轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝

1、中國三冶集團(tuán)有限公司中國三冶集團(tuán)有限公司轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度煉鋼原料煉鋼原料轉(zhuǎn)爐煉鋼原理、工藝流程及設(shè)備轉(zhuǎn)爐煉鋼原理、工藝流程及設(shè)備轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展簡史轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展簡史目錄 依照歷史發(fā)展進(jìn)程，按轉(zhuǎn)爐爐襯性質(zhì)的不同分為依照歷史發(fā)展進(jìn)程，按轉(zhuǎn)爐爐襯性質(zhì)的不同分為酸性轉(zhuǎn)酸性轉(zhuǎn)爐爐與與堿性轉(zhuǎn)爐堿性轉(zhuǎn)爐；按其氣體引入的部位不同，分為；按其氣體引入的部位不同，分為底吹轉(zhuǎn)爐底吹轉(zhuǎn)爐、側(cè)吹轉(zhuǎn)爐側(cè)吹轉(zhuǎn)爐和和頂吹轉(zhuǎn)爐頂吹轉(zhuǎn)爐；根據(jù)供給氣體的氧化性不同又可分為；根據(jù)供給氣體的氧化性不同又可分為空氣轉(zhuǎn)爐空氣轉(zhuǎn)爐和和氧氣轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐的分類如下：。

2、轉(zhuǎn)爐的分類如下：一、鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展簡史一、鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展簡史 18561856年德國人貝斯麥就發(fā)明了年德國人貝斯麥就發(fā)明了底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，這種方法是，這種方法是近代煉鋼法的開端近代煉鋼法的開端. . 1879 1879年出現(xiàn)了托馬斯底吹年出現(xiàn)了托馬斯底吹堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，它使用帶有堿性爐，它使用帶有堿性爐襯的轉(zhuǎn)爐來處理高磷生鐵。襯的轉(zhuǎn)爐來處理高磷生鐵。 法國人馬丁利用蓄熱原理，在法國人馬丁利用蓄熱原理，在18641864年創(chuàng)立了平爐煉鋼法，年創(chuàng)立了平爐煉鋼法，18801880年年, ,出現(xiàn)了出現(xiàn)了堿性平爐堿性平爐。 19521952年在奧地利出現(xiàn)年在奧

3、地利出現(xiàn)純氧頂吹轉(zhuǎn)爐純氧頂吹轉(zhuǎn)爐。 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代初奧地利的年代初奧地利的Voest Voest AlpineAlpine公司才將氧氣煉鋼用于工業(yè)公司才將氧氣煉鋼用于工業(yè)生產(chǎn)，從而誕生了生產(chǎn)，從而誕生了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，亦稱亦稱LD LD 轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐。 LD轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐 19701970年后，由于發(fā)明了用年后，由于發(fā)明了用碳?xì)浠衔锉Ｗo(hù)的雙層套碳?xì)浠衔锉Ｗo(hù)的雙層套管式底吹氧槍管式底吹氧槍 而出現(xiàn)了而出現(xiàn)了底底吹法吹法，各種類型的底吹法，各種類型的底吹法轉(zhuǎn)爐（如轉(zhuǎn)爐（如OBM,Q-BOP,LSWOBM,Q-BOP,LSW等）等）在實際生產(chǎn)中顯示出許多在實際生產(chǎn)中顯示出許多優(yōu)于

4、頂吹轉(zhuǎn)爐之處，使一優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐之處，使一直居于首位的頂吹法受到直居于首位的頂吹法受到挑戰(zhàn)和沖擊。挑戰(zhàn)和沖擊。OBM裝置裝置繼奧地利人繼奧地利人Dr.EdaurdDr.Edaurd等等于于19731973年研究轉(zhuǎn)爐年研究轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)頂?shù)讖?fù)吹煉鋼吹煉鋼之后，世界各國普之后，世界各國普遍開展了轉(zhuǎn)爐復(fù)吹的研究遍開展了轉(zhuǎn)爐復(fù)吹的研究工作，出現(xiàn)了各種類型的工作，出現(xiàn)了各種類型的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，到，到2020世紀(jì)世紀(jì)8080年年代初開始正式用于生產(chǎn)。代初開始正式用于生產(chǎn)。頂?shù)讖?fù)吹裝置頂?shù)讖?fù)吹裝置 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是將高爐來的鐵水經(jīng)混鐵爐混勻后兌入轉(zhuǎn)爐，并按一定比例裝入廢鋼，然后降下水冷氧槍以一定的供氧、槍

5、位和造渣制度吹氧冶煉。當(dāng)達(dá)到吹煉終點時，提槍倒?fàn)t，測溫和取樣化驗成分，如鋼水溫度和成分達(dá)到目標(biāo)值范圍就出鋼。否則，降下氧槍進(jìn)行再吹。在出鋼過程中，向鋼包中加入脫氧劑和鐵合金進(jìn)行脫氧、合金化。然后，鋼水送模鑄場或連鑄車間鑄錠。 1951年堿性空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法首先在我國唐山鋼廠試驗成功，并于1952年投入工業(yè)生產(chǎn)。1954年開始廠小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的試驗研究工作，1962年將首鋼試驗廠空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐改建成3t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，開始了工業(yè)性試驗。在試驗取得成功的基礎(chǔ)上，我國第1個氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間（2x30t）在首鋼建成，于1964 年12月26日投入生產(chǎn)。二、煉鋼原料二、煉鋼原料 金屬料金屬料：鐵

6、水、廢鋼、合金鋼：鐵水、廢鋼、合金鋼 非金屬料非金屬料：造渣劑造渣劑（石灰石灰、螢石、鐵礦石）、螢石、鐵礦石）、 冷卻劑冷卻劑（廢鋼廢鋼、鐵礦石、氧化鐵）、鐵礦石、氧化鐵）、 增碳劑和燃料增碳劑和燃料（焦炭焦炭、石墨籽、煤塊、重油）、石墨籽、煤塊、重油） 氧化劑氧化劑：氧氣、鐵礦石、氧化鐵皮：氧氣、鐵礦石、氧化鐵皮【1 1】金屬料金屬料 1 1、鐵、鐵 水水 鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原材是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的料，一般占裝入量的70%-100%70%-100%。是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。 對鐵水要求有：對鐵水要求有： （1 1）成分；）成分； （2 2）帶渣量；

7、）帶渣量； （3 3）溫度。）溫度。 1 1）硅（）硅（SiSi） 硅硅是重要的發(fā)熱元素是重要的發(fā)熱元素，鐵水中含，鐵水中含SiSi量高，爐內(nèi)的化學(xué)熱增加，鐵水中量高，爐內(nèi)的化學(xué)熱增加，鐵水中SiSi量增量增加加0.10%0.10%，廢鋼的加入量可提高，廢鋼的加入量可提高1.3%-1.5%1.3%-1.5%。 鐵水含鐵水含SiSi量高量高，渣量增加，渣量增加，有利于脫磷、脫硫有利于脫磷、脫硫。 硅含量過高硅含量過高會使會使渣料和消耗增加渣料和消耗增加，易引起，易引起噴濺噴濺，金屬收得率降低金屬收得率降低，同時渣中，同時渣中過量的過量的SiOSiO2 2，也會，也會加劇對爐襯的侵蝕加劇對爐襯的侵

8、蝕，影響石灰渣化速度影響石灰渣化速度，延長吹煉時間延長吹煉時間。 通常通常鐵水中的硅含量為鐵水中的硅含量為0.30%-0.60%0.30%-0.60%為宜為宜。 2）錳（錳（Mn） 錳是發(fā)熱元素錳是發(fā)熱元素，鐵水中，鐵水中Mn氧化后形成的氧化后形成的MnO能有效能有效促進(jìn)石灰溶解促進(jìn)石灰溶解，加快成加快成渣渣，減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。 同時鐵水含同時鐵水含MnMn高，終點鋼中余錳高，從而可以減少合金化時所需的錳鐵合金，高，終點鋼中余錳高，從而可以減少合金化時所需的錳鐵合金，有利提高鋼水純凈度。有利提高鋼水純凈度。 轉(zhuǎn)爐用鐵水對錳與硅比值要求為轉(zhuǎn)爐用鐵水對錳與硅比

9、值要求為0.8-1.00.8-1.0，目前使用較多的為低錳鐵水，錳的含目前使用較多的為低錳鐵水，錳的含量為量為0.20%-0.80%0.20%-0.80% 3 3）磷（磷（P P）。磷是高發(fā)熱元素，對一般鋼種磷是高發(fā)熱元素，對一般鋼種來說是有害元素，因此要求鐵水磷含量越低越好，來說是有害元素，因此要求鐵水磷含量越低越好，一般要求鐵水一般要求鐵水P0.20%P0.20%。 4 4）硫（硫（S S）。除了含硫易切削以外，絕大多除了含硫易切削以外，絕大多數(shù)鋼種要求去除硫這一有害元素。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣數(shù)鋼種要求去除硫這一有害元素。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣操作的脫硫效率只有操作的脫硫效率只有30%-40%30%-40%

10、。我國煉鋼技術(shù)規(guī)程。我國煉鋼技術(shù)規(guī)程要求入爐鐵水的要求入爐鐵水的硫含量不超過硫含量不超過0.05%0.05%。 u 對鐵水帶渣量的要求對鐵水帶渣量的要求： 高爐渣中含硫、高爐渣中含硫、SiOSiO2 2、和、和AlAl2 2O O3 3量較高，過多的高爐量較高，過多的高爐渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，造成渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，造成噴濺，降低爐襯壽命，因此，噴濺，降低爐襯壽命，因此，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量不得超過不得超過0.5%0.5%。u 對鐵水溫度的要求對鐵水溫度的要求： 鐵水溫度是鐵水含物理量多少的標(biāo)志，鐵水物理熱鐵水溫度是

11、鐵水含物理量多少的標(biāo)志，鐵水物理熱得占轉(zhuǎn)爐熱收入的得占轉(zhuǎn)爐熱收入的50%50%。應(yīng)努力保證入爐鐵水的溫度，保。應(yīng)努力保證入爐鐵水的溫度，保證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速。我國煉鋼規(guī)定證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速。我國煉鋼規(guī)定入爐鐵水溫度入爐鐵水溫度應(yīng)大于應(yīng)大于12501250，并且要相對穩(wěn)定。，并且要相對穩(wěn)定。2 2、廢鋼、廢鋼 轉(zhuǎn)爐和電爐煉轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼均使用廢鋼，鋼均使用廢鋼，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用廢鋼量一般是總廢鋼量一般是總裝入量的裝入量的10%-30%10%-30%。轉(zhuǎn)爐煉鋼對廢鋼的要求轉(zhuǎn)爐煉鋼對廢鋼的要求：1)1)廢鋼的外形尺寸和塊度廢鋼的外形尺寸和塊度 應(yīng)保證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐。應(yīng)保

12、證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐。廢鋼的長度廢鋼的長度應(yīng)小于應(yīng)小于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐口直徑的爐口直徑的1/21/2，廢鋼單重廢鋼單重一般不應(yīng)超過一般不應(yīng)超過300kg300kg。國標(biāo)要求。國標(biāo)要求廢鋼的長度不大于廢鋼的長度不大于1000mm1000mm，最大單件重量不大于，最大單件重量不大于800kg800kg。2 2）廢鋼中不得混有鐵合金）廢鋼中不得混有鐵合金 嚴(yán)禁混入銅、鋅、鉛、錫等有色金屬和橡膠，不得嚴(yán)禁混入銅、鋅、鉛、錫等有色金屬和橡膠，不得混有封閉器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品?；煊蟹忾]器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。廢鋼廢鋼的硫、磷含量均不大于的硫、磷含量均不大于0.050%0.050%。3

13、 3）廢鋼應(yīng)清潔干燥）廢鋼應(yīng)清潔干燥 不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。4 4）不同性質(zhì)的廢鋼分類存放）不同性質(zhì)的廢鋼分類存放 非合金鋼、低合金鋼廢鋼可混放在一起，不得混有非合金鋼、低合金鋼廢鋼可混放在一起，不得混有合金廢鋼和生鐵。合金廢鋼要單獨存放，合金廢鋼和生鐵。合金廢鋼要單獨存放，以免造成冶以免造成冶煉困難煉困難，產(chǎn)生熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費產(chǎn)生熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費。3 3、鐵合金、鐵合金 常用的常用的鐵合金種類鐵合金種類： 簡單合金：簡單合金：Fe-Fe-MnMn，F(xiàn)e-SiFe-Si，F(xiàn)e-CrFe-Cr，F(xiàn)e-VFe-V

14、等等 復(fù)合脫氧劑復(fù)合脫氧劑：Ca-SiCa-Si合金，合金，Al-Al-MnMn-Si-Si合金，合金， MnMn-Si-Si合金等合金等 純金屬純金屬：MnMn、TiTi、NiNi、AlAl。 【2 2】非金屬料非金屬料1 1、 造渣劑造渣劑 （1 1）石灰）石灰 堿性煉鋼方法的造渣料，主要成分為堿性煉鋼方法的造渣料，主要成分為CaOCaO，由石，由石灰石煅燒而成，是脫灰石煅燒而成，是脫P P、脫、脫S S不可缺少的材料，用量比不可缺少的材料，用量比較大。較大。 其質(zhì)量好壞對吹煉工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命其質(zhì)量好壞對吹煉工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等產(chǎn)生主要影響。因此，等產(chǎn)生主要影響。因此，石灰石

15、灰CaOCaO含量高，含量高，SiOSiO2 2和和S S 含量低，生過燒率低，活性高，塊度適中，此外，石含量低，生過燒率低，活性高，塊度適中，此外，石灰還應(yīng)保持清潔、干燥和新鮮灰還應(yīng)保持清潔、干燥和新鮮。 （2 2）螢石）螢石 螢石的主要成分是螢石的主要成分是 CaFCaF2 2，焙燒約，焙燒約930930。 螢石助熔的特點是作用快，時間短。但大量使螢石助熔的特點是作用快，時間短。但大量使用螢石會增加用螢石會增加噴濺噴濺，加劇，加劇爐襯侵蝕爐襯侵蝕，污染環(huán)境污染環(huán)境。 （3 3）白云石）白云石 白云石的主要成分白云石的主要成分CaCO3.MgCO3CaCO3.MgCO3。經(jīng)焙燒可成為輕。經(jīng)焙

16、燒可成為輕燒白云石，其主要成分為燒白云石，其主要成分為CaO.MgOCaO.MgO。 轉(zhuǎn)爐采用轉(zhuǎn)爐采用生白云石或輕燒白云石生白云石或輕燒白云石代替部分石灰造代替部分石灰造渣?？蓽p輕爐渣對爐襯的侵蝕，渣?？蓽p輕爐渣對爐襯的侵蝕，提高爐襯壽命提高爐襯壽命具有明具有明顯效果顯效果（4 4）合成造渣劑）合成造渣劑 合成造渣劑是用合成造渣劑是用石灰石灰加入適量的加入適量的氧化鐵皮氧化鐵皮、螢石螢石、氧化錳氧化錳或其他氧化物等熔劑，或其他氧化物等熔劑，在低溫下預(yù)在低溫下預(yù)制成型制成型。 合成渣劑熔點低、堿度高、成分均勻、粒合成渣劑熔點低、堿度高、成分均勻、粒度小，且在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而改度小，

17、且在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而改善了冶金效果，減輕了轉(zhuǎn)爐造渣負(fù)荷。善了冶金效果，減輕了轉(zhuǎn)爐造渣負(fù)荷。 2 2、 增碳劑增碳劑 在冶煉過程中，由于配料或裝料不當(dāng)以及脫在冶煉過程中，由于配料或裝料不當(dāng)以及脫碳過量等原因，有時造成鋼中碳過量等原因，有時造成鋼中碳含量沒有達(dá)到預(yù)碳含量沒有達(dá)到預(yù)期的要求期的要求，這時要，這時要向鋼液中增碳向鋼液中增碳。常用的增碳劑。常用的增碳劑有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。粉。 轉(zhuǎn)爐冶煉中，轉(zhuǎn)爐冶煉中，高碳鋼種高碳鋼種時，使用含雜質(zhì)很時，使用含雜質(zhì)很少的少的石油焦作為增碳劑石油焦作為增碳劑。3 3 、氧化劑、

18、氧化劑氧氣氧氣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，其純度達(dá)到或超過是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，其純度達(dá)到或超過99.5%99.5%，氧氣壓力要穩(wěn)定，并脫除水分。，氧氣壓力要穩(wěn)定，并脫除水分。氧化鐵氧化鐵亦稱亦稱鐵磷鐵磷，是鋼坯加熱，軋制和連鑄過程中，是鋼坯加熱，軋制和連鑄過程中產(chǎn)生的氧化殼層，產(chǎn)生的氧化殼層，鐵量約占鐵量約占70%-75%70%-75%。氧化鐵皮還。氧化鐵皮還有助于化渣和冷卻作用，有助于化渣和冷卻作用，使用時應(yīng)加熱烘烤，保持使用時應(yīng)加熱烘烤，保持干燥干燥。鐵礦石鐵礦石中鐵的氧化物存在形式是中鐵的氧化物存在形式是FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4和和FeOFeO其氧含量分別是

19、其氧含量分別是30.06%30.06%，27.64%27.64%和和22.28%22.28%。三、轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度三、轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度1.裝料制度裝料制度2.供氧制度供氧制度3.造渣制度造渣制度4.溫度制度溫度制度5.終點控制及合金化制度終點控制及合金化制度(1)(1)、裝料次序、裝料次序 對使用廢鋼的轉(zhuǎn)爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼，對使用廢鋼的轉(zhuǎn)爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼，再加入中型和重型廢鋼，以保護(hù)爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過再加入中型和重型廢鋼，以保護(hù)爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。 為了防止?fàn)t襯過分急冷，

20、裝完廢鋼后，應(yīng)立即兌入鐵水。為了防止?fàn)t襯過分急冷，裝完廢鋼后，應(yīng)立即兌入鐵水。（2 2）裝入量）裝入量 裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素之定轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素之一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是根據(jù)熱平衡計算確定。一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是根據(jù)熱平衡計算確定。通常，鐵水配比為通常，鐵水配比為70%-90%.70%-90%.1.1.裝料制度裝料制度2.2.供氧制度供氧制度 供氧制度的主要內(nèi)容包括供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強度、氧壓和槍位控制

21、結(jié)構(gòu)、供氧強度、氧壓和槍位控制。供氧是保。供氧是保證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣制度、證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣制度、控制噴濺去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作，控制噴濺去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作，關(guān)系到終點的控制和爐襯的壽命，對一爐鋼冶關(guān)系到終點的控制和爐襯的壽命，對一爐鋼冶煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。3.3.造渣制度造渣制度 造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的一項重要操作。所謂造渣，造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的一項重要操作。所謂造渣，是指通過控制入爐渣料的種類和數(shù)量，使?fàn)t渣具是指通過控制入爐渣料的種類和數(shù)量，使?fàn)t渣具有某些性質(zhì)，以滿足熔池內(nèi)有關(guān)煉鋼反應(yīng)需要的有某些性質(zhì)，以滿足

22、熔池內(nèi)有關(guān)煉鋼反應(yīng)需要的工藝操作工藝操作。由于轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，必須。由于轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，必須快速成渣快速成渣，才能滿足冶煉進(jìn)程和強化冶煉的要求，同時造渣才能滿足冶煉進(jìn)程和強化冶煉的要求，同時造渣對避免噴濺、減少金屬損失和提高爐襯壽命都有對避免噴濺、減少金屬損失和提高爐襯壽命都有直接影響。直接影響。 4 4.溫度制度溫度制度 在吹煉一爐鋼的過程中，需要正確控制溫在吹煉一爐鋼的過程中，需要正確控制溫度。溫度制度主要是指煉鋼過程溫度控制度。溫度制度主要是指煉鋼過程溫度控制和終點溫度控制。和終點溫度控制。1、 終點終點 熔池中熔池中金屬的成分和溫度達(dá)到所煉鋼種要求金屬的成分和溫度達(dá)到所煉鋼種要求時，時

23、，稱為終點。稱為終點。2 、終點的條件、終點的條件吹煉到達(dá)終點的具體條件是吹煉到達(dá)終點的具體條件是：鋼中碳達(dá)到所煉鋼種要求的控制范圍；鋼中碳達(dá)到所煉鋼種要求的控制范圍；鋼中鋼中S、P低于規(guī)定下限要求一定范圍；低于規(guī)定下限要求一定范圍；出鋼溫度保證能順利進(jìn)行精煉和澆鑄；出鋼溫度保證能順利進(jìn)行精煉和澆鑄；達(dá)到鋼種要求控制的氧含量。達(dá)到鋼種要求控制的氧含量。3、終點控制、終點控制終點控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作。終點控制主要終點控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作。終點控制主要是指是指終點溫度和成分終點溫度和成分的控制。的控制。 5. 5.終點控制終點控制 脫氧：向鋼液加入某些脫氧：向鋼液加入某些脫氧元素脫

24、氧元素，脫除其中多余氧的操作。，脫除其中多余氧的操作。合金化：加入一種或幾種合金化：加入一種或幾種合金元素合金元素，使其在鋼中的含量達(dá)到鋼種規(guī)格要，使其在鋼中的含量達(dá)到鋼種規(guī)格要求的操作。求的操作。區(qū)別：合金元素的價格通常較高，希望盡量少氧化；脫氧元素則比較便區(qū)別：合金元素的價格通常較高，希望盡量少氧化；脫氧元素則比較便宜，先加入，讓其充分脫氧以免后加入的合金元素氧化。宜，先加入，讓其充分脫氧以免后加入的合金元素氧化。聯(lián)系：二者都是向鋼液加入鐵合金，同時加入鋼液的脫氧劑必然會有部聯(lián)系：二者都是向鋼液加入鐵合金，同時加入鋼液的脫氧劑必然會有部分溶于鋼液而起合金化的作用，如使用分溶于鋼液而起合金化

25、的作用，如使用Fe-SiFe-Si、Fe-Fe-MnMn脫氧的同時調(diào)整鋼脫氧的同時調(diào)整鋼液的硅錳含量；加入鋼液的合金元素，因其與氧的親和力大于鐵也勢必液的硅錳含量；加入鋼液的合金元素，因其與氧的親和力大于鐵也勢必有一部分被氧化而起脫氧作用。有一部分被氧化而起脫氧作用。轉(zhuǎn)爐的脫氧與合金化的操作常常是同時轉(zhuǎn)爐的脫氧與合金化的操作常常是同時進(jìn)行的。進(jìn)行的。脫氧及合金化脫氧及合金化四、四、轉(zhuǎn)爐煉鋼原理、工藝流程及設(shè)備轉(zhuǎn)爐煉鋼原理、工藝流程及設(shè)備1 1、原理：、原理： 轉(zhuǎn)爐煉鋼法轉(zhuǎn)爐煉鋼法同其同其他煉鋼法主要區(qū)別在他煉鋼法主要區(qū)別在于于不借助外加能源不借助外加能源，僅靠吹入熔池的空氣僅靠吹入熔池的空氣或

26、氧氣與生鐵水中各或氧氣與生鐵水中各種元素的種元素的放熱氧化反放熱氧化反應(yīng)應(yīng)完成脫碳和脫除雜完成脫碳和脫除雜質(zhì)的任務(wù)，并將鋼液質(zhì)的任務(wù)，并將鋼液加熱到出鋼（加熱到出鋼（16001600或更高）溫度?；蚋撸囟?。2、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工藝流程、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工藝流程歸納為：歸納為：“四脫四脫”（碳、（碳、氧、磷和硫）氧、磷和硫）“二去二去”（去氣（去氣和去夾雜）和去夾雜）“二調(diào)整二調(diào)整”（成（成分和溫度）分和溫度）采用的主要采用的主要技技術(shù)手段術(shù)手段為：供氧，為：供氧，造渣，升溫，加造渣，升溫，加脫氧劑和合金化脫氧劑和合金化操作。操作。 l上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設(shè)備等上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾

27、動設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補和修理；并進(jìn)行必要的修補和修理；l傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；直位置）；l降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；噴出暗紅的火焰；35min后硅錳氧接近后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）減弱）l35min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳

28、逐漸降低，約吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12min后火后火焰微弱，停吹）；焰微弱，停吹）；l倒?fàn)t，測溫、取樣，并確定補吹時間或出倒?fàn)t，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼；鋼；l出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。進(jìn)行脫氧合金化。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉視頻頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉視頻u氧化氧化 當(dāng)空氣或氧氣吹入鐵水時，生鐵中易氧化元素就開始氧化當(dāng)空氣或氧氣吹入鐵水時，生鐵中易氧化元素就開始氧化, ,產(chǎn)生的氧化物和加入的石灰形成爐渣。各項元素按其與氧結(jié)合能力的順產(chǎn)生的氧化物和加入的石灰形成爐渣。各項元素按其與氧結(jié)

29、合能力的順序依次氧化。首先氧化的是硅、錳和少量的鐵。開始時因溫度低序依次氧化。首先氧化的是硅、錳和少量的鐵。開始時因溫度低(1200(12001300)1300)，而且石灰溶解很慢，組成低氧化鈣的鐵，而且石灰溶解很慢，組成低氧化鈣的鐵- -錳錳- -硅酸渣。硅酸渣。隨著溫度升高，碳開始激烈地進(jìn)行氧化。隨石灰逐漸溶解，爐渣轉(zhuǎn)變?yōu)殡S著溫度升高，碳開始激烈地進(jìn)行氧化。隨石灰逐漸溶解，爐渣轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷徕}渣或磷酸鈣渣硅酸鈣渣或磷酸鈣渣, ,磷和硫亦被脫除磷和硫亦被脫除, ,熔池鐵液中各種元素氧化的先后熔池鐵液中各種元素氧化的先后順序為順序為硅、釩、錳、鉻硅、釩、錳、鉻。碳隨著溫度的提高而分別先于有關(guān)元素。

30、碳隨著溫度的提高而分別先于有關(guān)元素。u脫氧脫氧 轉(zhuǎn)爐吹煉終了時，鋼液中存在著少量過剩的溶解氧，一般為轉(zhuǎn)爐吹煉終了時，鋼液中存在著少量過剩的溶解氧，一般為0.010.010.080.08。其含量主要取決于終點鋼水的碳含量。但在固體鋼中氧。其含量主要取決于終點鋼水的碳含量。但在固體鋼中氧的溶解度很低的溶解度很低, ,僅為僅為0.0020.0020.0030.003, ,因此在澆鑄后的鋼水凝固過程中，因此在澆鑄后的鋼水凝固過程中，氧便以氧便以FeOFeO形式析出形式析出, ,影響鋼的質(zhì)量。所以影響鋼的質(zhì)量。所以, ,要煉成合格的鋼要煉成合格的鋼, ,就必須脫氧。就必須脫氧。脫氧脫氧是將與氧親和力較大

31、的元素及其合金作為脫氧劑加入鋼液中，利用是將與氧親和力較大的元素及其合金作為脫氧劑加入鋼液中，利用脫氧產(chǎn)物不溶于鋼液而析出上浮脫離鋼液的原理脫氧產(chǎn)物不溶于鋼液而析出上浮脫離鋼液的原理, ,使鋼中的含氧量降到使鋼中的含氧量降到規(guī)定限度之下。在生產(chǎn)中常用的脫氧元素錳、硅、鋁規(guī)定限度之下。在生產(chǎn)中常用的脫氧元素錳、硅、鋁, ,它們的脫氧能力它們的脫氧能力依次遞增。為提高脫氧效率依次遞增。為提高脫氧效率, ,使脫氧產(chǎn)物易于形成大顆粒排出，脫氧劑使脫氧產(chǎn)物易于形成大顆粒排出，脫氧劑的加入一般應(yīng)采用由弱到強的順序，即先加錳鐵，再加硅鐵，最后加鋁的加入一般應(yīng)采用由弱到強的順序，即先加錳鐵，再加硅鐵，最后加鋁

32、（或鋁鐵）。（或鋁鐵）。3、轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡介、轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡介（1 1）轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐 爐體可轉(zhuǎn)動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，爐體可轉(zhuǎn)動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。（2 2）鋼包精煉爐鋼包精煉爐 用電弧爐熔化爐料，然后將鋼液傾入鋼包精煉爐中，用氬氣進(jìn)行吹用電弧爐熔化爐料，然后將鋼液傾入鋼包精煉爐中，用氬氣進(jìn)行吹煉，能有效地清除鋼液中的氣體和

33、夾雜物，提高鋼液的質(zhì)量。在鋼包精煉，能有效地清除鋼液中的氣體和夾雜物，提高鋼液的質(zhì)量。在鋼包精煉爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的煉爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的氬氧脫碳（氬氧脫碳（AOD）法）法和和真空氬氧脫碳（真空氬氧脫碳（VOD）法）法是冶煉高純凈度鋼液，特別是低碳的高純凈度鋼液的先進(jìn)方法，特別適是冶煉高純凈度鋼液，特別是低碳的高純凈度鋼液的先進(jìn)方法，特別適用于生產(chǎn)高強度鋼、超高強度鋼等鋼種。用于生產(chǎn)高強度鋼、超高強度鋼等鋼種。 AOD精煉爐精煉爐:AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據(jù)容量有爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、1

34、8t、25t、30t等。裝備水等。裝備水平也由半自動控制發(fā)展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。平也由半自動控制發(fā)展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。VOD精煉爐精煉爐:VOD即真空氬氧脫碳精煉爐是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的即真空氬氧脫碳精煉爐是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。 有三個階段：有三

35、個階段：1.1.吹氧吹氧階段階段 2.2.吹氬吹氬- -氧混合氣體氧混合氣體階段階段 3.3.吹氬吹氬階段階段LF精煉爐精煉爐: LF（ladle furnace)直直流鋼包爐是具有加熱和攪拌流鋼包爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。過底部透氣磚進(jìn)行的。吹氬精煉的作用吹氬精煉的作用(1)氬氣發(fā)泡，氣洗作用：使氬氣發(fā)泡，氣洗作用：使鋼中鋼中H、N含量進(jìn)一步降低，含量進(jìn)一步降低，并脫除鋼中的氧（一般用來并脫除鋼中的氧（一般用來脫硫）；脫硫）；(2)氬氣的攪拌作用：清除鋼氬氣的攪拌作用：清除鋼中夾渣、夾

36、雜（一些金屬或中夾渣、夾雜（一些金屬或非金屬氧化物，如三氧化二非金屬氧化物，如三氧化二鋁等等），有利于氣體和夾鋁等等），有利于氣體和夾雜物的排除，使鋼液成分和雜物的排除，使鋼液成分和溫度均勻；溫度均勻；(3)氬氣的保護(hù)作用：氬氣從氬氣的保護(hù)作用：氬氣從鋼水中逸出后覆蓋在熔池面鋼水中逸出后覆蓋在熔池面上，能使鋼水避免二次氧化上，能使鋼水避免二次氧化和吸收氣體。和吸收氣體。（3 3）氧槍氧槍 氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭噴頭、槍身槍身和和尾部結(jié)構(gòu)尾部結(jié)構(gòu)組成。組成。噴頭噴頭 是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓

37、力澆鑄而成的。噴頭的工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮瓦爾型噴頭是收縮擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p p出出/p/p0 00.5280.528時時形成超音速射流。形成超音速射流。拉瓦爾型噴頭示意圖拉瓦爾型噴頭示意圖槍身槍身 為為3 3根根( (雙流氧槍為雙流氧槍為4 4根根) )同心的無縫鋼管，下端連接噴頭，上頭端和槍尾相連。同心的無縫鋼管，下端連接噴頭，上頭端和槍尾相連。槍尾槍尾

38、包括供氧、進(jìn)水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣包括供氧、進(jìn)水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。傾爐系統(tǒng)：變頻調(diào)速傾爐系統(tǒng)：變頻調(diào)速( (變頻器變頻器+ +電機電機+ +減速機減速機+ +大齒輪大齒輪) ) 傾爐機構(gòu)傾爐機構(gòu)：傾爐機構(gòu)由軌道、傾爐機構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構(gòu)和支座等組成。撐機構(gòu)和支座等組成。（4）轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)）轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)1、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的優(yōu)點、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的優(yōu)點 吹煉速度快，生產(chǎn)率高吹煉速度快，生產(chǎn)率高品種多，質(zhì)量好品種多，質(zhì)量好原材料消耗少，熱效

39、率高，成本低原材料消耗少，熱效率高，成本低基建投資少，建設(shè)速度快基建投資少，建設(shè)速度快容易與連續(xù)鑄鋼相匹配容易與連續(xù)鑄鋼相匹配 氧氣轉(zhuǎn)爐鋼具有鋼中氣體含量少氧氣轉(zhuǎn)爐鋼具有鋼中氣體含量少 的特點的特點五、轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢五、轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢各種精煉爐的煉鋼效率各種精煉爐的煉鋼效率1- 堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，2- 純氧頂吹轉(zhuǎn)爐純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法；煉鋼法；3- 氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，4- 平爐（氧氣使用量平爐（氧氣使用量1040Nm3t），）， 5- 電爐，電爐，6- 平爐平爐 與平爐、電爐與平爐、電爐煉鋼法相比，氧氣煉鋼法相比，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有轉(zhuǎn)爐煉鋼

40、法具有生生產(chǎn)率高產(chǎn)率高等特點。等特點。 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的小時產(chǎn)鋼煉鋼法的小時產(chǎn)鋼量為平爐煉鋼法的量為平爐煉鋼法的68倍，是效率極倍，是效率極高的煉鋼方法。高的煉鋼方法。 純氧頂吹轉(zhuǎn)爐純氧頂吹轉(zhuǎn)爐既能煉普通鋼，也能煉既能煉普通鋼，也能煉普通低碳鋼。如首都鋼廠采用這種方法成普通低碳鋼。如首都鋼廠采用這種方法成功地試煉了一百多種鋼材。由于用純氧吹功地試煉了一百多種鋼材。由于用純氧吹煉，鋼中氮、氫等有害氣體含量較低。煉，鋼中氮、氫等有害氣體含量較低。低碳鋼板，軸承鋼低碳鋼板，軸承鋼 由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐反應(yīng)反應(yīng)速度快速度快，生產(chǎn)生產(chǎn)率及熱效率很高率及熱效率很高，可使用約可使

41、用約20203030的廢鋼以及的廢鋼以及便于自便于自動化控制動化控制，又克服，又克服了空氣吹煉時鋼質(zhì)了空氣吹煉時鋼質(zhì)量差、品種少的缺量差、品種少的缺點；點； 冶煉成本低冶煉成本低，耐火材料用量比平耐火材料用量比平爐電爐用量低。爐電爐用量低。轉(zhuǎn)爐煉鋼示意圖 基建投資和生產(chǎn)費用低基建投資和生產(chǎn)費用低 純氧頂吹轉(zhuǎn)爐的基建純氧頂吹轉(zhuǎn)爐的基建投資相當(dāng)于同樣生產(chǎn)量的平爐車間的投資相當(dāng)于同樣生產(chǎn)量的平爐車間的6070，生產(chǎn)費用也低于平爐。生產(chǎn)費用也低于平爐。鐵水預(yù)處理鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐吹煉轉(zhuǎn)爐吹煉爐外精煉爐外精煉連鑄連鑄與連鑄匹配：與連鑄匹配：寶鋼遠(yuǎn)景寶鋼遠(yuǎn)景各種煉鋼法和氣體含量各種煉鋼法和氣體含量 項目項目煉

42、鋼爐煉鋼爐H，ppmN，ppmpH2pH2O大氣壓大氣壓PCO大氣壓大氣壓PN2大氣壓大氣壓O%堿性平爐堿性平爐3 . 0 7 . 0 (b)3060 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.650.040.07堿性電爐堿性電爐（氧化期）（氧化期）3 . 0 7 . 0 (b)3080 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.800.040.07酸性平爐酸性平爐3.06.02560 0.15 ，吹空氣，吹空氣 0.700.030.05堿性電爐堿性電爐（還原期）（還原期）c3.10.0 36(a) 61060150 0.04 0.60PCO2 0.02PN2；平衡；平衡0.0040.01氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐

43、1.03.01020 0.0 1000.040.06注：注： （a）普通法，）普通法， （b）礦石法）礦石法2、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的缺點、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的缺點 冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差昂貴的合金元素也易被氧化而損耗昂貴的合金元素也易被氧化而損耗廢氣鐵塵損失大廢氣鐵塵損失大冶煉超低碳鋼困難冶煉超低碳鋼困難 3 3、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢 合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線生產(chǎn)線轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝技術(shù)轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝技術(shù)建立大規(guī)模、廉價生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系建立大規(guī)模、廉價生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系節(jié)能與環(huán)境保護(hù)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)3.13.1合理優(yōu)化工藝流程合理優(yōu)化工藝流程 主要技術(shù)措施主要技術(shù)措施100%100%鐵水采用鐵水采用“ “三脫三脫” ”與處理工藝技術(shù)；與處理工藝技術(shù)；轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)高速吹煉高速吹煉，冶煉周期達(dá)到，冶煉周期達(dá)到20min,2