《转炉炼钢基础知识》PPT课件_OK

以更加经济、有效的方法，改善铁水、钢水的物理与化学性能的冶金技术。 • 3．炉外处理技术包括： • ⑴在高炉（或化铁炉）出铁槽、铁水输送罐、鱼雷罐车、铁水包甚至预处理用转
炉中，预先脱除铁水中硅、磷、硫，对一些特殊成分（如钒、钛、高磷铁水中的 磷）进行富集预处理，并除去这些元素与化合物高含量的炉渣；——铁水预处理 技术 • ⑵在钢水包（或专用钢水包）中，对钢水的温度、成分、气体、有害元素与夹杂 进行进一步的调整、净化，达到洁净、均匀、稳定的目的； • ⑶在中间包中促进气体与夹杂上浮，稳定全浇铸过程的钢水温度（也称中间包冶 金）；⑷在结晶器中去除钢中夹杂，促进形核，均匀结晶。 • 4．经济有效的炉外处理技术，不仅是钢铁产品最终质量保证的最重要的基础，也 使生产流程变得时间更短、更能有效衔接匹配，从而更加高效化、紧凑化。
求加入适量的合金元素，使其成为具有高的强度、韧性或其它特殊性能的钢。 • 炼钢的基本任务 • 1． 脱碳并将其含量调整到一定的范围。 • 2． 去除杂质，主要包括； • ① 脱磷、脱硫； • ② 脱氧； • ③ 去除气体和非金属夹杂物； • 3． 调整钢液成份和温度。 • 钢液浇铸成质量合格的钢坯。 • 炼钢常见生产流程 • 1. 高炉→混铁炉→转炉→炉外精炼→连铸 • 2．高炉→混铁炉→（铁水预处理）→转炉→炉外精炼→连铸 • 3．高炉→电炉+废钢→炉外精炼→模铸或连铸 • 4．废钢→电炉→炉外精炼→模铸或连铸
（如铝、硅）加入钢水中进行充分脱氧，使钢中的氧含量低到在凝固过程中不会 与钢中的碳发生反应生成一氧化碳气泡的钢。这类钢成分偏析少，质量均匀，但 钢的收得率低，成本比较高。优质钢和合金钢一般都是镇静钢。
• 沸腾钢 • 沸腾钢为不脱氧钢，是指在冶炼后期不加脱氧剂，浇注前没有经过充分脱氧的
钢。这种不脱氧的钢，钢水中还剩有相当量的氧，碳和氧起化学反应，放出一氧 化碳气体，因此钢水在锭模内呈现沸腾现象，所以叫沸腾钢。钢锭凝固后，这种 钢含硅量低、收得率高、加工性能好、成本低，但成分偏析大、杂质多、质量不 均匀、机械强度较差。
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• 第一节 铁水预脱硫
• 一．铁水预脱硫的发展
• 1． 试验期：19世纪末-20世纪60年代；发展期：70-80年代；成熟期：90年代至今
• 2．1976年—武钢引进KR法至今；
• 1985年—宝钢引进TDS法，同期天钢、宣钢、攀钢、酒钢、鞍钢先后建成脱硫站；
• 1988年—太钢引进铁水脱硅脱硫脱磷三脱技术；
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• 2． 优化钢铁冶炼工艺的需要 • ⑴煤、焦碳价格上涨，降低焦比成本的需要； • ⑵部分高炉原料强碱负荷大，降低高炉渣碱度，排强碱使高炉顺行； • ⑶增加高炉产量； • ⑷可降低炼钢炉渣碱度，少加石灰、减少渣量，提高钢水收得率，改善热平衡； • ⑸降低脱硫成本的需要：成本对比—铁水预脱硫＜LF精炼脱硫＜高炉脱硫＜转炉脱硫 • 脱硫成本比例为1：3：6：10 • 三．铁水脱硫方法 • 1． KR搅拌法 • 使用机械搅拌器,使加入脱硫剂与铁水充分接触,并在铁水内部进行充分反应，从而达到铁
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• 铁水预处理技术的发展
• 铁水预处理的定义
• 铁水预处理是指高炉铁水在进入炼钢炉之前预先脱除某些杂质的预备处理过程。 它包括预脱硫、预脱硅、预脱磷。其中铁水预脱硫是最先发展成熟的工艺，而铁 水预脱磷则是在喷吹法铁水预脱硫基础上发展起来的。由于脱磷必先脱硅，因而 近年来大力发展研究了高炉冶炼低硅生铁技术以及铁水预脱硅技术。
• 合格坯收得率（％）= 连铸合格坯生产量（吨） ×100%
•
浇连铸坯钢水量（吨）
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• 3.连铸机台时产量
• 连铸机台时产量是指连铸机在每小时作业时间内产出的连铸坯数量。其计算公 式为：
• 连铸机台时产量（吨／时）= 连铸坯生产量（吨）
•
∑连铸机实际作业时间（时）
• 4.连铸机日历作业率
• 连铸机日历作业率是指连铸机实际作业时间占日历时间的百分比。它反映连铸 机的开动情况。其计算公式为：
氏体晶界上。而FeS-Fe共晶熔点低，为989℃，在1000-1200℃时使晶界无强度，钢 变脆，称“热脆”。一般要求S0。040，而MnS熔点高1620，呈粒状分布在晶粒中， 所以Mn可以减轻热脆。 • 5、磷 • P是有害元素，磷全部溶于铁素体，虽可提高铁素体的强度和硬度，但在室温下使 钢的塑性、韧性急剧降低，钢变脆，称为冷脆。磷还降低钢的焊接性能。一般要 求P≤0.040%. • 5.氮 • 氮(N)溶于奥氏体,不溶于铁素体,其溶解度随温度下降而减少.当钢水快速冷却时,氮 来不及析出便溶于铁素体中.而加工过热时,氮以Fe4N析出,提高钢的强度\硬度,但韧 性降低,称为”蓝脆”或时效脆性.所以含氮过高有害.钢中加入铝钛,生成AlN、TiN， 清除时效脆性。但是，向钢的表面渗氮可提高钢的表面硬度、耐磨性、疲劳强度 和抗腐蚀性，所以有一种氮化工艺。
• 半镇静钢 • 半镇静钢为半脱氧钢，是指在脱氧程度上介于镇静钢和沸腾钢两者之间的钢。这
种钢浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。钢锭结构、成本和收得率也介于沸腾钢 和镇静钢之间。半镇静钢主要用于中碳钢和普通质量结构钢。
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• 第四节 炼钢技术经济指标
• 转炉技术指标
• 1.转炉炼钢金属料(钢铁料)消耗 • 转炉炼钢金属料（钢铁料）消耗量（干克／吨）= 入炉金属料量（千克）
• 6．氢
• 氢对钢的性能危害较大，氢在钢中降低钢的塑性和韧性，称为“氢脆”。当氢在 钢的缺陷处（空隙、夹杂物）析出形成分子氢，造成内部微裂纹称为“白点”。
• 7．氧 • 氧主要以氧化物形式存在，称为非金属夹杂物，对钢的性能有害。
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• 第二节 炼钢的基本任务和流程
• 炼钢的定义 • 所谓炼钢，就是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根据对钢性能的要
• 1998年—宝钢一炼钢从美国引进CaO+Mg粉复合喷吹脱硫技术；
•
宝钢二炼钢从日本川崎引进铁水三脱技术，建成铁水预处理站；
• 同年，本钢引进加拿大和美国设备建成石灰镁粉复合喷吹脱硫站；
• 1999年—鞍钢二炼钢从美国引进石灰镁粉复合喷吹技术，建成脱硫站；
• 二．铁水预脱硫发展的原因
• 1． 提高钢质量和品种的需要
• ⑴钢中的硫化铁—硫化锰夹杂在热扎温度下容易变形成为延伸形夹杂，引起钢的 性能各项异性；
• ⑵结构钢中含硫量降低钢的横向韧性和延伸性；
• ⑶结构钢硫高对使连铸钢坯表面缺陷增加；
• ⑷高硅电工钢中含硫量的增加使磁性恶化，要求钢中含硫量不高于0.005%；
• ⑸降低钢中硫含量可提高成材率直接影响着连铸的表面质量和内部质量；
• 连铸机日历作业率（％）=连铸机实际作业时间（时） ×100%
•
∑台数×日历时间（时）
• 5.溢漏率
• 溢漏率指连铸过程中发生溢钢或拉漏的次数占浇铸总次数的比率。其计算公式 为：
• 溢漏率（％）=溢漏总次数（次） ×100％
•
浇钢次数
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铁水预处理
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• 第一节 铁水预处理技术的发展
• 炉外处理技术的定义、内容和作用 • 1．钢水炉外精炼和铁水处理统称为炉外处理技术 • 2．炉外处理技术是指在冶炼炉（高炉、转炉、电量（吨）－出炉钢水量（吨）/入炉金属料量（吨） ×100%
• 4.铁水预处理比
• 铁水预处理比是指经过预处理的铁水量占人转炉（或其它炼钢容器）铁水量的 比例。其计算公式为： 铁水预处理比=预处理铁水理/入转炉铁水量×100%
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• 5.计划钢种命中率：
•
钢种命中率是指钢种合格冶炼炉数与实际冶炼的计划钢种总炉数比例。该指标
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• 3、硅 • 硅(Si)是有益元素.碳钢中［Si］＜0。35%。硅能溶于铁素体，形成置换固溶体，并
强化铁素体；一部分形成硅酸盐夹杂。硅能提高钢的强度、硬度、弹性，降低塑 性、韧性。硅含量少时对性能影响不大。
• 4、硫 • 硫（S）是有害元素。硫不溶于铁，以FeS形式存在。FeS与Fe形成共晶，分布于奥
• 连铸技术指标
• 1.连铸坯合格率
• 连铸坯合格率是指合格连铸坯占连铸坯总检验量的百分比。其计算公式为：
• 连铸坯合格率（％）= 连铸坯合格量（吨） ×100%
•
连铸坯总检验量（吨）
• 2.合格坯收得率
• 合格坯收得率是指合格连铸坯占浇连铸坯钢水量的百分比。它反映浇连铸坯钢 水量的收得情况。其计算公式为：
反映了转炉钢种冶炼的操作水平，其计算公式：
•
计划钢种命中率=钢种合格炉数*100%/实际冶炼的计划钢种总炉数
• 6.转炉出钢C、T双命中率
• 转炉双命中率是指转炉出钢C、T符合计划要求的炉数与生产总炉数的比例，反 映转炉终点控制水平的指标。其计算公式：
• 转炉出钢C、T双命中率=出钢C、T符合工艺要求的炉数*100%/冶炼总炉数
• 我国铁水预处理比基本情况
年份 比例
1990 2
1991 3.1
1992 5.5
1993 8.2
1994 15
1995 17
1996 18
1997 20
1998 21
• 我国铁水预处理存在问题 • ⑴ 铁水预处理比很低，与发达工业国家相比差距大，与连铸生产的快速发展很
不适应，也成为我国关键品种生产的一个瓶颈；
• ⑵ 我国中、小冶炼炉占很大比例，中小钢厂的铁水预处理难题还没有从根本上 取得突破，还需深入研究、开发；
• ⑶ 拥有的高水平铁水预处理装备，因软件技术的消化吸收、攻关研究与国外存 在明显差距，不能充分发挥其功能与生产效率等。
• 4．未来十年铁水预处理技术的重点 • ⑴高炉出铁槽铁水“三脱”； • ⑵铁水脱硅、脱磷技术； • ⑶以转炉为主要手段的全量铁水预处理； • ⑷中小型钢厂炉外处理技术； • ⑸无污染的铁水预处理技术及过程的环保技术；
•
合格钢生产量（吨）
• 2.转炉日历利用系数
• 转炉日历利用系数是指转炉在日历工作时间内每公称吨容积每日生产的合格钢 产量。其计算公式为：
•
合格钢生产量(吨)
• 转炉日历利用系数（吨／公称吨·日）=
•
转炉公称吨×日历日数
• 3.转炉吹损率
• 转炉吹损率是指转炉在炼钢过程中喷溅掉和烧熔损掉的金属量占入炉金属料量 的百分比。它也反映了炼钢工人技术操作水平。其计算公式为：
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• 第三节 钢的分类
• 按化学成分分类 • 钢根据其化学成分不同，分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类 • 按特性及用途分类 • 普碳钢、优质碳素钢、工具钢、弹簧钢、电工钢、轴承钢、不锈钢、耐蚀钢 • 按冶炼方法分类 • 转炉钢、电弧炉钢、平炉钢、感应炉钢、重熔钢 • 按脱氧方法分类 • 镇静钢 • 镇静钢为全脱氧钢，是指在浇注前采用沉淀脱氧和扩散脱氧等方法，将脱氧剂
冶金生产知识
建龙钢铁控股公司 二00五年五月
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• 炼钢基础知识 • 铁水预处理 • 转炉炼钢 • 钢水精炼 • 连续铸钢
目录
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炼钢基础知识
• 第一节钢的基本知识 • 钢定义： • 一般的钢和铁都是以铁元素为基本成份的铁碳合金。（在铁碳二元系中，把含碳
小于2.11%（重量）的合金称为钢；而把含碳大于2.11%的合金称为铸铁，纯铁的 密度是7.87g/cm3。） • 钢中常见元素 • C、Si、Mn、P、S、Al、O、N、H、Ni、Cr、Cu、Nb、V、Ti、Mo • 1、C • C是构成钢的主要元素之一、是反映钢的力学性能的主要元素，钢的较多的属性 均通过C来表示，如钢的凝固温度、裂纹敏感指数等。随着钢中C含量的上升、钢 的塑性逐步上升、钢的韧性逐步下降。[C]<=0.1%称为低碳钢、 0.1% <[C] = < 0.5%称为中碳钢、 [C] > 0.5%称为高碳钢。 • 2、Mn • 锰（Mn）是有益元素，碳钢一般［Mn］＜0.80%，锰合金钢一般［Mn］=1.0-1.2%. 锰大部分溶于铁素体中形成置换固溶体,并强化铁素体;一部分溶于Fe3C中,形成合 金渗碳体;锰还能增加并细化珠光体,这都提高钢的强度.另外锰与硫形成化合物MnS, 减轻硫的有害作用.当锰含量不多时对钢的影响性能不大.
水脱硫的目的。 • 特点：脱硫效率高，脱硫剂耗量少，金属损耗低 • 2.喷吹法 • ⑴定义：将脱硫剂用载气经喷枪吹入铁水深部,使粉剂与铁水充分接触,在上浮过程中将硫
去除的办法. • ⑵技术环节：喷粉罐送出的气粉流均匀稳定；喷枪出口不发生堵塞；脱硫剂粉粒有足够的