炼钢原材料

能使阻碍石灰溶解的2CaO ·SiO2外壳熔点降低，加速石
灰溶解，迅速改善炉渣流动性。萤石助熔的特点是作用快、 时间短，但大量使用会造成严重喷溅，加剧对炉衬的侵 蚀 。
■炼钢用萤石含CaF2要高，含Si02 、 S等杂质要低；应
具有合适的块度，转炉为5一50 mm，电炉为10一80 mm； 使用前应在100一200 ℃的低温下干燥4h以上；萤石需清
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3.2.2 镁质石灰
■镁质石灰是由白云石质石灰石或石灰石与白云石混合煅
烧生产的，其石灰成分中含有5 %一8％的MgO 3.2.3 白云石 生白云石的主要成分为CaCO3 ·MgCO3
3.2.4 萤石
■萤石的主要成分是CaF2，熔点约为930 ℃，在炼钢中作
助熔剂使用 。
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■萤石中的CaF2能与CaO组成共晶体，其熔点为1362 ℃，
强的脱磷、脱硫能力，不损坏炉衬。 对炼钢用石灰有下列基本要求： （1）石灰含CaO要高，含SiO2和S要低；
（2）石灰应保证清洁、干燥、新鲜；
（3）石灰的灼减率应控制在3％左右； （4）石灰应具有合适的块度，块度过大，溶解缓慢，甚 至到吹炼终点还来不及溶解，影响成渣速度且不能发挥作 用；过小的石灰容易被炉气带走，造成浪费。
3.3.3 增碳剂
■电炉冶炼时由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因， 造成冶炼过程中碳含量达不到预期要求，必须对钢液增碳。 ■常用的增碳剂有沥青焦粉、电极粉、焦炭粉、生铁等
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（5）石灰活性度要高。石灰的活性，是指石灰同其他物
质发生反应的能力，用石灰的溶解速度来表示，石灰在高
温炉渣中的溶解能力称为热活性，目前在实验室还没有条 件测定。因此，一般用石灰与水的反应，即石灰的水活性 来近似地反映石灰在炉渣中的溶解速度。活性度越大，石 灰溶解越快，成渣越迅速，反应能力越强 。
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3.1.3 生铁
பைடு நூலகம்
■生铁在电炉中使用，其主要目的在于提高炉料或钢
中的碳含量，并解决废钢来源不足的问题。由于生铁 中含碳及杂质较高，因此，电炉钢炉料中生铁配比通 常为10％一25 %，最高不超过30％。电炉钢对生铁的 要求较高，一般S、P含量要低，Mn含量不能高于2.5
% , Si含量不能高于1.2％。
积、灼减和水活性等
■文献中普遍把煅烧温度过低或煅烧时间过短、含有较多
未分解的CaCO3的石灰，称为生烧石灰；把煅烧温度过高 或时间过长而获得的晶粒粗大、孔隙率低和体积密度大的 石灰，称为硬烧石灰（过烧石灰）；把煅烧温度在1100 ℃左右而获得的晶粒细小、孔隙率高、体积密度小的石灰，
称为软烧石灰（活性石灰）；把介于硬烧石灰和软烧石灰
中产生的废钢锭、坯，铸坯切头、切尾，轧钢切头等。
外购废钢来源复杂，包括加工工业的废料（机械、造 船、汽车等行业的废钢、车屑等）、钢铁制品报废件 （船舶、车辆、机械设备、土建和民用材料等）
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■废钢质量对炼钢技术经济指标有明显影响，从合理
使用和冶炼工艺出发，对废钢的要求如下：
（1）废钢表面应清洁、干燥、少锈，尽量避免带人泥 土、沙石、耐火材料和炉渣等杂质 ； （2）废钢在人炉前应仔细检查，严防混人爆炸物、易 燃物、密闭容器和毒品，严防混人铜、铅、锡、锑、
类型、煅烧温度及其作用时间、所用燃料的类型和数量等
■石灰石中SiO2 、S含量高，则煅烧得到的石灰的有效
CaO含量低，这样会增大石灰用量，增大渣量，增加热损 失，降低钢水收得率 。
■煅烧温度和时间对CaCO3分解速度及石灰质量有重要影
响 。
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■石灰性质对石灰质量也有显著影响，石灰性质包括物理
和化学性质，主要有煅烧度、体积密度、孔隙率、比表面
3.2.7 火砖块 ■火砖块是浇注系统的废弃品，其主要成分为：SiO2约60 % , A12O3约35％。它的作用是用于改善电炉炼钢炉渣的 流动性，特别是对含Mgo高的炉渣，稀释作用比萤石好。 火砖块中的A12O3可改善炉渣的透气性，使氧化渣形成泡 沫而自动流出，促进了氧化期操作的顺利进行。在还原期
3 炼钢原材料
3.1 金属料 3.2 造渣材料 3.3 氧化剂、冷却剂和增碳剂
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■原材料是炼钢的重要物质基础，原材料的质量好坏
对炼钢工艺和钢的质量有直接的影响，采用精料并保
证质量稳定是提高炼钢各项技术经济指标的重要措施 之一，是实现冶炼过程自动化的先决条件 。 ■按性质分类，炼钢原材料可分为金属料、非金属料 和气体。金属料包括铁水（生铁）、废钢、铁合金、
炉渣碱度较高时，用一部分火砖块代替萤石是比较经济的，
用炭粉还原炉渣时钢液也不易增碳。但因降低炉渣碱度， 影响去磷、去硫效果，其用量不能太大 。
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3.3 氧化剂、冷却剂和增碳剂
3.3.1 氧化剂 （1）氧气 ■电炉炼钢在熔化期要吹氧助熔，氧化期要吹氧脱碳，因
此，氧气也是电炉炼钢的最主要的氧化剂。电炉炼钢要求
CaCO3的分解温度为880-910 ℃，分解反应的过程是：
( 1 ) CaCO3微粒破坏，在CaCO3中生成CaO过饱和溶体； ( 2）过饱和溶体分解，生成CaO晶体；( 3 ) CO2气体解吸， 随后向晶体表面扩散 。
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■影响石灰质量的因素很多，其中包括石灰石的化学成分、
晶体结构及物理性质、装人煅烧窑的石灰石块度、煅烧窑
间，提高电炉钢的生产率，还可以满足冶炼优质钢的 要求 。
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3.1.5 铁合金
■铁合金主要用于调整钢液成分和脱除钢中杂质，主
要作炼钢的脱氧剂和合金元素添加剂。铁合金的种类 可分为铁基合金、纯金属合金、复合合金、稀土合金、 氧化物合金。
■电炉常用的铁合金有：Fe一Mn 、 Fe一Si 、 Fe一
Cr 、 Fe一MO 、 Fe一W、 Fe一Ti 、 Fe一V 、Fe一 B 、 Fe -Nb 、 Ni 、 AI等
一部分、甚至全部移到炉外进行。显然，这是一种提高成 渣速度、改善冶金效果的有效措施 。 ■合成造渣剂中的熔剂有氧化铁、氧化锰和其他氧化物、 萤石等。可用一种或几种与石灰粉一起在低温下预制成形，
这种预制料一般熔点较低、碱度高、颗粒小、成分均匀，
在高温下容易碎裂，是效果较好的造渣料 。
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3.2.6 菱镁矿
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3.1.4 直接还原铁
■直接还原铁（DRI）是以铁矿石或精矿粉球团为原
料，在低于炉料熔点的温度下，以气体（CO和H2）
或固体碳作还原剂，直接还原铁的氧化物而得到的金 属铁产品 。
■直接还原铁的含铁量较高，S 、 P含量较低，杂质
较少。电炉炼钢采用直接还原铁代替废钢，不仅可以
解决废钢供应不足的问题，而且可以大大缩短冶炼时
两者性质之间的石灰，称为中烧石灰 。
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■由表3一3可以看出，软烧石灰的晶粒直径比较小（1 2μ m）、比表面积大（大于1.0m2/g）、孔隙率高（46％
一55 %）、体积密度小，因而溶解速度快，反应能力强， 也称为活性石灰 。
■回转窑可以严格控制温度，能保证石灰性质均匀，加之
采用以辐射为主的加热方式，石灰吸硫率低，即使用劣质 燃料也能烧成优质石灰。目前，活性石灰主要由回转窑、 新型竖窑烧成。
洁干燥，不得混有泥沙等杂物。萤石的成分范围为：w
( CaF2）≥85%，w ( SiO2）≤5%，w（CaO）＜3 % , w （S）＜0.10% , w ( P）＜0.06%
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3.2.5 合成造渣剂 ■合成造渣剂是将石灰和熔剂预先在炉外制成的低熔点造
渣材料，然后用于炉内造渣，即把炉内石灰块造渣过程的
直接还原铁及碳化铁（电炉使用）；非金属料包括石
灰、白云石、萤石、合成造渣剂；气体包括氧气、氮 气、氢气等。按用途分类，炼钢原材料可分为金属料、 造渣剂、化渣剂、氧化剂、冷却剂、增碳剂等 。
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3.1 金属料
3.1.1 铁水
3.1.2 废钢
■废钢是转炉炼钢的主要金属料之一，是电炉炼钢的 基本原料。 ■废钢来源复杂，质量差异很大，按来源可分为钢铁 厂返回废钢和外购废钢。返回废钢包括本厂生产过程
的去磷能力。要求氧化铁皮的成分为： w ( TFe）≥70%，
w( SiO2）≤3%，w（S）≤0.04% , w（P）≤0.05% ,w ( H20） ≤0.5%
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■氧化铁皮的含铁量高、杂质少，但豁附的油污和水分较多，
因此，在使用前必须在500 ℃以上的高温下烘烤4h以上。
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3.3.2 冷却剂
砷等有色金属元素；
（3）不同性质的废钢应分类堆放，以避免贵重元素损 失和熔炼出废品； （4）废钢要有明确的化学成分；
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（5）废钢要有合适的块度和外形尺寸 ；
■对于电炉炼钢，过大、过小的废钢对冶炼都将造成
不利的影响，必须对废钢进行加工处理。加工方法有 两种：一种是对过大的废钢进行切割处理，另一种是 对钢屑及轻薄料进行打包压块处理，使压块密度提高 至2500可kg/m3以上
氧气纯度大于98 %，水分少于3g/m3耐，吹氧助熔时氧气 压力应为0.3 -0.7 MPa，氧化脱碳时氧气压力为0.7一1.2 MPa
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（2）铁矿石
■电炉用铁矿石的含铁量要高，因为含铁量越高，密度越大，
人炉后越容易穿过渣层直接与钢液接触，加速氧化反应的进 行。要求矿石成分为：w ( TFe）≥55%，w( SiO2）≤8%，w （S）≤0.1% , w（P）≤0.10% , w（Cu）≤0.3% ,w ( H20） ≤0.5% （3）氧化铁皮 ■电炉用氧化铁皮造渣，可以改善炉渣的流动性，提高炉渣
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■对铁合金的要求如下：
（1）使用块状铁合金时，块度要合适，以控制在10一
40mm为宜，这有利于减少烧损和保证钢水成分均匀 。
（2）在保证钢质量的前提条件下，选用适当牌号的铁 合金，以降低成本。 （3）铁合金使用前要经过烘烤，特别是冶炼含氢量要 求严格的钢种，以减少带人钢中的气体。