转炉冶炼低级别RH钢“高碳低氧”工艺利弊浅析

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炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化随着工业技术的发展和市场需求的变化，钢铁行业对于低碳钢的需求越来越高。

低碳钢具有良好的可加工性、韧性和焊接性能，广泛应用于汽车、船舶、建筑等领域。

而炼钢转炉是生产低碳钢的重要工艺设备，其冶炼过程中的脱氧合金化工艺直接影响着低碳钢的质量和性能。

本文将对炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺进行优化提升。

一、传统工艺存在的问题传统的炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺存在一些问题，主要包括：1. 脱氧材料不足：传统工艺中常用的脱氧剂是硅铁，其存在着脱氧效果不佳、回收利用难等问题，无法满足低碳钢的脱氧需求。

2. 钢水中氧含量高：传统炼钢转炉工艺在钢水中脱氧不彻底，导致钢水中氧含量仍然较高，降低低碳钢的质量。

3. 合金元素添加不均匀：为了满足低碳钢的性能需求，需要添加合金元素，但传统工艺中合金元素的添加存在不均匀的问题，造成低碳钢性能的不稳定。

二、工艺优化方案针对传统工艺存在的问题，我们可以采取以下工艺优化方案：1. 优化脱氧剂的选择：传统的硅铁脱氧剂可以通过其他脱氧剂进行替代，例如铝、锰等。

这些脱氧剂具有良好的脱氧效果和易回收利用的特点，可以提高低碳钢的质量。

2. 加强脱氧过程控制：通过提高脱氧剂的加入量和延长脱氧时间，确保炉料中的氧含量完全脱氧。

可以采用自动控制系统，实时监测钢水中氧含量，调整脱氧剂的加入量，实现钢水的有效脱氧。

3. 合金元素均匀添加：采用先进的合金元素添加技术，确保合金元素的均匀分布。

可以利用真空脱气设备将合金元素均匀加入钢水中，或者采用复合脱氧剂，使脱氧剂和合金元素同时添加，提高低碳钢的合金化效果。

4. 优化工艺参数：通过对炉温、转炉容量、吹氧时间等工艺参数的优化调整，提高低碳钢的冶炼效果。

可以利用计算机模拟技术对工艺参数进行优化设计，以实现低碳钢冶炼过程的最佳效果。

三、优化方案的效果及推广通过实施上述工艺优化方案，可以显著提高炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化的效果，进一步提升低碳钢的质量和性能。

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化

一、项目基本情况成果登记号:二、项目简介三炼钢供CSP低碳钢种主要为SPHC、SPHCZ，均属于铝镇静钢，年产在180万吨左右。

原来的低碳钢脱氧合金化工艺如下：1、使用铝块进行脱氧、使用中碳锰铁进行合金化。

2、具体加入方法在出钢前加入铝块，出钢1/3后加入中碳锰铁合金化。

近年来随着炼钢成本压力的增加，以及合金降成本的要求，现对低碳钢脱氧合金化工艺进行了优化。

随着转炉底吹快换技术的使用，使转炉底吹系统在整个炉役期都处于良好的状态，转炉底吹搅拌效果有了稳定的保证。

转炉冶炼低碳钢时保证了脱碳效果的快速、稳定。

冶炼低碳钢钢水碳控制能力有了较大的提高，杜绝了钢水碳脱不下去、搅拌效果差导致的钢水碳含量成分不均匀等现象的出现，为使用碳粉代替部分铝进行预脱氧工艺以及使用高碳锰铁代替中碳锰铁进行很进化合金化工艺的推行，提供了基础保障。

措施如下：1、出钢前期使用碳粉进行预脱氧，降低铝制品的消耗。

2、使用低价的高碳锰铁代替中碳锰铁进行合金化，高碳锰铁在出钢前期首先加入，随后加入碳粉，利用钢水中的氧脱除高碳锰铁中的碳，减少低碳钢增碳。

3、以铝粒代替铝块进行脱氧，便宜对铝制品加入量进行控制。

在出钢后期加入铝粒进行深脱氧并对锰进行还原。

由于铝制品脱氧剂用量降低。

钢水中氧化铝夹杂减少，增加钢水洁净度。

实施后锰合金消耗吨钢降低元。

铝制品消耗吨钢降低元。

2、详细科学技术内容1、原正常脱氧工艺在转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺未优化之前，原来的低碳钢脱氧合金化工艺使用其缺点如下：1、由于铝锭体积较大，加入包中不易熔化，出钢时漂浮在钢液面上，常常发生烧损现象造成浪费消耗增加，还造成了钢水中Al 2O 3夹杂的增多，对钢水的浇铸和钢材的成品性能产生不利的影响。

且有白烟冒出造成环境污染。

2、钢水铝含量不均匀，炉后钢包样酸容铝波动大，成分代表性差，给精炼处理造成一定的困难。

统计了 6个月的炉后钢包样酸容铝含量其结果如图3、为了防止钢水增碳使用中碳锰铁进行合金化，成本比较高。

浅析RH工艺在钢铁冶金中的探究与实践

浅析RH工艺在钢铁冶金中的探究与实践摘要：RH精炼技术是现代钢铁冶金行业中的一项炉外精炼技术，具有高效率、高质量、资金投入需求低等特点，成为了当代冶金技术中广为应用的一项精炼技术。

根据RH技术的应用与发展探究钢铁冶金工艺的优化实践，为钢铁冶金工艺提供技术发展参考。

关键词：RH工艺；钢铁冶金；精炼技术；应用RH工艺是一种钢业冶金技术中的一种炉外精炼技术，与其齐名的还有DH、VAD、VD工艺等，但是只有RH工艺在现代冶金工艺中应用最为广泛，也是最重要的一种。

RH精炼工艺具有极高的效率性，并且能够进行大批量工艺处理，在装备上的投入也相对较少。

經由RH工艺进行炉外精炼的产品往往具有更优异的质量性能，并且最终出产量也能得到都很好的提升，在一定行程度上增加了产品的种类，为工厂节省了生产成本的投入，全面提高了工厂的生产效率。

因此，RH冶金工艺在炼钢与生产的过程中正在受到大面积推广与应用，同时也得到了良好的发展。

现阶段钢铁冶金技术已经从单一脱气设备转变发展为包含真空脱气脱碳、缺氧脱碳、喷粉脱硫等及多功能炉外精炼技术设备。

一、真空精炼技术的发展（一）常见的真空精炼技术特点钢厂的生产中炉外精炼技术及其设备的水平高低直接关乎着钢厂的整体经济效益与生产能力。

因此，大力发展炉外精炼技术在钢铁冶金行业中的，是钢厂促进自身发展的重点内容之一。

目前的真空精炼技术在性能和特点上都各具千秋，其中RH工艺是所有精炼工艺中功能最全、所用设备最复杂的技术手段。

同时，RH工艺的操作效率相对较高，适合用于批量生产等环境，是一种极为优秀的钢铁精炼手段。

现阶段RH技术被广泛应用在例如冶炼汽车板钢等低碳钢、超低碳钢等产品的生产工作中。

（二）炉外精炼技术在我国的应用情况自上世纪50年代以来，我国越发意识到冶金炼钢工艺中的真空精炼技术的高质量、高生产率的优势特点。

在那之后国际上又发明了RH和DH两种精炼方法，我国利用这两种炼钢方法炼就高精度特种钢。

1962年，我国建立了第一个市政企喷射真空泵技术研究实验室。

不同钢铁冶炼方法的学习比较

不同钢铁冶炼方法的学习比较钢铁作为一种重要的金属材料，在现代工业中扮演着重要的角色。

钢铁的冶炼方法也因此成为了人们关注的焦点之一。

本文将对几种不同的钢铁冶炼方法进行学习比较，探讨它们的优缺点以及适用范围。

首先，我们来讨论传统的高炉法。

高炉法是目前最常见的钢铁冶炼方法之一，它通过将铁矿石与焦炭一起投入高炉中进行加热，使铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。

这种方法具有生产规模大、工艺成熟、技术可靠等优点。

然而，高炉法也存在一些问题。

首先，高炉法在冶炼过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重的污染。

其次，高炉法需要大量的能源，包括煤炭和焦炭，这对能源资源的消耗也是一个不可忽视的问题。

另外，高炉法所产生的钢铁含有较高的杂质，需要进一步的炼钢过程才能得到高纯度的钢材。

与高炉法相比，氧气转炉法是一种较为新型的钢铁冶炼方法。

这种方法主要利用氧气对废钢进行吹炼，使其熔化并去除杂质，最终得到优质的钢材。

相比于高炉法，氧气转炉法具有以下优点：首先，它能够有效地回收和利用废钢资源，减少了对原材料的依赖，降低了成本。

其次，氧气转炉法的冶炼过程中产生的温室气体排放量较低，对环境的影响也相对较小。

然而，氧气转炉法也存在一些问题。

首先，由于该方法需要使用大量的氧气，因此对氧气资源的需求较大，而氧气的生产成本较高。

其次，废钢的质量和成分可能不稳定，需要进行精确的控制和处理，增加了操作难度。

除了高炉法和氧气转炉法之外，还有一种新兴的钢铁冶炼方法，即电弧炉法。

电弧炉法是利用电弧的高温和强烈的化学反应来进行钢铁冶炼的方法。

与传统的高炉法相比，电弧炉法具有以下优点：首先，它能够快速加热和熔化原材料，炉温可达到3000摄氏度以上，可以快速冶炼出高品质的钢材。

其次，电弧炉法对原材料的要求较低，可以利用废钢、废铁等多种原料进行冶炼，提高了资源的利用率。

然而，电弧炉法也存在一些问题。

首先，电弧炉法在冶炼过程中会产生大量的氮氧化物等有害气体，对环境造成污染。

转炉低铁耗高效率冶炼技术研究探寻

转炉低铁耗高效率冶炼技术研究探寻摘要：针对炼铁工艺进行优化设计，有利于降低铁水的消耗量，同时能够使转炉的废钢消耗量增加，提高转炉废钢比，可以使钢铁企业节约炼钢成本，提高企业的经济效益。

在实际研究中需要对影响转炉铁水消耗和生产效率的因素进行分析，并通过有效的优化措施，对转炉低铁耗高效率冶炼技术进行优化和改进。

关键词：转炉冶炼工艺；低铁耗；效率；技术应用前言广西钢铁集团有限公司炼钢厂是广西钢铁集团承上启下的重要分厂之一，现有4座210t顶底复吹转炉、3套KR脱硫站、3套LF精炼炉、2套RH真空精炼炉、3台10机10流R10m弧形方坯连铸机、2台1650mm双流板坯连铸机，设计有14套除尘系统，年产合格铸坯920万吨。

1影响转炉低铁耗高效率的因素转炉的生产效率主要包括转炉的冶炼周期、辅助时间和转炉炉龄，在正常检修过程中可以缩短冶炼时间，减少辅助时间，提高转炉的生产效率。

而对转炉生产效率产生影响的因素主要包括以下内容：1.1转炉的加料时间转炉加料时主要包括加废钢、兑铁水，利用天车装置完成加料过程，随着降铁耗作业不断开展，在转炉加入废钢的重量不断增加的情况下，轻薄废钢比较多，废钢在入炉时可能出现卡斗现象，生产周期会被延长，导致转炉效率降低[1]。

1.2供氧时间在转炉的每炉钢供氧时，供氧时间一般为14~15分钟左右，供氧时间比较长，会对转炉冶炼周期产生影响。

主要是因为氧枪结构本身存在不足，氧枪供氧强度比较低时，供氧时间延长，成渣速度比较慢，会直接影响产能。

1.3出钢时间在转炉出钢过程中卷入与流入钢包的高氧化性熔渣本身存在一些负面影响，为了缩短出钢时间，必须通过有效地挡渣设施对转炉出钢下渣量进行有效控制，才能够提高钢水的洁净度。

目前，在冶炼系统运行过程中，出钢口径比较小，导致出钢时间延长，直接影响转炉的冶炼效率。

2转炉低铁耗高效率冶炼技术优化措施2.1提升铁水温度与降低出钢温度为了提高在转炉冶炼过程中铁水的消耗量，保证转炉的生产效率，需要提高铁水温度，降低出钢温度。

转炉冶炼低碳钢脱氧工艺的改进

转炉冶炼低碳钢脱氧工艺的改进洪刚钢铁股份公司技术中心摘要：转炉在冶炼低碳钢种（SPHC、SPHD等系列）时，采用传统的转炉吹炼、出钢脱氧方法，要求转炉吹炼终点的碳含量较低（≤0.05%），对转炉炉衬的侵蚀较严重，同时，钢中氧含量较高，脱氧合金消耗量较大，合金元素的收得率偏低；改进后的转炉吹炼、出钢脱氧方法（转炉终点碳含量按生产普碳钢控制，转炉出钢过程中不加任何合金，在吹氩站加入脱氧合金，在LF炉进行合金化操作）生产低碳钢后，可以适当放宽转炉终点碳含量的要求，降低钢中氧含量，延长转炉寿命的同时，降低脱氧合金消耗量，提高合金元素的收得率。

关键词：低碳钢工艺改进铝消耗炉衬寿命收得率Process Improvement of Low Carbon Steel Grade for ConvertorZhang HonggangTechnology Center of Tonghua Iron & Steel Co.,LTDAbstract：Production of low carbon steel grade(SPHC, SPHD series, etc.)adopts the traditional process that requires very low content ofcarbon(≤0.05%) at end-point of blowing, so the lining of convertor iseroded seriously, the oxygen content in liquid steel is high, theconsumption of deoxidation alloy is high and the alloy yield is low. Theimproved process includes that enhancing the content of carbon in liquidsteel at end-point of blowing, no alloy is added during steel tapping,deoxidation alloy is added at argon blowing station, and the alloying isdone at LF. The improved process relaxes the restrictions for content ofcarbon in liquid steel, reduces the oxygen content in liquid steel, prolongsthe life time of convertor lining，reduce the consumption of deoxidationalloy, and enhance the alloy yield.Key words：low carbon steel grade, processing improvement, aluminum alloy,consumption, yield1 前言钢铁股份公司炼轧厂有120吨顶底复吹转炉两座，在冶炼SPHC、SPHD等系列低碳钢时，对转炉的终点碳含量要求较低(≤0.05%)，原因是转炉所对应的两台薄板坯连铸机(意大利达涅利公司的FTSC型)对钢水的质量要求较严格，考虑精炼处理过程中的增碳及尽量避开钢种成份的包晶区需要成品钢水的碳含量≤0.06%，这使转炉终点的氧含量偏高，尤其是在转炉炉役的后期，转炉的复吹效果变差，终点的碳氧浓度积较高，一般情况下转炉终点的氧含量要达到800PPm 以上，对转炉炉衬的侵蚀较严重，而且脱氧及合金化所消耗的合金成本较高，我厂的此类钢种产量比例约占薄板坯产量的30%左右，每月约5万吨，因此，需要对现有的冶炼及脱氧合金化工艺进行优化，以降低生产成本。

炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺分析

炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺分析摘要：对于钢铁企业而言，如果想要切实的提升自身在市场中的核心竞争力，就要通过现代化的生产工艺来不断的提升钢产品的品质，不断降低生产的成本。

在转炉炼钢的过程中，会产生大量的氧气。

如果在钢液中含有过多的氧气，必然会对钢产品的品质和质量产生直接的影响。

为此，了解和掌握转炉冶炼以及炼钢生产实际，氧气产生的危害，并采用科学合理的脱氧工艺，对提高钢产品质量，提高钢厂生产产能，从推动钢厂持续健康发展有着非常重要的意义。

关键词：炼钢生产；转炉；炼钢；脱氧工艺1转炉冶炼的概述转炉冶炼是在高炉高温条件下将生铁进行相应的氧化处理，来控制和降低生铁内碳元素含量，来有效保证钢材质量。

在熔点上生铁和钢材有所不同，同时，含碳量也存在很大差异，钢材含碳量在2%以下，同时相较于生铁熔点更高，大约为1450℃～1500℃。

但是铁的熔点就稍微低一点，大约为1100℃~1200℃。

其次，钢中的铁和碳元素会形成碳化铁固溶体，因此随着碳的容量的不断增加，其硬度和强度也会逐渐增加，但整体的韧性和成型性会有所降低。

它在物理性、化学性和机械性等方面表现很好，可用于拉伸、压制、轧制、冲压以及拉伸等深加工，整体而言用途很广泛。

转炉炼钢的主要成分就是低碳钢，低碳钢转炉脱碳的整体速度比较快，而且钢中含有的气体含量比较低，从而保证了钢具有良好的塑性，焊接性和深冲性强，因此，低碳钢常用于制造低碳软钢丝、热轧和冷轧钢板、冷弯钢板和镀锌板等。

可以看出，由转炉钢制成的各种硬钢丝、结构钢和轴承钢得到了很好的使用。

2氧在炼钢中的产生以及危害无论采用何种方法进行炼钢，主要目的是将其中的化学杂质清除，特别是锰、硅、磷、碳等化学杂质清除过程当中，会应用其中的氧气，引发氧化反应，让杂质和氧气共同结合在一起，形成一种新的氧化合物，并析出其中的杂质。

氧在钢液中是不可避免而存在的，所以吹氧炼钢时，由于钢液氧化以及杂质含量不断下降，氧气在钢液中的含量也会不断提升，氧气在钢液中如果未得到全面的处理，钢液中含氧量较高，待其凝固时，便会和钢液产生反应，形成结晶，同时也会生成氧化亚铁，由于钢液当中氧化亚铁的存在，会破坏掉铸坯，从而影响钢产品质量，更甚者引发变形问题，出现热脆情况，还会造成钢铁氧化问题。

对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析_1

对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析发布时间：2023-02-07T03:59:29.153Z 来源：《中国科技信息》2022年第9月第17期作者：田涛[导读] 随着钢铁行业竞争的日趋激烈，各钢铁企业开始加强对产品质量和生产成本的控制，田涛陕西钢铁集团有限公司龙钢公司炼钢厂陕西韩城 715405摘要：随着钢铁行业竞争的日趋激烈，各钢铁企业开始加强对产品质量和生产成本的控制，如何改进和利用先进的生产工艺，提高产品质量，降低生产成本，已成为目前钢铁企业保持竞争力，获得生存与发展的关键。

在转炉炼钢生产中，氧的产生是不可避免的，因此掌握各种脱氧方法，在此基础上加强对脱氧处理工艺的改进和利用，才能有效提高对钢液脱氧处理的效果。

在保证钢产品质量的同时，降低生产成本，使炼钢生产可以有序、高效地进行。

文章正是基于这个角度，重点就炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺展开探讨。

关键词：炼钢生产；转炉炼钢；脱氧工艺；探讨1 引言转炉炼钢生产中时常会产生一些氧气，这些氧气的存在会对钢产品质量造成一定影响，更会影响钢厂生产效益，阻碍钢厂持续健康发展。

为此，了解和掌握转炉冶炼以及炼钢生产中氧气产生的危害，并采用科学合理的脱氧工艺，来提高钢产品质量，提高钢厂生产产能，从而推动钢厂持续健康发展。

2 转炉冶炼概述转炉冶炼是在高炉高温条件下将生铁进行相应的氧化处理，来控制和降低生铁内碳元素含量，从而有效保证钢材质量。

在熔点上生铁和钢材有所不同，同时含碳量也存在很大差异，钢材含碳量在2%以下，同时相较于生铁熔点更高，大约为1450℃～1500℃。

转炉炼钢生产的钢材属于低碳钢，这种钢材强度和硬度相对不高，但在可塑性以及韧性方面具有较好的优越性，在焊接、锻造、加工各种构件中应用广泛。

3 转炉炼钢与脱氧工艺3.1转炉炼钢的原理转炉炼钢操作的设备为转炉。

转炉的形态类似于鸭梨，内部是由耐火砖形成的炉壁，炉体能够360度任意角度旋转。

炼钢所需的原料为铁水和废钢，转炉炼钢的整个吹炼过程为氧化反应，炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和杂质，提高温度和调整成分。

炼钢转炉脱氧工艺分析

炼钢转炉脱氧工艺分析2.河北省半钢水冶炼高洁净高品质特殊钢重点实验室, 河北省承德市067000摘要：炼钢生产中，钢液脱氧效果的优劣成为影响钢产品质量的关键因素。

首先我们应当认清氧气究竟会给钢产品带来什么样的危害，熟悉炼钢不同的脱氧工艺，尝试优化、改进，以提升脱氧效果。

为此，本文介绍了脱氧技术现状，分析了氧的危害，并探讨转炉炼钢脱氧工艺与优化措施，旨在节省成本，推动钢铁行业的持续发展。

关键词：转炉；炼钢；脱氧工艺引言伴随行业竞争的白热化，钢铁企业陆续从质量、生产成本上予以控制。

在转炉炼钢生产活动中，氧的产生在所难免。

我们要意识到氧对钢产品的危害，灵活运用多元的脱氧方法，逐步改良脱氧处理工艺，提高脱氧处理效果。

在不影响钢产品质量的基础上，节省生产成本，推动钢铁行业的发展。

1脱氧技术现状炼钢过程中，最开始看到的脱氧物，就是硅。

硅脱氧有它自身的不足：脱氧不完全、钢材皮下可见大量的气泡；钢中熔合大量的硅盐酸，这些对于钢材质量均是不利的。

脱氧产生的SiO2为酸性物质，能够使钢水快速回磷或是回硫。

1930年代，人类就大范围地推广电解铝技术。

由于那时候的铝价便宜，铝脱氧技术作为一支新秀，很快成为炼钢脱氧行业的领头军。

在脱氧方面，铝有出色的表现，美国早在很多年前就开始将铝充当炼钢中的脱氧剂，相较于硅脱氧，铝脱氧有助于提高脱氧效率，降低钢中的SiO2。

氧化铝是一种典型的中性物质，对钢渣碱度并无太大的影响，不会导致钢水回磷或是回硫。

在炼钢厂中，铝至今仍是最核心的脱氧剂。

由于铝的比重小，回收率相对偏低（约10%~25%），耗费的炼钢成本相对偏大。

为促进铝的高效利用，有些钢厂开始研发铝系复合脱氧剂，如硅铝钡。

这类铝系脱氧剂，在密度方面要比纯铝高出不少。

将它置于钢液中，不易下沉。

另外，熔点相对偏低的复合氧化物，很大程度上也可以对脱氧产物进行全面地清除。

铝脱氧后生成一种氧化铝，使钢材本身的疲劳性能发生变化。

而非铝系复合脱氧剂，恰巧就会转变夹杂物最初的这种形态。

炼钢技术动态及其利弊浅析

炼钢的方法有很多种，其基本原理是相同的，所不同的是在冶炼过程中需要的氧和热能来源不同，所用的设备和操作方法不同。

目前各国采用的炼钢方法有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢等，而主要发展趋势为纯氧顶吹转炉炼钢。

至1976年，转炉钢已占世界钢总产量的70％。

（1）纯氧顶吹转炉炼钢法这种方法是1952年以后发展起来的新技术，它是目前世界上采用较多也是较先进的一种方法。

纯氧顶吹转炉炼钢有以下优点：（i）生产速度快由于用纯氧吹炼，就会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。

一座300t 转炉吹炼时间不到20min，包括辅助工作时间在内，一共不超过1h。

（ii）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。

如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。

由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。

（iii）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60～70％，生产费用也低于平炉。

目前纯氧顶吹转炉随着氧枪的多孔喷头的研制成功，大大提高了单位时间内的供氧量，并由于操作技术上的革新（例如，用电子计算技术来调节、控制冶炼过程），不论转炉容量的大小，吹炼时间基本上相差不多，即使300t转炉，净吹氧时时也可缩短到12min左右。

在一定限度内，炉容量越大，经济效果越好，因此顶吹转炉迅速走向大型化。

现在世界上最大的转炉为350t，并且正在研究建造400～450t转炉。

（2）电炉炼钢法电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。

冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。

炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。

世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。

国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。

转炉冶炼高碳钢的工艺分析

转炉冶炼高碳钢的工艺分析作者：张瑞峰来源：《山东工业技术》2015年第04期摘要：转炉炼钢为工业生产了大量的钢铁，其生产速度快，以铁水和废钢为主要工业原料，成本低，是目前使用最广泛的炼钢技术设备。

高碳钢在冶炼过程中有去磷、留碳和升温等几个难题需要解决，导致其对工艺的要求高。

转炉冶炼能够有效地保证高碳钢在冶炼过程中达到去磷，保留碳元素，减少废渣的产生等目的，从而炼出品质高的高碳钢。

本文主要对转炉冶炼高碳钢的工艺进行分析。

关键词：转炉；高碳钢；工艺0 引言转炉炼钢是指在没有其他能源的参与下，依靠铁液自身的物理热能和铁液各组间发生化学反应产生的热量在转炉中完成炼钢的过程。

高碳钢在转炉冶炼主要分为增碳和高拉补吹两中方法，两种方法都会存在不同的缺点，会给下个工序的进程发展带来阻碍。

经过不断的经验总结和工艺的不断改良，得出“双控双调”的改良方案，并取得佳绩。

1 转炉冶炼高碳钢的操作流程与问题分析1.1 转炉冶炼高碳钢的的操作流程转炉冶炼的操作流程主要包括装料、控制过程、终点控制增碳和脱氧合金化分析等多个流程。

装料过程对铁水和废钢的比重都有一定的要求，提温剂的比重也要按照一定的比重添加，并于装料时一次性投入转炉中。

在过程控制中加入适量比重的石灰来实现去磷减渣的目的，保证铁水不到处喷溅，不被返干，并在根据前期化渣温度，在终点进行补吹来决定一倒拉碳。

终点控制以“高拉补吹”为主要方法，进行挡渣出钢，以控制好钢铁的厚薄程度。

钢铁形成初期要依据火候情况加入适量的碳粉，调整合金的成分并对合金进行折算，以此来保证高碳钢的质量品质。

1.2 转炉冶炼高碳钢的问题在转炉冶炼高碳钢的过程中，高碳钢的磷和碳这两个重要元素往往难以实现均衡发展，不容易协调。

采用吹炼法可以实现留碳的目的，但会产生大量废渣不利于去磷；而以磷为中心目标进行炼钢，又会导致碳的比重过低。

转炉冶炼高碳钢对温度的要求也很高，碳作用时间短会导致温度过低。

但当对钢水的温度进行升温时，碳的消耗量会跟着提升。

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化为了优化炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺，我们可以采取以下措施：1.合理选择原料：低碳钢脱氧合金化过程需要添加脱氧剂和合金化元素。

在选择原料时，应选择高质量的脱氧剂和合金化元素，以确保产品的质量和性能。

2.减少残留氧含量：残留氧会影响低碳钢的塑性和韧性，因此需要采取措施尽可能减少残留氧的含量。

可以通过增加氧喷吹或氧化剂配比的方式，在冶炼过程中增加氧化反应，将氧与废气中的碳氧化为CO2并排出，从而减少残留氧含量。

3.优化加料方式：合理的加料方式可以提高转炉的冶炼效果。

一种常用的方法是采用分次加料的方式进行冶炼，首先加入适量的废钢，然后加入适量的生铁，在最后阶段再加入合适的脱氧剂和合金化元素。

这种加料方式可以保证合金元素的充分吸收和混合，提高低碳钢的性能。

4.控制炉温和氧化程度：在冶炼过程中，需要控制炉温和氧化程度，以确保合金元素发生合适的反应。

炉温过高会使合金元素的氧化程度过高，导致合金元素的损失量增加，同时还会降低钢液的稳定性。

因此，需要通过合理的调整转炉操作参数，控制炉温和氧化程度。

5.增加合金化元素的投入量：为了提高低碳钢的性能，可以适量增加合金化元素的投入量。

合金化元素可以增加钢的强度、硬度和耐磨性等性能。

但是需要注意的是，过量的合金化元素会导致硬度过高，使钢的塑性和冷加工性能降低，因此需要控制好合金化元素的投入量。

6.优化炉底材料和炉壁保护：炼钢转炉的炉底材料和炉壁保护对冶炼过程的稳定性和寿命有影响。

合理选择炉底材料和采取有效的炉壁保护措施，可以减少炉体的磨损和腐蚀，提高转炉的使用寿命，从而优化工艺效果。

通过以上措施的采取，可以有效地优化炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺，提高产品质量和性能，降低生产成本，提高经济效益。

RH冶炼超低碳钢的最优工艺研究

RH 冶炼超低碳钢的最优工艺研究岳峰崔衡李朋欢包燕平北京科技大学冶金工程研究院,北京100083摘要建立了RH 碳氧反应模型,计算值和实际测量值吻合较好,可以模拟实际RH 精炼过程中的碳氧反应.在一定的初始碳含量范围内,初始碳含量对RH 脱碳结束的碳含量基本没有影响,同时,RH 脱碳反应达到14min 后其脱碳速度小于1 5 10-6min -1,脱碳反应接近平衡.随着钢包渣T F e 含量的增高,RH 脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值在降低.当钢包渣T Fe 含量为8%时,实际计算的碳氧线和理论的碳氧线接近.关键词 RH;超低碳钢;碳氧反应Study on the optimum process of refining ULC steel by RH degasserY UE Feng ,CUI H eng,LI Peng huan,BA O Y an pingResearch Institute of M etallurgical Engineering,University of S cience an d Technology Beijing,Beijing 100083,ChinaABSTRAC T A carbo n ox ygen r eaction model was developed to simulate actual react ions in the RH pr ocess,and the calculation re sults w er e in good agr eement w ith the measurement r esults.It was found that the initial carbon content had no influence on the car bo n content at the end of decarbur ization in RH.T he car bon ox yg en reaction nearly r eached equilibrium due to 14minutes reaction at a decarburization rate of less t han 1 5 10-6min -1.T he r atio of O / C of decarburizat ion in t he RH pro cess decreased w ith the increase in the T Fe content of ladle slag ,and the r atio was near the theory r atio when the T F e content was 8%.KEY WORDS RH;U L C steel;carbon ox ygen r eaction收稿日期:2009 08 01作者简介:岳峰(1969!),男,博士,E mail:yuefeng@IF 钢作为无间隙原子钢要求不断降低钢中碳含量,以提高冷轧钢板深冲性能[1-2].这就要求RH 处理时,在生产允许的时间内把碳降至极低范围.另一方面,RH 处理同样要求RH 脱碳后的氧含量控制在尽可能低的程度,以减少钢中夹杂物,提高IF 钢性能[3-5].因而必须研究RH 的碳氧反应,系统分析和研究IF 钢生产的工艺制度,为此建立RH 脱碳与脱氧模型,通过模型定量分析各工艺参数对精炼过程及效果的影响,分析各种因素对于RH 碳氧反应的影响,寻求最优化的生产工艺参数,强化脱碳反应,同时满足IF 钢对质量的要求.1 碳氧反应模型的建立在Yamaguchi 容量平衡模型假设[6]的基础上,考虑钢包顶渣向钢液传氧、精炼过程中废钢的加入引起钢包碳含量增加,建立钢包、真空室内的碳、氧平衡:-d C L d t =QW L(C L -C V )(1)-d Q L d t =QW L(Q L -O V )-O topslag (2)-d C V d t =-Q W V (C L -C V )+ K C W V(C V -C S )(3)-d O V d t =-QW V (O L -O V )+K OW V(O V -O S )-O KT B(4)lg (10-8C S O S /P *CO )=-(1160/T +2 003)(5)式中,C L =C L +C scrap .假设:(1)顶渣与钢液面处钢-渣中的氧达到平衡;(2)传氧速率取决于氧在钢液中的传播速率;(3)渣中只有FeO 被还原,则第31卷增刊12009年12月北京科技大学学报Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.31Suppl.1Dec.2009O topslag =1T OL(O L Q -O L ),O LQ =L OTFeTFe+M Fe(%other )M other.脱碳反应模型如图1所示.图1 RH 脱碳模型示意图2 模型中主要参数的确定2 1 循环流量Q 的确定由于Kuw abara 等人[7]提出的公式考虑到真空室压力对循环流量的影响,故循环流量Q 选用Kuw abara 等人提出的公式进行计算:Q =11 4G 1/3D 4/3[ln (P 0/P V )]1/3(6)2 2 容积系数的确定碳和氧传质的容积系数, K C 、 K O ,与气液界面的面积和真空室钢液的搅拌能有关, K C / K O =0 69. K C 的数值由Yamaguchi 等提出的表达式来确定.K C = 10-3Q 0 64S [C]∀100 10-6 K C = 10-5Q 0 64S [C] [C ]<100 10-6(7)在Yamaguchi 等的研究中取 =2 6,但是随着RH 设备脱碳能力的增强, K C 的数值成倍增长,在本模型计算中取 =15 6.3 模型计算程序RH 脱碳数学模型由式(1)~(5)来描述,采用自适应步长龙格-库塔法求解出常微分方程组的解.程序的计算框图如图2所示.图2 RH 碳氧模型计算程序框图应用VB 语言,将RH 脱碳数学模型编制成RH 真空脱碳模拟软件.用于模型验证的RH 设备参数见表1,钢包顶渣成分见表2,提升气体流量为1200m 3/min 时,真空室压力和温度随时间的变化见图3.表1 RH 设备参数真空室内径/mm 浸渍管高度/mm 浸渍管直径/mm 钢包容量/t 21381725650210表2 钢包顶渣成分(质量分数)%TFe CaO SiO 2M gO Al 2O 3M nO P 2O 520 81843 9815 4416 31711 8022 397345图3 真空室压力、温度随时间的变化(提升气体流量为1200m 3/min)模型计算值和实测值见图4,由图4可以看出计算值和实际测量值吻合较好.由模型计算的降氧量与降碳量的比值为0 8835,小于理论值1 33,钢#54#北京科技大学学报2009年增刊1包顶渣向钢包钢液传入了约99 10-6的氧,工厂实际统计的降氧量与降碳量的比值的平均值在0 8~0 9之间,说明碳氧模型计算的降氧量与降碳量的比值比较符合生产实际情况.图4 计算值和实测值比较4 模型计算结果与讨论图5 初始碳含量对脱碳的影响4 1 合理脱碳工艺的研究图5是当初始氧含量为600 10-6,吹氩流量和压降制度一定情况下,RH 自然脱碳时钢包碳含量的变化.从图可以看出,在一定的初始碳含量范围内,初始碳含量对RH 脱碳结束的碳含量基本没有影响.这主要是在RH 脱碳后期,钢液中的碳含量较低,其脱碳速度变化较小,延长时间对脱碳结束后的碳含量影响较少,这和前边实际统计分析的结果一样,即初始碳含量和RH 精炼后的碳含量关系不大.某钢厂RH 处理初始氧含量大部分在600 10-6左右,初始碳含量控制在450 10-6以下比较合理.如果初始碳含量过高,自然脱碳达到较低终点碳,就需要延长脱碳时间,减少RH 后期纯循环去除夹杂物的时间,不利于夹杂物的去除;而要求较低的初始碳含量,会增加转炉的负担,同时使脱碳后保持较高的氧含量,恶化钢液的纯净度.因此,就要充分发挥强制脱碳的作用,保证在初始碳含量较高的情况下仍能在较短时间内完成脱碳任务.图6是钢包初始碳含量为400 10-6时钢包碳含量和脱碳速度的变化.从图可以看出,当真空室压力降低到一定程度,钢液开始循环,其脱碳速度迅速增加,在2min 左右,钢液最大脱碳速度为90 10-6min -1,然后逐渐降低,14min 后其脱碳速度小于1 5 10-6min -1,钢液中的碳含量在11 10-6左右,此时由于脱碳反应接近平衡,其反应主要在钢液表面进行,因而脱碳效率较低,此时若继续脱碳意义不大,应及时进行脱氧、合金化等后续工序的处理,这样一方面可缩短总处理时间,提高生产率;另一方面,在总处理时间不变的情况下可延长RH 纯后搅时间纯脱气时间,减少钢中夹杂物,因而目前RH 的脱碳处理时间为15min 是比较合理的,完全可以满足IF 钢较低碳含量的要求.图6 初始碳400 10-6时钢包碳含量和脱碳速度的变化4 2 合理初始氧含量的研究4 2 1 初始氧含量对脱碳的影响当初始碳含量为350 10-6时,不同初始氧含量对脱碳的影响如图7所示.在不吹氧的情况下,初始氧含量越高,脱碳速率越大,脱碳终点碳含量越低.但初始氧含量大于500 10-6时,对终点碳影响不大,这和前边RH 精炼过程中碳氧关系的结果是一样的.由此可见,不同的初始碳含量有一个与之匹配的临界初始氧含量,使脱碳速率达到最大,当钢中氧含量低于该临界氧含量时,将造成脱碳速率降低,RH 终点碳升高,这时需吹氧强制脱碳;当氧含量高于临界氧含量时,氧含量对脱碳速率影响较小,因而相同处理时间终点碳含量变化也不大,但脱碳终点的氧含量将升高,需进行脱氧工作,处理时间延长,生产成本增加,而且影响钢液质量.4 2 2 钢包顶渣对碳氧的影响碳氧反应的理论原子量的氧碳比为1 33,由于钢包渣传氧、真空室飞溅的钢液传氧等造成RH 反应的氧碳比偏离理论值1 33,如果实际RH 初始碳#55#Vol.31Suppl.1岳峰等:RH 冶炼超低碳钢的最优工艺研究图7 初始氧含量对脱碳的影响和氧按照理论的比值计算,就会使脱碳后的钢液中的氧含量偏高,从而采用大量的Al 脱氧,影响钢液的纯净度,同时在同样的RH 精炼时间内原始氧越高,中间包的全氧就越高,其造成铸坯中纯Al 2O 3大颗粒夹杂物的几率增大,影响冷轧板的表面质量.从图8可以看出,在初始碳为350 10-6,初始氧为650 10-6的工艺条件下,随着钢包渣TFe 含量的增高,RH 脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值在降低,大约钢包渣中的TFe 每提高10%,脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值降低0 33,因而为稳定脱碳后的钢液中氧含量,RH 处理初始的碳氧含量应和钢包渣中的T Fe 关联起来.图8 钢包顶渣对碳氧反应的影响4 2 3 合理初始氧含量的确定通过计算,图9是钢包渣中不同T Fe 含量情况下最优初始氧含量,钢水中氧含量既满足脱碳对氧含量的要求,又避免了脱碳后剩余过高氧而影响钢液质量,从中可以看到,在钢包渣T Fe 含量为8%时,实际计算的碳氧线和理论的碳氧线接近,说明钢包中TFe 含量为8%,其渣中的氧势和钢液中的氧势相当,从而钢包渣不能向钢液中传氧;而钢包渣T Fe 含量大于8%,则向钢液中传氧,造成RH 脱氧量和脱碳量的比值小于理论值.在RH 实际控制中,结合钢包渣中T Fe 含量的不同,图中直线为保持最大脱碳速度同时脱碳后获得最低氧含量的最佳RH 初始碳含量和氧含量.若初始氧含量低于其对应的直线,则初始氧含量过低,影响脱碳速度,造成终点碳含量偏高,而初始氧含量高于其对应的直线,则初始氧含量过高,对脱碳速率及终点碳含量没有影响,但是导致脱碳终点氧含量高,需要加更多的铝脱氧,从而降低钢液的纯净度.图9 不同TFe 含量钢包渣的理想初始氧含量5 结论(1)建立了RH 碳氧反应模型,计算值和实际测量值吻合较好,可以模拟实际RH 精炼过程中的碳氧反应.(2)在一定的初始碳含量范围内,初始碳含量对RH 脱碳结束的碳含量基本没有影响,同时RH 脱碳反应达到14min 后其脱碳速度小于1 5 10-6min -1,脱碳反应接近平衡,因而某钢厂RH 的脱碳处理时间为15m in 是比较合理的,这样可以提高生产率,同时延长RH 纯后搅时间,减少钢中夹杂物.(3)一定初始碳含量的情况下,初始氧含量越高,脱碳速率越大,脱碳终点碳含量越低.但初始氧含量大于500 10-6时,对终点碳影响不大.随着钢包渣TFe 含量的增高,RH 脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值在降低,大约钢包渣中的TFe 每提高10%,脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值降低0 33.(4)在钢包渣TFe 含量为8%时,实际计算的碳氧线和理论的碳氧线接近.在RH 实际控制中,结合钢包渣中TFe 含量的不同,应利用最佳碳氧含量曲线控制RH 合适的初始氧含量和碳含量.符号表C L ,O L :钢包内钢液的碳、氧含量,10-6;Q :RH 的循环流量,t #min -1;C V ,O V :真空室内钢液的碳、氧含量,10-6;W L :钢包内钢液的重量,t ;#56#北京科技大学学报2009年增刊1O topslag:钢包顶渣向钢液传氧的速率,10-6# min-1;W V:真空室内钢液的重量,t;K C, K O:碳、氧传质的容积系数,m3#min-1;:钢液的密度,t#m-3;t:时间,m in;O KT B:强制脱碳时吹入氧气引起的真空室内钢液吸氧速率,10-6#min-1;C S,O S:真空室内反应界面钢液的平衡碳、氧含量,10-6;P*CO:真空室内CO的分压,Pa;T:钢水温度,K;C scrap:废钢引起的增碳量与钢包钢液重量的比值,10-6;T OL:顶渣传氧的时间常数;O LQ:顶渣与钢液平衡时的氧含量,10-6;L O:反应(FeO)[Fe]+[O]的平衡常数;T Fe:顶渣中全铁的含量(质量分数),%;M Fe:Fe的原子量,t#mol-1;%other:顶渣中除全铁外其他组元总的含量(质量分数),%;M other:顶渣中除全铁外其他组元的原子量,t# mol-1;P0:大气压力,Pa;P:真空室压力,Pa;S:真空槽的表面积,m2;KTB:RH炉的顶吹氧枪.参考文献[1] Karlyn D A,Vei th R W,Forand J L.M echanical w orki ng andsteel processing∃.Trans M et Soc AIM E,1969,(7):127 [2] Zhao H,Wang X J.Developm ent and production of i nterstitialfree steel.Res Iron S teel,1993,(1):49(赵辉,王先进.无间隙原子钢的生产与发展.钢铁研究,1993,(1):49)[3] Jungreithm eier A,Pissenberger E,Burgstaller K,et al.Production of ULC IF steel Grades at Voest Alpi n e Stahl GmbH.Iron S teel Technol,1996,(4):41[4] Lee K K,Park J M,Chung J Y,Choi S H,Ahn S B.The secondary refining technologies for i m proving the cleanliness of ultralow carbon steel at Kw angyang w orks.L a Rev ue de M talluregie CIT,1996,(4):504[5] Cai K K,Zhang L F,Liu Z Z.Pure steel production technologyand present situation.Henan M etall,2003,11(3):3(蔡开科,张立峰,刘中柱.纯净钢生产技术及现状.河南冶金,2003,11(3):3)[6] Yamaguchi K,Kishimoto Y.Effect of refining conditi ons for ultra low carbon steel on decarburization reaction i n RH degasser.IS IJ I nt,1992,32(1):126[7] Kuw abara T,Umezaw a K,M oriK,et al.Investigation of decarburization behavi or i n RH reactor and its operation improvement.T rans Ir on Steel I nst Jpn,1988,28(4):305#57#Vol.31Suppl.1岳峰等:RH冶炼超低碳钢的最优工艺研究。

转炉冶炼低碳钢降低终点氧含量工艺实践

技术交流转炉冶炼低碳钢降低终点氧含量工艺实践袁广鹏㊀张小伟㊀徐伟冲(第一炼钢厂)摘㊀要:为降低转炉冶炼低碳钢终点氧含量ꎬ通过对转炉脱氧基本原理的研究ꎬ着眼于底吹系统的有效维护和对底吹效果的充分发挥ꎬ通过底吹模型和底吹风口的布置㊁底吹强度的选择㊁炉底炉衬砖的厚度控制㊁底吹维护制度的建立以及底吹一对一自主调节等手段ꎬ降低钢水氧含量ꎬ将转炉碳氧积稳定控制在０.００２０％ꎬ减少了钢中Ａｌ２Ｏ３夹杂ꎬ提升钢水纯净度ꎮ关键词:低碳钢㊀氧含量㊀底吹系统㊀底吹模型㊀碳氧积ＰｒｏｃｅｓｓＰｒａｃｔｉｃｅｔｏＲｅｄｕｃｅＥｎｄｐｏｉｎｔＯｘｙｇｅｎＣｏｎｔｅｎｔｉｎＣｏｎｖｅｒｔｅｒＳｍｅｌｔｉｎｇＬｏｗ－ｃａｒｂｏｎＳｔｅｅｌＹＵＡＮＧｕａｎｇｐｅｎｇ㊀ＺＨＡＮＧＸｉａｏｗｅｉ㊀ＸＵＷｅｉｃｈｏｎｇ(Ｓｔｅｅｌ－ｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔ１＃)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｄｐｏｉｎｔｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｍｅｌｔｉｎｇｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌꎬｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｎ￣ｖｅｒｔｅｒｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｍａｉｎｔａｉｎａｎｄｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅｂｏｔｔｏｍｂｌｏｗｉｎｇｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｒｏｕｇｈｂｅｔｔｅｒａｒｒａｎｇｉｎｇｏｆｔｈｅｂｏｔｔｏｍｂｌｏｗｉｎｇｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｐｏｒｔꎬｓｅｌｅｃｔｉｎｇｏｆｂｌｏｗｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｂｏｔｔｏｍｌｉｎｉｎｇｂｒｉｃｋꎬｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｏｆｔｈｅｂｏｔｔｏｍｂｌｏｗｉｎｇｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅｏｎｅ－ｔｏ－ｏｎｅｓｅｌｆ－ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｂｏｔｔｏｍｂｌｏｗｉｎｇꎬａｎｄｏｔｈｅｒｍｅａｓｕｒｅｓꎬｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｃａｒｂｏｎ－ｏｘｙｇｅｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｄａｔ０.００２０％.ＷｉｔｈｒｅｄｕｃｅｄＡｌ２Ｏ３ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓꎬｔｈｅｐｕｒｉｔｙｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｌｏｗ－ｃａｒｂｏｎＳｔｅｅｌꎬＯｘｙｇｅｎＣｏｎｔｅｎｔꎬＢｏｔｔｏｍＢｌｏｗｉｎｇＳｙｓｔｅｍꎬＢｏｔｔｏｍＢｌｏｗｉｎｇＭｏｄｅｌꎬＣａｒｂｏｎ－ｏｘｙｇｅｎＥｑｕｉｌｉｂｒｉ￣ｕｍ引言第一炼钢厂有三座１５０吨顶底复吹转炉ꎬ转炉底吹系统原先设计采用砖型毛细管式底吹透气元件ꎬ底吹气流分散ꎬ冲击力弱ꎬ容易堵塞ꎬ使用寿命短ꎬ且供气流量压力低ꎬ供气能力受限ꎬ模式单一ꎮ全炉役过程平均碳氧浓度积０.００３０％ꎬ低碳钢转炉终点钢水氧含量平均８２３ｐｐｍꎬ炉渣中ðＦｅ含量高达２５.２１％ꎬ钢水质量受到影响且脱氧剂吨钢消耗成本高ꎻ同时高氧化性炉渣对转炉炉衬具有较大的伤害ꎮ为突破这一限制性环节ꎬ本文结合第一炼钢厂冶炼低碳钢工艺实践ꎬ通过优化转炉底吹参数和模型㊁建立合理底吹制度等手段ꎬ研究探讨有效降低低碳钢终点氧含量的方法和措施ꎬ减少钢中夹杂物ꎬ稳步提升钢水质量ꎮ１㊀转炉脱氧基本原理１.１㊀终点氧含量高的危害转炉炼钢过程中ꎬ氧化结束时熔池内碳氧反应均未达到平衡ꎬ由于碳氧积相对恒定ꎬ冶炼低碳钢时碳被氧化到较低浓度时ꎬ钢液内就存在较高含量的氧ꎬ这种饱和氧的钢液在冷却凝固时会导致晶界上析出ＦｅＯ以及ＦｅＯ－ＦｅＳꎬ导致钢的塑性降低甚至发生热脆ꎮ１.２㊀脱氧基本原理转炉主要脱氧方式为碳氧反应[１]ꎬ一定温度下ꎬ当钢种碳含量较低时ꎬ与之相平衡的氧含量就高ꎬ而钢液的实际氧含量应该高于该温度下与碳平衡的氧含量ꎮ碳氧反应的方程式为[Ｃ]＋[Ｏ]＝{ＣＯ}ꎬ为放热反应ꎮ当反应达到平衡时:ｌｇＫｃ＝ｌｇＰｃｏ/ＰθａＣ[]ａ[Ｏ]＝１１６０Ｔ＋２.００３式中:ＰＣＯ平衡态时ＣＯ的压力ꎬＭＰａꎻＰθ 标准大气压ꎬＭＰａꎻａ[Ｃ] 碳的活度ꎬｍｏｌ/Ｌꎻａ[Ｏ] 氧的活度ꎬｍｏｌ/Ｌꎮ２㊀工艺实践２.１㊀摸索底吹模型２.１.１㊀确立底吹系统参数南钢１５０ｔ转炉底吹系统原先设计采用砖型毛线管式底吹透气元件ꎬ如图１所示ꎬ底吹气流分散ꎬ冲击力弱ꎬ容易堵塞ꎬ使用寿命短ꎬ且供气流量压力低ꎬ供气能力受限ꎬ模式单一ꎬ不能满足现阶段顶底复吹的效果[２]ꎮ结合顶底复吹工艺优化ꎬ最终选择适合第一炼钢厂特有的毛细管底吹透气元件ꎬ并结合数值模拟和水模拟试验确定采用６个风口布置ꎬ每个透气元件含有２３个不锈钢毛细管ꎬ毛细管直径３ｍｍꎬ供气强度可达０.１Ｎｍ３/ｍｉｎｔꎬ抗堵塞能力强ꎬ可实现底吹智能控制模式ꎮ图１㊀底吹透气元件横截面效果２.１.２㊀底吹风口的布置及在线更换技术第一炼钢厂目前采用的毛细管底吹透气砖[３]ꎬ如图２所示ꎬ芯砖有２３个不锈钢毛细管ꎬ毛细管直径３ｍｍꎬ具有良好的抗侵蚀和抗热震性能ꎬ底吹强度设计最大可达到０.１Ｎｍ３/ｍｉｎｔꎬ其主要优点如下:(１)采用两层金属环缝向炉内供气ꎬ供气面积大ꎬ供气阻力小ꎬ供气流量调节范围大ꎬ更加适应转炉溅渣而不堵塞的要求ꎻ(２)底吹元件为外装式ꎬ结果简单ꎬ便于安装ꎻ(３)不锈钢管路直接供气ꎬ不需要底吹气室ꎬ不存在气室开裂漏气的问题ꎮ图２㊀底吹透气砖及底吹布置图２.２㊀底吹强度的优化第一炼钢厂转炉设计底吹强度最大０.１Ｎｍ３/ｍｉｎｔꎬ实际生产中根据钢种成分设计要求采取不同的底吹流量模式ꎮ转炉冶炼底吹强度因冶炼阶段炉内反应的差异分步式控制ꎬ冶炼前期为促进炉内生料融化㊁快速均热分解ꎬ提升化渣速率ꎬ采用高底吹强度模式ꎻ中期由于碳氧反应激烈ꎬ提高底吹强度会使炉内反应过快ꎬ渣中氧化铁减少ꎬ炉渣熔点升高ꎬ从而导致炉渣返干ꎬ需要适当降低底吹强度ꎻ末期为降低渣中ðＦｅ含量ꎬ确保熔池搅拌均匀ꎬ提高钢水收得率ꎬ需要使用高强度底吹模式ꎮ底吹气路一对一 ꎬ供气参数可单独控制调整ꎬ实现了底吹寿命与炉龄同步ꎮ采用全炉役过程可视化操作ꎬ如图３所示ꎬ有效解决生产过程中底吹效果恶化的问题ꎬ底吹眼清晰可见ꎬ３ə保证转炉生命周期内达到良好熔池动力学条件ꎬ极大改善钢液碳氧平衡ꎬ为降低冶炼周期奠定基础ꎮ图３㊀底吹优化系统及可视化效果２.３㊀创新补炉方式根据炉衬损坏的程度和部位ꎬ可采用不同的护炉补炉方法ꎮ传统意义上转炉一般采用补炉料补炉工艺:用废钢斗和人工投掷方法将补炉料加入到炉内并摇动炉体ꎬ利用转炉余热使补炉料具有一定流动性ꎬ使其铺展在炉衬或渣层受损部位ꎬ起到保护炉衬的作用ꎻ一次需要５０~６０分钟左右ꎬ停炉时间长ꎬ制约转炉连续生产ꎻ且使用成本较高ꎬ污染环境ꎬ存在安全隐患ꎻ易造成补炉料堵塞底吹毛细管[４]ꎮ采用废旧镁碳砖(或菱镁矿)定型耐材补炉是转炉作业区的一项创新工艺ꎬ如图４所示ꎮ主要方法是在出钢结束后ꎬ根据渣量的大小以及需要的定型耐材量多少决定将炉渣留在炉内ꎬ加入废砖后促使炉渣快速冷却黏结在一起ꎮ利用炉渣与炉衬界面存在的温度差ꎬ通过矿物间相互扩散ꎬ使炉渣与炉衬成为一个整体达到补炉的效果ꎬ减缓炉衬工作层的侵蚀速度ꎮ有利于保护底吹管路的畅通ꎬ实现底吹长效可视化操作ꎬ定型耐材补炉前后效果对比如图５所示ꎮ２.４㊀制定合理的底吹维护制度(１)终渣ＭｇＯ含量控制在６％~７％之间ꎻ(２)根据转炉运行周期ꎬ有计划的分阶段控制炉底厚度ꎬ有效运用定型耐材补炉方法ꎬ实现炉底厚度的目标控制ꎻ(３)针对各钢种的特性ꎬ调整顶底复吹的气体强度参数ꎻ(４)实时关注并分析底吹压力流量变化ꎬ根据流图４㊀废旧镁碳砖(或菱镁矿)定型耐材图５㊀定型耐材补炉前后效果对比量大小ꎬ采取适当的人工干预方案ꎬ保证整个炉役的底吹系统正常运行ꎻ(５)确保设备管路的日常维护ꎬ实时关注底吹管路状况ꎬ出现异常及时对管路进行排查处理ꎮ通过一系列的底吹维护措施ꎬ转炉炉况控制平稳ꎬ实现底吹长寿命与经济炉龄的同步延长ꎬ炉役全过程复吹比例达１００％ꎮ２.５㊀实现底吹自主调节ꎬ改善动力学条件由于炉衬不同侵蚀部位的侵蚀程度不同ꎬ所以转炉炉底各个底吹供气元件侵蚀情况也不相同ꎮ在底吹操作系统上ꎬ底吹模型增加了各个底吹支路的流量调节功能ꎬ根据各个底吹元件的侵蚀速率ꎬ进行人工干预调节ꎮ技术人员每天关注ꎬ底吹流量及压力的变化情况ꎬ且每天通过炉口观察炉底底吹元件的形态ꎬ根据少渣冶炼要求ꎬ适当调整前期㊁中期㊁末期冶炼过程的供气强度ꎮ实现底吹元件维护与炉衬维护双维护工艺同步进行ꎬ延长底吹元件和炉衬寿命ꎮ底吹强度的灵活调节ꎬ不仅保证了顶底复吹的效果ꎬ而且降低了底吹元件的侵蚀速度ꎮ如图６所示ꎬ对各个底吹元件的供气模式进行调整ꎬ即转炉在整个炉役期的不同阶段采用不同的供气模式ꎬ不同的底吹流量ꎬ可以有效提高底吹供气元件的寿命ꎬ同时也对延长炉衬寿命提供积极意义ꎮ图６㊀动力学条件改善后ꎬ底吹效果优势明显２.６㊀结合少渣冶炼ꎬ发挥顶底复吹效果最大化为进一步实现１５０ｔ转炉高效率低成本冶炼生产ꎬ通过计算转炉物料平衡及热平衡ꎬ优化转炉原辅料使用种类及使用量ꎬ根据铁水成分分类制定冶炼操作过程吹炼枪位及供氧制度ꎬ同时充分利用和优化转炉二级模型ꎬ实现模型指导生产操作ꎬ如图７所示ꎮ结合我厂底吹系统特点ꎬ优化顶底复吹工艺ꎬ降低转炉渣料消耗和脱氧剂消耗ꎮ底吹元件单管分级控制ꎬ实现一对一单管控制ꎬ保证了底吹孔的透气性ꎮ图７㊀二级模型与底吹系统模型相结合３㊀结论(１)底吹模型的优化选择ꎬ可实现大流量高压力的底吹模式ꎬ 一对一单管控制ꎬ更换底吹流量满足生产精度要求ꎬ建立底吹智能控制模型ꎮ低碳钢钢水终点碳氧积稳定控制在０.００２０％ꎬ钢水终点氧含量低碳钢降低了１０７ｐｐｍꎬ节约脱氧剂铝消耗吨钢在０.１２ｋｇ/ｔ钢ꎻ(２)通过底吹热更换技术ꎬ转炉底吹风口实现全炉役过程可视化 ꎻ底吹风口分布优化改善了钢水流场ꎬ混匀时间由５１ｓ缩短至３６ｓꎬ提高底吹供气强度最大至０.１Ｎｍ３/ｍｉｎｔꎬ低碳钢终点钢水氧含量最低<５００ｐｐｍꎬ实现历史性突破ꎻ良好的动力学条件为生料比例提升至７５％提供了基础ꎬ居全国前列ꎬ有效降低了转炉渣料成本ꎻ(３)创新定型耐材补炉方式的灵活运用ꎬ转炉炉况稳定受控ꎬ同时避免了使用自流料堵塞底吹眼的异常情况ꎬ有利于保护底吹管路的畅通ꎬ实现底吹长效可视化操作ꎻ(４)结合１５０ｔ转炉顶底复吹系统优化ꎬ通过数值模拟和水模拟试验ꎬ确立了一套属于第一炼钢厂的底吹模型ꎻ(５)通过调节底吹系统的风口位置和底吹流量的大小ꎬ实现人工干预条件下的炉底厚度的稳定ꎬ有效保证了底吹可视化操作ꎮ参考文献:[１]孙仕良ꎬ徐子娟ꎬ张龙ꎬ崔登云.转炉出钢碳粉预脱氧工艺实践[Ｊ].河北冶金ꎬ２０１９(０６):４４－４６.[２]郜亚杰.转炉炼钢脱氧工艺探讨[Ｊ].科技经济导刊ꎬ２０１９ꎬ２７(３０):１０３.[３]颜慧成ꎬ丁剑ꎬ王现周ꎬ史进强ꎬ何顺生ꎬ唐笑宇.２６０ｔ转炉底吹工艺水模试验与工业应用[Ｊ].炼钢ꎬ２０２０ꎬ３６(０２):１－５＋１６.[４]孟凡陈.提高１５０ｔ转炉炉龄的生产实践[Ｊ].中国金属通报ꎬ２０１９(０８):２５－２６.。

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化精编版

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化精编版近年来，随着全球环保意识的提升和新能源材料的广泛应用，对于炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺的优化研究受到了广泛关注。

本文将就该工艺的优化进行精编论述。

低碳钢脱氧合金化工艺的目标是通过合理的调整转炉冶炼过程中的气体成分、温度、转炉操作等参数，减少钢中的氧含量，实现低碳钢的合金化。

目前常用的脱氧合金化剂有铝、硅、锰等，它们在转炉冶炼过程中能与钢中的氧反应生成相应的氧化物，从而降低钢中的氧含量。

在炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化过程中，需要注意以下方面的优化：首先，要合理选择脱氧剂，并确定其添加量。

一般来说，铝是最常用的脱氧剂，其添加量应根据钢的成分和规格进行合理调整。

同时，由于铝在钢中的溶解度较低，需要通过增加温度和延长保温时间来提高脱氧效果。

其次，要控制转炉中的气氛成分。

脱氧合金化反应是在氧化性气氛中进行的，因此需要确保转炉中的气氛保持适当的氧化性。

一般来说，通过调节煤气的流量和氧气的进气量等参数来控制气氛成分。

此外，还需要注意炉排煤气中的水蒸气含量，过高的水蒸气含量会影响脱氧合金化反应的进行。

此外，还要注意转炉操作的合理性。

在进行低碳钢的脱氧合金化时，需要合理控制吹氧时间、转炉的转速等参数。

合理的吹氧时间能够充分利用脱氧剂的作用，降低钢中的氧含量；而合理的转速可以确保转炉中的煤气和钢水充分接触，促进脱氧合金化反应的进行。

最后，要注意对炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺进行监测和调整。

通过在线监测钢水中的氧含量和其他成分的变化，可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整，确保工艺的稳定性和一致性。

总之，炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺的优化对提高钢质和节约能源具有重要意义。

通过合理选择脱氧剂、控制气氛成分、优化转炉操作以及进行及时监测和调整，可以实现低碳钢脱氧合金化工艺的高效、稳定和可持续发展。

炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化

附件 1一、项目基本情况成果登记号：二、项目简介三、主要完成人员名单（特等奖15人、一等奖9人、二等奖7人、三等奖5人）其它申报材料1、………………………项目承包合同书；2、………………………检验试验报告；3、……………………主要设计图纸；4、……………………本项目以往的获奖及有关验收、鉴定、评审情况。

填写说明1、《项目名称》：要准确、简明、具体，并反映出项目所属的技术领域和特征，字数（含符号）不得超过30个汉字。

2、《主要完成人》：按完成人对该项目创造性贡献大小的顺序填写，其中对获特等奖的成果发主研人1—15名荣誉证书，获一等奖的成果发主研人1—9名荣誉证书，获二等奖的成果发主研人1—7名荣誉证书，获三等奖的成果发主研人1—5名荣誉证书。

3、《主要完成单位》：指对该项目的完成做出创造性贡献的主要单位。

4、《主要完成协作单位》：与主要完成单位协作完成项目的主要协作方，要求协作方盖章。

5、《申报单位》：科技成果申报单位。

6、《申报日期》：提交成果申报书的日期。

7、《申报单位意见》：申报单位对项目明确作出客观的评价，并由该单位主管厂（处）级领导签字后，加盖单位公章。

8、《研究起止时间》：起始时间指项目下达或开始研制时间。

完成时间指论文公开发表、项目通过验收、鉴定或投产的时间。

9、《成果应用时间及地点》：指成果正式投产时间或技术措施正式应用于实践的时间及地点。

10、《项目来源》：选择适当的类别在□内打“∨”。

11、《项目概况》：填写项目所属技术领域、立项背景、主要内容、特点及应用推广情况。

12、《详细科学技术内容》：是考核评价该项目是否符合授奖条件的主要依据，应详述该项目实质性的技术内容，包括总体思路、技术方案和实施效果。

13、《关键技术及创新点》：是申报项目的核心部分及评奖的必要条件，也是审查项目、处理争议的关键依据。

写明本项目在原来的基础上有实质性创新的内容，应简明、准确、完整。

14、《保密要点》：指明申报项目需要保密的技术内容。

对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析

对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析摘要：我国钢铁产业在炼钢过程中，应用最为广泛的炼钢方法当属转炉脱氧炼钢，炼出的钢产品质量与转炉终点的氧气含量关系密切，理论上无氧环境最佳，但是实际炼钢过程中很难不产生氧气。

因此，本文主要研究的是在炼钢生产中主要的脱氧工艺，通过文章的研究得知，目前脱氧工艺包括沉淀、扩散和真空脱氧法，通过使用和不断完善上述三种脱氧工艺，将为我国钢铁产业的发展作出一定贡献。

关键词：转炉炼钢；脱氧工艺；沉淀脱氧前言：在转炉炼钢的过程中，产生的氧气不仅会影响到钢产品本身的质量，还会影响到钢厂的实际生产效益，一些营销状况不好的钢厂甚至会破产倒闭。

为此，必须高度重视氧气对钢产品质量产生的损害，在转炉炼钢的过程中选择适合的脱氧工艺，这样可以将氧气对钢产品质量产生的危害降到最低，尽可能提高钢厂的生产质量和效益，这对于钢厂未来的发展具有十分重要的意义。

1.转炉冶炼概述在高炉高温状态下氧化处理生铁，使生铁内碳元素的含量得到控制并逐渐降低就是转炉冶炼。

生铁与钢材在碳含量和熔点上差距都十分悬殊，生铁熔点低于钢材，含碳量高于钢材。

在转炉炼钢中产出的钢材含碳量较低，因此韧度较高，可塑性强，但缺陷是硬度不高，这种低碳钢可以在硬度需求不高的构件中广泛应用。

图1 钢厂转炉炼钢过程1.转炉炼钢中氧的产生及危害在炼钢过程中，钢液中的氧气主要有两种形态：一是溶解氧气；二是非金属夹杂物，在吹氧炼钢的过程中，会产生氧基本，包括吹氧炼钢在内，任何炼钢方法都是清除钢液中的化学杂质，尤其是含有氧的化学杂质（碳C、磷P、锰Mn），其中的氧气会发生氧化反应，使氧气和杂质纠缠在一起，进而形成新氧化合物，杂质自然就被析出。

炼钢的钢液必然含氧，在吹氧炼钢的过程中，钢液不断产生氧化反应，同时，杂质含量不断降低，此消彼长，钢液中氧气含量逐渐攀升，此时必须在钢液中彻底处理氧气问题，以免在钢液凝固之后，氧与钢经反应形成结晶和氧化亚铁（FeO），氧化亚铁会对钢材造成致命影响，不仅会使钢坯损坏，还会使钢材热脆和氧化。

转炉低铁耗冶炼工艺优化分析

转炉低铁耗冶炼工艺优化分析摘要：如今人们的环保意识越来越强，环保要求越来越高，影响着炼钢原材料的供应，这样就会在一定程度上对钢铁企业生产造成一定的限制与影响，当前企业必须采用新的技术工艺减少对于原材料的使用。

对于钢铁生产来说，铁水是主要的一种原料，其用量是很大的，不过因为环保方面的要求，所以无法保证铁水供应，为了能够不影响生产，河北钢铁集团邯钢公司一炼钢厂就采取了一系列措施来降低铁水消耗，缓解生产紧张的压力，也确实有了不错的效果。

关键词：转炉低铁耗；冶炼工艺；优化引言在进行转炉炼钢生产的时候，会应用到废钢，这是一种很重要的金属冷料。

钢铁产业正在不断的发展，废钢资源越来越多，而国家查封了很多的地条钢生产企业，在这样的形势变化下，废钢价格越来越低，所以减少铁水消耗，提升废钢比就成为一种非常有效的减少炼钢成本的途径。

1低铁耗下冶炼存在的问题1.1热平衡被打破要想减少转炉炼钢的对与铁水的消耗量，提高废钢的比例，就需要对转炉的热平衡进行维持。

在进行转炉炼钢的时候，不会使用外来的能源，比如说煤炭或者煤气等，它的主要热量都是来自于入炉铁水的物理热Q物以及化学热Q化；热支出则主要是出炉钢水的物理热、烟气热损失Q烟、散热损失Q散以及渣料带来的热损失Q渣等。

在进行工艺的调整以前，需要使Q物+Q化=Q钢+Q渣+Q散+Q烟，这样就实现了热平衡。

可是如果减少转炉炼钢的铁水使用的话，那么Q物和Q化都会减少，而又缺少有效的措施去减少Q烟以及Q散，这样就会导致原本的热平衡被打破。

1.2开吹点火失败这种问题产生的原因有多种，比如说留渣比较多，炉渣又有很强的流动性，他们就会在铁水的上面漂浮，还有因为废钢轻薄料的比重比较大，他们会漂在铁水上面，这样就会将氧枪隔断，无法直接吹到铁水，或者是因为氧气压力比较低，没有足够的穿透力。

1.3铁钢平衡打破该炼铁厂一共有一座1280m³的高炉，和两座550m³的高炉，日均铁水产量是7000t，还有三座50t的转炉，以及三台四机四流连铸机，它的出钢量是52.5吨，而且连铸生产能力要比转炉大很多。