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转炉炼钢主要过程及特点转炉炼钢主要过程及特点刘莉莉刘莉莉 115611002转炉炼钢 转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼 。转炉一炉钢的基本冶炼过程（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；）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）；）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）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；色烟雾，随后喷出暗红的火焰；35min后硅锰氧接近结束，碳氧反应后硅锰氧接近结束，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）；弱）；（4）35min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约约12min后火焰微弱，停吹）；后火焰微弱，停吹）；（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；）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。）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。炼钢原料炼钢原料 转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）。转炉炼钢生产工艺v装料制度v造渣制度v供气制度v温度制度v出 钢v脱氧及合金化装料制度v 装入量是指每炉装入的铁水和废钢的总量,一般废钢占1530%,装入量分为三种形式:v1.定量装入:整个炉役期保持每炉的金属装入量不变;v2.定深装入:随容积的扩大而增加装入量,保持熔池的深度不变;v3.分阶段定量装入:将整个炉役分为若干阶段,每阶段定量装入.造渣制度v 造渣制度包括以下内容:v1.炉渣碱度和石灰加入量:碱度指渣中碱性氧化物/酸性氧化物，一般为2.54.0，高S、P铁水控制在3.54.0,吨钢石灰消耗7080kgv2:炉渣氧化性:用(%FeO)表示,高利于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般初期高,终点15%左右,C、P要求高时，控制在2025%。v3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬,造渣时加入含镁材料,一般终渣(MgO)为68%,采用溅渣护炉则810%.v4.造渣方法:单渣法、双渣法、双渣留渣法.渣料分批加入,开吹时加入1/21/3,其余分批加入.供气制度v顶部供气v底部供气供气制度(顶部供气)供氧操作控制以下参数:氧气流量:单位时间向熔池吹入氧气体积;供氧强度:单位时间向熔池吨钢提供氧气的体积;氧气工作压力:设定压力测定点的氧气压力(0.81.2MPa);枪位:喷头至静止金属熔池液面的距离(化渣枪位、基本吹炼枪位、拉碳枪位)供气制度(底部供气)底吹类型非氧化性气体:Ar、N2氧化性气体:O2、CO2、空气底吹过程 吹炼前期N2搅拌,后期N2、Ar切 换 ; 底 部 供 气 强 度 0.3Nm3/t.min温度制度 随铁水中元素氧化,金属液相线温度升高,浇注也要求过热度,升温是炼钢重要任务之一.出钢温度T的确定:T=浇注钢种液相线温度+浇注过热度+钢水镇静及炉外精炼温度降+出钢温度降出钢出钢出钢过程 先测定先测定C、P、S及及T,判断是否满足判断是否满足出钢要求出钢要求,否则补吹否则补吹;采采用挡渣技术与红包出用挡渣技术与红包出钢钢.脱氧及合金化脱氧及合金化脱氧 吹炼终点钢水O=0.020.08%,向钢中加入一种(或几种)与氧亲和力比Fe大的元素,常用脱氧剂Fe-Si、Fe-Mn、Al、Si-Al-Ca、Si-Al-Ba等；合金化 向钢水中加入合金元素使其达到成品钢成分要求转炉设备v供料系统v转炉系统v供气系统v净化系统v辅助设备转炉冶炼的基本原理 -物料平衡及热平衡纯氧顶吹转炉炼钢优点 （1）生产速度快 因为用纯氧吹炼，会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。 （2）品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。 （3）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的6070，生产费用也低于平炉。
