转炉炼钢挡渣工艺简介
转炉车间溅渣操作要点11.19概要
转炉车间溅渣操作管理制度针对目前各班溅渣操作不统一,不能正确的通过溅渣来维护炉子,造成炉子频频告急,给厂部和车间带来极大的工艺事故和安全事故隐患,通过这几个月来对炉前工艺操作和终点控制情况,特对溅渣作出下规定:一、溅渣条件1、钢水必须出尽炉长、必须炉炉关注后大面的情况,不能出现凹坑或不平,必须观察出钢口位置高低,确保出钢口不高于后大面,保证每炉钢钢水都出尽,(如有钢水出不完的现象,跟班技术员、作业长、炉长必须在3炉钢内处理好保证炉渣的可溅性。
2、在出钢过程中,炉长、操枪工必须从炉后观察炉内炉渣情况,炉长需及时指导操枪工的调渣密度和用量,确保渣子不调死,保证溅渣时间和效果,并指导自己下一炉的化渣枪位和方法。
3、操枪工必须确定有正常的工作氮压和流量,确保溅渣过程效果。
4、值班长必须保证炉后有充份的丢补料,每炉钢保证在出钢过程中向炉内加入10-15包的丢补料(30kg(遇渣很粘时,可以少丢或不丢。
5、遇拉后吹严重时,操枪工必须先加入轻烧白云石或改渣剂来稠渣,稠渣后倒掉1/3再进行溅渣。
6、在钢水没出尽或溅渣发现炉口钢花很严重时,但炉况又很差时,溅渣枪位必须比正常高200mm以上,并且通过调渣来把渣子溅干。
二、溅渣操作要点1 、调渣工艺及要求调渣工艺是指在炼钢结束后,通过炉口观察炉渣状况,判定炉渣是否适宜溅渣。
如果炉渣过于稀,应加入少量改渣剂调整炉渣,增强炉渣的黏稠度,如果炉渣过热度高,炉渣稀,流动性良好,应加入少量轻烧白云石降低熔渣温度,提高炉渣黏度,使之更适宜溅渣的操作工艺。
(1直接溅渣工艺:即以炼钢过程中调整炉渣为主,炼钢后的渣较好适合溅渣基本不进行调渣,而直接进行溅渣操作。
要求铁水及原燃料条件比较稳定,吹炼平稳,终点控制准确,出钢温度低,终渣较好,适合出钢[C]>0.10%,出钢<1660℃的炉次。
(2出钢后调渣工艺:即在炼钢结束后,根据炉渣状况适当加入少量改渣剂或轻烧白云石用以降低炉渣过热度,提高炉渣黏度,改善炉渣的渣系使溅渣层更耐高温和侵蚀。
转炉炼钢钢渣处理概况
1文献综述1.1转炉炼钢钢渣处理概况1.1.1钢渣来源刚刚钢渣特指在炼钢过程时排出的熔渣，主要是指在吹炼过程中金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。
一般渣量是钢产量的8%~15%[1]。
钢渣的主要化学成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、f-CaO，对于一些特殊的冶炼钢种，其钢渣中还含有V2O5、TiO2等。
钢渣中Fe的氧化物以FeO和Fe2O3形式存在，而以FeO为主，总量在25%以下。
如表2-1为常见各种钢渣的成分[2]。
表1-1钢渣的化学成分（%）钢渣的矿物组成与钢渣的化学成分有关，特别是取决于钢渣的碱度（CaO与SiO2的比）。
在我国主要以转炉炼钢为主，因此大部分钢渣为转炉炼钢渣。
矿物按下式反应：2（CaO·RO·SiO2）+CaO→3CaO·RO·2 SiO2+RO3（CaO·RO·SiO2）+CaO→2（2CaO·SiO2）+RO2CaO·SiO2）+CaO→3CaO·SiO2其中RO代表二价金属（一般为Mg2+、Fe2+、Mn2+）氧化物的连续固熔体。
在炼钢初期，碱度比较低，钢渣的矿物组成主要是钙镁橄榄（CaO·MgO·SiO2），其中的镁可被锰和铁所代替。
当碱度提高时，橄榄石吸收氧化钙变成蔷薇辉石（3CaO·RO·2SiO2），同时放出RO相（CaO·MnO·FeO的固熔体）。
再进一步增加石灰含量，则生成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和硅酸三钙（3CaO·SiO2）。
在吹炼末期，氧化物增加的速度很快，这个时候，硅酸三钙（3CaO·SiO2）会随温度变化分解成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和氧化钙（CaO），还会生成一部分铁酸二钙（2CaO·Fe2O3）。
转炉挡渣出钢
转炉挡渣出钢——让钢水更“洁净”随着我国国民经济的发展，对钢材的消费结构正在发生变化，加之众多企业日益关注转炉生产特殊钢，这些都对低成本生产高洁净度钢水提出了越来越高的要求。
就转炉炼钢生产企业而言，为生产IF钢(超低碳钢)、石油管线钢、硅钢、轴承钢、弹簧钢等高附加值产品，减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水洁净度，从而提高转炉钢产品的质量和档次，降低其生产成本最有效的途径。
有效挡渣亟待引起高度重视有效防止钢水回磷、回硫。
在转炉出钢时采取有效的挡渣操作，是改善钢水质量的重要举措，既可以减少钢水回磷、回硫，提高合金收得率，减少钢水中夹杂物，提高钢水洁净度，还可为后续精炼创造条件。
当在精炼过程进行造渣脱硫时，因钢水钢渣中含有10%～13%的SiO2和0.8%～1.0%的P2O5，钢水极易发生回硫和回磷现象，导致钢水成分超标形成废品。
减少脱氧剂及合金消耗。
在转炉出钢时采取有效的挡渣操作，不仅可以减少脱氧剂及合金消耗，减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命，还可提高转炉出钢口区域耐材的使用寿命，降低炼钢产品的生产成本。
转炉出钢后钢包的钢渣成分与终渣成分基本一致。
若转炉出钢时挡渣效果不好，将导致钢包钢渣量加大。
如果钢水精炼过程中不对钢渣进行脱氧改性，则精炼后钢渣中的氧会扩散到钢中，造成钢中成分烧损，导致成分变差；或在钢中形成新的夹杂物，污染钢水使其质量恶化。
当对钢渣进行脱氧改性时，较大的顶渣量会消耗大量脱氧剂。
钢包钢渣中FeO含量通常为1O%～17%(平均按13%计算)，钢水精炼时，以使用铝脱氧剂为例，每100公斤顶渣消耗的铝脱氧剂为3.8公斤。
对于每天产钢100炉的炼钢厂，如果每炉出钢少出200公斤渣，则每年可节省脱氧剂消耗440万元。
挡渣塞成为挡渣产品主流多年来，国内外众多冶金工作者研究开发将钢渣进入量降到最低的技术和方法，除少渣、无渣冶炼工艺外，主要开发了各种挡渣技术和产品，以尽量减少转炉出钢后期涡流带出的钢渣量。
转炉炼钢工艺(溅渣护炉)
溅渣护炉的负面影响
吹炼终点[%C] ·[%O]积随炉龄变化情 吹炼终点 积随炉龄变化情 况
关于经济炉龄的问题
生产率、 生产率、成本与炉龄关系
溅渣护炉的优点
大幅度降低耐材消耗； 大大提高转炉作业率，达到高效增产目的； 投资回报率高； 溅渣护炉综合效益每吨钢约为2~10元。
溅渣护炉的负面影响
底吹透气砖覆盖渣层厚度与吹炼终点[%C] ·[%O]积的关 底吹透气砖覆盖渣层厚度与吹炼终点 积的关 系
溅渣护炉的负面影响
底吹透气砖覆盖渣层厚度与吹炼终点[%C] ·[%O]积的关 底吹透气砖覆盖渣层厚度与吹炼终点 积的关 系
炉渣粘度的控制
过低的炉渣粘度有利溅渣的操作,即易溅起、挂 渣且均匀,但由于渣层过薄,会在摇炉时挂渣流 落； 而粘度过大,溅渣效果差,耳轴!渣线处不易溅到, 且炉底易上涨,炉膛变形,所以粘度需要根据实 际情况合理调整； 炉渣过热度增高,粘度下降。
溅渣操作参数控制
为了在尽可能短的时间内将炉渣均匀喷 敷在整个炉衬表面而形成有足够厚度的 致密溅渣层。必须控制好溅渣操作手段， 即根据炉形尺寸，来控制喷吹N2气压力 和流量、枪位和喷枪结构尺寸等喷溅参 数。
其它参数
喷溅时间：通常为2.5~4min； 喷枪夹角：许多厂家的经验表明采用12 度夹角比较理想。
需要采取的其它措施
炉衬材质不能因实行溅渣护炉技术而降 低，对使用镁碳砖而言，其碳含量应控 制为下限； 控制和降低终渣FeO含量； FeO 合理调整终渣MgO含量； 提高溅渣层熔化性温度，降低炉渣过热 度； 降低出钢温度。
转炉滑板挡渣
表1 挡渣棒挡渣与滑动出钢口挡LF精炼造渣料、脱氧剂指标对比
转炉应用滑动出钢口控渣出钢技术，减少了转炉出钢 到钢包的下渣量，减少了脱氧剂和合金消耗，提高了钢水 洁净度和合金的收得率。经测算，去除滑动出钢口耐材等 运行费用，仅减少LF精炼造渣料及脱氧剂消耗，可降低吨 钢成本1.5-2.0元。
13
板，实现转炉控渣出钢。
9
图2 转炉下渣检测系统流程
钢水
钢渣
三、应用效果
目前，转炉滑板挡渣出钢技术，在三明转炉全部应 用。
采用转炉滑动出钢口控渣出钢技术，挡渣成功率100%，实 现了少渣、无渣出钢，钢包内平均渣厚，由使用挡渣棒（球 ）的115mm，减少到70mm以下，为低磷钢的开发提供了技术 支撑。 滑动出钢口控渣技术应用前后，LF精炼造渣料、脱氧剂、 精炼时间等指标对比情况，见表1。
一、工作原理及过程控制 1.工作原理:
下滑板
在转炉出钢口末端安
装滑动出钢口机构，通过
内水口 关闭状态
开启状态 上滑板
自动下渣检测系统来控制
滑动出钢口机构开启或关
闭出钢口，达到控渣出钢
的目的。
图1 滑动出钢口装置及滑板开关状态 效果图
4
2.控渣出钢操作
在吹炼过程中，滑动出钢口处于打开状态；
准备出钢前，滑动出钢口关闭； 转炉倾角达到出钢位置时，滑动出钢口打开出钢； 出钢完毕，滑动出钢口关闭； 在转炉复位过程中，滑动出钢口打开，自动清理出 钢口内余渣。
转炉滑板挡渣
前 言
减少转炉出钢过程中的下渣量是提高钢水质量的
一个重要环节，也是长期影响炼钢发展的难题之 一。下渣会造成一下危害：
增加钢水回磷量 增加钢中夹杂物 增加铁合金的消耗
【技术】典型的转炉挡渣方法
【技术】典型的转炉挡渣方法转炉挡渣出钢能有效地控制钢包下渣量，减少钢渣回磷，并减少脱氧铝的消耗，降低转炉冶炼成本，取得良好的冶金效果，经过多年发展，从最初简单的挡渣球发展到挡渣塞、滑动水口自动挡渣。
具体是：1、挡渣球挡渣是在出钢将结束时，使用机械臂将挡渣球在出钢口上方丢下，挡渣球降落在出钢口后阻断熔渣流入钢包。
挡渣球的形状为球形，其中心一般用铸铁块做骨架，外部包砌耐火泥料，可采用高铝浇注料或镁质浇注料制作，密度一般在4.2-4.5g /cm3。
采取挡渣球挡渣，挡渣效率在60% 左右，合金收得率在85% 左右，钢包下渣厚度在80- 120mm 之间。
2、气动挡渣是利用红外频率范围内钢水和炉渣的辐射不同，一旦出现下渣时会发出警报并启动挡渣器进行挡渣操作。
挡渣时，挡渣塞头部对出钢口进行机械封闭，端部喷射高压气体来防止炉渣流出。
采用气动挡渣，挡渣效率为60- 70%，合金收得率在90% 左右，钢包下渣厚度在70-100mm 之间。
3、滑动水口挡渣转炉出钢口滑动水口挡渣原理类似于钢包滑动水口控流系统，滑动水口挡渣装置安装在转炉出钢口本体外部，通过液压驱动系统和自动挡渣检测系统控制进行自动开启和关闭，实现少渣、无渣出钢的目的。
采用滑动水口挡渣，钢包下渣厚度小于40mm，甚至达到30mm 以下。
4、挡渣塞挡渣挡渣塞的形状为半球状，螺纹钢筋由中心垂直穿过，下部外包耐火材料作为导向杆，上部用于夹持器固定。
在出钢后期，机械臂将挡渣塞导向棒部分插入出钢口，半球部分悬浮于钢水与渣液界面上，当钢水流尽时，半球形部分适时堵住出钢口，从而防止熔渣流入钢包。
因半球体上有导流槽，可以抑制钢水发生涡流卷渣，当挡渣塞本体堵住出钢口后，残钢仍能通过导流槽流至钢包，故提高了钢水收得率。
采用挡渣塞工艺，挡渣效率可以达到90%以上，合金收得率可以达到95% 以上，钢包下渣厚度在40- 70mm 之间。
转炉炼钢挡渣工艺的应用及效益
为 提 高转 炉 挡渣 效 果 ． 国内外 在 挡 渣技 术 方 面 进 行 了深 入研 究 。 自 １７ ９ ０年 日本 发 明挡渣 球 挡 渣 出钢 以来 ， 国 为 完善 挡 渣 技 术 ． 明 了 十 几 种 挡 各 发 渣 方法 。挡 渣 出钢 的方法 有 ：１ 出钢前期 挡渣 ；２ （） （）
２挡 渣 工 艺 和 挡 渣 设 备 的 选 择
２１挡 渣 出钢的 必要 性 ．
转 炉炼 钢 中 ，钢水 的合 金 化 大 都 在 钢包 中 进
行 ， 转 炉 内 的高 氧化 性渣 流 入钢 包 会 导致 钢 液 与 而
它采 用 电子示 渣 器对 钢 流监 测 ． 根 据检 测 信 号用 并
气 动装置 将耐 火材料 塞 子封堵 出钢 口 挡 渣设 备处 于 炉 口极 为 恶劣 的高 温 状 态 下 ． 于 损 坏 ． 便 维 易 不
钢 渣 发生 氧化 反 应 ，造 成 合金 元 素收 得 率 降低 。 并
使 钢水 产 生 回磷 和夹 杂 物增 多 。同时 ． 炉渣 也 对 钢 包 内衬 产 生侵 蚀 ， 别在 钢 水进 行 吹 氩 等精 炼 处 理 特 时 ，要 求钢 包 中炉 渣 Ｆ Ｏ重量 低 于 ２ ｅ ％时才 有利 于 提高 精炼 效果
钢 包 中的渣 量 ）
出钢后 期 挡 渣 的方 法 有 ： １ （ ）气 动 挡渣 ； ２ 滑 （）
板 法挡渣 （ 称液 压挡 渣 闸） 也 。
出钢 后挡 渣有 ： 挡渣 罐挡 渣法 。 另外 ， 有 一 些 挡 渣方 法 ， ： 孔 出 钢 法 、 还 如 三 真 空 吸渣法 、 动撇渣 法 、 气 扒渣法 等 ， 未能 广泛应 用 。 目前 常用 的挡 渣 出钢 法 是 （ ） １ 耐材 制 品 挡 渣 ； （） ２ 气动挡 渣 ；３ 液 压挡 渣 闸挡渣 。 （） 气动挡渣是 ８ ０年 代 中期 奥 钢 联 开 发 成 功 的
转炉炼钢中的滑板挡渣技术
机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２－６４１３５ Ｏｃｔ．
浅谈转炉炼钢中的滑板挡渣技术
王 君１，２
（１．河北联合大学 电气工程学院，河北 唐山 ０６３００９；２．唐山首信自动化信息技术有限公司，河北 唐山 ０６３０００）
图 １ 挡 渣 锥
（２）气 动 挡 渣、吹 渣 方 法：在 接 近 出 钢 结 束 的 时 刻 ，利 用 机 械 装 置 从 出 钢 口 侧 面 向 出 钢 口 内 吹 入 气 体 ， 阻止炉渣外流。其缺点是对出钢口的物理尺寸要求很 高 ，喷 吹 装 置 接 近 出 钢 口 ，容 易 损 坏 ，维 修 难 度 较 大 ，设 备 更 换 成 本 较 大 且 需 经 常 定 位 调 校 ，挡 渣 效 果 不 稳 定 。
设置一个操作箱用于 不 同 的 操 作 需 要：液 压 站 处 操 作 台 用 于 单 体 调 试 ，具 有 主 泵 和 备 用 泵 的 启 停 、加 热 器 和 冷 却 器 的 启 停 、滑 板 开 启 和 关 闭 等 所 有 操 作 ；炉 前 摇 炉 操作台和炉后操作台 用 于 现 场 的 开 关 滑 板、启 停 油 泵 等操作。 ３ 滑 板 挡 渣 系 统 的 数 据 通 讯 及 控 制 原 理 ３．１ 滑 板 挡 渣 系 统 的 数 据 通 讯
（２）过程出 渣：钢 水 液 面 高 过 出 钢 口 以 后 开 始 出 钢，此时钢水中会产 生 漩 涡 现 象 将 液 面 上 的 钢 渣 吸 入 钢 流 之 中 ，且 越 到 后 期 这 种 现 象 越 明 显 ，此 过 程 的 出 渣 量 大 约 占 总 出 渣 量 的 ３０％ 。
转炉炼钢造渣制度
转炉炼钢造渣制度转炉炼钢是一种常见的炼钢工艺，其主要特点是能够利用废钢资源，减少环境污染，提高钢铁生产效率。
然而，在转炉炼钢过程中，会产生大量的渣，如果不进行合理的处理，不仅会浪费资源，而且还会对环境造成污染。
为了解决这个问题，炼钢企业引入了造渣制度。
造渣制度是指在转炉炼钢过程中，对产生的渣进行统一集中处理的一套规范化管理措施。
根据该制度的要求，炼钢企业必须设立渣料收集区域，并配备相应的设备和人员，对渣进行分类、贮存和运输。
首先，根据不同的渣种，炼钢企业需要将渣进行分类。
常见的渣种包括钢渣、炉渣和渣滓等。
钢渣是指在转炉炼钢过程中产生的含有铁元素的固体废物，它通常可以作为原料再利用。
炉渣是指在炼钢过程中，产生的富含硅、锰、钙等元素的残渣。
而渣滓则是其他废渣，如烧结矿结垢、清扫灰尘等。
对这几种不同的渣料，炼钢企业需要进行打包、标记，并存放在指定的区域。
其次，炼钢企业需要配备专门的储存设施。
根据渣料的不同特点，储存设施可以有不同的形式，如罐式、仓储式、临时储料区等。
高温炉渣需要用水进行冷却，以避免热量释放，另外，对含铁的钢渣也需要进行湿法处理，以降低重金属的溶解度，防止对环境造成污染。
对于危险废渣，炼钢企业还要按照相关规定进行专门的处理。
最后，炼钢企业需要制定规范的运输管理制度。
渣料是通过专门的运输车辆进行运输，所以炼钢企业需要制定运输路线，避免对周边环境和居民产生不良影响。
运输车辆应保证车厢内渣料不泄漏，以确保道路清洁。
另外，对于长期储存的渣料，企业还需定期进行检测和检修，确保其安全性。
转炉炼钢造渣制度的实施有助于提高钢铁生产效率、减少环境污染和资源浪费。
通过分类、贮存和运输管理，可以减少对造渣过程中的污染物排放，保护环境；并且还可以实现废钢资源的最大化利用，节约原材料，降低生产成本。
因此，炼钢企业应积极引入造渣制度，加强对渣料的管理和处理，推动转炉炼钢工艺的可持续发展。
转炉炼钢是一种高效、环保的钢铁生产工艺，利用其炼钢原理，可以将废钢重新回收利用，有助于降低原材料成本、减少能源消耗，并且减少环境污染。
转炉钢渣处理的工艺方法
转炉钢渣处理的设备
机械处理设备
颚式破碎机：用于将大块钢渣破碎成小块 圆锥破碎机：进一步破碎小块钢渣，使其更细 振动筛：将破碎后的钢渣按粒度分级，便于后续处理 磁选机：去除钢渣中的铁磁性物质，提高处理效率
热处理设备
钢渣热处理设 备：用于对转 炉钢渣进行加 热、熔化、搅 拌等处理，提 高钢渣的利用 率和回收率。
钢渣热处理设 备组成：包括 加热炉、熔化 炉、搅拌装置 等，各部分设 备相互配合， 实现钢渣的有
效处理。
钢渣热处理设 备特点：具有 高效、节能、 环保等特点， 能够满足大规 模钢渣处理的
需求。
钢渣热处理设 备应用：广泛 应用于钢铁企 业、冶金行业 等领域，为钢 渣的资源化利 用提供了有力
支持。
建材利用设备
资源利用的需要
钢渣是钢铁企业 的废弃物
钢渣中含有大量 的可利用资源
钢渣处理是实现 资源循环利用的 关键环节
资源利用的需要 可以提高企业的 经济效益和社会 效益
工业发展的需要
钢铁产业的发展趋势 钢渣处理技术的需求 环保法规的约束 提高钢铁企业竞争力的需要
转炉钢渣处理的方法
机械处理法
磁选法：利用磁场分离出钢渣中的 磁性物质
破碎法：将钢渣破碎成小颗粒，便 于后续处理
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筛分法：通过不同尺寸的筛网分离 出不同粒度的钢渣
磨细法：将钢渣磨细成粉末状，提 高其综合利用率
热处理法
加热方法：采用电加热、火焰加热、微波加热等 加热温度：根据钢渣成分和性质确定加热温度 加热时间：根据钢渣成分和性质确定加热时间 热处理设备：包括加热炉、热风炉、微波设备等
建材利用法
钢渣的建材利用方法 钢渣的建材利用原理 钢渣的建材利用技术 钢渣的建材利用前景
转炉炼钢工艺简介
6、连铸
连续铸钢是将高温钢水连 续不断的浇到一个或几个用强 制水冷带有活底的铜模内（结
晶器），钢水在结晶器内凝固
成有一定厚度的坯壳后，连续 不断的从水冷结晶器被拉出，
在二次冷却区继续喷水冷却，
直至完全凝固为止。
座50吨顶吹转炉、1座吹氩平台、1座LF炉及1座连铸
组成，设计年产100万吨。
三、炼钢厂主要装备简介
1、铁水预处理脱硫
石灰，萤 石 转 炉
铁水罐 [S]≤0.040%
后扒渣
A、KR脱硫
KR搅拌法脱硫的特点是脱硫动力学条件好，脱硫率较高（ 90%以 上）且比较稳定。 目前平均铁水处理后[S]≤0.003%。 最低[S]≤ 0.001%。
2、混铁炉
混铁炉是高炉和转炉之 间的炼钢辅助设备，它主要 用于调节和均衡高炉和转炉 之间铁水供求的设备，保证 不间断地供给转炉需要的铁 水，铁水在混铁炉中储存和 混匀铁水成份及均匀温度， 它对转炉炼钢非常有利。
3、转炉
转炉炼钢是以铁水、 废钢、铁合金为主要原料， 不借助外加能源，靠铁液 本身的物理热和铁液组分 间化学反应产生热量而在 转炉中完成炼钢过程。 氧气顶吹和顶底复吹 转炉由于其生产速度快、 产量大，单炉产量高、成 本低、投资少，为目前使 用最普遍的炼钢设备。
B、喷粉脱硫
吹气搅拌法，包括顶吹喷粉法和底吹法，目前顶吹喷粉法得到 最广泛的应用； 以惰性气体为载气向铁水中喷射脱硫粉剂，以降低铁水含硫量 的铁水预脱硫方法。粉剂与载气形成的流态化流股高速射入熔体， 混合、搅拌条件充分，为铁水与粉剂间的物理化学反应提供了良好 的动力学条件，故脱硫迅速有效。 这种工艺设备简单、投资少、操作灵活、处理铁水量大且维修 方便，故得到了广泛应用。
转炉炼钢工艺流程简介
转炉钢渣处理的工艺方法
转炉钢渣处理的工艺方法冶金13-A1 高善超120133201133摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。
转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。
如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。
游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。
高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。
本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。
关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率0引言钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用【1】。
钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。
由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。
由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益【1-2】。
浅谈转炉滑板挡渣出钢技术
浅谈转炉滑板挡渣出钢技术随着我国国民经济的发展，对钢材的消费结构正在发生变化，加之众多企业日益关注转炉生产特殊钢，这些都对低成本生产高洁净度钢水提出了越来越高的要求。
就转炉炼钢生产企业而言，为生产IF钢（超低碳钢）、石油管线钢、硅钢、轴承钢、弹簧钢等高附加值产品，减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水洁净度，从而提高转炉钢产品的质量和档次，降低其生产成本最有效的途径。
转炉挡渣出钢技术方法一、转炉挡渣出钢“提质降耗”在转炉炼钢生产中，炉内冶炼时产生大量熔融状态的炉渣。
这些炉渣会随着转炉的出钢流入钢包中，进而影响钢包耐火材料的寿命；造成钢水回硫、回磷，影响钢水质量；增加炉后铁合金的消耗，增加后续工序合成渣的用量，延长精炼工序处理时间。
因此，在转炉出钢时，应采用挡渣出钢技术以严格控制转炉的下渣量。
自1970年日本新日铁发明了挡渣球以来，为了提高转炉出钢过程的挡渣效果，减少下渣量，国内外有关工作者在挡渣技术方面进行了大量的探索，相继发明了挡渣球法、挡渣塞法、挡渣料法、滑板法、气动挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法等几十种挡渣方法，并结合炼钢生产实际情况不断加以改进，挡渣效果逐渐优化。
实践证明，转炉出钢口滑动水口挡渣技术以机械或液压方式开启或关闭出钢口，以达到挡渣目的，可以有效控制前期和后期下渣，挡渣成功率可以达到100%，相对其他挡渣技术，挡渣效果最优。
二、转炉出钢口滑动水口应合理选材转炉出钢口内水口：铝锆碳质性能较优。
考虑到转炉的特殊冶炼环境，目前市场上转炉出钢口内水口材质主要以不烧镁碳质为主，其成分大体类似于转炉出钢口砖，其使用寿命在30炉～80炉。
已有科研工作者开始尝试研究镶嵌氧化锆复合内水口，其使用寿命有望达到120炉以上，甚至与转炉出钢口耐火砖同步。
有研究曾将不烧铝锆碳材质的内水口与不烧镁碳材质的内水口在某钢企120吨转炉进行使用对比，结果发现相同使用寿命的情况下，铝锆碳质内水口使用效果明显好于镁碳质的内水口，主要表现在扩孔小且均匀，用后子母口端面放射状裂纹相对少而小。
转炉炼钢工艺流程介绍
转炉炼钢工艺流程介绍
转炉炼钢是一种常见的钢铁生产工艺，下面是其工艺流程的介绍：
1. 铁水预处理：首先，将铁水经过除渣工序，去除其中的杂质和非金属物质，提高炉内的纯净度和质量。
2. 转炉兑炉：之后，将预处理后的铁水加入转炉中，同时加入适量的废钢、废铁等回收材料。
这些回收材料能够提供多种元素和合金，有助于调整并优化转炉内的化学成分。
3. 吹氧气：然后，通过吹氧装置向转炉中喷吹氧气。
氧气与铁水中的杂质反应生成氧化物，如氧化碳、氧化硅等，这些氧化物随废气排出转炉。
4. 炼钢反应：转炉内的铁水经过吹氧反应后，温度升高，同时炉内的化学反应也进行着。
在高温和高氧气作用下，铁水中的碳、硅等元素会逐渐氧化和燃烧，生成气体和渣。
5. 加入合金：根据需要，再加入一定量的合金，如镍、铬、锰等。
合金的加入可以调整钢的成分和性能，改善钢的质量。
6. 钢包炉脱氧：在转炉炼钢过程中，钢中可能还含有一定量的氧气。
为了降低钢中的氧含量，通常还需将钢浇入预先加入了脱氧剂的钢包炉中，并进行搅拌。
脱氧剂能与钢中的氧气反应生成气体，进一步减少钢中的氧含量。
7. 出钢和连铸：最后，将炼制好的钢浇入连铸机中，进行连续铸造，制成钢坯。
这些钢坯经过后续的轧制和加工，可制成各种形状和规格的钢材。
值得注意的是，转炉炼钢是一个复杂的过程，涉及到许多工艺参数和控制指标，操作人员需要根据实际情况进行调整和控制，以达到所需的钢材质量。
转炉炼钢钢渣处理概况
1文献综述1.1转炉炼钢钢渣处理概况1.1.1钢渣来源刚刚钢渣特指在炼钢过程时排出的熔渣，主要是指在吹炼过程中金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。
一般渣量是钢产量的8%~15%[1]。
钢渣的主要化学成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、f-CaO，对于一些特殊的冶炼钢种，其钢渣中还含有V2O5、TiO2等。
钢渣中Fe的氧化物以FeO和Fe2O3形式存在，而以FeO为主，总量在25%以下。
如表2-1为常见各种钢渣的成分[2]。
表1-1钢渣的化学成分（%）钢渣的矿物组成与钢渣的化学成分有关，特别是取决于钢渣的碱度（CaO与SiO2的比）。
在我国主要以转炉炼钢为主，因此大部分钢渣为转炉炼钢渣。
矿物按下式反应：2（CaO·RO·SiO2）+CaO→3CaO·RO·2 SiO2+RO3（CaO·RO·SiO2）+CaO→2（2CaO·SiO2）+RO2CaO·SiO2）+CaO→3CaO·SiO2其中RO代表二价金属（一般为Mg2+、Fe2+、Mn2+）氧化物的连续固熔体。
在炼钢初期，碱度比较低，钢渣的矿物组成主要是钙镁橄榄（CaO·MgO·SiO2），其中的镁可被锰和铁所代替。
当碱度提高时，橄榄石吸收氧化钙变成蔷薇辉石（3CaO·RO·2SiO2），同时放出RO相（CaO·MnO·FeO的固熔体）。
再进一步增加石灰含量，则生成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和硅酸三钙（3CaO·SiO2）。
在吹炼末期，氧化物增加的速度很快，这个时候，硅酸三钙（3CaO·SiO2）会随温度变化分解成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和氧化钙（CaO），还会生成一部分铁酸二钙（2CaO·Fe2O3）。
钢铁冶炼中的转炉钢渣处理技术
钢铁冶炼中的转炉钢渣处理技术钢铁冶炼是重工业生产中的重要环节之一，其产生的钢渣处理技术对整个工业链的环保安全和经济效益都有着重要影响。
在钢铁冶炼过程中，转炉钢渣处理技术是一种常见的处理方式，本文将对转炉钢渣处理技术进行详细介绍。
一、转炉钢渣生成原因钢铁冶炼过程中，将生铁和废钢放入转炉中进行冶炼，转炉中加入的生料在高温下熔融，氧化生成气体和钢渣。
钢渣是指在钢铁冶炼过程中，从熔炼金属中分离出来的杂质物质，它是熔体和熔渣中的一部分物质。
而转炉钢渣则是指在转炉冶炼过程中产生的钢渣。
二、转炉钢渣组成以及处理方式转炉钢渣主要由氧化物和还原物质组成，包括氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝等，还有少量的碳酸盐、硅酸盐、氧化钾、氧化钠等。
不同氧化物的含量和比例不同，对应着钢渣的不同性质。
转炉钢渣处理技术主要包括常规方法和新型方法。
常规方法包括混合熔炼、渣铸、风冷、半干法处理、干法处理等，这些处理方法主要是通过钢渣的物化性质差异，采用相应的方法将其分离，保留其中有用的物质。
渣铸方法是把热钢渣倒入浇铸模型中，冷却后从模具中取出，得到经过初步分离的钢渣块。
这种处理方法不仅可以将有用的物质得到回收利用，还可以减少运输和处理的成本。
风冷方法则是将熔融的钢渣放入钢渣散落区内，通过冷却吹风使其迅速冷却硬化并散落。
这种方法具有成本低、空间占用少、对环境污染小等特点，但处理效率较低。
半干法处理和干法处理是化学方法，将熔融的钢渣加入反应器中，加入石灰石等化学剂，使钢渣成为固态。
这种方式不仅可以减少钢渣的体积，还可以回收其中的有价值的物质。
三、传统转炉钢渣处理存在的问题虽然传统转炉钢渣处理技术在一定程度上解决了钢渣处理的问题，但其存在着许多问题，主要表现在以下几个方面：1、难以满足环保要求。
传统的钢渣处理方法，往往会对环境造成一定的危害，例如渣铸处理方式会在周围环境中产生大量灰尘和噪音，而风冷处理方式则会对空气产生一定的污染。
这种处理方式对环境造成的危害大大降低了其应用范围和市场竞争力。
转炉冶炼出钢挡渣
出钢挡渣随着用户对钢材质量要求的日益提高，需要不断提高钢水质量。
减少转炉出钢时的下渣量是改善钢水质量的一个重要方面。
在转炉出钢过程中进行有效的挡渣操作，不仅可以减少钢水回磷，提高合金收得率，还能减少钢中夹杂物，提高钢水清洁度，并可减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命。
与此同时亦可减少耐材消耗，相应提高转炉出钢口耐火材料的使用寿命，还可为钢水精炼提供良好的条件。
转炉吹炼结束向盛钢桶(钢包)内放出钢水而把氧化渣留在炉内的操作。
出钢时使氧化性渣和钢水分离是炉外精炼的要求。
钢包内的二次精炼适于在还原条件下进行。
采用挡渣出钢，避免出钢带渣对提高炉外精炼效果是重要保证。
出钢时，随着钢水面的下降，当钢水深度低于某一临界值时，在出钢口上方会形成漏斗状的汇流旋涡，部分渣子在钢水出完以前就由出钢口流出，这是渣、钢分离不清的根本原因。
另外摇炉过快，有部分渣子由炉口涌出；但这可通过细心操作而避免。
挡渣出钢技术主要是针对汇流旋涡下渣而开发的。
有挡渣球、挡渣塞、高压气挡渣、挡渣阀门、下渣信号检测等各种方法。
挡渣球挡渣球由耐火材料包裹在铁芯外面制成，其密度大于炉渣而小于钢水，因而能浮在渣钢界面处。
出钢时，当钢水已倾出3／4～4／5时，用特定工具伸入炉内将挡渣球放置于出钢口上方。
钢水临近出完时，旋涡将其推向出钢口，将出钢口堵住而阻挡渣子流出。
(图1)为了提高挡渣球的抗急冷急热性能，提高挡渣效率，又研制了石灰质挡渣球。
先在铁芯外包一层耐火纤维，用于起缓冲作用；球的外壳以白云石、石灰等作原料，用合成树脂或沥青等作黏接剂制造。
挡渣球法成功的关键：一是球的密度恰当，即4．3～4．4g／cm3；二是出钢口维护好，保持圆形；三是放置球的位置对准出钢口。
但由于挡渣球的体形，极易随钢流飘浮而离开出钢口，从而失去挡渣作用。
挡渣出钢挡渣塞将挡渣物制成上为倒锥体下为棒状的塞(图2a)。
由于其形状接近于漏斗形，可配合出钢时的钢水流，故比挡渣球效率高。
有的在挡渣塞上部锥体增加小圆槽而下部改为六角锥形(图2b)，以增加抑制旋涡的能力。
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龚 伟 东北大学钢铁冶金研究所 2006年9月 年 月
转炉出钢挡渣的必要性
可以减少钢水回磷,提高合金收得率 可以减少钢水回磷 提高合金收得率; 提高合金收得率 减少钢中夹杂物,提高钢水清洁度 提高钢水清洁度; 减少钢中夹杂物 提高钢水清洁度 可以减少钢包粘渣,提高钢包包龄 提高钢包包龄; 可以减少钢包粘渣 提高钢包包龄 同时可减少耐材消耗; 同时可减少耐材消耗 也可为钢水精炼提供良好的条件。 也可为钢水精炼提供良好的条件。
挡渣塞法
该装置呈陀螺形,粗端有 3个凹槽、6个棱角,能够 破坏钢水涡流,减少涡流 卷渣。其比重与挡渣球 相近,在4.5 ~ 4.7 g/cm3之 间,能浮于钢渣界面,伴随 着出钢过程,逐渐堵住出 钢口,实现抑制涡流和挡 渣的作用。
能抑制涡流的挡渣塞
挡渣料法
• 原理：此法也称硬吹或干渣吹炼法。 原理：此法也称硬吹或干渣吹炼法。 它是在吹炼结束时喷射一种固态混合 提高渣稠度,使渣局部或全部凝固 物,提高渣稠度 使渣局部或全部凝固 提高渣稠度 使渣局部或全部凝固, 以改变渣的流动性来挡渣;或在出钢 以改变渣的流动性来挡渣 或在出钢 口上部渣面投入粒状耐火材料,形成 口上部渣面投入粒状耐火材料 形成 块状堵塞物,防止渣流出 防止渣流出。 块状堵塞物 防止渣流出。
挡渣棒法
• 1983年日新制钢研究成功挡渣棒法。 • 挡渣棒吊在支臂上在炉内可以自由移动, 在即将出完钢时从转炉内部将出钢口塞 住,以挡住炉渣,如再配以荷重器、高频电 流信号,效果更佳。该装置操作与维护较 复杂。
其他Байду номын сангаас法
• • • • 出钢口吹气干扰涡流法 转动悬壁法 挡渣罐挡渣法 均流出钢口法
带保护外壳的红外摄像仪
工作原理
• 红外检测出钢下渣的工作原理是利用红 外频率范围内钢水和炉渣的不同辐射行 为。系统的部件(红外摄像仪微机显示屏 和评估装置)用以连续、实时监控和观察 出钢过程。一旦出现下渣就发出警报并 启动相应的闸板装置。如果没有安装闸 板装置,则系统就向转炉发出信号使其摇 回到更竖直的位置。
挡渣球法
• 原理 ： 利用挡渣球比重介于钢 、 渣之间 在 原理： 利用挡渣球比重介于钢、 渣之间,在 出钢将完时堵住出钢口以阻断渣流入钢包内。 出钢将完时堵住出钢口以阻断渣流入钢包内。 • 缺点：由于挡渣球通常是以随波逐流的方式 缺点： 到达出钢口,而由于钢渣粘性大 而由于钢渣粘性大,挡渣球有时 到达出钢口 , 而由于钢渣粘性大 , 挡渣球有时 不能顺利到达出钢口,或者不能有效地在钢 不能顺利到达出钢口 或者不能有效地在钢 水将流尽时堵住出钢口;另外又由于圆形挡 水将流尽时堵住出钢口 另外又由于圆形挡 渣球完全落到出钢口上,出钢口过早封堵的 渣球完全落到出钢口上 出钢口过早封堵的 几率显著增加,降低了钢水收得率 降低了钢水收得率。 几率显著增加 降低了钢水收得率。
电磁挡渣法
• 日本钢管公司发明了电磁挡渣法，在转 炉出钢口外围安装电磁泵，出钢时启动 电动泵,通过产生的磁场使钢流直径变细, 使在出钢口上方钢液面上发生的吸入涡 流的高度减低，可以有效的防止炉渣通 过出钢口流出。该公司在250t转炉上安 装了能产生约1500G磁场的电磁泵,挡渣 效果显著,出钢时间约20min,钢水温度几 乎不降低。
避渣罩法
避渣罩砌筑在出钢口 出钢时,钢水经耐 处 ,出钢时 钢水经耐 出钢时 材制成的避渣罩侧孔 流入出钢口出钢,由 于避渣罩顶部呈封闭 形式,阻碍了出钢口 上方涡流形成的条件, 上方涡流形成的条件 能有效地防止涡流卷 渣。
滑板法
原理：将类似盛钢桶滑动水口 耐火材料系统移植安装到转炉 出钢口部位,通过操作系统以机 械或液压控制的方式开启或关 闭出钢口,以达到挡渣的目的。 评价：这种装置挡渣效果较好, 但其成本较高。同时由于出钢 口所在的特定位置,使得安装与 拆卸均不方便,且易受吹炼期间 喷溅的影响。
气动挡渣法
主要设备包括封闭出钢口用 的挡渣塞和用来喷吹气体、 起动气缸以及对主体设备进 行冷却保护等所用的供气设 备。挡渣时,挡渣塞头对出钢 口进行机械封闭,塞头端部喷 射高压气体来防止炉渣流出。 此法在迅速性、可靠性和费 用等方面有明显优点。 宝钢第二炼钢厂转炉采用并配有炉渣检测装置,实 现了自动挡渣出钢。