转炉炼钢的基本任务及原理共46页
转炉炼钢
造渣制度
在生产中，一般根据铁水成分和所炼钢种来 确定造渣方法，包括单渣法、双渣法和双渣留渣 法。 氧气转炉的冶炼周期短，必须做到快速成渣， 使炉渣尽快具有适当的碱度、氧化性和流动性， 以便迅速把金属中的杂质去除。 渣料的加入通常根据铁水条件和石灰质量而 定，当铁水温度高和石灰质量好时，渣料可在兑 铁水前一次性加入炉内，以早化渣，化好渣。
转炉炼钢主要过程及特点
转炉炼钢在钢铁生产中的地位
转炉炼钢是介于炼铁和轧钢之间的中间环节
高 炉 炼 铁
连 铸
出 铁 水
转炉炼钢
轧 钢
转炉炼钢的基本任务
脱碳、脱磷、脱硫、脱氧； 去除有害气体和夹杂； 提高温度； 调整成分；
炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、 升温等手段完成炼钢基本任务。
转炉炼钢的基本原理
根据所炼钢种的要求 把生铁中的含碳量去除到 规定范围，并使其它元素 的含量减少或增加到规定 范围的过程。简单地说， 是对生铁降碳、去硫磷、 调硅锰含量的过程。这一 过程基本上是一个氧化过 程，是用不同来源的氧(如 空气中的氧、纯氧气、铁 矿石中的氧)来氧化铁水中 的碳、硅、锰等元素。
转炉炼钢的特点
完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热；
生产率高（冶炼时间在20分钟以内）； 质量好，气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、 H除去）可以生产超纯净钢,有害成份（S、P、N、 H、O）〈80ppm； 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低； 原材料适应性强，高P、低P都可以。
在转炉炼钢中，到达吹炼终点时，钢水含氧量 一般比较高为了保证钢的质量和顺利ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ注，必须对 钢水进行脱氧。 为了使钢达到性能要求，还需向钢水中加入 合金元素，即所谓合金化操作。 采用复吹工艺后，钢中[O]含量平均比顶吹转炉 降低104×10-6。合金收得率有所提高，不仅可减 少脱氧铁合金消耗，而且大幅度降低脱氧生成的夹 杂物，为提高钢材洁净度创造了有利的条件。
转炉炼钢的冶炼原理
转炉炼钢的冶炼原理
转炉炼钢法：这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。
把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。
因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。
转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。
开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。
这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。
几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。
炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。
磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。
转炉 原理
转炉原理
转炉是一种用来炼钢的设备，其原理是利用高温将原料中的杂质和不纯物质去除，从而得到高纯度的钢材。
转炉的操作过程可以大致分为两个阶段：吹炼和出钢。
在吹炼阶段，首先将底吹氧气和喷吹煤气混合物以高速吹入转炉中。
煤气在高温下燃烧，产生的热量使转炉内部的温度升高。
吹入的氧气则与煤气中的一部分碳反应生成一氧化碳和二氧化碳，同时释放出大量的热量。
这些燃烧和反应过程会形成一个高温高碳的还原区，也称为“焦墨区”。
焦墨区内的高温和高碳环境有助于将原料中的杂质和不纯物质还原为气体或脆性的固体物质，从而实现了炉内的净化作用。
炉内的搅拌装置会将炉内的材料搅拌均匀，促进反应的进行。
吹炼过程中，转炉的操作工人会根据炉内的温度和氧气供应量等参数进行调节，以控制反应的速度和程度。
一般来说，吹炼时间为20-30分钟左右。
吹炼结束后，开始进行出钢操作。
操作工人会逐渐停止底吹和喷吹，采取顶吹的方式将氩气或氮气吹入炉内，以稳定温度，并形成一个保护层，防止钢液的再次氧化。
在出钢过程中，操作工人会打开底部的钢水口，将炉内的钢液流出，并通过连铸设备进行凝固和成型。
同时，还会对钢液进
行取样分析，以确保钢材的质量达到要求。
总的来说，转炉通过高温和高碳环境以及氧气的吹入，实现了对原料中的杂质和不纯物质的去除，从而得到高纯度的钢材。
这种炼钢方式具有高效、灵活和环保等特点，广泛应用于钢铁行业。
转炉炼钢工艺简介
2015年1月28日
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主要内容
一 炼钢的基本任务 二 转炉炼钢特点及工艺流程 三 炼钢用主要原材料 四 转炉炼钢主要工艺制度
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一 、炼钢的基本任务
1.脱碳、脱磷、脱硫、脱氧； 2.去除有害气体和夹杂； 3.调整温度； 4.调整成分。
炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、 升温等手段完成炼钢基本任务。 氧气顶吹转炉炼 钢过程，主要是脱碳、升温、脱磷、脱硫以及脱 氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺 操作则是控制供氧、造渣、温度及加入合金材料 等，以获得所要求的钢液，并浇成合格钢钢锭或 铸坯。
归纳：四脱、二去、两调整
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二、转炉炼钢特点及工艺流程
转炉炼钢特点： 1.生产率高（吹氧时间在20分钟以内）； 2.质量好：气体含量少（因为CO的反应强搅拌，将N、
H除去）可以生产超纯净钢； 3.有害成份（S、P、N、H、O）〈100PPm； 4.冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低； 5.原材料适应性强，高P、低P都可以； 6.设备少，投资节省。
• S的影响
除了含硫易切钢(要求ωS=0.08％～0.30％)以外， 绝大多数钢中硫是有害元素。 转炉中硫主要来自金属料和熔剂材料等，而其中 铁水的硫是主要来源。在转炉内氧化性气氛中脱 硫是有限的，脱硫率只有20％～40％。由于低硫 [s]＜0.010％的优质钢需求量增长，因此用于转炉 炼钢的铁水要求[s] ＜0.010％。这种铁水很少， 为此必须进行预处理，降低入炉铁水硫含量。
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2)废钢
废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约 40~100%；对氧气顶吹转炉炼钢，既是主 原料之一，也是冷却效果稳定的冷却剂。 通常占装入量的30％以下，适当地增加废 钢比，可以降低能源消耗。
冶金安全生产技术(转炉炼钢)
转炉炼钢安全生产技术
操作流程：装料时，把炉体倾斜，先装入称量好 的废钢，接着装入铁水。然后使炉体直立，一边喷吹 氧气一边投入轧钢铁皮、石灰等辅助原料。用氧气喷 枪进行喷吹出现着火现象。后期，降下副枪测定铁水 中的碳浓度和温度，预测达到目标的时间，最后上升 氧枪，把炉体倒向装料侧，从炉口进行测温和取样， 再把炉体倒向出钢侧出钢。出钢后再把炉体倒向装料 侧排出渣。
转炉炼钢安全生产技术
（2）兑铁、加废钢时发生大喷的原因—— 均发生在 留渣作业
留渣操作中，若兑入铁水，炉内条件发生根本变 化，一方面铁水带来大量碳，另一方面铁水温度较低, 使炉内残留炉渣及钢水温度骤然下降，促进碳氧反应 的剧烈进行，就会发生“爆炸”性大喷。
转炉炼钢安全生产技术
（3）终点倾炉大喷原因 后吹时间长或由于操作不当，炉内尚在剧烈反应， 使大量钢渣外涌，形成喷溅。 补炉料粘结不牢，倾炉时突然塌落，造成钢渣猛烈 外涌性喷溅。 出钢或兑铁过程中炉衬大面积塌落。
转炉炼钢安全生产技术
三、重点危险因素的分析及对策 1、转炉氧枪坠落爆炸
转炉冶炼过程中C-O反应所需的氧气由氧枪提供， 反应过程中高温高达1700℃以上，为了防止氧枪烧坏， 氧枪均采取高压水冷却，但如果氧枪直接与高温液面接 触，即使有在冷却系统完好的情况下，氧枪也会被烧坏， 高压水击入高温液面下，形成爆炸。
转炉炼钢安全生产技术
预防转炉喷溅伤害的对策： ③吹炼中途加料，尽量采用小批次的办法，以避免熔 池温度明显降低，抑制碳氧反应而使渣中氧化铁升高。 ④炉渣不化，提枪化渣时，不能长时间高枪位吹氧， 否则，氧化铁大量增加，引起喷溅。一旦发生喷溅， 不能立即降枪，若此时降枪，脱碳反应更加激烈，反 会加剧喷溅。此时可适当提枪，一方面减缓脱碳反应， 另一方面借助氧气流股的机械冲击力冲击炉渣，使气 体排出，减轻炉渣发泡程度。如果是金属喷溅，可适 当提枪增加渣中氧化铁，另外加适量萤石，使炉渣快 速熔化覆盖钢液面。
转炉炼钢原理及工艺
转炉炼钢原理及工艺
转炉炼钢是通过加热合金材料，然后将其在氧气中抽出到转炉，形成一个旋转坩埚里，再使材料在转炉内不断熔化、混合、渣滓沉淀，达到钢的熔化和净化，最后冷却固化，即可获得均匀的高质量的钢的过程。
转炉炼钢的工艺路径主要包括：原料进炉、熔炼、净化、合金添加、出炉等步骤。
1、原料进炉：将碳钢和合金料装入转炉，加热至溶化温度，开始熔融。
2、熔炼：转炉内熔融的温度受多种因素的影响，如加料量、加料温度、炉气系统的平衡性、熔炼时间等。
3、净化：即清洁熔化渣滓，消除杂质，把金属液中的杂质置于渣滓中，让金属液纯度升高。
4、合金添加：将净化后的钢液入合金添加系统，加入合金钢料，使钢液按照要求的成分，营造钢种具有相应的技术性能。
5、出炉：金属液改变形态，冷却成指定的形状和尺寸，经过纯化后形成高质量钢。
转炉工作原理
转炉工作原理
转炉是一种用于钢铁冶炼的设备，其工作原理主要包括以下几个步骤。
首先，转炉会预热并预处理废钢。
废钢通常包括废旧钢材、废钢屑等。
这些废钢会被切碎并清理，然后送入转炉。
预热的目的是提高废钢的温度，以加快冶炼过程。
接下来，废钢被加入到转炉中，并加入适量的石灰石和焦炭。
石灰石的作用是与废钢中的杂质反应，形成熔渣，将杂质分离出去。
而焦炭则为提供还原剂，帮助将铁氧化物还原为金属铁。
在高温下，转炉内部的氧气被吹入，氧气与废钢中的碳反应，产生大量的热量。
这样的高温环境下，废钢中的铁和其他成分开始熔化并混合在一起。
熔融的废钢逐渐转变为炉渣和钢水。
炉渣是由废钢中的氧化物、碱金属和杂质等组成，可通过与废钢的比重差异，从钢水中分离出来。
而钢水则是由熔化的废钢中的金属铁和其他合金元素组成，钢水会流出转炉底部的铁口。
最后，钢水被收集并送往连铸机进行连铸成型。
连铸机会将钢水注入到多个铸模中，使其快速冷却并形成连铸坯。
这些连铸坯可进一步加工成不同形状和尺寸的钢材。
总的来说，转炉的工作原理是通过在高温、高氧气环境下，利用石灰石和焦炭的反应产生的热量和还原剂的作用，使废钢熔
化，并将其中的杂质分离出去，最终得到熔融的钢水，再通过连铸工艺将其加工成为实际应用的钢材。
转炉炼钢基础知识
04 转炉炼钢操作技术
装料技术
装入炉料
根据炼钢工艺要求，将所需原材料装入转炉中。
合理配比
根据钢种要求，合理配比铁水、废钢、生铁等炉 料。
装料顺序
按照一定顺序装入炉料，以保证炼钢过程顺利进 行。
熔化技术
熔化温度控制
控制熔化温度，确保炉料完全熔 化。
熔化速过慢影响生产效率。
转炉炼钢是现代钢铁生产中最为重要的工艺之一，具有高效、低耗、环保等优点。
转炉炼钢的工艺流程
铁水预处理
去除铁水中的杂质和有 害元素，提高铁水的纯
净度。
转炉吹氧
通过向炉内吹入氧气，使铁 水中的杂质和碳元素氧化，
生成气体和炉渣排出。
钢水成分调整
通过加入合金元素，调 整钢水的化学成分，以 满足不同用途的要求。
钢水浇注
将合格的钢水注入钢锭 模或连铸机中，形成钢
锭或连铸坯。
转炉炼钢的优缺点
优点
生产效率高、成本低、环保性好 、产品品种多等。
缺点
对原料质量要求高、能耗较大、 操作技术要求高等。
02 转炉炼钢原料
铁水
铁水是转炉炼钢的主要原料之一，含 有大量的铁元素和少量的碳、硅、锰 等元素。
铁水预处理技术，如脱硫、脱磷等， 可以提高转炉炼钢效率和产品质量。
烟气处理系统的设计需考虑能耗、处理效果和设 备寿命等方面的因素。
06 转炉炼钢环境保护与节能 减排
烟尘治理
烟尘来源
转炉炼钢过程中产生的烟尘主要来源于原料的破碎、配料、装料、 熔炼、出钢等环节。
烟尘治理措施
采用高效除尘器，如电除尘器、袋式除尘器等，对烟尘进行收集和 处理，降低烟尘排放浓度。
烟尘治理效果
余热利用
转炉炼钢的基本任务
转炉炼钢的基本任务是将铁水或生铁通过氧化反应去除杂质，同时调整钢水的化学成分，以满足不同用途的钢种要求。
具体来说，转炉炼钢的基本任务包括以下几个方面：
1. 脱碳：将铁水中的碳含量降低到所需的范围内，通常是将碳含量降低到 0.02%-
2.1%之间。
2. 去除杂质：通过氧化反应去除铁水中的磷、硫、硅等杂质，以提高钢的纯度。
3. 调整化学成分：根据不同的钢种要求，调整钢水的化学成分，如添加合金元素、控制碳含量等。
4. 升温：在炼钢过程中，需要将铁水加热到一定温度，以保证炼钢反应的顺利进行。
5. 脱氧：在炼钢过程中，由于氧化反应会产生大量的氧气，需要通过脱氧剂将钢水中的氧气去除，以避免钢水氧化。
总之，转炉炼钢的基本任务是通过氧化反应去除铁水中的杂质，调整钢水的化学成分，以满足不同用途的钢种要求。
炼钢的基本任务
炼钢的基本任务
炼钢是将生铁或钢锭通过加热、脱碳、合金等过程，制成适用于不同用途的各种钢材的过程。
炼钢的基本任务是提高钢的质量和产量，保证钢材的性能和用途。
具体来说，炼钢的基本任务包括以下几个方面：
1. 稳定生产：通过控制生料、燃料、气体、水分等因素，使炉
内温度、压力、成分、流动等参数保持稳定，从而实现稳定生产。
2. 提高冶炼效率：通过优化炉料组合、加强热交换、提高转炉、电炉的冶炼效率，使冶炼产量尽可能高，炉渣成分、铁水温度、炉气成分等参数尽可能合理。
3. 保证钢质量：通过监测炉内温度、气氛、成分等参数，控制渣、钢、铁水的化学成分和温度，控制钢材中的杂质和非金属夹杂物含量，从而保证钢的质量。
4. 发展新工艺、新技术：不断研发新的炼钢工艺、新的冶炼设
备和技术，提高炼钢的效率、质量和环保性能，适应市场需要。
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冶金概论3转炉炼钢共85页文档
其反应为：｛O2｝+Fe=(FeO) (FeO)=Fe+［O］
如：
2［O］+[Si]=(SiO2)
或 2(FeO)+［Si］=2Fe+(SiO2)
在渣-金界面上往往产生元素的间接氧化反应。
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3.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序
溶解在铁液中的元素的氧化次序可以通过与 1molO2的氧化反应的标准吉布斯自由能变化 来判断。
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扩散脱氧
又叫间接脱氧。它是将粉状的脱氧剂如C粉 ﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到炉渣中，降 低炉渣中的氧含量，使钢液中的氧向炉渣中扩 散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方 法。
在电炉炼钢的还原期和炉外精炼过程向渣中加 入粉状脱氧剂进行脱氧操作就是扩散脱氧。
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脱碳反应的作用
脱碳反应除了调整钢液碳含量的作用外， 其反应产物CO气体的上浮排除使得脱碳 反应给炼钢带来独特的作用。
促进熔池成分﹑温度均匀； 提高化学反应速度； 降低钢液中的气体含量和夹杂物数量： 造成喷溅和溢出：
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降低钢中气体的措施
提高炼钢原材料质量。如使用含气体量低的废钢 和铁合金；对含水分的原材料进行烘烤干燥，采 用高纯度的氧气等。
尽量降低出钢温度，减小气体在钢中的溶解度。 在冶炼过程，应充分利用脱碳反应产生的溶池沸
腾来降低钢水中的气体含量。
用炉外精炼技术，降低钢水中的气体含量。如采 用钢包吹氩搅拌，真空精炼脱气，微气泡脱气等 方法对钢水进行脱气处理。
转炉炼钢主要工艺介绍(PPT 68页)
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1.金属料
• 1)铁水：占钢铁料的（75~100%） 主要要求 成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S] 温度： T
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铁水成分及温度影响
• Si影响 • 转炉炼钢重要发热元素，[Si]↑0.1%，废钢比↑1.0%。 • 铁水合适的[Si]0.3-0.5%。 • [Si] ＞0.6%，渣量增加并引起喷溅；渣中（SiO2）↑。 • 石灰加入量=（2.14×R× [Si] ）×1000 /（石灰CaO
• 热来源于：
• 转炉炼钢不需要外来热源；
铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 • 硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中Si增 加0.1%，废钢比增大1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.3－0.5％。
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转炉兑铁水操作现场图示
一范围 0.75－1.1Mpa。 • 枪位，由冲击深度决定，1/3-1/2。 • 供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间，但太大，喷溅可
能性增大，一般3.0-4.0。
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氧枪
氧枪是转炉供氧的 主要设备，它是由 喷头、枪身和尾部 结构组成。 喷头是用导热性良 好的紫铜经锻造和 切割加工而成，也 有用压力浇铸而成 的。喷头的形状有 拉瓦尔型、直筒型 和螺旋型等。目前 应用最多的是多孔 的拉瓦尔型喷头。
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2.2造渣制度
• 造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料加入量和时 间，以及如何快速成渣。
• 炼钢就是炼渣。通过造渣，快速脱P、脱S，减少喷溅， 保护炉衬，降低终点氧含量。
• 石灰的熔解： 加开石始灰后吹，氧由时2渣Fe中O·主Si要O2是→CSaiOO·2F，eOM·nSOi，O2F→eO2,C是aO酸·S性iO渣2 ，， 2CaO·SiO2难熔渣，石灰溶解有些停滞，出现返干。
转炉炼钢基础工艺理论
整个炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、 升温等手段来共同完成炼钢的基本任务。
2 转炉炼钢工艺
五大制度：装入制度、供氧制度、造渣制度、 温度制度、脱氧合金化制度。
造渣制度就是要确定合适的造渣方法，渣 料加入的时机和数量，以及如何快速成渣。
转炉炼钢造渣的目的是：去除P、S，有效 吸收上浮夹杂物和反应产物，保护炉衬，减少 钢水终点氧含量。
碱度R定பைடு நூலகம்：
R w(CaO) 或 R
w(CaO)
w(SiO2 )
w(SiO2 ) w(P2O5 )
影响枪位选择的几个主要因素：
（1）吹炼的不同时期；
（2）熔池深度；
（3）造渣材料的质量及其加入量；
（4）铁水温度和成分。
2.3 造渣制度
转炉的供氧时间仅仅十几分钟，在此期间 必须形成具有一定碱度、氧化性和流动性、合 理w(MgO)、正常泡沫化的熔渣，以保证来能够 炼出合格的钢水，并减少对炉衬的侵蚀。
（3）分阶段定量装入：将一个炉役期按炉膛扩 大的程度划分为几个阶段，每个阶段定量装入。
这样既大体上保持了整个炉役期间具有比较合 适的熔池深度，又保持了各个阶段中装入量的相对 稳定，是一种适应性较强的装入制度。
新二钢转炉：公称容量180吨（定容），平均装 入量220吨，平均出钢量200吨。
铁水、废钢的装入顺序
t
V— 1炉钢的耗氧量，Nm3 t— 1炉钢的吹氧时间，min或h 新二钢氧枪氧气流量：Q = 44500Nm3/h
供氧强度：单位时间内每吨金属的耗氧量。
转炉炼钢原理及工艺介绍
转炉炼钢原理及工艺介绍引言转炉炼钢是一种常用的钢铁生产工艺，具有高效、灵活、环保等特点。
本文将介绍转炉炼钢的原理及工艺流程。
一、转炉炼钢原理转炉炼钢是通过在高温下将生铁与废钢等原料进行反应，去除杂质，调整合金成分来生产钢铁。
其原理基于以下几个重要的化学反应步骤：1.氧化反应：在高温下，将生铁中的杂质氧化为气体或溶于渣中。
主要的氧化反应有：Fe+C+O2=FeO+CO、Mn+C+O2=MnO+CO等。
2.还原反应：在氧化反应的基础上，通过还原剂（如脱氧剂）来还原产生的氧化物。
主要还原反应有：FeO+CO=Fe+CO2、MnO+CO=Mn+CO2等。
3.合金化反应：在还原反应的基础上，通过加入适量合金元素来调整合金成分。
合金化反应可以通过添加合金块、废钢等方式实现。
通过以上化学反应的组合，转炉炼钢可以控制合金成分、去除杂质、调整温度等，从而得到符合要求的钢铁产品。
二、转炉炼钢工艺介绍转炉炼钢的工艺可以分为以下几个主要步骤：1.预处理：生铁、废钢等原料经过破碎、除尘等处理后，进入转炉炉前料斗。
2.加料：原料从炉前料斗通过螺旋输送机被输送至转炉炉缸中。
3.预热：将炉缸中的原料进行预热，以提高反应效果。
4.吹炼：将炉底引入的高纯氧吹入炉缸中，通过氧化反应和还原反应去除杂质、调整合金成分。
5.加料：在吹炼过程中，适量添加合金块、废钢等调整合金成分。
6.测温：通过测温仪器监测和调节炉内温度。
7.出渣：通过倾炉装置将产生的渣浆从转炉中排出。
8.抽炉：将炉内得到的钢液通过倾炉装置倾出，并进行钢液处理（如脱氧、出气、精炼等）9.浇铸：将经过处理的钢液进行浇铸，得到需要的钢铁产品。
三、转炉炼钢的优势转炉炼钢工艺具有以下几个优势：1.高效：转炉炼钢的操作灵活，能够快速调整合金成分和生产规格，生产效率高。
2.资源利用：转炉炼钢可以利用废钢等再生资源，减少资源浪费。
3.环保：转炉炼钢排放的烟尘、废气等污染物可以通过环保设施进行处理，达到环保要求。
转炉炼钢原理及工艺介绍
(SiO2)＋ 2（FeO）＝（2FeO·SiO2）
在碱性炼钢操作中，随着石灰的逐渐熔化，（FeO）被更强的碱 性氧化物（CaO）从硅酸铁中置换出来，形成正硅酸钙： (2FeO·SiO2)+2(CaO)＝(2CaO·SiO2)+2(FeO) 正硅酸钙很稳定，故在碱性渣中，冶炼前期硅几乎全部被氧化， 而不会再被还原。
★ 炉渣中参加化学反应的物质 炉渣中只有自由氧化物才能参与化学反应，故凡以复杂化合物 状态存在的，其氧化物的反应能力就低。
3、元素的氧化顺序
（1）纯氧化物的分解压 熔池中元素被大量氧化的先后次序，取决于它们与氧的亲和力的大小。一般用 该元素氧化物的分解压来表示该元素与氧的亲和力的强弱。纯氧化物的分解反应可 用下式表示：
前式为铁的直接氧化反应，后式为铁的间接氧化反应。铁元索 氧化生成的（FeO）一部分进入炉渣，另一部分扩散到全属液中将其 它元素氧化。炼钢过程中杂质元素的氧化，一般讲主要是通过 （ FeO）进行的间接氧化反应。
（2）硅的氧化与还原
硅是钢中的有益元素，它能增加钢的强度、弹性、耐热性和耐酸 性。在炼钢金属料——铁水和废钢中，均含有一定数量的硅。硅在 铁液中有无限的溶解度，它可在铁液中形成金属化合物FeSi，在炼 钢温度下硅可氧化成为SiO2。在任何一种炼钢操作中，硅的氧化反 应都进行得很激烈。这是因为在冶炼初期，SiO2的分解压力比碳、 锰和磷的氧化物的分解压都低。所以它极易被氧化，氧化时放出大 量的热量。在转炉中几分钟内硅即氧化完毕。 硅的氧化反应主要是在炉气与金属、炉渣与金属、渣膜与金 属液滴以及带渣膜的气泡与金属等界面上进行的。
（3）炉渣的分子理论
★ 炉渣组成 炉渣由自由的氧化物分子和复杂的化合物分子所组成。自由氧 化物分子有：CaO、MgO、MnO、FeO、Fe203、 A l203、P205、SiO2等； 复杂化合物分子主要有五种：2FeO· Si02、2MnO·Si02、Ca0·Si02、 4CaO·P205、3CaO·P2O5。此外，还有硫化物：FeS、MnS等。 ★ 炉渣之间动态平衡 氧化物分子和化合物分子之间的反应处于动平衡状态，例如： Ca0·Si02=CaO+Si02，随着温度的升高，分解程度增大，自由氧化物 分子的浓度增而。
转炉炼钢的基本任务及原理
整理课件 19
1. Cu﹑Ni﹑Mo﹑W等元素氧化 的ΔGo线都在Fe氧化ΔGo线之上。 从热力学角度来说，在炼钢吹氧过 程中这些元素将受到Fe的保护而不 氧化。
2. Cr﹑Mn﹑V﹑Nb等元素的氧 化程度随冶炼温度而定。
3. Al﹑Ti﹑Si﹑B等元素氧化的 ΔGo线在图中位于较低的位置，它 们最易氧化。在实际生产中，这些 元素作为强脱氧剂使用。
整理课件 21
脱碳反应的作用
脱碳反应除了调整钢液碳含量的作用 外，其反应产物CO气体的上浮排除 使得脱碳反应给炼钢带来独特的作用。
➢ 促进熔池成分﹑温度均匀； ➢ 提高化学反应速度； ➢ 降低钢液中的气体含量和夹杂物数量： ➢ 造成喷溅和溢出：
整理课件 22
2.2.1 脱碳反应
转炉中的脱碳反应以间接氧化为主：(FeO)+[C]={CO}+Fe。这是一 个吸热反应，因此，熔池温度升高至1500℃左右后脱碳反应方能激烈 进行。
当钢液含碳量降低到一定程度时，碳的扩散 成为限制性环节，脱碳速度取决于熔池搅拌情况。
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2.2.4 临界含碳量
转炉炼钢中，脱碳反应速度由氧的 扩散控制转成由碳的扩散控制时的钢 液含碳量称为临界含碳量。顶吹转炉 的临界含碳量为0.10%左右，而复吹 转炉由于有底吹搅拌其临界含碳量则 为0.07%；而且，同为临界含碳量以 下时，复吹的脱碳速度也大些。
冶炼过程中，转炉中熔渣成分的变化规律大致如下：
（1）（FeO）：呈下凹弧形变化：吹炼初期，为了化渣枪 位较高，渣中的（FeO）含量高达28%（复吹为16%）； 中期随脱碳进行（FeO）被大量消耗而逐渐降至12%以下 （太低，出现返干，复吹为6%）；随着[C]的减少，脱碳 速度下降，（FeO）的浓度又渐升至15%（复吹为12%）。
转炉炼钢车间
转炉炼钢车间转炉炼钢车间是钢铁生产过程中的重要环节，它承担着将生铁转化为高品质钢材的关键任务。
本文将从五个大点来阐述转炉炼钢车间的相关内容，包括转炉炼钢的基本原理、设备和工艺、操作要点、安全措施以及未来发展趋势。
引言概述：转炉炼钢车间作为钢铁生产的核心环节，具有重要的地位和作用。
它通过转炉炼钢的过程将生铁中的杂质去除，调整合金成分，从而获得所需的高品质钢材。
下面将从转炉炼钢的基本原理、设备和工艺、操作要点、安全措施以及未来发展趋势五个大点详细阐述。
正文内容：1. 转炉炼钢的基本原理1.1 转炉炼钢的化学反应过程：转炉炼钢主要通过氧化还原反应来实现。
在高温下，通过向转炉中注入氧气，将生铁中的杂质氧化成气体，并通过排出炉顶的烟气将其去除。
1.2 转炉炼钢的热力学原理：转炉炼钢过程中，需要控制合金的成分和温度。
根据热力学原理，通过调整氧气的流量和炉内温度，可以实现合金成分的调整和温度的控制。
2. 转炉炼钢的设备和工艺2.1 转炉炼钢设备的组成：转炉炼钢车间主要包括转炉、氧气供应系统、炉顶设备、炉底设备等。
其中，转炉是核心设备，用于容纳炼钢过程，并通过炉底设备排出炉渣。
2.2 转炉炼钢的工艺流程：转炉炼钢的工艺流程一般包括预热、装料、吹氧、炼钢和出钢等环节。
在各个环节中，需要严格控制时间、温度和氧气流量等参数，以确保炼钢过程的稳定性和高效性。
3. 转炉炼钢的操作要点3.1 转炉炼钢操作的准备工作：在进行转炉炼钢前，需要对设备进行检查和维护，确保其正常运行。
同时，还需要准备好炼钢所需的原料和辅助材料。
3.2 转炉炼钢操作的注意事项：在操作过程中，需要注意炉内温度和压力的变化，及时调整氧气流量和炉渣的排出速度。
同时，还要密切关注炼钢过程中的各项指标，确保炼钢质量的稳定和优良。
4. 转炉炼钢的安全措施4.1 转炉炼钢操作的安全要求：在转炉炼钢过程中，需要严格遵守安全操作规程，佩戴个人防护装备，确保人员的安全。
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3.2.1 炼钢炉渣的作用
作用： 通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可 以控制金属中各元素的氧化和还原过程； 向钢中输送氧以氧化各种杂质； 吸收钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液 吸气（H、N）。 其它作用。如：稳定电弧，保护渣。 副作用：侵蚀炉衬；降低金属收得率。
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1. Cu﹑Ni﹑Mo﹑W等元素氧化 的ΔGo线都在Fe氧化ΔGo线之上。 从热力学角度来说，在炼钢吹氧过 程中这些元素将受到Fe的保护而不 氧化。 2. Cr﹑Mn﹑V﹑Nb等元素的氧 化程度随冶炼温度而定。 3. Al﹑Ti﹑Si﹑B等元素氧化的 ΔGo线在图中位于较低的位臵，它 们最易氧化。在实际生产中，这些 元素作为强脱氧剂使用。 注意：虽然在炼钢温度下，Fe 氧化的ΔGo线高于其它元素氧化的 ΔGo线，但由于铁液中大多数为Fe 原子，氧与Fe原子接触机会多，故 在实际上Fe还是会氧化。
第三章 炼钢（steelmaking）
主要内容
3.1 炼钢的基本任务 3.2 炼钢炉渣(slag) 3.3 炼钢过程的基本原理 3.4 炼钢用原材料(raw materials) 3.5 铁水预处理工艺(hot metal pretreatment process) 3.6 转炉炼钢
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3.2.2 炼钢炉渣的来源及其组成
炼钢炉渣的来源： 加入的各种造渣材料及被侵蚀炉衬； 炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化物； 废钢带入得泥沙和铁锈；氧化物或冷却剂 带入的脉石。 炉渣的组成以各种金属氧化物为主，并含 有少量硫化物和氟化物。 炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO2-FeO。