平炉炼钢法

5 脱氧和出钢
纯沸腾结束，钢水温度 和成分符合钢种规格要求时， 即可进行脱氧和出钢。脱氧 可在炉内或钢包内进行。
10.Fra Baidu bibliotek 平炉构造概述
1 熔池
熔池由炉门坎水平面以下的炉坡和炉底所组成，为浅碟形。熔池底部中央至后墙 设有出钢口，与后墙外的出钢槽相连。
2 炉头及上升道
平炉熔炼室两端各连有一个炉头。炉头与熔炼室以火焰喷出口为界，并包括一部 分上升道，是平炉构造中最重要的一部分。
平炉观点人大行其道。1957年鞍钢三炼 钢、1958年武钢一炼钢、1959年包钢一炼钢 几个大厂都采取了平炉方案。直到1963年当 时任国务院副总理兼国家科委主任的聂荣臻 元帅，力排众议，才在首钢建设起来中国第 一个30吨转炉工厂，这是中国氧气转炉炼钢 的开始。事实胜于雄辩，生产后情况正常， 至今仍在工作。1970年后，攀钢、本钢就建 炼钢采取了转炉方案。正如杨树棠沉痛地指 出的“这样争论的结果，使我国应用大型氧 气转炉炼钢工艺的时间，至少推迟了10年以 上，技术水平也远远落在国外的后面。
5 换向装置
平炉是利用蓄热原理进行工作的，必须定时更换火焰方向，故需有换向设备。
6 烟道
煤气、空气分别引入各自的蓄热室，并将废气送入总烟道，再由烟囱排空。烟囱 靠自然抽力排烟，故平炉烟囱较高。
1-煤气喷出口;2-熔炼室;3-空气喷出口;4-炉顶;5-煤 气蓄热室;6-装料口;7-炉底;8-空气蓄热室;9-出钢 槽;10-沉渣室;11-蓄热室;12-空气调节阀;13-空气 换向阀;14-煤气换向阀;15-铁水槽;16-出渣槽;17主煤气道;18-烟道;19-煤气调节阀
11.4 平炉的改造
11.4.1 平炉用氧强化
(1)用氧强化燃料燃烧。如火焰富氧，使用炉顶氧-燃喷枪等。此类 方法提高了火焰温度，强化了炉内热交换，但冶炼过程并没有发生 实质性变化。 (2)直接向熔池吹氧。一般有三种方法：炉门吹氧(从炉门插入吹氧 管)、顶吹氧和埋入式深吹氧(氧枪埋入熔池下的后墙面)，目前最常 用的是顶吹氧法。 向熔池直接吹氧后，氧气代替了大量矿石，使碳-氧反应的热效应 从原来的吸热变为放热反应： 加冷时： △H＝＋4.4×105KJ 吹氧脱碳：{O2}十2[C]＝2{CO} △H ＝－2.2×107kJ 因此，吹氧后加速了炉料的熔化和杂质的氧化；脱碳速度成倍增加； 熔池升温迅速，升温速度可达2-2.5℃／min；同时，显著地改善了 熔池反应的动力学条件，利于磷、硫的去除，缩短了冶炼时间。特 别是顶吹氧法，采用水冷喷枪，提供了大幅度提高供氧强度的可能 性，已成为平炉用氧强化的主要方法。我国从1979年全面推广平炉 顶吹氧工艺，取得了增产节能的明显效果。
从装入冷料到兑完铁水，这段时间称为装料期。装料 之前必须进行配料计算，确定矿石和石灰加入量，以保证 得到合适的熔毕碳和熔毕炉渣碱度。熔毕碳是指炉料完全 熔化后金属的含碳量。它通常应比所炼钢种平均含碳量高 出0.25～0.80％，以保证精炼期能顺利进行各项操作。平 炉装料期约占总熔炼时间的20～30％。 炉料包括散状料(矿石、石灰到 、石灰石等)和金属料 (轻、重废钢及铁水或生铁块等)。炉料应按一定次序依次 从几个炉门装入炉内，非金属。料导热性差，必须高温快 装，铺平散开，分层烧透；金属料导热性好，要高温快装 不必分层加热；若冷装生铁块则加在最上层；若热装铁水， 则需待冷料装完并加热到表面开始熔化时，再将铁水兑入。
l 补炉期
通常从上炉出完钢至下炉加入第一槽料 的一段时间，称为补炉期。补炉期主要对渣 线以下、出钢口、炉坡等处进行修补。补炉 操作必须做到高温、正压、快速、准确，以 保证炉料烧结好。炉子的其它部分穿插在熔 化末期和精炼、出钢过程中修补。常用的补 炉料有镁砂、镁砂粉、熟白云石、氧化铁皮 等。
2 装料期
10.1 平炉炼钢法的特点
1) 平炉供热必须依靠外来热源， 2) 平炉的供氧有炉气供氧、矿石供氧 及氧气供氧等方式。 3) 加热金属所需的热量和氧化杂质元 素所需的氧，都是通过炉渣向金属 中传递的。 4) 熔池为浅碟形。
11.3 平炉废铜矿石法的熔炼工艺
废钢矿石法是应用最广泛的平炉炼钢操 作方法。金属料中生铁约占50～80％，由于 生铁带入大量杂质，为加速供氧，在装料时 装入约占金属料重12～20％的铁矿石作氧化 剂，故称为废钢矿石法。其熔炼过程分为： 补炉、装料(包括加热和兑铁水)、熔化、精 炼、脱氧和出钢。在实际操作中，各期往往 交错进行，不能截然分开。
我国平炉的发展
50年代中叶，鞍钢悄然掀起一场辩论，“平炉 好?还是转炉好?”主张转炉好者只有少数人，鞍钢 总工程师杨老（杨树棠）是其中之一。以后这个 争论扩展到冶金部，平炉观点人仍然占优势。再 以后捅到中南海，在周总理主持的一次会议上， 转炉观点人作了“反攻”的发言。此前，化冶所 的叶渚沛先生关于建氧气转炉的建议也分送到政 治局委员手里。最后，1955年比利时共产党代表 团来华访问，宣传奥钢联的转炉技术，提议中国 采用，引起毛主席的关注，在全国先进生产者代 表会上，他问参加会议的钢铁界人士“平炉好?还 是转炉好?”得到的回答是“平炉好”!影响所及， 转炉观点人不好说话了。
11.4.2 双床平炉
双床平炉于1964年起先后在加拿大、原捷克斯洛伐克、 南非、原苏联、波兰等园投入生产。我国鞍钢也曾于l966 年将一座平炉改建为双床平炉，熔炼时间平均为2时26分， 小时产钢量超过100吨。 双床平炉有两个炉床，两床之间在熔池上部有通道连接， 气流可经通道流通，每床各有一出钢口，可从炉前放渣。 图11-4为双床平炉示意图。两个炉床的炉顶各设氧枪、氧 -燃喷枪、喷吹固体微粒的喷枪。当A炉床吹氧精炼时，B 床则利用精炼床排出的高温废气进行装料和加热，并可用 氧-燃喷枪补充供给燃料。A床出钢补炉时，B床兑铁水， 然后废气改由B床流向A床，加热A床炉料，如此交替进 行。 双床平炉与一般平炉相比，生产率高；省去了蓄热室， 并将沉渣室改为活动渣车，使平炉结构大大简化；炉龄长， 耐火材料消耗低；燃料消耗低、热效率高；基建费用低。 但生产组织复杂，氧耗大，铁损高，开、堵出钢口频繁。
3 沉渣室
沉渣室在上升道下面与蓄热室相连。其作用是排气时沉积废气中的渣尘，以免 堵塞格子砖，影响热交换。废气自上升道进入沉渣室时，由于气流方向改 变，体积扩大，使流速下降，因而使其夹带的大部分粗粒渣尘沉积下来。
4 蓄热室
高温废气通过蓄热室时，将其大部分热量传给格子砖，使其加热；换向后，格子 砖又将热量传给通入的冷空气或煤气，使其升温。这样不断循环地工作。
3 熔化期
从兑完铁水到炉料全部熔化完毕，这段时间称 为熔化期，约占总熔炼时间的30～50％。为缩短 熔化期，应向平炉供给最大热量，并采用吹氧强 化措施。 熔化期的重要操作是及时放出初期渣和提前造 渣，以达到去除磷、硫并获得合适熔毕碳的目的， 同时为精炼操作创造良好条件。当炉料全部熔清 后，取样分析C、P、S等含量，以确定精炼期操 作。当温度和炉渣均达到规定要求时，熔化期结 束进入精炼期。
4 精 炼 期
自熔毕到脱氧(炉内脱氧)或出钢(炉外脱氧)，这段时 间称为精炼期。精炼期主要任务是：调整钢液成分，使C、 P、S含量达到脱氧前要求；充分去除钢中气体和非金属 夹杂物；将钢液加热到出钢要求的温度。精炼期是炼好一 炉钢的关键阶段，通常又将其分为矿石沸腾期和纯沸腾期。 炉料熔毕后，当熔池加热至规定温度即可加矿进行精 炼，同时提高炉渣碱度。利用碳-氧反应产生的沸腾作用， 促进P、S的去除，排除钢中气体并均匀钢液温度和成分。 这阶段称为矿石沸腾。 最后一批矿石或渣料加完至脱氧前，保持熔池均匀沸 腾一段时间，以进一步去除气体和非金属夹杂物，并加热 熔池使其达到规定的出钢温度。这阶段称为纯沸腾。
10 平炉炼钢法 近年来，随着氧气顶吹转炉和大型超高功率电 炉的投产，平炉已逐渐被取代。日本已于1977年 取消了平炉；美国平炉钢产量的比例，已从1980 年的20％下降到1990年的3.6％；世界平炉钢产量 占钢总产量的比例，50年代为82％，l990年仅占 15.5％了。原苏联和东欧国家虽然平炉钢所占比例 仍较高(1990年原苏联为5l.7％；捷克39.1％；匈 牙利42.2％；波兰27.9％)，但已不再新建平炉。 我国在大力发展氧气转炉的同时，根据国情，对 平炉提出了“停止新建，适当改造，合理用氧， 节能增产逐步取代”的方针。至1990年底，我国 平炉钢占全国钢产量的比例，已由1964年的62.26 ％下降到19.83％。2004年我国大型钢厂均已改平 炉为转炉或电炉。