轉爐煉鋼原料及裝入制度

1、轉爐煉鋼原料及裝入制度1. 原料鋼水及部分配用廢鋼1.1鐵水一般占裝入量的70%以上A;對鐵水溫度的要求鐵水溫度的咼低，標志其物理熱的多少，溫度咼則能保證物理和 化學熱，增加廢鋼配加量，轉爐吹爐順行，降低轉爐生產成本，一般 保證在12501300C以上。B;對鐵水成分的要求(1) 含硅量以0.5%0.8%為宜。低則不能正常吹爐，石灰溶解困難， 渣量較小，不利除硫和磷，金屬飛測嚴重，影響成材率。高則增加造 渣材料的消耗，按理論計算，每增加 0.1%，吹爐1t鐵水則多增2kg 二氧化硅，6kg石灰渣量增加8kg;(2) 鐵水含量大多底于0.3%。提高含量主要方法是配加錳礦石，但產生煉鐵焦比升高和生

2、產率下降，因鐵水中含錳量超過1%寸，爐渣太稀，不利于吹爐；(3) 鐵水含磷量應小于0.15%0.2%最高不能超過0.4%,否則會導 致鋼生產“冷脆”現象。如果含量過高，則應采用雙渣發(fā)冶煉。應采 用控制煉前的選礦，配料措施來降低含磷量；(4) 鐵水的含硫量一般應低于0.04%0.05%含量超標，鋼易產生 “熱脆”現象，冶煉前的預脫硫處理經濟有效。丿元糸wSiwMnwPw SwvWT首鋼0.4 0.650.40 0.700.200.0 0.05上鋼一廠0.5 1.000.30 0.600.650.04 0.07武鋼0.5 0.80W 0.30W 0.15W 0.02馬鋼0.5 1.00W 0.40

3、W 0.070.2 0.30攀鋼W 1.250.30 0.500.1 0.300.0 0.070.2 0.600.501.2廢鋼它是轉爐煉鋼的另一種金屬爐料，作用為冷卻劑消耗富余熱量， 調控熔池溫度?；疽螅呵榻Y、少銹、無混雜、不含有色金屬，單 重波動圍為1502000kg。2. 轉爐的裝入制度制度包括：裝入量、廢鋼、裝料順序。2.1裝入量的確定定量裝入法；定深裝入法；分階段定量裝入法。表1-2國一些轉爐的熔池深度表裝入量/t5080100200熔池深度/mm1050119012501650表1-3國一些鋼廠轉爐爐容比廠名天鋼上鋼太鋼武鋼本鋼攀鋼鞍鋼轉爐容量/t203050501201201

4、50爐容比/m3.t -10.850.980.971.050.910.900.86表1-4鋼廠原50噸轉爐裝入制度爐齡120 5050錠型/t5.57.05.57.05.57.0支數8697108裝入量/t514956.555.562.563.5熔池深度/mm92090095010009501000920104092010402.2廢鋼比廢鋼的加入量占金屬料裝入量的百分比成為廢鋼比。管理水平及冶煉品種不同，廢鋼比大多波動在10%30之間。2.3裝料順序一般情況下是先加廢鋼后兌鐵水。在爐役后期，爐襯較薄，為免 受廢鋼直接沖擊，在確認廢鋼干燥及爐渣已倒凈或已加入石灰稠化的 前提下，可先兌鐵水后加廢

5、鋼。二.供氧氧在鋼、渣兩相中的溶解符合分配定律，即定溫下平衡二者之比為一常數。(FeO) 0 Fe(1-1)1gk 1g-wl 6320 2.734(1-2)wFe1. 熔池氧的來源1.1吹入氧氣直接吹氧是煉鋼中向熔池供氧的主要方法。目前主要是工業(yè)制氧，其含氧量不得低于 98.5%，水分不能超過3g/m3。供氧的主要容為如何合理地向熔池吹氧。轉爐的主要原料為鐵水，含碳量高達4.0%以上。電爐主要原料是廢鋼，工作氧壓為0.41.0MPa1.2加入鐵礦石和氧化鐵皮鐵礦石主要有：赤鐵礦；磁鐵礦；氧化鐵皮是鍛鋼和軋鋼過程中從鋼錠或鋼坯上剝落下來的碎鐵皮，又稱為鐵鱗。電爐煉鋼中，加礦氧化僅是向熔池供氧的

6、輔助手段；氧氣煉鋼中，鐵礦石和氧化鐵皮則是作為冷卻劑或造渣劑使用。1.3爐氣供氧由化合物解壓的概念可知，如煉鋼爐爐氣中氧的分壓，大于渣中氧 化亞鐵的分解壓PO2(FeO),同時又大于鋼液中氧化鐵分解壓PO2FeO ,即：PO2 PO2(FeO)PO2FeO(1-1)在氧氣精煉過程中，爐具備了爐氣向熔池傳氧條件，氣相中的氧 氣會不斷地傳入熔渣和鋼液。2. 雜質元素的氧化方法雜質元素指的是鋼液中的硅、錳、碳、磷等其他元素。在目前吹氧煉鋼中。供氧方式為 直接氧化； 間接氧化；液中的氧再與其中的雜質元素作用而發(fā)生的氧化反應：(1) 在氧氣射流作用區(qū)鐵被氧化2Fe O22(FeO)(2-1)(2) 渣中

7、的氧化亞鐵擴散進入鋼液(FeO) O Fe(2-2)(3) 熔入鋼液的氧氣與雜質元素發(fā)生反應O Mn (MnO)(2-3)2O Si (SQ2)(2-4)5O 2P (P2O5)(2-5)2O CC02(2-6)O C (CO)(2-7)鋼液中錳Mn的氧化反應為3. 轉爐的供氧制度直接氧化它指的是熔池的氧氣直接與鋼液中雜質元素作用而發(fā)生的氧化 反應。雜志元素的直接氧化反應在熔池中氧化射流作用區(qū)或射流破碎 成小氣泡卷入金屬部。間接氧化它指吹入熔池的氧氣先將鋼液中鐵元素氧化成氧化亞鐵，并按 分配定律部分地擴散進入鋼液，渣中氧化亞鐵擴散進入鋼液，然后溶 解到鋼中的氧氣與其他雜質反應。供氧強度它指單位

8、時間向每噸金屬供給的標氧氣量的多少。每噸金屬需氧量（m3/t）供氧時間（min）(3-1)表3-1各元素的氧化量項目wCwSiwMLwPWFe金屬原料成分3.700.700.400.20終點鋼液成分0.20各兀素氧化量3.500.700.200.181.30表3-2各元素氧化時耗氧量丿兀糸氧化量氧化產物耗氧量C35.0CO35.0 15% 3212 1.40CO35.0 85% 16/1239.6Si7.0SiO27.0 32 28 8.00Mn2.0MnO2.0 1655 0.58P1.80P2O1.8 80 62 2.32Fe13.0FeO13.0 16563.71共計58.868.273

9、22供氧壓力氧氣的壓力是轉爐煉鋼中供氧操作的一個重要參數。對同一氧槍而言，提高氧氣壓力是指轉爐車間氧氣壓力測定點的表壓值。又稱為 使用壓力，以P用表示，使用壓力P用與噴頭前壓力P。間的關系為：PM= FO 0.1(0.15 0.25)MPa(3-2)(1) 槍位及其控制槍位指氧槍噴頭至平靜熔池液面的距離。槍位高低不僅與熔池 鋼液環(huán)流運動的強弱有直接關系，而且對爐傳氧情況有重要影響。a. 槍位與熔池鋼液環(huán)流的關系轉爐煉鋼中，高壓、超音速的氧氣射流連續(xù)不斷沖擊熔池，在熔 池中央沖出一個“凹坑”，稱為沖擊深度，坑口面積被稱為氧氣射流 的沖擊面積。與此同時，到達坑底的氧氣射流形成反射流，通過與鋼 液間

10、的摩擦力引起熔池的鋼液進行環(huán)流運動，逐形成反射流的運動改善了爐化學反應的動力學條件，對冶煉過程具有重要意義。吹煉中，采用低槍位和高氧壓的吹氧操作稱為硬吹。反之，采用 高槍位或低氧壓的吹氧操作稱為軟吹。吹氧操作分三種類型： 恒氧壓變槍位操作； 恒槍位變氧壓操作； 變槍位變氧壓操作。b. 槍位對爐傳氧的影響直接傳氧： 通過金屬液滴直接傳氧； 通過乳濁液直接傳氧； 間接傳氧：它指吹入爐的氧氣經熔渣傳入鋼液的傳氧方式。323復吹轉爐的底部供氣制度a.復吹轉爐簡介1979年開始研究，近年普及，鋼種已達200多個，按氣體性質可分為：底吹惰性氣體，底吹氧氣或石灰粉； 復合吹煉的基本工藝與原理保持頂吹同過再配

11、合低吹，可改善熔池攪拌情況，促進金屬與爐渣間的平衡，過程平穩(wěn)，時間短。工藝操作一致。底吹氣體種類選用 要以鋼種質量要求、氣體來源和價格而定。 其總量不能大于頂吹氣體的5%,供氣壓力在0.5MPa以上，供氣強度為0.010.15m3/（t.min八 復合吹煉的冶金效果復合吹煉終點時鋼液殘錳量較高，基本消除了熔池成分與溫度不均勻的現象。加速雜質元素的氧化，減輕吹煉中的噴濺，冶煉過程 平穩(wěn)迅速。CO的二次燃燒率提高6%左右，熱效（爐子）提高，經濟 效果顯著。三.脫磷1磷對剛性能影響1.1鋼中磷的危害易產生“脆冷”現象，使鋼的塑性和沖擊韌性大為降低。鋼中磷 的含量限制，普碳鋼：WP 0.045% ；優(yōu)

12、質碳素鋼：wP 0.035% ；高 級優(yōu)質鋼：wP 0.030%1.2鋼中磷的有益作用磷有時可在某些鋼中當作合金元素使用， 含磷量達到0.08 %左右 可增加低碳鍍錫薄板強度。MnPR銅，含磷高達0.08%0.13 %，丫 15Pb 鋼含磷0.09 %。2.脫磷反應氧化脫磷，還原性去磷；2.1氧化脫磷使磷氧化生成F2O2進入爐渣，并固定其中。鋼中磷和氧氣反應的可能性鋼中磷和氧氣反應有下列幾種：a.直接氧化52P 2 O2P2O5G()1326119520.9仃J / mol(2-1)b.磷與鋼中氧反應2P 5 O2PO5G()740359535.34TJ / mol(2-2)2P 5 O2PO

13、5G()704418558.94TJ / mol(2-3)爐渣脫磷渣中的（FeO）被氧化，反應式為:2P 5(FeO) (PA) 5FeG( 1495194 684.92TJ / mol (2-4)進入爐渣的P2O5和FeO結合成磷酸鐵鹽:(P2O5) 3(FeO) (3FeO P2O5)()H 128030J /mol (2-5)上述反應式也可寫成:(2-6)2P 8(FeO) (3FeO|p2O5) 5Fe在實際生產中，隨著石灰的熔化，爐渣的堿度逐漸升高，渣中游離的CaO逐漸增加，其置換反應為：(3FeO F2O5) 3(CaO)(3CaO P2O5)3FeO(2-7)或(3FeO |p2O5 ) 4(CaO)(4CaO P2O5)3FeO(2-8)所以，堿性氧化渣脫磷總反應式為:2P 5(FeO) 3(CaO)(3Cao|P2O5)5Fe(2-9)或 2P 5(FeO) 4(CaO)(4CaO P2O5)5Fe(2-10)爐渣脫磷反應的平衡常數a(4CaOP2O5)-15KP a2P|a5FeOa4(CaO)(2-11)啟普曼研究認為爐渣脫磷平衡常數與溫度之間的關系為:lgKp lg2x(fCaOiP2O5)wP2%x5FeO4皿 15.06x4(CaO) T(2-12)