第七章氧气转炉炼钢
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氧气底吹转炉炼钢
锰的变化规律 底吹氧气转炉熔池中[Mn]的变化有两个特点： 吹炼终点钢水残[Mn]比顶吹转炉高;
[Mn]的氧化反应几乎达到平衡;
底吹转炉吹炼终点钢水残[Mn]比顶吹转炉高;
残[Mn]比顶吹转炉高的原因： 渣中(FeO)含量低于顶吹转炉，而且CO分压(约0.04MPa)低于顶吹转炉0.12MPa，顶吹转炉中的[O]活度高于底吹转炉2.5倍。 此外，底吹转炉喷嘴上部氧压高，Si氧化为SiO2并被石灰粉中CaO所固定，这样MnO的活度增大。
9.2 底吹氧气转炉炼钢法
氧气转炉炼钢车间
01
氧气转炉炼钢车间
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点，以便观者准确的理解您传达的思想。
氧气转炉炼钢车间
底吹转炉炼钢法的发展
酸性底吹空气转炉炼钢法 贝塞麦发明的酸性底吹空气转炉炼钢法只能脱碳，但不能脱磷、脱硫。
碱性底吹空气转炉 1878年，托马斯发明了碱性底吹空气转炉，用石灰造渣，能较好地进行脱磷，炉渣可做磷肥．
细金属管多孔塞式： 图4－12MHP供气元件 图4－13 MHP—D型 图4－14 新的类环缝管式 1—母体耐火材料； 金属砖结构 细金属管型供气元件 2—细金属管；3—集气箱； 4—进气箱
3
由于脱碳速度快，前期渣中氧化铁低，故脱磷是在脱碳基本结束后(即吹炼后期)进行的。脱硫主要是在吹炼后半期高碱度炉渣形成后进行的。
4
吹炼中期： 铁水中碳大量氧化，氧的脱碳利用率几乎是100 ％ 。而且铁矿石、铁皮分解出来的氧，也被脱碳反应消耗。这体现了底吹氧气转炉良好的熔池搅拌贯穿整个吹炼过程的特点。所以，渣中(FeO）)含量低于LD转炉，铁合金收得率高。
”
将Pco取为一个大气压，则可简化为：
由于Kc随温度的变化不大，在炼钢温度范围内为一定值，用M代表则可写出： M =[%C]·[%O] (8—7) M称为碳氧浓度积，它具有化学反应平衡常数的性质，在一定温度和压力下应是一个常数。
[Mn]的氧化反应几乎达到平衡;
底吹转炉吹炼终点钢水残[Mn]比顶吹转炉高;
残[Mn]比顶吹转炉高的原因： 渣中(FeO)含量低于顶吹转炉，而且CO分压(约0.04MPa)低于顶吹转炉0.12MPa，顶吹转炉中的[O]活度高于底吹转炉2.5倍。 此外，底吹转炉喷嘴上部氧压高，Si氧化为SiO2并被石灰粉中CaO所固定，这样MnO的活度增大。
9.2 底吹氧气转炉炼钢法
氧气转炉炼钢车间
01
氧气转炉炼钢车间
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氧气转炉炼钢车间
底吹转炉炼钢法的发展
酸性底吹空气转炉炼钢法 贝塞麦发明的酸性底吹空气转炉炼钢法只能脱碳，但不能脱磷、脱硫。
碱性底吹空气转炉 1878年，托马斯发明了碱性底吹空气转炉，用石灰造渣，能较好地进行脱磷，炉渣可做磷肥．
细金属管多孔塞式： 图4－12MHP供气元件 图4－13 MHP—D型 图4－14 新的类环缝管式 1—母体耐火材料； 金属砖结构 细金属管型供气元件 2—细金属管；3—集气箱； 4—进气箱
3
由于脱碳速度快，前期渣中氧化铁低，故脱磷是在脱碳基本结束后(即吹炼后期)进行的。脱硫主要是在吹炼后半期高碱度炉渣形成后进行的。
4
吹炼中期： 铁水中碳大量氧化，氧的脱碳利用率几乎是100 ％ 。而且铁矿石、铁皮分解出来的氧，也被脱碳反应消耗。这体现了底吹氧气转炉良好的熔池搅拌贯穿整个吹炼过程的特点。所以，渣中(FeO）)含量低于LD转炉，铁合金收得率高。
”
将Pco取为一个大气压，则可简化为：
由于Kc随温度的变化不大，在炼钢温度范围内为一定值，用M代表则可写出： M =[%C]·[%O] (8—7) M称为碳氧浓度积，它具有化学反应平衡常数的性质，在一定温度和压力下应是一个常数。
氧气底吹转炉炼钢
底吹和顶转炉吹炼过程中[P]的变化
从图可知： Q— BOP底吹脱磷并不 逊色于LD炉。其 原因在底吹喷嘴上 部气体中O2分压高， 产生强制氧化，P 生成PO(气)，并被 固体石灰粉迅速化 合为3CaO· 2O5。 P
B 高磷铁水条件下脱磷反应
可采用留渣法吹炼高磷铁水，将 前炉炉渣留在炉内一部分，前期吹人 石灰总量的35％左右，后期吹入65 %左右造渣，中期不吹石灰粉。前期 可脱去铁水含磷量的50％，吹炼末期 的炉渣为CaO所饱和，供下炉吹炼用。
3.富氧碱性底吹转炉 1950年前后，制氧技术有了大的突破，但底吹 转炉富氧量只用到40％，如再提高，喷嘴寿命就 会降低。（在喷嘴附近发生O2+[C]→2CO的放 热反应）。于是发明了 4 顶吹氧气转炉炼钢法 1952年奥地利开发，但不适于吹 炼高磷铁水， 又发明了。 5 石灰粉法(LD—AC法) 为吹炼高磷铁水，比利时和法国同时发明。 6 卡尔多(Kaldo)法（瑞典） 7 旋转转炉炼钢法（德国）。
4.碱性底吹氧气转炉
1965年加拿大研制了双层管氧气喷 嘴。内管通氧气，内外管间通碳氢化合 物。利用碳氢化合物裂解吸热和形成还 原性气幕冷却保护氧气喷嘴。 1967年德 国引进此喷嘴技术，成功开发了底吹氧 气转炉 (OBM法)。 CmHn=mC+n/2H2 (吸热反应)
氧气顶吹转炉的特点
1）优点 （1）熔炼速度快，生产率高（一炉钢只需20分钟）； （2）热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～ 30%的废钢； （3）钢的品种多，质量好（高低碳钢都能炼Si，S、P、 H、N、O及夹杂含量低）； （4）便于开展综合利用和实现生产过程计算机控制。 2）缺点 如吹损较高（10%，）、所炼钢种仍受一定限制（冶炼含 大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有一定的困难）。 喷溅和返干时有发生，而且吹炼后期熔池的搅拌弱（主要 靠脱碳反应搅拌），钢渣间反应未达平衡，渣中的氧化亚 铁含量高而吹损高、脱氧剂消耗高。
第七章 氧气转炉炼钢
7.3 氧气转炉炼钢工艺
特点 ① 完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热； ② 生产率高(冶炼时间在35分钟左右)； ③ 质量好(气体含量少，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； ④ 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低； ⑤ 原材料适应性强，高P、低P都可以。 ⑥ 冶炼品种多达400个。
对铁水温度的要求： 铁水物理热得占转炉热收入的50%。入炉铁水温度应大于 1200℃～1300℃ ，并且要相对稳定。
⑵ 废钢 废钢量一般是总装入量的10%-30%。既是金属料又是冷却剂
⑶ 铁合金 脱氧剂和合金化元素。
7.1.2 辅助材料
⑴ 造渣材料 ① 石灰(CaO) 作用：脱磷、脱硫、保护炉衬。
⑤ 吹炼中期脱碳反应激烈，渣中(％FeO)降低，致使炉渣熔
点增高和粘度加大，并可能出现稠渣(“返干“)现象。此时应
适当提高枪位，并可加入第二批料(氧化铁皮或矿石)，可考
虑加入萤石，但要防止“喷溅”。
⑥ 吹炼末期，[％C]降低，脱碳反应减弱，火焰变短而透明。 确定吹炼终点，并提枪停止供氧，倒炉测温取样，若碳温合 适，则出钢，否则补吹后出钢。 ⑦ 出钢前挡渣帽，出钢程中加入脱氧剂和铁台金进行脱氧合 金化，在出钢末期加挡渣塞。
第七章 氧气转炉炼钢
7.1 转炉炼钢原辅材料
金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金； 非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。
7.1.1 金属料
⑴铁水 铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。 对铁水要求有：①成分；③温度。 硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学 热增加。 锰(Mn)：是发热元素，有利元素。 磷(P)：是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素， 硫(S)：有害元素。
冶 金 工 程 概 论 第七章 氧气转炉炼钢(设备)
③白云石(CaCO3·MgCO3) 经焙烧可得轻烧白云石（CaO·MgO），白云石的作用如下： 采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣，可减轻炉渣
对炉衬的侵蚀。
溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石保 持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏，出 钢后达到溅渣的要求。 促进前期化渣(生成共熔点化合物，都比C2S的熔点低的多)
供料设备包括：铁水、废钢、铁合金和散状材料(熔剂)供 料设备等
⑴ 铁水供应设备 主要有三种： ① 高炉—铁水罐车—混铁炉—铁水罐—称量—转炉。 ② 高炉—混铁车—铁水罐—称量—转炉。 ③ 高炉—铁水罐车—铁水罐—称量—转炉。
混铁炉：是铁水的中间贮存设备，以协调高炉与转炉之间 铁水供求的不一致性，保证供应及时。同时还有均匀不同高 炉和不同时间的铁水。 混铁车：兼有运送和贮存铁水两种作用，实质上是列车式 的小型混铁炉
氧枪 又名喷枪或吹氧管，担负着向熔池吹氧的任务。 采用循环水冷却的套管结构；由喷头、枪身及尾部结构所 组成。
喷头： 采用紫铜制成，内通高压水强制冷却，均为超音速喷头。 喷头的类型按结构形状，可分为拉瓦尔型、直简型、螺 旋型等；按喷孔数目，可分为单孔、三孔和多孔喷头。
拉瓦尔喷头是：收缩—扩张型喷头，截面最小处为喉口
转炉托圈简图
③ 耳轴 支撑托圈和炉体的载荷，传动扭矩使转炉旋转，耳轴要 求很高的强度和刚度。 耳轴和托圈用法兰盘、螺栓或焊接等方式连接成整体。 ⑵ 倾动机构 作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、
出钢和倒渣等操作的要求
要求：
① 在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连续回转360°， 可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求；
氧气底吹转炉炼钢
其原因在底吹喷嘴上部气体中o产生强制氧化p生成po气并被固体石灰粉迅速化合为3caop30356550cao31底吹转炉中由于搅拌条件好改善了脱硫的动力学条件渣中氧化铁含量又较低因此脱硫率较顶吹转炉高
9.2 底吹氧气转炉炼钢法
氧气转炉炼钢车间
氧气转炉炼钢车间
氧气转炉炼钢车间
底吹转炉炼钢法的发展
(1)
[C]+[O] =CO [Fe]+[O]=[FeO]
ω[O] CO ω[O] FeO
ω[O] CO ＜ω[O] 实 ＜ω[O] FeO
ω[O] 实—ω[O] CO=过剩氧
临界含碳量
底吹转炉中由供氧速率的控制性 环节向钢水中的碳扩散成为控制性环节 转变的碳量要低。如230t底吹转炉为0.3 ％～0.6％，而180t顶吹转炉为0.5％～ 1.0％。因此，底吹转炉具有冶炼低碳钢 的特长。
4.碱性底吹氧气转炉
1965年加拿大研制了双层管氧气喷 嘴。内管通氧气，内外管间通碳氢化合 物。利用碳氢化合物裂解吸热和形成还 原性气幕冷却保护氧气喷嘴。 1967年德 国引进此喷嘴技术，成功开发了底吹氧 气转炉 (OBM法)。 CmHn=mC+n/2H2 (吸热反应)
氧气顶吹转炉的特点
1）优点 （1）熔炼速度快，生产率高（一炉钢只需20分钟）； （2）热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～ 30%的废钢； （3）钢的品种多，质量好（高低碳钢都能炼Si，S、P、 H、N、O及夹杂含量低）； （4）便于开展综合利用和实现生产过程计算机控制。 2）缺点 如吹损较高（10%，）、所炼钢种仍受一定限制（冶炼含 大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有一定的困难）。 喷溅和返干时有发生，而且吹炼后期熔池的搅拌弱（主要 靠脱碳反应搅拌），钢渣间反应未达平衡，渣中的氧化亚 铁含量高而吹损高、脱氧剂消耗高。
9.2 底吹氧气转炉炼钢法
氧气转炉炼钢车间
氧气转炉炼钢车间
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底吹转炉炼钢法的发展
(1)
[C]+[O] =CO [Fe]+[O]=[FeO]
ω[O] CO ω[O] FeO
ω[O] CO ＜ω[O] 实 ＜ω[O] FeO
ω[O] 实—ω[O] CO=过剩氧
临界含碳量
底吹转炉中由供氧速率的控制性 环节向钢水中的碳扩散成为控制性环节 转变的碳量要低。如230t底吹转炉为0.3 ％～0.6％，而180t顶吹转炉为0.5％～ 1.0％。因此，底吹转炉具有冶炼低碳钢 的特长。
4.碱性底吹氧气转炉
1965年加拿大研制了双层管氧气喷 嘴。内管通氧气，内外管间通碳氢化合 物。利用碳氢化合物裂解吸热和形成还 原性气幕冷却保护氧气喷嘴。 1967年德 国引进此喷嘴技术，成功开发了底吹氧 气转炉 (OBM法)。 CmHn=mC+n/2H2 (吸热反应)
氧气顶吹转炉的特点
1）优点 （1）熔炼速度快，生产率高（一炉钢只需20分钟）； （2）热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～ 30%的废钢； （3）钢的品种多，质量好（高低碳钢都能炼Si，S、P、 H、N、O及夹杂含量低）； （4）便于开展综合利用和实现生产过程计算机控制。 2）缺点 如吹损较高（10%，）、所炼钢种仍受一定限制（冶炼含 大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有一定的困难）。 喷溅和返干时有发生，而且吹炼后期熔池的搅拌弱（主要 靠脱碳反应搅拌），钢渣间反应未达平衡，渣中的氧化亚 铁含量高而吹损高、脱氧剂消耗高。
氧气转炉炼钢设备课件(PPT34张)
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转炉护炉技术(溅渣护炉)
炉衬寿命：炉衬寿命影响转炉的工作时间及生产成本。炉 龄是钢厂一重要生产技术指标。 炉衬损坏的原因： ① 铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷； ② 炉渣及钢水的化学侵蚀； ③ 炉衬自身矿物组成分解引起的层裂； ④ 急冷急热等因素。
溅渣护炉是维护炉衬的主要手段； 其基本原理：利用高速氮气射流冲击熔池液面，将MgO饱 和的高碱度炉渣喷溅涂敷在炉衬表面，形成一层具有一定耐 火度的溅渣层。
1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。 2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。 3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。 4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。 5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。 6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。 7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。 8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。 9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。 10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。 11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。 12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。 13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。 14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。 15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。 16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。 17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。 18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。 19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。 20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。 21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。 22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。 23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。 24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。 25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。 26、没有热忱，世间便无进步。 27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。 28、青春如此华美，却在烟火在散场。 29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。 30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。 31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。 32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。 33、只要有信心，人永远不会挫败。 34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。 35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。 36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。 37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。 38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。 39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。 40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。 41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。 42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。 43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。 44、每天告诉自己一次：我真的很不错。 45、人生最大的挑战没过于战胜自己！ 46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。 47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。 48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。 49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。 50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。 51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。 52、汗水是成功的润滑剂。 53、人必须有自信，这是成功的秘密。 54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。 55、只有一条路不能选择――那就是放弃。 56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己 57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。 58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。 59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。 60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。 61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。 62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。 63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。 64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。 65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。 66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。 67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。 68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。 69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。 70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。 71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。 72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。 73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。 74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。 75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。 76、人总是在失去了才知道珍惜！ 77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。 78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。 79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！ 80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。 81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。 82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。 83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。 84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。 85、有梦就去追，没死就别停。 86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。 87、因为一无所有这才是拼下去的理由。 88、只要我还有梦，就会看到彩虹! 89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。 90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。 91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。 92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。 93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。 94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。 95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。 96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。 97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。 98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。 99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。 100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。
氧气转炉炼钢工艺与设备详解
氧气转炉炼钢工艺与设备详解引言氧气转炉炼钢工艺是一种利用氧气强力吹炼铁水和废钢材的炼钢方式，该方法可以快速炼制出高品质的钢材，因此被广泛应用于钢铁行业中。
本文将详细介绍氧气转炉炼钢工艺以及相关设备的工作原理和使用方法。
氧气转炉炼钢工艺氧气转炉炼钢工艺是一种利用氧气进行炼钢的方法。
这种方法可以将炼钢工艺区分为两个步骤：冶炼和炼钢。
在冶炼的阶段，废钢材和铁水被倒入氧气转炉，使用强力氧气吹炼液体中的废钢材和杂质，在不断加入氧气的情况下，使炉中的融合物达到熔化和混合的状态，这种状态被称为“混炼状态”。
当达到混炼状态后，就进入炼钢的阶段。
在这个阶段中，炉中的融化物会根据钢材的牌号和要求进行适当的合成和调整。
持续不断的吹氧会使汽泡连续生成并升至炉面，使钢水和钢渣之间迅速分离。
氧气转炉炼钢设备氧气转炉氧气转炉是氧气转炉炼钢工艺中的核心设备，它是一种大型的炉体设备。
氧气转炉上部为圆锥形而下部为圆柱形，由大量钢板和钢桶组成，能够承受高温高压下的化学反应和物理变化。
氧气转炉中的内衬具有高温耐磨特性，并且具有防止氧气泄漏的作用。
预热室预热室是氧气转炉炼钢工艺中的另一个关键设备。
预热室位于氧气转炉的顶部，可以为转炉提供1500度以上的高温空气，以便预先热处理冶炼物的杂质。
预热室还能够提供稳定的氧气和炉气。
净料设备净料设备是氧气转炉炼钢工艺中的一个非常重要的设备。
它被用于将废钢和铁水倒入氧气转炉中进行冶炼。
实际上，净料设备可以有各种形式，如人工倒料、自动倒料和提前预热杂质等。
氧气站氧气转炉炼钢工艺中的氧气站是一种通过氧气泵将氧气输送到管道系统中的设备。
氧气站可以使用压缩氧气或重气提取氧气，并且也应该保证其与氧气管道的合适压力。
除此之外，氧气站应该保持正常的水压和流量。
吹氧管道吹氧管道是氧气转炉炼钢工艺中的一个重要组成部分。
它被用来将氧气输送到转炉中，实现燃烧和炼钢反应。
因此，在吹氧管道中，应该保证其与氧气站的合适连接和合适的氧气流量。
第七章氧气转炉炼钢(工艺部分)
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11、现今，每个人都在谈论着创意，坦白讲，我害怕我们会假创意之名犯下一切过失。21.9.1017:53:5217:53Sep-2110-Sep-21
▪
12、在购买时，你可以用任何语言；但在销售时，你必须使用购买者的语言。17:53:5217:53:5217:53Friday, September 10, 2021
对铁水温度的要求： 铁水物理热得占转炉热收入的50%。入炉铁水温度应大于 1200℃～1300℃ ，并且要相对稳定。
⑵ 废钢 废钢量一般是总装入量的10%-30%。既是金属料又是冷却剂
⑶ 铁合金 脱氧剂和合金化元素。
7.1.2 辅助材料
⑴ 造渣材料 ① 石灰(CaO) 作用：脱磷、脱硫、保护炉衬。
第Ⅰ期即吹炼前期：Si、Mn含量高，熔池温度低（1500℃以 下)，Si、Mn优先于C剧烈氧化，直至很低含量继续吹炼不再 氧化。而碳的氧化则受到抑制，随Si、Mn含量的降低，熔池 温度迅速上升，脱碳速度逐渐增大。 此时，渣中含有较高的SiO2 、 MnO和FeO，随着温度的升高， 石灰熔化，渣中氧化钙不断上升， SiO2含量相对下降，炉渣 碱度增大， P可被大量氧化，含量迅速降低； 而S则变化不大。
FeO化渣原因：
① FeO熔点本身就低，1369 ℃ ； ② FeO熔为液态，就会使难熔的带有致密壳层的
2CaO·SiO2(C2S)浸泡在溶液中，有利于熔解； ③ FeO会破坏C2S，实际是FeO 置换CaO，使其游离，而生成 的FeO·SiO2。
7.3.2 转炉炼钢过程及熔池内的变化
⑴ 一炉钢的冶炼过程 ① 上炉出完钢后，加改质剂调整炉渣粘度(白云石或轻烧白云 石)，溅渣护炉后倒完残余炉渣，然后堵出钢口。 ② 加入底石灰，减缓废钢对炉衬的冲击。 ③ 装入废钢和铁水后，摇正炉体，下降氧枪至规定枪位，开 始吹炼。同时加入造渣材料，约占2/3～1/2。 ④ 当氧流与熔池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为“点 火，点火后约几分钟，初渣形成并覆盖于熔池面。随着硅、锰、 磷、碳的氧化，熔池温度升高，火焰亮度增加，炉渣起泡，并 有小铁粒从炉口喷溅出来，此时应适当降低枪位。
氧气转炉炼钢流程
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第七章 氧气转炉炼钢(工艺部分)
② “软吹” 概念：当枪位较高时，氧气流股对液面的冲击力较低。金 属液被冲击或一个浅坑，而冲击面积较大。被击碎的金属液滴 从浅坑沿切线喷出的方向较平，熔池内金属液的循环运动较弱， 较平稳。 提枪化渣：在“软吹”情况下，由于熔池搅拌较弱，因而 金属液的氧化减慢，脱碳速度降低。但此时渣中氧化铁含量较 高，有利于化渣幻灯片 8。
采用恒压变抢操作：
① “硬吹” 概念：当枪位较低时，氧流对液面有较高的冲击压力，金 属液被冲击成一深坑。此时，氧流作用区(冲击面积)较小，一 部分金属液被粉碎成液滴，从深坑中沿切线方向喷溅出来，送 入熔池上面空间被大量氧化，然后又被卷入熔池，使熔池受到 强烈的搅拌而进行着循环运动。 降枪脱碳升温：在“硬吹”情况下，由于金属液的强烈循 环运动，加速了金属熔池的氧化，脱碳速度增加。但此时渣中 氧化铁含量低，对化渣不利。
⑤ 吹炼中期脱碳反应激烈，渣中(％FeO)降低，致使炉渣熔 点增高和粘度加大，并可能出现稠渣(“返干“)现象。此时应 适当提高枪位，并可加入第二批料(氧化铁皮或矿石)，可考 虑加入萤石，但要防止“喷溅”。 ⑥ 吹炼末期，[％C]降低，脱碳反应减弱，火焰变短而透明。 确定吹炼终点，并提枪停止供氧，倒炉测温取样，若碳温合 适，则出钢，否则补吹后出钢。 ⑦ 出钢前挡渣帽，出钢程中加入脱氧剂和铁台金进行脱氧合 金化，在出钢末期加挡渣塞。
7.3 氧气转炉炼钢工艺
特点 ① 完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热； ② 生产率高(冶炼时间在35分钟左右)； ③ 质量好(气体含量少，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； ④ 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低； ⑤ 原材料适应性强，高P、低P都可以。 ⑥ 冶炼品种多达400个。
冶金工程概论第07章氧气转炉炼钢(设备)
③ 耳轴 支撑托圈和炉体的载荷，传动扭矩使转炉旋转，耳轴要 求很高的强度和刚度。 耳轴和托圈用法兰盘、螺栓或焊接等方式连接成整体。
⑵ 倾动机构 作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、 出钢和倒渣等操作的要求
要求：
① 在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连续回转360°， 可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求； ② 安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也可继续工作， 维持到一炉钢结束； ③ 适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。
冶金工程概论第07章氧气转炉炼钢(设备)
第 七 章 氧 气 转 炉 炼 钢
7.1 转炉炼钢原料
金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金； 非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。 7.1.1 金属料
⑴铁水 铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。对铁水要求 主要有：成分要求、温度要求 1）成分要求 硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加，一般 0.4-0.8%。 锰(Mn)：是发热元素，有利元素，一般0.2-0.4%。 磷(P)：是高发热元素，一般为有害元素，不加限制，尽量低且稳定。 硫(S)：一般为有害元素，[%S]<0.05。
⑵ 氧气顶吹转炉烟气的处理 处理般过程包括三部分： ① 对含有大量CO的高温炉气的处理； ② 然后对出炉口后的烟气进行收集和冷却； ③ 将冷却后的烟气进行净化。
氧气顶吹转炉烟气的净化处理方式主要分两大类：
① 燃烧法： 原理：即在炉气离开炉口进入烟罩时，使其与大量空气 混合，使炉气中的CO全部燃烧。采用较大的空气过剩系数。利用过剩的空气和水 冷烟道对烟气冷却，然后进入文氏管湿法净化系统进一步冷却，最后排入大气。 特点：这种方法不能回收煤气和余热。炉气的化学热和物理热全部浪费掉了，而 且由于吸入空气量大，进入净化系统的烟气量大大增加，使设备占地面积大，投资 和生产费用比未燃法高。但因不回收煤气，烟罩结构和净化系统的操作、控制较简 单。
氧气转炉炼钢(设备)
第七章 氧气转炉炼钢
7.2 转炉设备
转炉炼钢：转炉、转炉倾动机构、供料系统、供氧系统、 烟气净化与回收系统、钢包及钢包回转台、渣罐及台车
钢包及钢包台车：钢包用于盛装钢水；钢包台车将钢水运 送到不同的加工、处理地点。 渣罐及台车：渣罐用于盛装热炉渣；钢渣台车将热炉渣运 送到不同的加工、处理地点。
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。08:5 5:2908: 55:2908 :553/2 3/2022 8:55:29 AM
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 22.3.23 08:55:2 908:55 Mar-22 23-Mar-22
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 08:55:2 908:55: 2908:5 5Wednesday, March 23, 2022
⑵ 倾动机构 作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、 出钢和倒渣等操作的要求
要求： ① 在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连 续回转360°，可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连 锁要求； ② 安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也 可继续工作，维持到一炉钢结束； ③ 适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 22年3 月上午8 时55分 22.3.23 08:55 March 23, 2022
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 22年3 月23日 星期三8 时55分 29秒08 :55:292 3 March 2022
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9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 8时55 分29秒 上午8时 55分08 :55:292 2.3.23
7.2 转炉设备
转炉炼钢：转炉、转炉倾动机构、供料系统、供氧系统、 烟气净化与回收系统、钢包及钢包回转台、渣罐及台车
钢包及钢包台车：钢包用于盛装钢水；钢包台车将钢水运 送到不同的加工、处理地点。 渣罐及台车：渣罐用于盛装热炉渣；钢渣台车将热炉渣运 送到不同的加工、处理地点。
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。08:5 5:2908: 55:2908 :553/2 3/2022 8:55:29 AM
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⑵ 倾动机构 作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、 出钢和倒渣等操作的要求
要求： ① 在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连 续回转360°，可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连 锁要求； ② 安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也 可继续工作，维持到一炉钢结束； ③ 适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 22年3 月上午8 时55分 22.3.23 08:55 March 23, 2022
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 22年3 月23日 星期三8 时55分 29秒08 :55:292 3 March 2022
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第七章氧气转炉炼钢
•⑵ 氧化剂 •① 氧气 •转炉炼钢的主要氧源，氧气纯度，超过98%；氧气压力要稳 定，0.6～1.5MPa之间。 •② 铁矿石和氧化铁皮 •氧化铁有利于化渣和冷却作用
•⑶ 冷却剂 作用：准确命中转炉终点温度。 种类：废钢、氧化铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿、石灰 石等。 •⑷ 增碳剂 •种类：木炭、电极粉、焦炭粉、生铁等。
第七章氧气转炉炼钢
第七章氧气转炉炼钢
•⑵ 吹炼过程熔池内金属、炉渣成分和温度变化 整个吹炼过程分为三期来描述，碳的氧化过程明显的分为 三个阶段： ➢ 吹炼前期：脱碳速度缓慢，其速度随吹炼时间的延长而几 乎成直线增加； ➢ 吹炼中期：脱碳迅速，其速度达最大值，且几乎不变； ➢ 吹炼后期：脱碳反应衰弱，其速度随吹炼时间而直线下降。
第七章氧气转炉炼钢
•⑤ 吹炼中期脱碳反应激烈，渣中(％FeO)降低，致使炉渣熔 点增高和粘度加大，并可能出现稠渣(“返干“)现象。此时应 适当提高枪位，并可加入第二批料(氧化铁皮或矿石)，可考 虑加入萤石，但要防止“喷溅”。 •⑥ 吹炼末期，[％C]降低，脱碳反应减弱，火焰变短而透明。 确定吹炼终点，并提枪停止供氧，倒炉测温取样，若碳温合 适，则出钢，否则补吹后出钢。 •⑦ 出钢前挡渣帽，出钢程中加入脱氧剂和铁台金进行脱氧 合金化，在出钢末期加挡渣塞。
第七章氧气转炉炼钢
7.3 氧气转炉炼钢工艺
特点 •① 完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热； •② 生产率高(冶炼时间在35分钟左右)； •③ 质量好(气体含量少，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； •④ 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低； •⑤ 原材料适应性强，高P、低P都可以。 •⑥ 冶炼品种多达400个。
•第Ⅱ期即吹炼中期： Si、Mn含量很低，熔池温度上升到 1500℃，脱碳反应剧烈进行，同时由于泡沫渣和乳化液的形 成，加速了传质过程，使脱碳速度达最大值且几乎为定值。 吹入的氧全部消耗于碳的氧化，而且渣中的(FeO)也被消耗 于脱碳，因而使渣中(FeO) 含量降低，引起回锰和回磷。
第七章氧气转炉炼钢
第七章氧气转炉炼钢
•② “软吹” 概念：当枪位较高时，氧气流股对液面的冲击力较低。金 属液被冲击或一个浅坑，而冲击面积较大。被击碎的金属液滴 从浅坑沿切线喷出的方向较平，熔池内金属液的循环运动较弱， 较平稳。 提枪化渣：在“软吹”情况下，由于熔池搅拌较弱，因而 金属液的氧化减慢，脱碳速度降低。但此时渣中氧化铁含量较 高，有利于化渣幻灯片 8。
第七章氧气转炉炼钢
目前国内采用三种：定量装入、定深装入和分阶段定量装入 法。 •① 定量装入指整个炉役期间，保证金属料装入量不变； •② 定深装入指整个炉役期间，随着炉子容积的增大依次逐渐 增大装入量，保证每炉的金属熔池深度不变； •③ 分阶段定量装入法指将整个炉按炉膛的扩大程度划分为若 干阶段，每个阶段实行定量装入法。
第七章氧气转炉炼钢
⑶ 供氧制度
概念：使氧气流股最合理的供给 熔池，创造良好的物理化学反应条 件。 主要内容：确定合理的喷头结构、 供氧强度、氧压和枪位控制。
第七章氧气转炉炼钢
•① 氧枪喷头：氧气以两倍左右的声速喷出拉瓦尔喷管，射 入转炉炉膛内，是具有化学反应的逆向流中非等温超声速湍 流射流运动。 •② 供氧强度：是单位时间内每吨金属的耗氧量，一般供氧 强度为3.0～5.0m3/t·min。 •③ 氧压：为保证射流出口速度达到超声速，并使喷头出口 处氧压稍高于炉膛内炉气压力，一般转炉的氧气工作压力为 0.8～1.2MPa。 •④ 枪位控制：恒压变枪、桓枪变压、变枪变压、在我国， 多半采用恒压变枪操作。
•② 终点温度要求： •出钢温度过低，浇铸时会造成断浇，甚至使全炉钢回炉处理； •出钢温度过高，钢中气体和非金属夹杂物增加，炉衬和氧枪寿 命降低，甚至造成浇铸时漏钢。
第七章氧气转炉炼钢
⑸ 终点控制与出钢合金化
终点控制：终点温度和成分的控制。 终点控制：自动控制和经验控制
•① 出钢：当钢水成分和温度达到出钢要求后，便可摇炉将钢 水通过出钢口倒入钢包中。应注意：红色出钢，保持适宜的出 钢时间、挡渣出钢。 •② 脱氧及合金化：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浇铸，必须对钢水进行脱氧。同时，为 了使钢达到性能要求，还需向钢水中加入一种或几种合金元素。
第七章氧气转炉炼钢
•③白云石(CaCO3·MgCO3) •经焙烧可成为轻烧白云石，其主要成分为CaO·MgO ➢ 采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣，可减轻炉 渣对炉衬的侵蚀。 ➢ 溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石 保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏， 出钢后达到溅渣的要求。 ➢ 促进前期化渣(生成共熔点化合物，都比C2S的熔点低的多)
第七章氧气转炉炼钢
常用的造渣方法：单渣法、双渣法和双渣留渣法
•① 单渣法：整个吹炼过程中只造一次渣中途不倒渣、不扒渣， 直到吹炼终点出钢(低Si、P)。 •② 双渣法：整个吹炼过程个需要倒出或扒出约1/2～1/3炉渣， 然后加入料渣重新造渣(高Si、P)。 •③ 双渣留渣法：将双渣法操作的高碱度、高氧化铁、高温流 动性好的终渣留一部分在炉内，然后在下一炉吹炼第一期结 束时倒出，重新造渣。
•⑴ 一炉钢的冶炼过程 •① 上炉出完钢后，加改质剂调整炉渣粘度(白云石或轻烧白云 石)，溅渣护炉后倒完残余炉渣，然后堵出钢口。 •② 加入底石灰，减缓废钢对炉衬的冲击。 •③ 装入废钢和铁水后，摇正炉体，下降氧枪至规定枪位，开 始吹炼。同时加入造渣材料，约占2/3～1/2。 •④ 当氧流与熔池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为“点 火，点火后约几分钟，初渣形成并覆盖于熔池面。随着硅、锰、 磷、碳的氧化，熔池温度升高，火焰亮度增加，炉渣起泡，并 有小铁粒从炉口喷溅出来，此时应适当降低枪位。
第七章氧气转炉炼钢
⑵ 造渣制度 概念：是确定合适的造渣方法、渣料的种类、渣料的加入数 量和时间以及加速成渣的措施，以达到去除磷硫、减少喷溅、 保护炉衬、减少终点氧及金属损失的目的。
•① 碱度(R)：终渣碱度在3.0～4.0之间，是炉渣去除硫、磷能 力大小的主要标志。 •② 石灰加入量：根据铁水中Si、P含量及终渣碱度R来确定。 •③ 白云石或轻烧白云石造渣：代替部分石灰造渣，提高渣中 (MgO)含量，以减少炉衬中MgO向炉渣转移，促进前期化渣。 •④ 萤石：助熔剂，化渣快，效果明显。
第七章氧气转炉炼钢
2020/12/5
第七章氧气转炉炼钢
•7.1 转炉炼钢原辅材料
金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金； 非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。
•7.1.1 金属 料•⑴ 铁 水 •铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。 对铁水要求有：①成分；③温度。 •硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学 热增加。 •锰(Mn)：是发热元素，有利元素。 •磷(P)：是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素， •硫(S)：有害元素。
•由于温度升高， (FeO) 含量降低，再加上脱碳反应对钢 渣的强烈搅拌，均有利于脱硫，因此硫含量明显下降。
•第Ⅲ期即吹炼后期：金属中的含碳量已降低到0.5%以下，脱 碳速度减小，并随吹炼时间的推移而直线下降。钢中的[O]及 渣中(FeO)相应增加，使钢液中的Mn和P再次被氧化而含量降 低。 •同时，由于温度高，炉渣碱度高、流动性好，故后期硫含量 下降。
第七章氧气转炉炼钢
⑷ 温度制度
任务：将钢水温度升至出钢温度。 温度控制包括：吹炼过程熔池温度(目的是使吹炼过程升温 均衡，保证操作顺利进行)和终点钢水温度的控制(目的是保证 合格的出钢温度)。
•① 温度控制措施 •熔池升温：降枪脱C、氧化熔池金属铁。 •熔池降温：加冷却剂(矿石、球团矿、氧化铁皮、废钢)；
第七章氧气转炉炼钢
FeO化渣原因： •① FeO熔点本身就低，1369 ℃ ； •② FeO熔为液态，就会使难熔的带有致密壳层的 2CaO·SiO2(C2S)浸泡在溶液中，有利于熔解； •③ FeO会破坏C2S，实际是FeO 置换CaO，使其游离，而生 成的FeO·SiO2。
第七章氧气转炉炼钢
7.3.2 转炉炼钢过程及熔池内的变化
第七章氧气转炉炼钢
•7.3.3 转炉炼钢五大操作制度 五大操作制度：装入制度、造渣制度、供氧制度、温度制 度、终点控制与出钢合金化。
•⑴ 装入制度 概念：确定转炉合理的装入量，合适的铁水废钢比。 装入量：指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量，它是决定 转炉产量、炉龄及其他技术经济指标的主要因素之一。 铁水配比为75％～90％之间。
第七章氧气转炉炼钢
整个吹炼过程分为三个时期：
•第Ⅰ期即吹炼前期：Si、Mn含量高，熔池温度低（1500℃以 下)，Si、Mn优先于C剧烈氧化，直至很低含量继续吹炼不再 氧化。而碳的氧化则受到抑制，随Si、Mn含量的降低，熔池 温度迅速上升，脱碳速度逐渐增大。 •此时，渣中含有较高的SiO2 、 MnO和FeO，随着温度的升 高，石灰熔化，渣中氧化钙不断上升， SiO2含量相对下降， 炉渣碱度增大， P可被大量氧化，含量迅速降低； •而S则变化不大。
第七章氧气转炉炼钢
7.3.1 氧气转炉的供氧特征
⑴ 氧气转炉中的顶吹供氧，是使用拉瓦尔喷头的水冷 氧枪将纯氧以500m/S左右的超音速射流从上而下吹入熔池， 供氧的同时还搅动熔池，加快钢液的传质和传热。
•⑵ 冲击深度和冲击面积 •是指氧气射流冲击到熔池面上，当射流压力大于维持液面 静平衡状态的炉内压力时，渣层被吹开，并把铁水挤开而 形成凹坑。凹坑的上沿面积即称为冲击面积，而凹坑的最 底点到熔池表面的距离，称为冲击深度幻灯片 10。
•脱氧剂：Fe-Mn 、 Si 、 Al等
第七章氧气转炉炼钢
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
•⑵ 氧化剂 •① 氧气 •转炉炼钢的主要氧源，氧气纯度，超过98%；氧气压力要稳 定，0.6～1.5MPa之间。 •② 铁矿石和氧化铁皮 •氧化铁有利于化渣和冷却作用
•⑶ 冷却剂 作用：准确命中转炉终点温度。 种类：废钢、氧化铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿、石灰 石等。 •⑷ 增碳剂 •种类：木炭、电极粉、焦炭粉、生铁等。
第七章氧气转炉炼钢
第七章氧气转炉炼钢
•⑵ 吹炼过程熔池内金属、炉渣成分和温度变化 整个吹炼过程分为三期来描述，碳的氧化过程明显的分为 三个阶段： ➢ 吹炼前期：脱碳速度缓慢，其速度随吹炼时间的延长而几 乎成直线增加； ➢ 吹炼中期：脱碳迅速，其速度达最大值，且几乎不变； ➢ 吹炼后期：脱碳反应衰弱，其速度随吹炼时间而直线下降。
第七章氧气转炉炼钢
•⑤ 吹炼中期脱碳反应激烈，渣中(％FeO)降低，致使炉渣熔 点增高和粘度加大，并可能出现稠渣(“返干“)现象。此时应 适当提高枪位，并可加入第二批料(氧化铁皮或矿石)，可考 虑加入萤石，但要防止“喷溅”。 •⑥ 吹炼末期，[％C]降低，脱碳反应减弱，火焰变短而透明。 确定吹炼终点，并提枪停止供氧，倒炉测温取样，若碳温合 适，则出钢，否则补吹后出钢。 •⑦ 出钢前挡渣帽，出钢程中加入脱氧剂和铁台金进行脱氧 合金化，在出钢末期加挡渣塞。
第七章氧气转炉炼钢
7.3 氧气转炉炼钢工艺
特点 •① 完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热； •② 生产率高(冶炼时间在35分钟左右)； •③ 质量好(气体含量少，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； •④ 冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低； •⑤ 原材料适应性强，高P、低P都可以。 •⑥ 冶炼品种多达400个。
•第Ⅱ期即吹炼中期： Si、Mn含量很低，熔池温度上升到 1500℃，脱碳反应剧烈进行，同时由于泡沫渣和乳化液的形 成，加速了传质过程，使脱碳速度达最大值且几乎为定值。 吹入的氧全部消耗于碳的氧化，而且渣中的(FeO)也被消耗 于脱碳，因而使渣中(FeO) 含量降低，引起回锰和回磷。
第七章氧气转炉炼钢
第七章氧气转炉炼钢
•② “软吹” 概念：当枪位较高时，氧气流股对液面的冲击力较低。金 属液被冲击或一个浅坑，而冲击面积较大。被击碎的金属液滴 从浅坑沿切线喷出的方向较平，熔池内金属液的循环运动较弱， 较平稳。 提枪化渣：在“软吹”情况下，由于熔池搅拌较弱，因而 金属液的氧化减慢，脱碳速度降低。但此时渣中氧化铁含量较 高，有利于化渣幻灯片 8。
第七章氧气转炉炼钢
目前国内采用三种：定量装入、定深装入和分阶段定量装入 法。 •① 定量装入指整个炉役期间，保证金属料装入量不变； •② 定深装入指整个炉役期间，随着炉子容积的增大依次逐渐 增大装入量，保证每炉的金属熔池深度不变； •③ 分阶段定量装入法指将整个炉按炉膛的扩大程度划分为若 干阶段，每个阶段实行定量装入法。
第七章氧气转炉炼钢
⑶ 供氧制度
概念：使氧气流股最合理的供给 熔池，创造良好的物理化学反应条 件。 主要内容：确定合理的喷头结构、 供氧强度、氧压和枪位控制。
第七章氧气转炉炼钢
•① 氧枪喷头：氧气以两倍左右的声速喷出拉瓦尔喷管，射 入转炉炉膛内，是具有化学反应的逆向流中非等温超声速湍 流射流运动。 •② 供氧强度：是单位时间内每吨金属的耗氧量，一般供氧 强度为3.0～5.0m3/t·min。 •③ 氧压：为保证射流出口速度达到超声速，并使喷头出口 处氧压稍高于炉膛内炉气压力，一般转炉的氧气工作压力为 0.8～1.2MPa。 •④ 枪位控制：恒压变枪、桓枪变压、变枪变压、在我国， 多半采用恒压变枪操作。
•② 终点温度要求： •出钢温度过低，浇铸时会造成断浇，甚至使全炉钢回炉处理； •出钢温度过高，钢中气体和非金属夹杂物增加，炉衬和氧枪寿 命降低，甚至造成浇铸时漏钢。
第七章氧气转炉炼钢
⑸ 终点控制与出钢合金化
终点控制：终点温度和成分的控制。 终点控制：自动控制和经验控制
•① 出钢：当钢水成分和温度达到出钢要求后，便可摇炉将钢 水通过出钢口倒入钢包中。应注意：红色出钢，保持适宜的出 钢时间、挡渣出钢。 •② 脱氧及合金化：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浇铸，必须对钢水进行脱氧。同时，为 了使钢达到性能要求，还需向钢水中加入一种或几种合金元素。
第七章氧气转炉炼钢
•③白云石(CaCO3·MgCO3) •经焙烧可成为轻烧白云石，其主要成分为CaO·MgO ➢ 采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣，可减轻炉 渣对炉衬的侵蚀。 ➢ 溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石 保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏， 出钢后达到溅渣的要求。 ➢ 促进前期化渣(生成共熔点化合物，都比C2S的熔点低的多)
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常用的造渣方法：单渣法、双渣法和双渣留渣法
•① 单渣法：整个吹炼过程中只造一次渣中途不倒渣、不扒渣， 直到吹炼终点出钢(低Si、P)。 •② 双渣法：整个吹炼过程个需要倒出或扒出约1/2～1/3炉渣， 然后加入料渣重新造渣(高Si、P)。 •③ 双渣留渣法：将双渣法操作的高碱度、高氧化铁、高温流 动性好的终渣留一部分在炉内，然后在下一炉吹炼第一期结 束时倒出，重新造渣。
•⑴ 一炉钢的冶炼过程 •① 上炉出完钢后，加改质剂调整炉渣粘度(白云石或轻烧白云 石)，溅渣护炉后倒完残余炉渣，然后堵出钢口。 •② 加入底石灰，减缓废钢对炉衬的冲击。 •③ 装入废钢和铁水后，摇正炉体，下降氧枪至规定枪位，开 始吹炼。同时加入造渣材料，约占2/3～1/2。 •④ 当氧流与熔池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为“点 火，点火后约几分钟，初渣形成并覆盖于熔池面。随着硅、锰、 磷、碳的氧化，熔池温度升高，火焰亮度增加，炉渣起泡，并 有小铁粒从炉口喷溅出来，此时应适当降低枪位。
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⑵ 造渣制度 概念：是确定合适的造渣方法、渣料的种类、渣料的加入数 量和时间以及加速成渣的措施，以达到去除磷硫、减少喷溅、 保护炉衬、减少终点氧及金属损失的目的。
•① 碱度(R)：终渣碱度在3.0～4.0之间，是炉渣去除硫、磷能 力大小的主要标志。 •② 石灰加入量：根据铁水中Si、P含量及终渣碱度R来确定。 •③ 白云石或轻烧白云石造渣：代替部分石灰造渣，提高渣中 (MgO)含量，以减少炉衬中MgO向炉渣转移，促进前期化渣。 •④ 萤石：助熔剂，化渣快，效果明显。
第七章氧气转炉炼钢
2020/12/5
第七章氧气转炉炼钢
•7.1 转炉炼钢原辅材料
金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金； 非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。
•7.1.1 金属 料•⑴ 铁 水 •铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。 对铁水要求有：①成分；③温度。 •硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学 热增加。 •锰(Mn)：是发热元素，有利元素。 •磷(P)：是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素， •硫(S)：有害元素。
•由于温度升高， (FeO) 含量降低，再加上脱碳反应对钢 渣的强烈搅拌，均有利于脱硫，因此硫含量明显下降。
•第Ⅲ期即吹炼后期：金属中的含碳量已降低到0.5%以下，脱 碳速度减小，并随吹炼时间的推移而直线下降。钢中的[O]及 渣中(FeO)相应增加，使钢液中的Mn和P再次被氧化而含量降 低。 •同时，由于温度高，炉渣碱度高、流动性好，故后期硫含量 下降。
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⑷ 温度制度
任务：将钢水温度升至出钢温度。 温度控制包括：吹炼过程熔池温度(目的是使吹炼过程升温 均衡，保证操作顺利进行)和终点钢水温度的控制(目的是保证 合格的出钢温度)。
•① 温度控制措施 •熔池升温：降枪脱C、氧化熔池金属铁。 •熔池降温：加冷却剂(矿石、球团矿、氧化铁皮、废钢)；
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FeO化渣原因： •① FeO熔点本身就低，1369 ℃ ； •② FeO熔为液态，就会使难熔的带有致密壳层的 2CaO·SiO2(C2S)浸泡在溶液中，有利于熔解； •③ FeO会破坏C2S，实际是FeO 置换CaO，使其游离，而生 成的FeO·SiO2。
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7.3.2 转炉炼钢过程及熔池内的变化
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•7.3.3 转炉炼钢五大操作制度 五大操作制度：装入制度、造渣制度、供氧制度、温度制 度、终点控制与出钢合金化。
•⑴ 装入制度 概念：确定转炉合理的装入量，合适的铁水废钢比。 装入量：指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量，它是决定 转炉产量、炉龄及其他技术经济指标的主要因素之一。 铁水配比为75％～90％之间。
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整个吹炼过程分为三个时期：
•第Ⅰ期即吹炼前期：Si、Mn含量高，熔池温度低（1500℃以 下)，Si、Mn优先于C剧烈氧化，直至很低含量继续吹炼不再 氧化。而碳的氧化则受到抑制，随Si、Mn含量的降低，熔池 温度迅速上升，脱碳速度逐渐增大。 •此时，渣中含有较高的SiO2 、 MnO和FeO，随着温度的升 高，石灰熔化，渣中氧化钙不断上升， SiO2含量相对下降， 炉渣碱度增大， P可被大量氧化，含量迅速降低； •而S则变化不大。
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7.3.1 氧气转炉的供氧特征
⑴ 氧气转炉中的顶吹供氧，是使用拉瓦尔喷头的水冷 氧枪将纯氧以500m/S左右的超音速射流从上而下吹入熔池， 供氧的同时还搅动熔池，加快钢液的传质和传热。
•⑵ 冲击深度和冲击面积 •是指氧气射流冲击到熔池面上，当射流压力大于维持液面 静平衡状态的炉内压力时，渣层被吹开，并把铁水挤开而 形成凹坑。凹坑的上沿面积即称为冲击面积，而凹坑的最 底点到熔池表面的距离，称为冲击深度幻灯片 10。
•脱氧剂：Fe-Mn 、 Si 、 Al等
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again