁水预脱磷常用的方法有:混铁车或铁水罐喷粉脱磷。

其优点为价格便宜、原料来源广而易得,对环境污染较少等。然而由于脱磷过程温降大,因此常用氧枪吹氧代替部分固体氧化剂,可使热量得到很大程度的补偿,而且也提高脱磷效果。

(4)铁水“三脱”技术的联合应用

(下转第34页)

·18·余志祥:现代转炉炼钢技术(一)

后残砖基本完好,最薄的还有135m m,并能保证与钢包使用寿命同步。

(2)开吹率高,吹氩平稳。除1号、8号钢包因有包底各有一炉未吹起来,其余各炉次吹氩情况良好,其开吹率为98%。

3.4 吹氩钢质量的变化

在本次试验中我们对钢中氧活度进行了测定现将部分数据齐全的列于表3。

表3 钢液中氧活度×10-6钢种炉号炉内终点吹氩前吹氩后

65号56561392213

65号56513441112

65号1920933020

65号190979199

82B565025515427

82B19191132710

82B568415876

45号192514777

45号5678198225

70L56611512011

由表3数据可以看出,钢包吹氩钢中[O]明显降低。钢的综合质量合格率,也由试验前的99.28%提高到99.50%。

4 直接经济效益计算

4.1 计算依据

(1)重油单价—1000元/t,新包烘烤油耗每个包2t,旧包烘烤每次500kg。

(2)钢包砖单价—1150元/t每个钢包用砖16.5t。

(3)粘土透气砖20元/块;刚玉透气600元/块。

(4)单炉平均产量120t,年产量24万t。

4.2 采用粘土质透气砖一年费用

粘土质透气砖,每3炉1换,每换一次砖重新烤包1次。因为急冷急热导致包龄下降一般为16~19次,平均为17.5次。故采用粘土质透气砖一年费用为269.69万元。

4.3 采用铬刚玉狭缝式透气砖一年费用

铬刚玉质透气砖与钢包使用寿命同步,钢包连续使用中间不用烧包,包龄一般为18~24次平均20次以上。故采用铬刚玉狭缝式透气砖一年费用为215.75万元。

由上述计算可以看出采用铬刚玉狭缝式透气砖仅燃油和耐火材料两项一年即可节约经费53. 94万元。因提高钢质涉及的因素很多这里暂不计算在内。

5 结 语

经过三年多的实际应用,采用狭缝式透气砖,进行钢液底吹氩,无论从工艺的可行性方面以及提高产品质量方面,还是从经济角度都取得了突破性的进展。这对企业优化工艺及产品结构都是举足轻重的,意义深远重大的。

参考文献

1 肖泽强.钢包喷吹精炼几个工艺参数的确定.炼钢,1987,9

(收稿日期:2000-09-26)

(上接第18页)

由于在氧化条件下,脱磷反应是阳极反应([P]※P5++5e),脱硫反应是阴极反应([S]+2e ※S-2)[5],所以铁水同时脱磷脱硫是可行的,只是需采用在氧化条件下仍具有较大脱硫能力的熔剂。于是,铁水先脱硅,然后再同时脱磷脱硫的三脱技术就发展起来了,如80年代初,日本住友鹿(SARP),就是典型一例,见图6。经处理的铁水w ([P])≤0.01%,w([S])≤0.003%;然后再送转炉少渣冶炼,形成了“分阶段精炼”的基础,为大规模、廉价生产高洁净度钢提供了前提条件。

致谢:本在编写过程中,得到李江、刘万善、陈念轴、饶宇洪、魏文晖同志在提供资料、数据及文章作图、编排方面的大力帮助,在此一并致谢。

(待续)

(收稿日期:2000-10-20)

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炼 钢 2001年第1期

转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望要求

转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望要求 发表时间:2018-12-31T11:57:53.667Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第28期作者:亓传军[导读] 转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展,同时增强了炼钢企业的市场竞争力。山东泰山钢铁有限公司不锈钢炼钢厂技术科山东莱芜 271100 摘要:在转炉冶炼控制方面,钢厂关注更多的是终点钢水是否合格,但随着日益增加的市场竞争压力和环境要求,钢厂希望尽可能实现节能降耗,减少气体排放,而过程控制的优化是实现这一目标的有效手段。通过对转炉炼钢过程进行优化控制,使炼钢进程以合理的方式进行,使辅料和能源消耗最小化,才能使企业在市场经济条件下更具竞争力,并且过程控制也是转炉全自动控制发展的重要部分。文章 重点就转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望进行研究分析,以供参考。关键字:转炉炼钢;工艺技术;发展对策;未来展望 引言 转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展,同时增强了炼钢企业的市场竞争力,工艺优化,不但可以降低成本,同时提高炼钢企业的年产量,节省各项资源的消耗,最大限度地提高了企业的经济效益。各项技术指标的提高,进一步优化炼钢工艺,带动炼钢业的经济发展。 1转炉炼钢工艺的目的 转炉冶炼主要是将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。钢与生铁的区别: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。按照配料要求,先把废钢等装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。加料后把氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使它直接跟高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆,以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后,当钢水的成分和温度都达到要求时,即停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气,它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此,必须加以净化回收,综合利用,以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢;一氧化碳可以作化工原料或燃料;烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外,炼钢时生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥,含磷量较高的炉渣,可加工成磷肥等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好,以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛,去硫效率差,昂贵的合金元素也易被氧化而损耗,因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。 2转炉炼钢过程工艺控制现状 针对当前钢铁行业所面临的处境,提高市场竞争力、降低炼钢生产成本势在必行。而在炼钢生产中,金属炉料成本约占炼钢生产总成本的80%以上,所以抓好金属炉料成本是控制炼钢生产成本的关键。为进一步减少金属炉料消耗,炼钢厂通过探索,优化炉料结构,改进炉前冶炼工艺和优化合金料的使用,采用少渣炼钢工艺、改进吹氧工艺、引用低成本合金等措施,有效地降低金属炉料消耗、氧耗和合金成本,达到降低生产成本的目的,增加了企业经济效益。近年来,炼钢厂通过完善溅渣护炉、低铁水比冶炼、高效转炉、低耐材消耗达到了转炉炼钢厂生产工艺的优化组合。 3转炉炼钢过程工艺控制的发展对策3.1优化入炉料结构,合理使用好铁矿石有数据测得,与原材料成分相近的高炉铁水和铁块的实际金属收得率约为93%和92%,自产废钢和社会废钢的金属收得率约为97%和88%。根据铁钢产能的平衡及铁水废钢价格,通过热平衡和物料平衡计算,优化了入炉料结构。实际炉料结构中采用增大入炉原料中铁水比例,降低废钢配比,增加矿石使用量的工艺措施,可有效地提高炉料金属收得率,降低金属料消耗。为了尽量增加矿石用量,提高矿石还原效果和减少吹炼过程中矿石加入量过多对冶炼的影响,在实际生产中,对矿石加入工艺进行了调整。在转炉溅渣及加废钢后,根据铁水的条件直接将2/3左右的矿石加入炉内后再兑铁,在兑铁过程中与废钢搅拌以促进部分矿石的还原。在保证化渣效果和避免喷溅的原则下,尽量保证剩余矿石早加和均匀加入,以保证矿石化渣还原时间和效果。吹炼中期采用分批少量加入控制,避免吹炼中期加入量集中造成的喷溅,吹炼后期严禁加矿石,避免矿石加入过晚造成熔化还原效果差和炉渣氧化性强对脱氧合金化的影响。 3.2优化冶炼工艺,减少炉渣铁耗和氧耗3.2.1优化吹炼工艺,减少喷溅和氧耗喷溅是造成铁耗损失的主要原因之一,为消除或减轻喷溅采取了以下措施:根据天车限载的要求,进一步降低装入量,使转炉装入量得到合理控制,适当提高了炉容比,有效地保证了炉内有效工作容积,以利于减少喷溅;前期化好渣,在第二批造渣料加入前后,通过提前成渣的方法,将泡沫渣的高峰期前移,以便与脱碳的峰值时刻错开;改进吹炼工艺,吹炼前期采用大氧压适当降低枪位操作,利于熔解废钢,在硅氧化完毕之后、脱碳的高峰期到达之前,暂时降低供氧强度,然后再将其平缓地恢复到正常值,吹炼终期采用大氧压低枪位操作,加强熔池搅拌,保证终点钢水成分和温度的均匀,降低了氧耗,同时降低炉渣氧化性。 3.2.2优化造渣工艺,实施少渣炼钢,减少炉渣铁耗为了减少单炉产渣量,在生产中采取精料方针,在进一步完善转炉留渣溅、渣操作工艺应用基础上努力提高入炉原料质量,使用高品位石灰和矿石,采用轻烧白云石造渣。根据铁水Si、S含量情况合理调整造渣料消耗,在确保满足生产需要的情况下适当减少石灰量消耗。铁水中硅、锰含量低及无需脱硫,这些条件会改变造渣机理及动力特性,因为这时石灰消耗下降,渣量减少,渣碱度及氧化度增高。在这样的条件下,渣的精炼功能只限于铁水脱磷,这样就能在转炉冶炼本身中多次利用渣,使渣具有很高的精炼能力。4转炉冶炼工艺过程控制的未来展望

炼钢工艺的发展历程

炼钢工艺的发展历程 2008年12月8日摘自冶金自动化网 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。

氧气转炉炼钢工艺及设备

教学大纲 一说明 1、教学要求: 本教材根据氧气转炉炼钢生产操作的特点,力求理论联系实际,通俗易懂,使其具有先进性、实用性。 通过本书的学习,使学生掌握氧气转炉炼钢的一些基本知识。 2、教学内容的确定: 根据专业的需求,将全部讲解。 3、教学中应注意的问题: ⑴系统地、全面地、有重点地、难易适中地将本书的内容讲给学生; ⑵学习完每章节后,要通过习题练习、巩固和加强学生所学的内容。进行基础教育的同时,注重培养学生的素质,提高学生独立解决问题的能力; ⑶除了要通过作业了解学生对所学内容的掌握情况外,还要通过考试对学生进行考查与考核。 二教学内容 第一章氧气转炉炼钢用原材料 教学目标:通过本章学习,使学生掌握氧气转炉炼钢用金属材料、非金属材料。教学重点:氧气转炉炼钢用金属材料的性能、造渣材料、氧化剂、冷却剂、增碳剂的性能 教学难点:用金属材料、生产石灰常见的几种石灰煅烧窑 教学内容: 1.1 金属料 1.2非金属料 第二章氧气顶吹转炉炼钢工艺操作 教学目标:通过本章学习,使学生掌握吹炼一炉钢金属成分和炉渣成分的变化规律及吹炼过程的三个阶段、装入制度、供氧制度及主要参数和供 氧操作、氧气流股的运动规律、枪位对吹炼过程的影响、炉渣对炼 钢操作的影响、造渣方法、渣料加入量和加入时间的确定、炉渣的 形成、泡沫渣在炼钢过程中的作用、渣量计算、白云石造渣、转炉

炼钢温度控制及确定、转炉炼钢热量来源、冷却剂的种类及效应和 用量确定、物料平衡、热平衡、终点碳的控制方法和判断及温度判 断、脱氧方法及操作、影响合金吸收率的主要因素、铁合金加入量 计算、吹损与喷溅、操作事故与处理、开新炉前的准备工作及炉衬 烧结过程、烘炉法、出刚挡渣技术、某些钢种生产。熟悉钢与铁的 区别。 教学重点:吹炼一炉钢金属成分和炉渣成分的变化规律及锤炼过程的三个阶段、装入制度、喷嘴的类型和作用、氧气流股的运动规律、枪位对 吹炼过程的影响、供氧制度的主要参数和供氧操作、炉渣对炼钢操 作的影响、造渣方法、渣料加入量和加入时间的确定、成渣过程、 加速石灰熔化的途径、泡沫渣形成的基本因素、吹炼过程中泡沫渣 的控制、渣量计算、白云石造渣的目的、确定白云石的加入量、转 炉炼钢出钢温度的确定及过程温度和终点温度的控制、转炉炼钢热 量来源、冷却剂的种类及效应和用量确定、物料平衡、热平衡、终 点碳的控制方法和判断及温度判断、高拉补吹法、结晶定碳法、耗 氧量和供氧时间作参考、脱氧方法及操作、影响合金吸收率的主要 因素、铁合金加入量计算、吹损及其组成和喷溅及其控制与预防、 事故产生的原因和处理方法、炉衬烧结过程、烘炉法、出刚挡渣的 目的和方法、挡渣球法挡渣操作、碳素钢、16Mn、硬线钢、H08、 硅钢生产 教学难点:金属和炉渣的成分变化规律、喷嘴的类型与作用、流股的运动规律、供氧操作、渣料加入量和加入时间的确定、成渣过程、吹炼过程中 泡沫渣的控制、渣量计算、确定白云石的加入量、出钢温度确定、 过程和终点温度确定、冷却剂用量确定、热平衡和物料平衡计算、 终点碳和温度的判断、脱氧操作、铁合金加入量计算、吹损的组成、 常见事故的处理方法、挡渣球法挡渣操作、碳素钢、16Mn、硬线钢、 H08、硅钢生产 教学内容: 2.1一炉钢的吹炼过程 2.2装入制度 2.3供氧制度 2.4造渣制度 2.5温度制度 2.6终点控制 2.7脱氧合金化

转炉炼钢工艺流程

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。 电炉.转炉系统炼钢生产工艺流程简图 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 , Mn0,)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 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);

转炉炼钢设备

1 概述 1.1氧气顶吹转炉炼钢特点 氧气顶吹转炉炼钢又称 LD 炼钢法,通过近几十年的发展,目前已完全取代了平炉炼钢,其之所以能够迅速发展的原因,主要在于与其它炼钢方法相比,它具有一系列的优越性,较为更突出的几点如下: 1.生产效率高 一座容量为80 吨的氧气顶吹转炉连续生产24 小时,钢产量可达到日产3000 — 4000 吨,而一座 100 吨的平炉一昼夜只能炼钢 300 — 400 吨钢,平均小时产量相差甚远,而且从冶炼周期上看,转炉比平炉、电炉的冶炼周期要短得多。 2.投资少,成本低 建氧气顶吹转炉所需的基本建设的单位投资,比同规模的平炉节约30% 左右,另外投产后的经营管理费用,转炉比平炉要节省,而且随着转炉煤气回收技术的广泛推广和应用,利用转炉余热锅炉产生蒸气及转炉煤气发电,使转炉逐步走向“负能”炼钢。 3.原料适应性强 氧气顶吹转炉对原料情况的要求,与空气转炉相比并不那么严格,可以和平炉、电弧炉一样熔炼各种成分的铁水。 4.冶炼的钢质量好,品种多 氧气顶吹转炉所冶炼的钢种不但包括全部平炉钢,而且还包括相当大的一部分电弧炉钢,其质量与平炉钢基本相同甚至更优,氧气顶吹转炉钢的深冲性能和延展性好,适宜轧制板、管、丝、带等钢材。 1 / 35

5.适于高度机械化和自动化生产 由于冶炼时间短,生产效率高,再加转炉容量不断扩大,为准确控制冶炼过程,保证获得合格钢水成分和出钢温度,必须进行自动控制和检测,实现生产过程自动化。另外,在这种要求下,也只有实现高度机械化和自动化,才能减轻工人的劳动强度,改善劳动条件。 1.2 转炉炼钢机械设备系统 氧气顶吹转炉炼钢法,是将高压纯氧[压力为0.5~1.5MPa ,纯度99.5% 以上,(我厂为99.99% )],借助氧枪从转炉顶部插入炉内向熔池吹氧,将铁水吹炼成钢。氧气顶吹转炉的主要设备有: 1.转炉本体系统: 包括转炉炉体及其支承系统——托圈、耳轴、耳轴轴承和支承座,以及倾动装置,其中倾动装置由电动机、一次减速机,二次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。 2.氧枪及其升降、氧气装置及配套装置。 氧枪包括枪体、氧气软管及冷却水进出软管。 根据操作工艺要求氧枪必须随时升降,因此需要升降装置,为保证转炉连续生产,必须设有备用枪,即通过换枪装置,随时将备用枪移至工作位置,同时要求备用枪的氧气,进出水管路连接好。 3.散装料系统: 氧气顶吹转炉炼钢使用的原料有: (1)金属料——铁水、废铁、生铁块; (2)脱氧剂——锰铁、硅铁、硅锰、铝等; (3)造渣剂——石灰、萤石、白云石等;

转炉炼钢工艺的优化实践

转炉炼钢工艺的优化实践 摘要: 目前,我国炼钢行业正在快速发展,同时炼钢技术的进步主要围绕着高效率、高质量、低成本、低能耗、少环境污染等方面。对于炼钢技术采取优化措施,结合工艺优化和综合降耗,从炉料消耗、氧气消耗、石灰、合金消耗、煤气回收、除尘灰、钢渣综合处理等环节有效控制,明显提高炼钢的经济和质量效益。在整体上提高炼钢行业的竞争性,创新炼钢工艺,不断优化炼钢工艺等方面,取得了明显的效果。 关键词: 转炉炼钢工艺优化 0 前言 转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展,同时增强了炼钢企业的市场竞争力,工艺优化,不但可以降低成本,同时提高炼钢企业的年产量,节省各项资源的消耗,最大限度地提高了企业的经济效益。各项技术指标的提高,进一步优化炼钢工艺,带动了炼钢业的经济发展。本文主要通过对炼钢行业现状的分析,结合成功经验,对炼钢工艺优化提出一些既有效又经济的方法,降低成本的同时,提高炼钢产量,节约能源。笔者分析探讨了炼钢工艺优化的重要性和可实施性。 1总述炼钢行业的现状 针对当前钢铁行业所面临的处境,提高市场竞争力、降低炼钢生产成本势在必行。而在炼钢生产中,金属炉料成本约占炼钢生产总成本的80%以上,因此抓好金属炉料成本是控制炼钢生产成本的关键。为进一步减少金属炉料消耗,略钢炼钢厂通过探索,优化炉料结构,改进炉前冶炼工艺和优化合金料的使用,采用少渣炼钢工艺、改进吹氧工艺、引用低成本合金等措施,有效地降低金属炉料消耗、氧耗和合金成本,达到降低生产成本的目的,增加了企业经济效益。近年来炼钢厂通过完善溅渣护炉、低铁水比冶炼、高效转炉、低耐材消耗达到了转炉炼钢厂生产工艺的优化组合。 2炉料结构优化思路 目前,常用的转炉金属炉料有高炉铁水、铁块(生铁)、自产废钢、社会废钢( 以中型和小型废钢为主)等。炉料结构优化应以满足转炉炼钢需要为基础,以提高炉料金属收得率为出发点,找出成本最低的炉料配比为目的。炉料金属收得率是指某一金属炉料的单位投入量通过冶炼可以产出合格钢水的百分率。它受两方面因素影响: 一方面是炉料自身含量,另一方面是在冶炼过程中的各种损耗,包括原料中杂质元素化学损失、烟尘损失、喷溅及炉渣带钢造成的铁耗等。 3 提高炉料金属收得率工艺措施 3.1 优化入炉料结构,合理使用好铁矿石

转炉炼钢工艺标准经过流程

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:

转炉炼钢知识问答

转炉炼钢知识问答 1 转炉炼钢的原材料 1-1 转炉炼钢用原材料有哪些,为什么要用精料? 炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢(生铁块)。炼钢用辅原料通常指造渣剂(石灰、萤石、白云石、合成造渣剂)、冷却剂(铁矿石、氧化铁皮、烧结矿、球团矿)、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。 原材料是炼钢的物质基础,原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。国内外大量生产实践证明,采用精料以及原料标准化,是实现冶炼过程自动化、改善各项技术经济指标、提高经济效益的重要途径。根据所炼钢种、操作工艺及装备水平合理地选用和搭配原材料可达到低费用投入,高质量产出的目的。 转炉入炉原料结构是炼钢工艺制度的基础,主要包括三方面内容:一是钢铁料结构,即铁水和废钢及废钢种类的合理配比;二是造渣料结构,即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配比制度;三是充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果,即钢铁料和造渣料的科学利用。炉料结构的优化调整,代表了炼钢生产经营方向,是最大程度稳定工序质量,降低各种物料消耗,增加生产能力的基本保证。1-2 转炉炼钢对铁水成分和温度有什么要求? 铁水是炼钢的主要原材料,一般占装入量的70%~100%。铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。因此,对入炉铁水化学成分和温度必须有一定的要求。 A铁水的化学成分 氧气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定,这样才能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。 (1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高,会增加转炉热源,能提高废钢比。有关资料表明,铁水中WSi每增加0.1%,废钢比可提高约1.3%。铁水硅含量高,渣量增加,有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加,易引起喷溅,金属的收得率降低。Si含量高使渣中SiO2含量过高,也

转炉炼钢终点控制技术现状研究

转炉炼钢终点控制技术现状研究 摘要】在炼钢过程中,终点控制技术是一个相对重要的环节,该项工作的效率 会直接影响到转炉炼钢的整体效率。基于此,本文对转炉炼钢中的终点控制技术 进行了具体研究,以期从根本上把握终点的控制技术,充分发挥技术优势,在提 高技术专业化水准的同时,进一步提高转炉炼钢的生产效率,促使炼钢企业朝着 更好的方向发展。 【关键词】转炉炼钢;终点控制;技术应用 实施终点控制技术的作用在于控制炼钢时间,这是一项重要的操作程序,需 要在转炉炼钢后期进行,具体包括动态化控制、静态化控制、人工控制以及自动 化控制等四项技术。每种控制技术都有各自的优势,其所产生的应用效果也存在 差异。在今后的生产过程中,为了能够更好地利用该项技术,相关技术人员要根 据生产实际,并结合以往的实践经验,切实做好技术应用工作,本文就此展开论述。 一、终点控制技术的应用实践 (一)动态化控制技术 1、炉气动态分析终点控制 炉气动态分析终点控制主要是由根据炉口表的成分检测结果,计算钢铁熔池 脱碳的实际速率,该操作在吹炼的后期阶段进行,当确定了钢水的温度和成分后,方可实现转炉炼钢的终点动态化目标。该项技术通过连续性动作来提示钢水的实 际含碳量和温度,同时还能够利用动态化分析对控制系统加以校正,更加直观的 向工作人员展现钢水的 P、S 实际变化状况。就实际操作结果分析,笔者发现终点钢水的碳实际质量分数与其测量的精准度和命中率是成反比的。由此可见,炉气 动态分析终点技术在终点碳温的命中几率提升方面具有积极意义。 2、副枪动态分析终点控制 技术人员要在即将到达吹炼终点期时,将副枪插入熔池内,从而获取池内的 碳实际含量和相应的温度检测数值。根据最终检测结果,技术人员要对静态模型 进行客观分析,最终计算结果,并给予更正处理。此外,吹炼的终点需要加入足 量的副原料,当供氧量足够时,技术人员必须严格控制终点命中率,以此来保证 转炉冶炼的稳定性。在计算机技术的辅助作用下,得以实现高水平、高质量的转 炉冶炼动态化的控制目标。当钢中碳的质量分数较低时,技术人员要用结晶的定 碳技术去分析该项数据,获取到最精确的实时测量数据;而当该项数值处于较高 的分数时,技术人员是无法保证测量精准度的。因此副枪动态分析终点控制技术 多用于低、中型的碳钢生产企业。 (二)静态化控制技术 静态化控制技术的实际应用较为严格,需要技术人员把握好原材料的基础条 件和吹炼的钢种目标等因素,通过对各种材料的精准化分析,最终确定供氧量标准,其后方可进行下一步的操作。静态化控制技术对于吹炼操作期间的更改难度 提出了更高的要求,其终点命中率通常会受到多种客观因素的影响,因此在该项 技术的实际应用期间,技术人员需要结合以往的实践经验,牢牢控制终点控制标准,该种技术应用环境下的终点碳温实际命中几率大约为 80%。 (三)自动化控制技术 炉渣在线式检测专项技术是自动化控制技术中的典型,通过技术应用能够对 炉渣实际状态进行实时化的监控和探测,且在吹炼操作期间,该项技术还能够合

转炉少渣工艺技术分析

转炉少渣工艺技术分析 摘要:阐述了少渣炼钢的工艺路线,分析了转炉少渣吹炼的供气制度、造渣制度、温度制度、合金化制度等,介绍了国内外几家钢厂典型的少渣炼钢工艺及其冶金效果,指出少渣炼钢是未来炼钢的主要发展方向。 关键词:转炉;少渣炼钢;工艺制度 Progress and Prospect of Less Slag Steelmaking Process Abstract:The paper summarizes the process line of less slag steelmaking,and analyzes the system of gas supplying,slagging and alloying,that 0f the temperature and SO on.of less slag blowing in converter.introduces the typical processes of less slag steelmaking and its metallurgical effects of seven steel plants at home and abroad,meanwhile,points out that less slag steelmaking is the main development direction of the steelmaking in the future. Key words:converter;less 8lag steelmaking;process system 铁水“三脱”使传统炼钢工艺发生了显著变化,在铁水预处理阶段进行脱硅、脱磷和脱硫,使炼钢转炉的主要功能转变为调温和脱碳,同时炼钢渣量减少,形成了少渣炼钢工艺。由于少渣炼钢用的铁水硅含量很低,造渣用石灰加入量明显减少,降低了渣料消耗和能耗,喷溅少,铁损低,减少了污染物的排放。同时,因渣量少,氧的利用效率高,吹炼终点钢水中氧含量低,余锰高,合金元素收得率较高,从而降低了生产成本。另外,少渣炼钢工艺终点命中率高,改善了钢水的纯净度,为生产超纯净钢创造了条件。 1 少渣炼钢工艺路线 常见的转炉炼钢工艺路线有四种。第一种是传统的炼钢工艺,欧美各国的炼钢厂多采用这种模式,即铁水先脱硫预处理后,再转炉炼钢。通常转炉炼钢渣量占金属量的10%以上,转炉渣中FeO含量在17%左右。此外,渣中还含有约8%的铁珠,该工艺钢铁料消耗高。第二种炼钢工艺是先在铁水沟、混铁车或铁水罐内进行铁水“三脱”预处理,然后在复吹转炉进行少渣炼钢,这种工艺的不足之处是脱磷前必须先脱硅,废钢比低(≤5%),脱磷渣碱度过高,难于利用。第三种炼钢工艺是20世纪90年代中后期日本各大钢厂试验研究成功的转炉铁水脱磷工艺,该工艺解决了超低磷钢的生产难题。与第二种工艺路线的明显区别是脱磷预处理移到转炉内进行,转炉内自由空间大,反应动力学条件好,生产成本较低。具体工艺是采用两座转炉双联作业,一座脱磷,另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳[1、2],即“双联法”。典型的双联法工艺流程为:高炉铁水_+铁水预脱硫-+转炉脱磷_+转炉脱碳_+炉外精炼.+连铸。由于受设备和产品的限制,也有在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳的操作模式,类似传统的“双渣法”。第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进,与第三种工艺的明显不同是将部分脱碳渣(约8%)返回脱磷转炉,脱磷后的铁水进入脱碳转炉脱碳。该工艺是目前渣量最少、最先进的转炉生产纯净钢的工艺路线。在上述四种转炉炼钢工艺路线中,后三种炼钢工艺铁水经过“三脱”预处理后再脱碳炼钢,能够做到少渣操作。四种

炼钢工艺流程图

炼钢工艺流程 1炼钢厂简介 炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水,再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有5座转炉,5台连铸机,年设计生产能力为500万吨,现年生产钢坯400万吨。其中炼钢一分厂年生产能力达到240万吨;炼钢二厂年生产能力为160万吨。 2炼钢的基本任务 钢是以Fe为基体并由C、Si、Mn、P、S等元素以及微量非金属夹杂物共同组成的合金。 炼钢的基本任务包括:脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂,提高温度,调整成分,炼钢过程通过供氧造渣,加合金,搅拌升温等手段完成炼钢基本任务,“四脱两去两调整”。 3氧气转炉吹炼过程 氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟,在这短短的时间内要完成造渣,脱碳、脱磷、脱硫、去气,去除非金属夹杂物及升温等基本任务。 由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同,吹炼工艺也有所区别。氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程,根据一炉钢吹炼过程中金属成分,炉渣成分,熔池温度的变化规律,吹炼过程大致可以分为以下3个阶段: (1)吹炼前期。(2)吹炼中期。(3)终点控制。 炼好钢必须抓住各阶段的关键,精心操作,才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。 装入制度 装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度,确定合理的装入数量,合适的铁水废钢比例。

3.1.1装入量的确定 装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量,它主要包括铁水和废钢量。目前国内外装入制度大体上有三种方式: (1)定深装入;(2)分阶段定量装入;(3)定量装入 3.2.2装入次序 目前永钢的操作顺序为,钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢,然后兑入铁水。 为了维护炉衬,减少废钢对炉衬的冲击,装料次序也可以先兑铁水,后装废钢。若采用炉渣预热废钢,则先加废钢,再倒渣,然后兑铁水。如果采用炉内留渣操作,则先加部分石灰,再装废钢,最后兑铁水。 供氧制度 制订供氧制度时应考虑喷头结构,供氧压力,供氧强度和氧枪高度控制等因素。 3.2.1氧枪喷头 转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的,因此,喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪有单孔,多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是4孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.2.2氧气压力控制 氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。经测定,炉内介质压力一般为—,流股马赫数在—之间。因此目前在转炉上使用的工作压力为—,视各种扎容量而定。一般说来,转炉容量大,使用压力越高。 3.2.3氧气流量和供氧强度 (1)氧气流量:

转炉炼钢低氮控制实践

转炉炼钢低氮控制实践 2009-11-23 9:50:39 李安东、郑皓宇、徐文杰 (宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部炼钢厂) 摘要:宝钢不锈钢事业部炼钢厂引进宝钢分公司的转炉低氮控制技术,结合不锈钢分公司碳钢炼钢的自身特点,在重点品种IF钢的冶炼过程中,进行转炉低氮控制工艺转化,得出了可操作工艺参数,并推广应用到其它优质低氮钢,形成了规范的转炉低氮控制技术,为不锈钢事业部生产高等级的汽车面板钢作了充分的技术储备。 关键词:转炉冶炼,钢水脱氮 Study on Low-Nitrogen Controlling Technology Li Andong、Zhen Hao yu、Xu Wen Jie (Melting Shop of Baoshan Iron & Steel Co. Ltd. Stainless Steel Business Unit) Abstract: The melting shop of Baosteel Stainless Steel Branch introduced low- nitrogen controlling technology from Baosteel Branch. Combining with the smelting process characteristics of carbon steel, Baosteel Stainless steel Branch applied the technology to the converter in smelting process of IF steel to draw the operational process parameters. And the technology has also been applied to other high-quality low–nitrogen steel and become a standardized low-nitrogen converter controlling technology that is existing as the sufficient technical reserves for the production of high-grade steel panels of motor vehicles. Key words: smelting in converter, denitrigenation from steel 1 前言 钢水中氮的控制贯穿于铁水预处理-BOF-精炼-CC的全过程,基本的控制方法可分为两个方面,即脱氮+防止增氮[1,2]。从理论上讲,铁水预处理、转炉冶炼、RH真空精炼工序均可

转炉炼钢连铸精益生产实践

转炉炼钢连铸精益生产实践 随着炼钢工艺技术及信息化、智能化的不断发展,炼钢-连铸过程工艺流、时间流、物质流的系统协同优化,已成为炼钢企业生产过程管控的重点研究方向。为此,莱钢炼钢厂根据自身工艺装备水平和产品特点,围绕生产组织、质量控制、成本管控、设备点检、安全管理进行系统优化创新和管理升级,形成五位一体”的协同生产管控模式,并 通过实施各工序关键工艺精准控制,实现了优质、高效、低耗的精益冶炼模式,在产品质量、关键指标、成本控制等方面,取得了良好效果,精益生产水平不断提高。 1工艺装备 莱钢炼钢厂现有2座1880m3高炉、1座3200m3高炉,3座120t转炉、1座150t转炉,以及大H型钢生产线、1500mm热轧宽带生产线和4300mm宽厚板生产线,年产钢500万吨。炼钢工序主要工艺装备情况如表1所示。 炼钢厂主要工艺袈裔 主要生产品种包括:普通碳素结构钢、低合金高强度结构钢、优质碳素结构钢、船板钢、汽车大梁钢、耐磨钢、管线钢、压力容器钢等。 2工艺流程 莱钢炼钢厂冶炼钢种多,对应的产品规格与性能要求又存在较大差异,由图1可见, 现场工艺装备复杂,在生产组织过程中各工序间交叉作业频繁,行车作业率高,故工艺选择较为复杂,生产组织协同性差,造成生产成本高、能耗高,质量控制不稳定。

圈1嫌钢连铸生产流祁 3炼钢-连铸过程协同优化研究 针对炼钢-连铸生产过程控制,围绕生产组织、质量控制、成本管控、设备点检、安全管理进行系统优化创新和管理升级,形成五位一体”的协同生产管控模式,在产品 质量、关键指标、成本控制等方面取得了良好效果,精益生产水平不断提高。 3.1以生产时刻表”为主线,建立精益生产组织模型 按照不同钢种的工艺流程、各工序标准工艺时间以及炼钢-连铸协同配置要求,建 立专线化生产、生产时刻表和调度组织模型,实现了均衡、稳定、高效、低耗的精益生产组织模式。 1)炼钢生产时刻表运行系统 以炼钢、精炼、连铸各工序标准时间序为基准,建立像火车时刻表”一样的生产 时刻表”实现了生产过程的动态、精准控制。 2)专线化生产组织模型 根据合同订单计划,依托炼钢MES系统,运用当量周期、炉机匹配度等分析评价指标,对转炉、精炼及连铸产能、节奏、生产组织模式进行系统分析研究,建立专线化生产组织模型。 3.2以参数群控制为核心,建立质量识别系统 依托一级、二级控制系统,建立健全全流程工艺参数自动采集系统,对生产过程工艺参数进行自动采集识别。根据各工序工艺控制特点,制定各工序关键控制点控制标准及不合项扣分标准,根据每炉钢实际参数控制情况,对每炉铸坯质量进行综合打分判定。 通过建立从铁水到铸坯的全流程关键工艺参数标准模型,过程工艺参数自动采集,对工艺参数实时

转炉炼钢工艺流程介绍

转炉炼钢工艺流程介绍 ---- 冶金自动化系列专题 【导读】:转炉炼钢是把氧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。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧,去除有害气体和非金属夹杂物,提高温度和调整成分。归纳为:“四脱”(碳、氧、磷和硫),“二去”(去气和去夹杂),“二调整”(成分和温度)。采用的主要技术手段为:供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。【发表建议】 转炉冶炼目的:将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。 【相关信息】钢与生铁的区别: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。 [查看全文] 转炉冶炼原理简介: 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。如果氧气是从炉底吹入,那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。 [查看全文] 转炉冶炼工艺流程简介:

炼钢工艺流程

【导读】:转炉炼钢是把氧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。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧,去除有害气体和非金属夹杂物,提高温度和调整成分。归纳为:“四脱”(碳、氧、磷和硫),“二去”(去气和去夹杂),“二调整”(成分和温度)。采用的主要技术手段为:供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。 转炉冶炼目的:将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。 【相关信息】钢与生铁的区别: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。 转炉冶炼原理简介: 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。如果氧气是从炉底吹入,那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。 转炉冶炼工艺流程简介:

转炉炼钢工艺流程

转炉炼钢工艺流程 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

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:

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