转炉工作原理及结构设计

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转炉炼钢的基本任务及原理

转炉炼钢的基本任务及原理
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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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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。
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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2.1.4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。
在标准状态下,反应的ΔGo负值越多,该 元素被氧化的趋势就越大,则该元素就优 先被大量氧化。
氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力,一般以 渣中氧化铁( %∑ FeO)含量来表示。
把Fe2O3折合成FeO有两种计算方法:全氧法和全 铁法。全铁法较合理。
炉渣的氧化能力是个综合的概念,其传氧能力还 受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的 影响。
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1.3.4炉渣成分的变化规律
冶炼过程中,转炉中熔渣成分的变化规律大致如下:
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1.2.2转炉里的氧气射流
3、射流的温度渐高 射流进入炉膛后被1450℃的炉气逐渐加
热,加之混入射流的炉气(CO)及金属滴被 氧化放热,使射流的温度逐渐升高。模拟实 验表明,距喷头孔径15~20倍处射流的温度 在1300~1600℃之间;距喷头孔径35~40倍 处射流的温度高达2150~2300℃,有人称转 炉里的氧气射流就象一个高温火炬。

转炉工艺技术

转炉工艺技术

转炉工艺技术转炉工艺技术是一种炼钢方法,通过使用转炉来将生铁转化为钢材。

这种工艺技术具有高效、环保等优点,因此在现代炼钢领域得到广泛应用。

转炉工艺技术的基本原理是在转炉内加入生铁和废钢,然后通过高温熔炼的过程将其转化为合格的钢材。

转炉的炉体由耐火材料构成,能够承受高温和高压的作用。

在炉口处还设有喷口,用来喷入石灰、氧气等物质,调节反应条件。

转炉工艺技术主要有两个阶段:冶炼阶段和调温阶段。

在冶炼阶段,先将炉体加热至适宜的温度,然后加入废钢和生铁。

废钢中的杂质和含碳量会对炉内氧气的消耗产生影响,因此要根据废钢的质量和含碳量来调节氧气的喷入量。

通过废钢和生铁的熔炼,炉内的氧气会和碳发生反应,生成一定量的二氧化碳和一氧化碳,从而将炉内的过剩碳消耗掉,使得钢材的碳含量降低。

在冶炼阶段过后,需要进行调温阶段。

调温的目的是降低熔融钢液的温度,以便在下一步工艺中将其浇制成钢坯。

调温的方法主要有三种:一是通过喷吹冷风,即将冷风喷入转炉中,通过热交换来降低钢液的温度;二是通过喷吹水雾,即喷入水雾来降低炉内的温度;三是通过喷吹冷却物质,如纸浆或粉末来吸收炉内的热量。

这三种调温方法都能有效地降低钢液的温度,确保钢材的质量。

转炉工艺技术相对于其他炼钢方法有许多优点。

首先,转炉的生产效率高。

转炉冶炼的周期短,炉型大,能够一次性冶炼大量的原料,提高生产效率。

其次,转炉冶炼的过程对环境的影响小。

由于转炉工艺是在密闭的炉腔内进行,污染物的排放量较少,能够有效地防止废气和废水的污染。

此外,转炉冶炼能够利用废钢回收再利用,提高资源利用率,减少废物的产生。

总而言之,转炉工艺技术是一种高效、环保的炼钢方法。

通过合理地控制和调节冶炼条件,能够将生铁和废钢转化为合格的钢材,提高钢铁行业的生产效率和产品质量。

转炉工艺技术的广泛应用,推动了钢铁行业的发展,对于国民经济和社会发展起到了重要的促进作用。

转炉工作原理及结构设计要点

转炉工作原理及结构设计要点

攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年,我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。

其后,上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。

20世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂,并于1971年建成投产。

进入20世纪80年代后,在改革开放方针策的指引下,我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破1亿t,成为世界第一产钢大国。

1.2 转炉概述转炉(converter)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。

转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。

转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。

其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。

炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。

1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。

侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。

炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。

直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。

50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。

转炉和阳极炉

转炉和阳极炉




回转式阳极炉的特点




从连续吹炼炉放出的液态粗铜用包子加入回转阳极炉精炼,回转 阳极炉除具有生产效率高、机械化程度高、操作方便等优点外, 还具有如下新特点: (1)采用天然气作为还原剂,利用率高,有利于环保。通过特制 的氧化还原风口装置先后向熔池内喷吹压缩空气和还原剂,进行 氧化还原作业,独立的风口砖结构设计,同时提高了风口区耐材 寿命,更换方便。 (2)采用透气砖技术 。通过透气砖装置向炉内通入氮气,使熔 体一直处于轻微的搅拌状态,温度场均匀,大大缩短氧化还原时 间,同时提高阳极铜的质量。 (3)采用稀氧燃烧技术。稀氧燃烧技术是最近几年来兴起的节能 的燃烧技术,氧气燃烧炉温高且均匀,烟气量大大减少,大幅度 提高了燃烧热效率,因而可以显著降低燃料消耗。 (4)采用炉尾上部出烟,这样可以增加炉子有效容积。解决了端 墙偏心烟道易粘结,难密封的缺点。烟道口处设计有特殊的水冷 密封烟罩。

阳极炉精炼基本原理
还原主要采用还原性物质(如煤粉,天然气, 重油之类)将氧化亚铜还原成铜。(以天然气为 例,即天然气裂解得到的氢气与一氧化碳将氧化 亚铜还原) 主要化学反应方程;H2(气)= H2 O(气)+Cu(液体) Cu2O(液)+CO(气)= CO2 (气)+Cu(液体)
转炉吹炼工作原理与操作流程
席祖程 张亚星 王文宇 蓝勇
转炉吹炼工作原理
原料 液态冰铜、空气(O2)、 熔剂(SiO2) 产物 粗铜、炉渣、烟气、烟尘
P-S
卧 式 转 炉
操作:冰铜吹炼为周期性作业
云铜转炉工艺流程图
吹炼步骤及其主要化学反应
第一阶段:造渣期

除去熔锍中的全部铁和与之结合的硫:Cu2S-FeS 2FeS(l)+3O2(g)=2FeO(l)+2SO2(g) △G0=-225.9 kJ/mol 2FeO(l)+SiO2(s)=2FeO∙SiO2(l) △G0=-135.6 kJ/mol

钢厂转炉的工作原理

钢厂转炉的工作原理

钢厂转炉的工作原理
钢厂转炉是一种用于炼钢的重要设备,其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 加料和预热:首先将废钢、矿石和其他配料加入到转炉中,并通过预热设备对这些原料进行加热,提高它们的温度。

2. 吹氧和燃烧:在预热后,将氧气注入转炉中,与燃料(例如煤粉)一起燃烧,产生高温气体。

这些气体通过喷嘴被注入废钢和矿石堆中。

同时,喷嘴还会喷出氧气,使钢水中的杂质氧化并形成气体。

3. 炼钢和控制反应:喷嘴注入的氧气与炉内的物料发生化学反应,将废钢和矿石中的杂质氧化,并且生成二氧化碳和其他气体。

同时,钢水中的碳也被氧化,降低了碳含量。

4. 加入合金元素:根据需要,还可以在炉中添加一些特定的合金元素,以调整和改善钢的性能。

5. 出钢和清洁:经过炼钢和控制反应后,转炉中的钢水变得纯净,可以从底部倾倒出来,并送往下一个工序进行进一步的处理和浇铸。

总的来说,钢厂转炉通过高温燃烧和化学反应的方式,将废钢和矿石转化为纯净的钢水。

在整个炼钢过程中,喷嘴和注入氧气起着关键的作用,控制反应的速率
和钢的质量。

转炉基础设计方案

转炉基础设计方案

转炉基础设计方案介绍本文档将详细描述转炉的基础设计方案。

转炉是一种重要的冶金设备,用于炼钢过程中的转炉炼钢。

在设计转炉基础时,需要考虑到结构的稳定性、耐火材料的选用以及温度和压力的控制等因素。

设计一个合理的转炉基础能够保证转炉的正常运行,并提高生产效率和产品质量。

结构设计转炉基础的结构设计是确保转炉稳定运行的关键。

基础通常由混凝土浇筑而成,可以根据转炉的尺寸和重量来确定基础的尺寸。

考虑到转炉运行过程中的振动和冲击载荷,基础结构应具有足够的强度和刚度。

为了增加基础的稳定性,可以在基础的周围设置反冲墙或桩基。

基础的设计还包括转炉的支撑方式。

支撑方式可以采用直接支撑或间接支撑。

直接支撑是将转炉直接放置在基础上,采用铸铁座或钢座来支撑。

间接支撑则是通过支承架将转炉悬浮在基础上,可以减小振动影响。

耐火材料的选用在转炉的基础设计中,耐火材料的选择至关重要。

耐火材料主要用于转炉的内衬和底部。

常用的耐火材料有矽砖、高铝砖和镁碳砖等。

在选择耐火材料时,需要考虑其耐温、耐压和耐火碱性的性能。

同时,还需要考虑耐火材料的粘结性和耐久性,以保证其能够在高温和高压环境下长时间稳定运行。

温度和压力控制转炉基础设计中的另一个重要考虑因素是温度和压力控制。

转炉在运行过程中会产生高温和高压的环境,因此需要采取措施来控制温度和压力,以避免设备损坏和生产事故的发生。

温度控制可以通过给转炉设置冷却设备来实现。

冷却设备可以通过循环水或其他冷却介质来降低转炉的温度。

需要注意的是,在选择冷却方式时,要考虑冷却介质的稳定性和廉价性。

对于压力控制,可以在转炉上设置压力传感器来监测压力变化,并及时采取措施来调节压力。

在设计基础时,还可以考虑设置泄压装置,以防止超压情况的发生。

安全性考虑在转炉基础设计中,安全性是不可忽视的因素。

转炉的运行过程中存在较高的温度和压力,因此需要考虑到操作人员和设备的安全。

为了保证操作人员的安全,可以在转炉周围设置安全栏杆和标识,提供明确的操作指导,以避免意外事故的发生。

转炉球铰支撑工作原理

转炉球铰支撑工作原理

转炉球铰支撑工作原理转炉球铰支撑是转炉煤气发生炉的一个重要部件,它的工作原理和功能对转炉炼钢过程起着重要的作用。

为了了解转炉球铰支撑的工作原理,我们需要从转炉炉内工作环境、化学反应、机械结构等多个方面进行分析。

我们来了解一下转炉炼钢的工作环境。

转炉煤气发生炉是炼钢的重要设备,其工作过程中需要高温和高压环境。

转炉炉膛内的铁矿石、废钢等原料在高温下产生化学反应,生成炼钢所需的熔融金属。

在这个高温、高压的环境中,球铰支撑作为支撑炉膛和转炉炉身的重要部件,发挥着关键的作用。

它主要承担着承重、支撑、稳固炉膛结构的任务,同时还要能够耐受高温和热冲击。

球铰支撑的工作原理可以归结为以下几点:1. 承重支撑:转炉炉膛内的材料在高温下产生熔融金属,炉膛内压力巨大。

在这样的环境下,球铰支撑需要能够承受庞大的荷载,保证炉膛的稳固和安全。

2. 耐高温性能:球铰支撑需要能够耐受高温,因为转炉炉膛内温度非常高,而且还存在热冲击等问题。

球铰支撑的材料和结构需要经过严格的设计和选择,以确保其在高温环境下的稳固性和耐久性。

3. 稳固炉膛结构:球铰支撑在转炉炉膛内负责支撑炉身、炉膛等部件,稳固整个炉膛结构。

它需要能够适应炉膛内的变化,保证整个系统的稳定运行。

4. 灵活性:转炉炉膛内的工作环境可能会发生一些变化,例如炉膛内部压力、温度等参数的变化。

球铰支撑需要具有一定的灵活性,能够根据环境的变化做出相应的调整,保证整个系统的安全和稳定。

球铰支撑通过其承重、耐高温、稳固、灵活等特性,保证了转炉炉膛内部的安全运行和炼钢生产过程的顺利进行。

在转炉炼钢生产中,球铰支撑的工作原理和功能不容忽视,它对生产的影响至关重要。

希望上述分析能够帮助你更好地了解转炉球铰支撑的工作原理和作用。

转炉工作原理及结构设计要点

转炉工作原理及结构设计要点

本科课程设计攀枝花学院转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号::院(系)年级专业:指导教师:二〇一三年十二月攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计 1.1 前言氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。

其后,30t1964年,我国第一座上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转上钢一厂三转炉车间、大型氧气顶120t世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花炉。

20在改革开放方年代后,世纪801971并于年建成投产。

进入20吹转炉炼钢厂,由于氧气转炉炼钢和连铸的我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,针策的指引下, t,成为世界第一产钢大国。

亿迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破11.2 转炉概述)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。

转炉炉体转炉(converter用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹分为空气转炉和按吹炼采用的气体,顶吹和侧吹转炉;入炉内的部位分为底吹、靠转其主要特点是:氧气转炉。

转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。

炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧炉料主要为铁使金属达到出钢要求的成分和温度。

进行化学反应所产生的热量,,为调整温度,可加入废钢及少量的冷生水和造渣料(如石灰、石英、萤石等)铁块和矿石等。

转炉分类1.2.11.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入炼钢转炉按不同侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。

钢水进行吹炼。

耳轴架置通过托圈、需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。

直立式圆筒形的炉体,于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。

年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成 50;(见氧气顶吹转炉炼钢)即因而得名氧气顶吹转炉,L-D转炉顶吹喷氧枪供氧,用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。

转炉炼钢原理汇总

转炉炼钢原理汇总

2.2 转炉炼钢的原理2.2.1 转炉炼钢原理简介: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上升 200 摄氏度〕,可使炉内到达足够高的温度。

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展。

转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有很多小孔〔风 口〕,压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。

开头时,转炉处于水平,向内注入1300 摄氏度的液态生铁,并参加肯定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。

这时液态生铁外表猛烈的反响,使铁、硅、锰氧化 ( FeO , SiO 2, MnO ) 生成炉渣,利用熔 化的钢铁和炉渣的对流作用,使反响普及整个炉内。

几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与 锰时,碳开头氧化,生成一氧化碳〔放热〕使钢液猛烈沸腾。

炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而消灭巨大的火焰。

最终,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。

当磷于硫渐渐削减,火焰退落,炉口消灭四氧化三铁的褐色蒸汽时,说明钢已炼成。

这时应马上停顿鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进展脱氧。

整个过程只需 15 分钟左右。

假设空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。

2.2.2 转炉冶炼的具体原理『 〔1〕熔池元素氧化规律Si 的变化规律开吹时[ Si ]大量氧化,并结合为( 2FeO ⋅ SiO 2),随石灰溶解转变为稳定化合物( 2CaO ⋅ SiO ) 2 Mn 的变化规律吹炼初期快速氧化,中后期被[ C ]复原,后期由于渣中氧化性提高,[ Mn ]被再次氧化.C 的变化规律熔池中氧与碳生成{ CO }气泡上浮,[% C ]×[% O ]=m(常数 0.002~0.0025),[ C ]与[ O ]成反比. 吹炼初期由于[ Si ]、[ Mn ]的氧化,脱碳速度小,中期脱碳速度最快,后期[ C ]浓度低,脱碳速度下降.P 的变化规律低温、适宜的高碱度、高氧化性利于脱[P],吹炼前期应使石灰快速成渣,将( 3FeO ⋅ P O )置换为( 3CaO ⋅ P O )和〔 4CaO ⋅ P O 2 5 )稳定化合物,使[P]去除. 2 5 2 5 S 的变化规律高温利于脱[ S ],渣中( CaO ) 活度大,利于脱[ S ],但转炉渣的氧化性高,因此转炉的脱[ S ] 效率低.』[1](2) 转炉中各种元素具体的反响机理○1 Si 的变化规律 钢液中硅的氧化特点在任何一种炼钢方法中,硅的氧化反响都进展得很剧烈。

转炉 原理

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。

转炉炉体由几个结构组成

转炉炉体由几个结构组成

转炉炉体由炉壳和炉衬组成。

炉壳由钢板焊成,而炉衬由工作层、永久层和充填层三部分组成。

工作层直接与炉内液体金属、炉渣和炉气接触,易受浸蚀,国内通常用沥青镁砖砌筑。

永久层紧贴炉壳,用以保护炉壳钢板,修炉时永久层可不拆除。

在永久层和工作层之间设充填层,由焦油镁砂或焦油白云石组成,其作用是减轻工作层热膨胀对炉壳的压力,并便于拆炉。

1.炉帽为了减少吹炼时的喷溅和热量损失以及炉气的排出,故炉帽的形状皆做成截圆锥形或球缺截圆锥形,其炉口均为正炉口,用来加料,插入吹氧管,排出炉气和倒渣。

由于炉帽处于高温炉气区,直接受喷溅物烧损,并受烟罩辐射热的作用,其温度经常高达300*400+,在高温的作用下,炉帽和炉口极易产生变形。

为了保护炉口,目前普遍采用通入循环水强制冷却的水冷炉口,这样既可减少炉口变形又便于炉口结渣的清除。

为防止发生事故,水冷部分应加强维护。

水冷炉口有水箱式和埋管式两种结构。

水箱式水冷炉口见图4-1-3,它采用钢板焊接结构,其水箱内焊有若干隔水板,使冷却水在水箱内形成一个回路,同时也起加强筋的作用。

这种结构冷却强度较大,制造容易,但是由于焊口易开裂,因此安全性较差。

埋管式水冷炉口如图4-1-4所示,它是把通冷却水用的蛇形钢管埋铸于铸铁中,这种结构冷却强度不如水箱式,但安全性和寿命均比水箱式高。

水冷炉口可用楔与炉帽联结,但由于炉渣的粘结,往往在更换损坏了的炉口时不得不用火焰切割。

因此,我国在中小型转炉较多采用卡板焊接的方法将炉口固接在炉帽上。

2.炉身炉身是整个炉子承载部分,皆采用圆柱型。

出钢口通常设置在炉帽和炉身耐火炉衬的交界处。

其位置、角度和长度的设计,应考虑出钢过程中炉内钢水液面;炉口和盛钢桶间的相互位置及其移动关系;堵出钢口方便否;能否保证炉内钢水全部倒完;出钢时钢流对盛钢桶内的铁合金应有一定的冲击搅拌能力等。

在生产过程中,由于出钢口烧损较严重,为便于修砌、维修和更换,出钢口可设计短些。

3.炉底炉底有截锥型和球型两种。

转炉炼钢原理及工艺介绍

转炉炼钢原理及工艺介绍

锰的氧化反应有三种情况:
(1)锰与气相中的氧直接作用
[Mn]+ 1/2{O2}=(MnO)
(2)锰与溶于金属中的氧作用
[Mn]+ [O2] =(MnO)
(3)锰的氧化与还原
3)锰与炉渣中氧化亚铁作用
[Mn]+(FeO)=(MnO)+ [Fe]
第三个反应在炉渣——金属界面上迸行,是锰氧化的主要反应。
锰的氧化还原与硅的氧化还原相比有以下基本特点:
1)在冶炼初期锰和硅一样被迅速大量氧化,但锰的氧化程度要低些
,这是由于硅与氧的结合能力大于锰与氧的结合能力;
2)MnO为弱碱性氧化物,在碱性渣中( MnO)大部分呈自由状态存
在。因此,在一定条件下可以被还原。由于锰的氧化反应是放热反应,故
温度升高有利于锰的还原。所以在生产实践中冶炼后期熔池中会出现回锰
1)在某一温度下,几种元素同时和氧相遇时,位置低的元素先氧化。如1500℃ 时,氧化顺序为Al、Si、C、V、Mn。
2)位置低的元素可将位置高的氧化物还原。炼钢过程中脱氧就是利用Al、Si等 元素将FeO还原。
3)CO的分解压曲线的斜率与其它氧化物的不同,它与Si、Mn、V等的氧化物分 解与压CO曲分线解有压一曲交线点相,交此点点对所应对的应温的度温为度15称30为℃氧,化当转t>化15温30度℃。时例,如Si,先S于iOC2被分氧解化压;曲当线 t<1530℃时,则C先于Si被氧化。1530℃即为Si、C的氧化转化温度。
• 所谓炼钢,就是通过冶炼降低生铁中的 碳和去除有害杂质,在根据对钢性能的要求 加入适量的合金元素,使其成为具有高的强 度、韧性或其他特殊性能的钢。
•二、炼钢基本原理
• 因此,炼钢的基本任务可归纳为:

转炉炼钢原理及工艺介绍

转炉炼钢原理及工艺介绍

转炉炼钢原理及工艺介绍1. 引言转炉炼钢是一种常用的钢铁冶炼方法,在钢铁行业中具有重要的地位。

本文将介绍转炉炼钢的原理以及相关的工艺。

2. 原理转炉炼钢的原理基于炉料在高温下的氧化还原反应。

在转炉炉腔内,通过喷吹氧气来进行氧化反应,将炉料中的杂质和不需要的元素氧化为气体,并通过炉顶的排气系统排出。

同时,通过加入适量的合金元素和剂料,实现精确的调节和控制炉料中的化学成分,从而达到炼制特定钢种的目的。

3. 工艺介绍3.1 炉料准备转炉炼钢的炉料通常包括废钢、生铁和铸铁等。

在炉料准备阶段,首先将炉料进行破碎和称重,确保每炉的配料量准确。

然后将炉料装入倾动或转倒式转炉中。

3.2 酸碱度控制酸碱度的控制是转炉炼钢中的重要环节。

在炉料中加入不同的硅、锰、磷等元素和石灰质量,可以调节炉腔中的酸碱度。

通过测定炉腔中渣口撞击时的响声来判断酸碱度的状态,并根据需要进行调整。

3.3 氧气喷吹在转炉炼钢的过程中,通过在炉膛中喷吹预热后的氧气,可以实现杂质的氧化和温度升高。

氧气的喷吹方式有多种,包括底吹、侧吹和顶吹等。

氧气喷吹的速率和角度的控制对炉腔内的氧化反应有重要影响。

3.4 合金元素的加入根据钢种的要求,需要在转炉炼钢过程中加入适量的合金元素,如铬、镍、钒、钼等。

合金元素可以通过粉末喷吹、捞渣操作等方式添加到炉腔中。

合金元素的加入可以改变钢的性能和化学成分。

3.5 钢渣处理在转炉炼钢过程中,钢渣是产生的副产物。

钢渣中含有大量的氧化物和杂质,需要进行适当的处理。

一般采用钢渣保温、捞渣、保护渣、中性渣等措施来处理钢渣,以确保钢渣中的氧化元素被充分还原并排出炉外。

3.6 出钢经过一系列的氧化还原反应和调度控制,转炉中的炼钢过程逐渐接近尾声。

当出钢温度达到要求后,打开炉底的出钢口,将液态钢水流入连铸机进行继续加工。

4. 总结转炉炼钢是一种重要的钢铁冶炼方法,其原理是基于氧化和还原反应。

通过适当的酸碱度控制、氧气喷吹和合金元素的加入,可以实现炼制特定钢种的目的。

2.1炉体设备部分

2.1炉体设备部分

B 类型
(1)滑动轴承 优点: 滑动轴承便于制造、安装,所以小 型转炉上用的较多。 缺点:轴承无自动调心作用,托圈变形后 磨损很快。 (2)球面调心滑动轴承 球面调心滑动轴承是滑动轴承改进后的 结构,磨损有所减少。
(3)自动调心双列圆柱滚子轴承 自动调心双列圆柱滚子轴承,能补偿 耳轴由于托圈翘曲和制造安装不准确而引 起的不同心度和不平行度。该轴承结构如 图9-14所示 。
(2) 炉壳的组成:
锥形炉帽 圆柱形炉身 炉底
(3) 制作: 各部分用钢板成型后,再焊成整体。 三部分联接的转折处必须以不同曲率的圆 滑曲线来联接,以减少应力集中。
(4) 要求: 为了适应转炉高温作业频繁的特点, 要求转炉炉壳必须具有足够的强度和刚度, 在高温下不变形、在热应力作用下不破裂。 考虑到炉壳各部位受力的不均衡,炉帽、 炉身、炉底应选用不同厚度钢板,特别是 对大转炉来说更应如此。炉壳各部位钢板 的厚度可根据经验选定。
C 全悬挂式倾动机构
(1) 结构 全悬挂式倾动 机构,是把转炉传 动的二次减速器的 大齿轮悬挂在转炉 耳轴上,而电动机、 制动器、一级减速 器都装在悬挂大齿 轮的箱体上。
(2)特点 全悬挂式倾动机 构具有结构紧凑、重量 轻、占地面积小、运转 安全可靠、工作性能好 的特点。但由于增加了 啮合点,加工、调整和 对轴承质量的要求都较 高。这种倾动机构多为 大型转炉所采用。我国 上海宝钢的300 t、首钢 的210 t转炉均采用了全 悬挂式倾动机构。
① 接近水平位置时——慢速 ② 当转炉空炉、或从水平位置摇直、或刚 从垂直位置摇下时,均可用较高的倾动速 度,以减少辅助时间。 倾动速度范围如下: 小于30 t的转炉:可以不调速,倾动转速为 0.7r/min; 50~100 t转炉可采用两级转速,低速为 0.2r/min,高速为0.8r/min; 大于150t的转炉可无级调速,转速在0.15~ 1.5r/min。

转炉基础设计方案

转炉基础设计方案

转炉基础设计方案转炉是一种用于炼钢的重要设备,其基础设计方案的合理性和可靠性直接关系到整个冶金过程的正常进行和生产效益的提高。

下面给出一份转炉基础设计方案的700字示例:一、设计目标:该转炉设计旨在提高钢水质量和生产效率,并减少能源消耗和环境污染。

主要目标包括提高炉后合格品质率、降低转炉喷吹时间、增加钢水温度的恒定性和提高炉后脱氧效果。

二、转炉型号选择:根据生产工艺和产能需求,选用50吨中倾转炉作为目标型号。

该型号具有适中的产能和灵活的操作性能,能够满足生产需求。

三、结构设计:转炉底本身使用整体浇铸,底部设计防爆口,以应对突发情况。

炉身采用钢筋混凝土结构,增加了稳定性和耐磨性。

炉盖采用活动式结构,方便装卸料和维护。

四、吹氧系统设计:吹氧系统采用双面吹氧,以提高氧气利用率和搅拌效果。

吹风系统要求高压、大流量、稳定性好,并配备过滤装置,防止炉衬堵塞。

同时,安装可调节喷嘴,以便根据不同炼钢工艺的需要进行调整。

五、钢渣处理系统设计:为了提高钢渣处理效率,设计采用双辊倾转混渣机,以提高钢渣的处理速度和均匀度。

同时增加钢渣铺垫泥石圈,以提高钢渣的液流性和隔热性,减少热损失。

六、自动化控制系统设计:为了提高生产效率和产品质量,设计采用现代化的自动化控制系统。

通过温度传感器、压力传感器和氧气含量传感器等监控设备,及时获取各个指标的数据,并通过计算机控制中心进行集中处理,实现转炉的自动化操作。

七、安全防护措施设计:为了保障生产人员的安全,设计要求安装爆炸防护装置,实时监测转炉内部的温度和压力,并在超过设定值时及时报警。

此外,还要配备火焰探测器和自动灭火系统,以应对火灾和爆炸等紧急情况。

这是一份转炉基础设计方案的示例,能够满足提高钢水质量和生产效率的要求,并符合安全防护标准。

当然,实际设计还需根据具体情况进行细化和优化。

转炉烟道工作原理

转炉烟道工作原理

转炉烟道工作原理引言概述:转炉烟道是冶金工业中的重要设备,其工作原理对于保证炼钢过程的顺利进行和环境保护具有重要意义。

本文将从五个大点来阐述转炉烟道的工作原理,包括烟道系统结构、烟气排放控制、烟气净化装置、烟气处理技术和烟气排放监测。

正文内容:1. 烟道系统结构1.1 烟道系统概述烟道系统是由烟道管道、烟道风机和烟囱组成的,其主要功能是将炉内产生的烟气排放到大气中。

1.2 烟道管道烟道管道是烟道系统中的主要组成部分,其设计应考虑烟气流动的均匀性和防止烟气中的颗粒物沉积。

1.3 烟道风机烟道风机用于提供烟气流动的动力,其选择应考虑烟气流量和压力损失等因素。

1.4 烟囱烟囱是烟道系统中的最后一个环节,其主要功能是将烟气排放到大气中,并保证烟气排放的高度和速度。

2. 烟气排放控制2.1 烟气排放标准烟气排放标准是指国家或地方对烟气中污染物排放浓度的限制要求,其目的是保护环境和人类健康。

2.2 烟气排放监测烟气排放监测是指对烟气中污染物的浓度和排放量进行实时监测和记录,以确保烟气排放符合标准要求。

2.3 烟气排放控制技术烟气排放控制技术包括燃烧控制技术、烟气脱硫技术、烟气脱硝技术和烟气除尘技术等,用于降低烟气中污染物的排放浓度。

3. 烟气净化装置3.1 烟气除尘器烟气除尘器是烟气净化装置中的核心设备,其主要功能是去除烟气中的颗粒物,以保证烟气排放的清洁。

3.2 烟气脱硫装置烟气脱硫装置用于去除烟气中的二氧化硫,以减少酸雨的形成和对环境的污染。

3.3 烟气脱硝装置烟气脱硝装置用于去除烟气中的氮氧化物,以减少大气中的臭氧生成和对人体健康的影响。

4. 烟气处理技术4.1 干法烟气处理技术干法烟气处理技术是指在烟气中添加干燥剂或催化剂,以吸附或催化转化烟气中的污染物。

4.2 湿法烟气处理技术湿法烟气处理技术是指将烟气与液体吸收剂接触,通过吸收和化学反应去除烟气中的污染物。

4.3 生物法烟气处理技术生物法烟气处理技术是指利用微生物或植物对烟气中的污染物进行降解和转化的技术。

炼钢设备是怎么制造的原理

炼钢设备是怎么制造的原理

炼钢设备是怎么制造的原理炼钢设备是钢铁制造过程中关键的生产设备,主要用于将生铁转化为钢材。

这些设备通常由高炉、转炉、电炉、连铸机等多个部分组成。

下面将详细介绍炼钢设备的制造原理。

1. 高炉制造原理:高炉是炼钢设备中最重要的部分之一,其制造原理如下:(1)高炉的主体结构:高炉通常由炉缸、炉体、炉喉、炉鼓等部分组成。

这些部分是由高强度钢板焊接而成,以确保高炉的结构牢固。

(2)高炉的内衬:高炉的内衬主要由耐火材料构成,以承受高炉内部高温和腐蚀环境的侵蚀。

(3)高炉的吹风系统:高炉通过吹风系统提供热风和氧气,用于维持高炉内的高温和将冶炼过程中产生的不必要气体排出。

(4)高炉的冷却系统:高炉的冷却系统用于对高炉外壳和其他部位进行冷却,以防止炉体过热而导致损坏。

2. 转炉制造原理:转炉是炼钢设备的另一个重要部分,主要用于高炉产出的生铁进一步转化为钢材。

其制造原理如下:(1)转炉的主体结构:转炉通常由炉体、炉顶、炉座、齿轮和齿圈等部分组成。

炉体由钢板和专用耐火材料焊接而成,以保证转炉的整体强度。

(2)转炉的吹氧系统:转炉通过吹氧系统提供氧气,使炉内温度升高,以加快冶炼反应速率和增加炉内钢液的搅拌。

(3)转炉的倾炉机构:通过倾炉机构,转炉可以倾倒炉内的炉渣和钢液,以便进一步加工和铸造。

(4)转炉的炉内修复:由于长时间的高温操作,转炉内耐火材料会受到磨损和侵蚀。

因此,定期对转炉进行炉内修复,以确保转炉的正常运行。

3. 电炉制造原理:电炉是直接使用电能来加热和熔化钢料的设备,其制造原理如下:(1)电炉的结构:电炉主要由炉体、电极、电炉包等部分组成。

炉体通常采用优质耐火材料制成,以承受高温和电炉运行过程中的化学腐蚀。

(2)电炉的电源系统:电炉通过供电系统提供电能,将电能转化为热能,以加热和熔化钢料。

(3)电炉的倾炉机构:电炉可通过倾炉机构将炉内的钢液倾倒出来,以便后续的连铸或其他加工工序。

4. 连铸机制造原理:连铸机是用于将炼钢设备中产出的熔融钢液连续浇铸成坯料或板材的设备,其制造原理如下:(1)连铸机的浇注系统:连铸机通过浇注系统将钢液从炉体中牵引出来,然后通过浇口喷淋喷嘴均匀浇注到结晶器中,形成初步的铸坯。

课程设计250t转炉炉体设计

课程设计250t转炉炉体设计

课程设计250t转炉炉体设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握250t转炉炉体设计的基本原理和结构特点;2. 学生能了解转炉炉体设计中涉及的关键参数及其对炉体性能的影响;3. 学生掌握炉体设计中所需的热力学、材料力学和流体力学基础知识。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并解决250t转炉炉体设计中遇到的问题;2. 学生能熟练运用CAD等软件进行炉体结构的设计和绘图;3. 学生具备对炉体设计方案的优化和改进能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱专业,增强对钢铁行业及炉体设计工作的责任感;2. 培养学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力;3. 培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神。

课程性质:本课程属于专业核心课程,以实践性和应用性为主。

学生特点:学生具备一定的热力学、材料力学和流体力学基础知识,具有较强的学习能力和实践能力。

教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习,使学生具备独立完成250t转炉炉体设计的能力。

二、教学内容1. 转炉炉体设计原理及结构特点- 炉体设计基本理论- 250t转炉炉体结构分析- 炉体主要部件及其功能2. 转炉炉体设计关键参数及其影响- 炉体尺寸、形状与容量设计- 材料选择与热处理要求- 炉体冷却系统设计3. 炉体设计相关基础知识- 热力学在炉体设计中的应用- 材料力学在炉体设计中的应用- 流体力学在炉体设计中的应用4. 炉体设计实践操作- CAD软件在炉体设计中的应用- 炉体设计方案的优化与改进- 炉体设计案例分析与讨论5. 教学内容安排与进度- 第1周:炉体设计原理及结构特点- 第2周:炉体设计关键参数及其影响- 第3周:炉体设计相关基础知识- 第4周:炉体设计实践操作教材章节关联:本教学内容与教材第3章“转炉炉体设计”相关,涵盖了教材中3.1节至3.5节的主要内容,通过本章节学习,使学生能够系统掌握转炉炉体设计的相关知识,为后续课程学习及实际工作打下坚实基础。

转炉炼钢原理及工艺介绍

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。

转炉工作原理及结构设计.

转炉工作原理及结构设计.

攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年,我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。

其后,上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。

20世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂,并于1971年建成投产。

进入20世纪80年代后,在改革开放方针策的指引下,我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破1亿t,成为世界第一产钢大国。

1.2 转炉概述转炉(converter)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。

转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。

转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。

其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。

炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。

1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。

侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。

炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。

直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。

50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。

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攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年,我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。

其后,上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。

20世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂,并于1971年建成投产。

进入20世纪80年代后,在改革开放方针策的指引下,我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破1亿t,成为世界第一产钢大国。

1.2 转炉概述转炉(converter)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。

转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。

转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。

其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。

炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。

1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。

侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。

炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。

直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。

50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。

1.2.1.2 炼铜转炉一般为卧式转炉用于处理铜锍,通过鼓入空气把冰铜氧化吹炼成粗铜,也用于吹炼冰镍。

1.2.2 转炉炼钢的基本原理氧气顶吹转炉炼钢设备工艺,如图4所示。

按照配料要求,先把废钢等装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。

加料后,把氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使它直接跟高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。

用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆,以及氮气排出时带走热量的缺点。

在除去大部分硫、磷后,当钢水的成分和温度都达到要求时,即停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。

出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。

钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。

1.2.3 氧气顶吹转炉炼钢的基本流程2.1 转炉炼钢的工艺设计2.1.1 转炉炼钢主原料(金属)氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水﹑废钢和铁合金。

2.1.1.1转炉炼钢对铁水的要求铁水一般占转炉装入量的70%~100%。

铁水的物理热与化学热是氧气顶吹转炉炼钢的基本热源。

因此,对入炉铁水温度和化学成分必须有一定要求。

(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铁水的含磷量≤0.4%:铁水的含硫量≤0.07%:铁水的含硅量0.4%-0.8%为宜;铁水的含锰量0.2%-0.4%;铁水的含碳量。

(3)带渣量≤0.5%高炉渣中含硫、SiO2、和Al2O3量较高,过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大,石灰消耗增加,造成喷溅,降低炉衬寿命,因此:通常要求带渣量不得超过0.5%。

2.1.1.2转炉炼钢的废钢原料废钢是氧气顶吹转炉炼钢的主原料之一,是冷却效果稳定的冷却剂。

通常占装入量的30%以下。

适当的增加废钢比,可以降低转炉钢消耗和成本。

返回料(废钢锭轧﹑钢切头等)本厂废钢回收料(加工废料﹑报废设备等)废钢加工工业的废料(机械﹑造船﹑汽车等行业的废钢﹑车屑等)外购废钢钢铁制品报废件(船舶﹑车辆﹑机械设备﹑土建材料等)1)废钢的作用废钢是转炉炼钢的另一种金属炉料,其作用是冷却熔池。

氧气顶吹转炉炼钢中,主原料铁水的物理热和化学热足以把熔池的温度从1250℃~1300℃加热到1600℃左右的炼钢温度,且有富余热量,废钢就是被用来消耗这些富余热量,以调控熔池的温度。

2)转炉炼钢对废钢的要求废钢的外形尺寸和块度废钢中不得混有铁合金废钢应清洁干燥不同性质的废钢分类存放3 )废钢的加工和废钢预热预热废钢的加工:转炉炼钢所用废钢多为外购废钢。

其来源广泛,大小悬殊,外形各异,且多有混杂,应针对所购废钢的特点进行相应的加工处理如切割、打包、火烧、挑拣、水洗等,以满足转炉炼钢对入炉废钢的基本要求。

废钢预热:目的:提高废钢比,降低生产成本。

方法及效果:利用铁水罐余热和燃料燃烧加热。

(首钢)将废钢装入铁水罐中,置于煤气烘烤器下烘烤30~40min,然后接铁水一并倒入转炉,废钢比提高10%。

2.1.1.3转炉炼钢的铁合金原料铁合金(1)作用:脱氧剂、合金剂。

(2)常用的铁合金种类:◆简单合金:Fe-Mn,Fe-Si,Fe-Cr,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-W等◆复合脱氧剂:Ca-Si合金,Al-Mn-Si合金,Mn-Si合金,Cr-Si合金,Ba-Ca-Si合金,Ba-Al-Si合金等◆纯金属:Mn、Ti(海绵Ti)、Ni、Al。

(3)要求:成分准确、块度合适(5~40mm)、用前烘烤。

2.1.2 转炉炼钢主原料(非金属)炼钢生产所用的非金属料主要是石灰、白云石等造渣材料,及萤石、矿石、氧化铁皮等助熔剂。

2.1.2.1 转炉炼钢非金属原料——石灰(1)作用:造碱性渣以去除钢中的磷或硫。

碱性炼钢方法的造渣料,主要成分为CaO,由石灰石煅烧而成,是脱P、脱S不可缺少的材料,用量比较大。

(2)要求:CaO有效达80~85%以上;由于%CaO有效 = %CaO石灰 - B×%SiO2石灰,因此%CaO石灰要高,SiO2要低部标规定≤4%。

S含量一般应小于0.05%(减轻脱硫负担);烧减<2.5~3.0%。

2.1.2.2 转炉炼钢非金属原料——白云石(1)成分:白云石是化学组成为CaCO3·MgCO3的矿物,理论含量为CaO:30.4%、MgO21.9%、CO247.7%。

天然白云石中还含有SiO2等杂质。

(2)作用:提高渣中MgO的含量,减轻炉衬的侵蚀,延长使用寿命;同时白云石也是溅渣护炉的调渣剂。

(3)要求:MgO的含量要高,杂质含量尽量低(SiO2 )2.1.2.3 转炉炼钢非金属原料——萤石(1)作用:助熔剂或化渣剂。

CaF2能与CaO生成1362℃的共晶体,且本身熔点仅935℃左右,化渣很快。

但萤石资源短缺,价高,而且用量过大对炉衬有侵蚀作用,冶金部转炉操作规程规定萤石用量≤4kg/t。

(2)要求:CaF275~85%,SiO25~20%,CaO<3%,S<0.2%;块度10~80mm,且应保持清洁、干燥、不混杂。

(3)鉴别:自然界的萤石因成分不同而呈多种颜色,翠绿透明的萤石质量最好;白色的次之;带有褐色条纹或黑色斑点的萤石含有硫化物杂质,其质量最差。

2.1.2.4 转炉炼钢非金属原料——合成造渣剂合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂,在低温下预制成型。

合成渣剂熔点低、碱度高、成分均匀、粒度小,且在高温下易碎裂,成渣速度快,因而改善了冶金效果,减轻了转炉造渣负荷。

2.1.2.5 转炉炼钢非金属原料——增碳剂在冶炼过程中,由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因,有时造成钢中碳含量没有达到预期的要求,这时要向钢液中增碳。

转炉冶炼中,高碳钢种时,使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。

对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高,灰分,挥发分和硫,磷,氮等杂质含量要低,且干燥,干净,粒度适中。

其固定碳C≥96%,挥发分≤1.0%,S≤0.5%,水分≤0.5%,粒度在1-5mm。

2.1.2.6 转炉炼钢非金属原料——铁矿石和氧化铁皮(1)成分:铁矿石的成分主要是Fe2O3,还有部分的FeO;氧化铁皮是锻钢和轧钢过程中从钢锭或钢坯上剥落下来金属氧化物的碎片,又称铁鳞,其主要成分是Fe2O3,还有部分的Fe3O4。

(2)作用:萤石的代用品,可与石灰生成铁酸钙。

(3)要求:铁矿石的TFe≥56%,SiO2≤10%,S≤0.2%,块度10~50mm为宜;氧化铁皮的TFe≥90%,其它杂质不大于3%,使用前在500℃温度下烘烤2个小时以上,去除水分和油污。

2.1.2.7 转炉炼钢非金属原料——氧气(1)来源:目前炼钢所用氧气,是由工业制氧机分离空气所得。

(2)作用:氧化杂质元素同时产生化学热,并利用氧气射流搅拌熔池。

(3)要求:纯度要高,含氧量≥99.5%(减少热损和[N]);脱除水分,含水量≤3g/m3(减少[H]);具有一定的压力,0.7~1.5MPa且稳定。

2.1.3 转炉内的基本反应及熔体成分变化2.1.3.1硅、锰的氧化炼钢中硅、锰的氧化以间接氧化方式为主,其反应式为:[Si]+2(FeO)=(SiO)+2Fe 放热2[Mn]+(FeO)=(MnO)+Fe 放热2.1.3.2转炉炼钢中的脱碳转炉炼钢的主原料——铁水中含有4.%左右的碳,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。

在氧气射流的作用区,还会发生碳的直接氧化:1/2{O2}+[C]={CO},它是强放热反应,故而,碳是转炉炼钢的主要热源之一。

复吹转炉底吹CO2气体时,CO2也会参与碳的氧化:{ CO2}+[C]=2{CO},因此会强化炉内的脱碳反应。

2.1.3.3转炉冶炼中的脱磷和脱硫脱磷的反应式为:2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe 放热其基本条件是高碱度、高氧化铁和低温度。

炉渣脱硫的反应式为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) 吸热它的基本条件是高碱度、高温度和低氧化铁。

2.2 炼钢转炉的设计2.2.1 炼钢转炉炉衬设计2.2.1.1炼钢转炉炉衬简介转炉炉衬(convcrter lining)转炉金属炉壳内砌筑的耐火材料层。

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