试谈转炉炼钢法的分类

试谈转炉炼钢法的分类
转炉炼钢⼯艺
转炉炼钢⼯艺
绪论?1、转炉炼钢法的分类?转炉是以铁⽔为主要原料的现代炼钢⽅法。

该种炼钢炉由圆台型炉帽、圆柱型炉⾝和球缺型炉底组成。

炉⾝设有可绕之旋转的⽿轴，以满⾜装料和
出钢、倒渣操作，故⽽得名。

?酸性空⽓底吹转炉——贝塞麦炉(英国185６年)?空⽓
转炉{ 碱性空⽓底吹转炉——托马斯炉（德国１８78年）?碱性空⽓侧吹转炉(中
国19５2年)
转炉{ 氧⽓顶吹转炉——LＤ（奥地利19５２年）
氧⽓转炉{氧⽓底吹转炉——OBＭ(德国1９67年)?顶底复吹转炉(法国１975年）
２、氧⽓顶吹转炉炼钢法简介?（1) 诞⽣的背景及简称?现代炼钢⽣产⾸先是⼀个氧化精炼
过程，最初的贝⽒炉和托马斯炉之所以采⽤空⽓吹炼正是利⽤其中的氧。

⼆次世界⼤战以后，
⼯业制氧机在美国问世,使利⽤纯氧炼钢成为可能，但原来的底吹⽅式炉底及喷枪极易烧坏。

美国联合碳化物公司于19４７年在实验室进⾏氧⽓顶吹转炉的实验并获成功，命名为BＯ
F。

奥地利闻之即派有关专家前往参观学习,回来后于19４9年在２吨的转炉上进⾏半⼯业性实验并获成功，1952年、19５3年３0吨氧⽓顶吹转炉分别在Liｎz和Donawitz建成投产，
1967年1２⽉德国与加拿⼤合作发明了氧⽓底吹转炉,使⽤双层套管喷嘴并故常简称ＬD。

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通以⽓态碳氢化合物进⾏冷却。

１９75年法国研发了顶底复吹转炉，综合了LD和ＯBM的优点，77年在世界年会上发表。

(2)氧⽓顶吹转炉的特点
1）优点
氧⽓顶吹转炉⼀经问世就显⽰出了极⼤的优越性，世界各国竟相发展，⽬前成为最主要的炼
钢法。

其优点主要表现在:
(1）熔炼速度快，⽣产率⾼(⼀炉钢只需20分钟)；
(2）热效率⾼，冶炼中不需外来热源,且可配⽤１0%～３０％的废钢；?（3）钢的品种多，质量好（⾼低碳钢都能炼，S、Ｐ、H、N、O及夹杂含量低);
（４)便于开展综合利⽤和实现⽣产过程计算机控制。

?2)缺点?当然,LD尚存在⼀些问题,如
吹损较⾼(1０%,)、所炼钢种仍受⼀定限制（冶炼含⼤量难熔元素和易氧化元素的⾼合⾦钢
有⼀定的困难)等。

?3氧⽓转炉的发展趋势
对于氧⽓顶吹转炉的推⼴和普及⾸推⽇本迅速，且引导了ＬD的发展趋势：
(1）容量⼤型化（相对投资较⼩）;?(2)配加炉外精炼以增加品种，提⾼质量（理论上可炼任何钢种);?（3）引⼊底吹技术,实施复合吹炼（减少喷溅,降低吹损）；?(5）实现冶炼过程计算机控制。

?1转炉炼钢的原材料?引⾔
转炉炼钢所⽤原材料可分为⾦属料和⾮⾦属料两⼤类。

原材料质量的好坏,不仅关系到吹炼
操作的难易，⽽且会影响钢的产量、质量和⽣产成本。

1.1 ⾦属料?转炉炼钢的⾦属料主要是铁⽔、废钢和铁合⾦。

１.1．１铁⽔
1 作⽤:转炉炼钢的主原料,⼀般占装⼊量的70%以上。

?2要求?铁⽔应符合⼀定要求,以简化和稳定操作并获得良好技术经济指标。

１）温度≥1250℃⽽且稳定?铁⽔温度的⾼低，标志着其物理热的多少。

较⾼的铁⽔温度,不仅能保证转炉吹炼顺利进⾏，同时还能增加废钢的配加量，降低⽣产成本。

因此，希望铁⽔的温度尽量⾼些,⼀般应保证⼊炉时仍在125０℃~１300℃以上。

?另外，还希望铁⽔温度相对稳定，以利于冶炼操作和⽣产调度。

2）成分合适⽽且波动⼩?转炉炼钢的适应性较强，可将各种成分的铁⽔吹炼成钢。

但是，为了⽅便转炉操作及降低⽣产成本,铁⽔的成分应该合适⽽稳定。

?（1)铁⽔的含磷量≤０.4%:磷会使钢产⽣“冷脆”现象，是钢中的有害元素之⼀。

转炉单渣法冶炼时的脱磷效果为85%～9５%,普碳钢的含磷量通常要求≤０.０４%，因此,国标规定铁⽔的含磷量⼩于0.４%。

?需要指出的是,⾼炉内不能去磷,如果铁⽔的含磷量超过０.4%,或者吹炼低磷钢，则需采⽤双渣法冶炼或对铁⽔进⾏预脱磷处理。

?（2）铁⽔的含硫量≤0.０7%：硫会使钢产⽣“热脆”现象,也是钢中的有害元素。

转炉的脱硫效果不理想,单渣法冶炼时的脱硫率仅为3０%～35%，⽽通常要求钢液的含硫量在0.０5%以下,因此国标规定铁⽔含硫量≤0．07%。

?如果铁⽔含硫量超过0.０７％或吹炼低硫钢，则需采⽤双渣法冶炼或对铁⽔进⾏预脱硫处理。

?（３）铁⽔的含硅量:铁⽔中的硅是转炉炼钢的主要发热元素之⼀,含硅量每增加0.1%,废钢⽐可增加1．３％～1.５%。

对于⼤、中型转炉，铁⽔含硅量以０.5%～０．8％为宜。

⼩型转炉的热损较⼤，铁⽔的含硅量可以⾼些。

?若含硅量低于0.５%,铁⽔的化学热不⾜,会导致废钢⽐下降,⼩容量转炉甚⾄不能正常吹炼；反之，如果铁⽔含硅量⾼于0.8%,不仅会增加造渣材料的?消耗,⽽且使炉内的渣量偏⼤,过多的渣量容易引起喷溅,增加⾦属损失。

另外,铁⽔含硅量⾼时，初期渣⼦的碱度低，对炉衬的侵蚀作⽤加剧；同时，初期渣中的⼆氧化硅含量⾼，这会使渣中的Fe Ｏ、MnO含量相对降低,容易在⽯灰块表⾯⽣成⼀层熔点为2130℃的2CａO ?SiO2外壳,阻碍⽯灰熔化，降低成渣速度,不利于早期的去磷。

?应该指出的是,⼀些钢⼚铁⽔的含硅量超过了１.2％,个别的甚⾄达到了1.5%，对此应进⾏预脱硅处理，以减轻转炉的负担。

?(4)铁⽔的含锰量:铁⽔中的锰是⼀种有益元素，主要体现在锰氧化后⽣成的氧化锰能促使⽯灰溶解,有利于提⾼炉龄和减轻氧枪粘钢。

我国⼤多数钢铁⼚所⽤铁⽔的含锰量都不⾼,多为0.2%~０．4%。

提⾼铁⽔含锰量的⽅法主要是向⾼炉的原料中配加锰矿⽯,但这将会使炼铁⽣产的焦⽐升⾼和⾼炉的⽣产率下降。

对于铁⽔增锰的合理性还需要做详细的技术经济对⽐,因此,⽬前对铁⽔含锰量不提硬性要求。

?（５）铁⽔的含碳量:碳也是转炉炼钢的主要发热元素,≥3.５％的含碳量即可满⾜冶炼要求,⽽通常铁⽔含碳4％左右,故⼀般不做要求。

国内⼀些转炉炼钢⼚对铁⽔成分的控制见表（６)1-１。

?3)带渣量≤0.５％
⾼炉渣中含有⼤量的S、ＳiO２，因此希望兑⼊转炉的铁⽔尽量少带渣,以减轻脱硫任务和减少渣量，通常要求带渣量不得超过0．5%。

?3铁⽔的预处理?定义：铁⽔在兑⼊转炉之前进⾏的脱硫、脱磷或脱硅操作叫做铁⽔预处理。

?⽬的:减轻⾼炉、转炉的负担，提⾼⽣产率。

?１）铁⽔炉外脱硫?铁⽔脱硫的条件⽐钢⽔优越(铁⽔中碳、硅、磷等元素的含量⾼，硫的活度系数⼤,同时铁⽔中的氧含量低），脱硫效率⽐钢⽔脱硫⾼4～6倍，经济上⽐转炉双渣法合算，因此铁⽔预脱硫技术已被国内外⼴泛采⽤。

?基本思路:向铁⽔中加⼊脱硫剂使之化合⼊渣。

?（1)脱硫剂及其特点：⽬前常⽤的铁⽔预脱硫剂主要有以下四种。

①电⽯粉(CaC2）?脱硫反应：ＣaC2（S)+[S］＝ＣａS（S)＋２[C]
特点:脱硫能⼒强，但脱硫过程中有少量ＣO和Ｃ2H2逸出,并带出电⽯粉，污染环境，因⽽必须安装除尘装置;价格较贵。