钢包精炼炉的主要功能有哪些

钢包精炼炉的主要功能有哪些？一是钢液升温和保温功能。

钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。

而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。

二是氩气搅拌功能。

氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛，钢液获得一定的搅拌功能，钢液的搅动至少有以下好处：1．钢液温度均匀；2．钢液与渣层底部有洗刷的作用，迅速脱硫；3.去除钢液中夹杂物；4．控制夹杂物形态；5．便于增碳或脱碳；6．降低氧含量。

三是真空脱气功能。

通过钢包吊入真空罐后，采用蒸汽喷射泵进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气搅动钢液，可以去除钢液中的氢含量和氮含量，并进一步降低氧含量和硫含量，最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。

钢包精炼炉的应用对整个企业来看，至少可增加如下得益：加快生产节奏，提高整个冶金生产效率。

据统计，在熔化炉后增加钢包精炼炉装置后，可使生产率提高25％。

由于提供给连铸机的钢液温度十分适中，可降低连铸机的拉漏率，提高生产作业中的成品率。

提高钢液纯净度，可以熔炼材料性能要求较高各种冶金产品。

高炉各部位工作环境总体来说，高炉冶炼时各部位的工作环境都很恶劣，但也有些细微区别。

炉喉：它主要是起保护炉衬作用。

炉喉正常工作时，温度为400～500度，受炉料的撞击和摩擦较为激烈，极易磨损。

因此，炉喉部位一般多用高铝砖砌筑，炉喉钢砖一般采用铸钢件，即使这样，炉喉受侵蚀仍不可避免，特别是炉喉钢砖下沿受物料冲击磨损更为突出。

炉身：高炉本体重要组成部分，起着炉料的加热、还原和造渣作用，自始至终承受着煤气流的冲刷与物料冲击。

但炉身上部和中部温度较低（400～800度），无炉渣形成和渣蚀危害。

这部位主要承受炉料冲击、炉尘上升的磨损或热冲击（最高达50度/分），或者受到碱、锌等的侵入，碳的沉积而遭受损坏。

炉身下部温度较高，有大量炉渣形成，有炽热炉料下降时的摩擦作用；煤气上升时粉尘的冲刷作用和碱金属蒸气的侵蚀作用。

因此这个部们极易受侵蚀，严重者冷却器全部补侵蚀光，只靠钢甲来维持。

例如某钢厂5号高炉，1996年4月破损调查时发现，7段2钢甲裂纹像网一样纵横交错，几乎连成一片，裂纹、龟裂严重，此段冷却壁基本全部被侵蚀、蚀光，只靠钢甲用来维持（炉役后期）的。

这种现象在全国基他高炉上也可能有类似的现象。

也就是说，高炉寿命长短与炉身部位的寿命长短有很大关系。

因此，（特别是炉身下部）要求是选用有良好抗渣性、抗碱性及高温强度和耐磨性较高的优质粘土砖、高铝砖和刚玉砖。

炉腰：它起着上升煤气煤气流的缓冲作用。

炉料在这里已部分还原造渣，透气性较差，同时渣蚀严重。

另外，炉腰部位的温度高（1400～1600度），高温辐射侵蚀严重，碱的侵蚀也比较严重，含尘的炽热炉气上升，对炉衬产生较强的冲刷作用；焦炭等物料产生摩擦；热风通过时引起温度急剧变化作用。

所以，炉腰极易受损的区域。

直接影响了高炉寿命。

其侵蚀原因见表9－29－2高炉砖衬侵蚀原因部位侵蚀原因炉身上部（1）炉料磨损（2）煤气流冲刷（3）碱金属、锌、沉积碳的侵蚀炉身中、下部及炉腰部位（1）碱金属、锌、沉积碳的侵蚀（2）初成渣的侵蚀（3）热震引起的剥落（4）高温煤气流的冲刷炉腹部位（1）渣铁水的冲刷（2）高温煤气流的冲刷炉缸风口带（1）渣铁水的侵蚀（2）碱金属的侵蚀（3）煤气流的冲刷铁口以上的炉缸碳砖（1）碱金属的侵蚀（2）热应力破坏（3）二氧化碳和水的氧化（4）渣、铁水的溶蚀及流动冲刷铁口以下的炉缸及炉底碳砖（1）铁水的溶蚀（2）铁水流动冲刷（3）铁水渗透侵蚀（4）炉缸圆周碳砖仍有碱金属侵蚀炉腹：炉腹连接着炉缸和炉腰。

一般作上大下小设计也正适应气体体积增加和炉料变成渣铁后体积缩小的需要。

访部位温度更高。

其下部炉料温度均在100～1650度，气流温度也高，并形成大量的中间渣（指处于滴落过程中成分、温度在不断变化的炉渣，国外称炉腹渣）开始滴落。

因此，该部位所受的热辐射、熔渣侵蚀都很严重。

另外，碱金属的侵入，碳的沉积而引起的化学作用、由上而下的熔体和由下而上的炽热气流的冲刷作用也加剧。

所以，该部位也一直是高炉易受损区域。

炉缸、炉底：炉缸主要起着燃烧焦炭和储存渣铁的作用。

由风口鼓入的热风首先与焦炭燃烧，产生煤气（即煤所的初始分布）供给高炉冶炼还原用。

风口区是高炉内温度最高的区域，一般在1700～2000摄氏度以上。

炼铁生产的终了产物渣铁也聚集在炉缸，周期地由渣口和铁口排出。

炉缸的衬砖（特别是碳砖）主要受渣铁水的冲刷与侵蚀。

炉底主要是保护炉缸。

避免渣铁泄漏。

但炉底砖衬主要受铁水的冲刷侵蚀，乃至损毁。

铁水侵入可引起耐火砖上浮，化学侵蚀可引起耐火砖脆化层的扩展，从而使高炉炉底耐火材料发生严重的破坏。

由于炉缸、炉底耐火砖衬受侵蚀后不易修补，因此其损坏程度往往决定着高炉的一代寿命。

该部位要求耐火材料具有耐渣铁水的侵蚀、渗透，耐碱性和导热性更好。

出铁口：随着高炉日趋大型化，导致每日出铁次数增多，周而复始，出铁口的工作条件是相当苛刻的。

出铁口既要受到铁水环流、炉渣、碱的侵蚀和摩擦作用，又要受到从出铁到出铁结束温度变化所带来的热冲击，同时也受到开铁口或堵铁口时的机械振动损伤。

高炉出铁沟：高炉出铁沟是高温铁水或熔渣流经的通道，其衬体主要受铁水、熔渣及微量元素的冲刷侵蚀及浸润。

这要求出铁沟用耐火材料不仅抗渣铁水侵蚀性强，而且抗高温性能更好。

同时，烟气、灰尘、粉粒等对周围具有一定的污染作用，所以，出铁场环境较为恶劣。

各国十分注意环境保护工作，在出铁沟衬里长寿的基础上，安设有衬罩盖，并配有吸尘装置，这样大大改善了高炉炉前的作业环境。

高炉的构造高炉是炼铁生产的主要设备，它具有产量大、生产率高和成本低的优点，这是其他炼铁方法无法比拟的。

随着炼铁工业的迅速发展，炼铁的不断强化，高炉日趋大型化，有效容积已从近1500立方米增加到5000立方米左右，日产生铁量达到或超过1万吨，同时采用高压炉顶、高风温、综合喷吹和电子计算机控制等新技术，利用系数不断提高，焦比不断降低，可是高炉炉衬工作条件随之发生了重大变化，使其使用寿命降低较多，一般只有5─6年。

特别是高炉炉身下部及炉腰、炉腹部委，其寿命就更为短暂。

这就说明，炼铁技术的飞跃发展要求耐火材料必须发生重大变革，否则很难石英现代炼铁工艺的要求。

我过高炉距离原冶金部确定的一代炉龄8年不中修，单位炉容产铁量5000吨每立方米的目标要求还有一定的距离。

这与高炉各部委耐火材料的选择，耐火材料的各种性能有很大关系。

耐火材料寿命不断提高，将直接影响高炉下一代的寿命。

所以，一个稳产、高产、顺行的高炉，没有性能优异的耐火材料做坚强的后盾是不行的。

世界各国的炼铁工作者为了提高高炉炉龄，做了大量的工作。

主要是进行高炉解体破损调查，探讨炉衬损坏机理，提高砖衬的指令并创造新品种；砌筑综合炉衬；改变或改进冷却系统的结构和材质；加强维护操作和采用不定形耐火材料等。

因此，炼铁方面的新技术，耐火材料的新品种不断涌现，由于采用上述新技术措施，目前大、中型高炉炉衬的使用寿命普遍有所提高。

高炉是冶炼生铁的主体设备。

他有耐火材料砌筑成竖式圆筒形的炉体，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却壁保护。

高炉内部工作空间的形状称为高炉内型，它有炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5段组成。

高炉的大小用有效容积来表示，所谓的有效容积就是自出铁口中心线到大料钟下降位置下缘这段有效高度范围内的内部工作空间的体积。

要完成高炉生产，除高炉本体外，还必须有其他的附属设备。

1、供料系统，包括贮矿槽、过筛、输送、称量及上料机等一系列设备。

2、送风系统，包括鼓风机、加湿和脱湿装置、热风炉及一系列管道阀门等设备，主要是连续不断地供给送风。

3、除尘系统，包括粗除尘、半精除尘、精细除尘等设备。

其主要任务是保证回收高炉煤气，使其含尘量降到15毫克每立方米，以资利用。

4、渣、铁处理系统，包括炉前出铁场设备、渣铁运输设备、铸铁机生铁炉外处理设备、水渣场机器设备等。

主要任务是及时处理渣铁，保证高炉正常运行生产。

5、燃料喷吹系统，包括燃料的制备、贮存、空压机、高压泵和一系列管道阀门输送等。

其任务是喷入燃料，降低焦炭消耗。

可见，高炉是一个庞大复杂的设备组合，是一个有上述系统组成的联动机。

一、高炉的构造由于高炉及其所属系统是一个庞大的系统，每一个环节缺一不可。

包括：高炉冷却设备及结构，风口、渣口及结构，炉顶装料系统及结构，高炉5段式内型。

（一）高炉内型高炉冶炼过程包含着很复杂的物理化学变化。

炼铁原料从高炉炉顶加入后，经过余热、铁氧化物的分解和还原、焦炭的燃烧及造渣等一系列过程之后才能获得生铁，当然每个过程不是孤立的。

高炉冶炼过程包括原料准备、鼓风加热、煤气清洗、冶炼过程控制以及炼铁产品处理等环节。

高炉冶炼过程的连续性和周期性，决定了高炉的每一个环节出现故障都将会影响整个炼铁生产。

在混凝土基础上设有耐热混凝土基墩，以降低基础混凝土热负荷，并防止烧坏混凝土基础。

炉体采用整体钢壳，可以保证耐火砌体各层操作平台，热风围管也吊挂在横梁上。

炉顶有上料设备系统、炉缸部分有渣铁处理系统，还有送风系统、原料系统、除尘系统等。

高炉比较完善的形式结构是5段式：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。

其中，炉喉、炉腰、炉缸军委圆筒形，而炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的圆锥台。

5段式的炉型结构既满足了炉料下降时受热膨胀而引起体积增大的需要，同时又适应了炉料的还原熔化以及选渣过程，也适应了煤气上升过程中冷却收缩的情况。

实践已经证明，5段式作为一个现代炉型结构满足了炼铁生产的要求，并取得了明显的效果。

高炉内型作为一个外部条件对冶炼过程确实有很大的影响，现就内型各段在冶炼过程中的特征表现及作用分述如下：炉喉：主要起着保护炉衬，合理布料和限制煤气灰被气体大量带出的作用。

在这里形成煤气流的3次分布，从炉喉煤气曲线可以从另一侧面看出高炉的冶炼行为。

其炉喉形状大小随高炉使用原料条件的变化而变化。

一般炉喉直径与炉腰直径之比为0.69-0.72，其高度在3m以内。

正常生产时，炉喉的温度为400─500℃。

由于炉料的撞击和摩擦比较剧烈，钢砖一般选用铸钢件。

炉身：主要起着炉料的余热、加热、还原和造渣的作用。

在这里发生了一系列的物理化学变化。

为了是炉料顺利下降和煤气不断上升，炉身要有一定的倾斜度，以利于边缘煤气有适当发展。

当炉身角太大的时候，边缘煤气不发展，便会发生悬料事故，造成高炉不顺行；反之，炉身角太小，大量的煤气会从边缘跑掉，煤气能量利用变差，矿石就得不到充分的加热和还原，以致焦化比升高。

因此，合适的炉身角很重要。

小高炉的料柱低，为了充分利用煤气的热能和化学能，炉身角应稍大些；反之炉身角应稍小些。

炉腰：起着缓冲上升煤气流的作用。

炉料在这里已部分还原造渣，透气性较差，故炉腰直径有逐渐扩大之势。