转炉炼钢主要过程及特点

转炉炼钢生产工艺
❖ 装料制度 ❖ 造渣制度 ❖ 供气制度 ❖ 温度制度 ❖出 钢 ❖ 脱氧及合金化
装料制度
❖
装入量是指每炉装
入的铁水和废钢的总量,一
般废钢占15~30%,装入量分
为三种形式:
❖ 1.定量装入:整个炉役期保 持每炉的金属装入量不变;
❖ 2.定深装入:随容积的扩大 而增加装入量,保持熔池的 深度不变;
脱氧及合金化
脱氧
吹炼终点钢水 [O]=0.02~0.08%, 向 钢 中 加 入一种(或几种)与氧亲和力 比 Fe 大 的 元 素 , 常 用 脱 氧 剂 Fe-Si 、 Fe-Mn 、 Al 、 Si-AlCa、Si-Al-Ba等；
合金化
向钢水中加入合金元素使其 达到成品钢成分要求
❖ 供料系统 ❖ 转炉系统Hale Waihona Puke Baidu❖ 供气系统 ❖ 净化系统 ❖ 辅助设备
转炉炼钢主要过程及特点
刘莉莉 115611002
转炉炼钢
转炉炼钢（converter steelmaking）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。转炉按耐火材料分为酸性 和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧 吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧 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。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜 和镍的冶炼 。
转炉设备
转炉冶炼的基本原理 ----物料平衡及热平衡
纯氧顶吹转炉炼钢优点
（1）生产速度快 因为用纯氧吹炼，会高速降碳， 快速提温，大大缩短冶炼时间。。
（2）品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通 钢，也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功 地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼，钢中氮、氢 等有害气体含量较低。
炼钢原料
转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气 体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包 括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、 氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中 为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的 材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤 石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废 钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重 油）。
转炉一炉钢的基本冶炼过程
（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤
色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应 逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减 弱）； （4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低， 约12min后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
❖ 3.分阶段定量装入:将整个 炉役分为若干阶段,每阶段 定量装入.
造渣制度
❖
造渣制度包括以下内容:
❖ 1.炉渣碱度和石灰加入量:碱度指渣 中碱性氧化物/酸性氧化物，一般为 2.5~4.0，高[S]、[P]铁水控制在 3.5~4.0,吨钢石灰消耗70~80kg
❖ 2:炉渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利 于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般 初期高,终点15%左右,[C]、[P]要求 高时，控制在20~25%。
温度制度
随铁水中元素氧 化,金属液相线温度升 高,浇注也要求过热度, 升温是炼钢重要任务 之一.
出钢温度T的确定:
T= 浇 注 钢 种 液 相 线 温 度 + 浇 注过热度+钢水镇静及炉 外精炼温度降+出钢温度 降
出钢
出钢过程
先测定[C]、[P]、 [S]及T,判断是否满足 出钢要求,否则补吹;采 用挡渣技术与红包出 钢.
（3）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基 建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％， 生产费用也低于平炉。
入氧气体积; 供氧强度:单位时间向熔池吨
钢提供氧气的体积; 氧气工作压力:设定压力测定
点的氧气压力(0.8~1.2MPa); 枪位:喷头至静止金属熔池液
面的距离(化渣枪位、基本 吹炼枪位、拉碳枪位)
供气制度(底部供气)
底吹类型
非氧化性气体:Ar、N2
氧化性气体:O2、CO2、空气
底吹过程
吹炼前期N2搅拌,后期N2、Ar 切换;底部供气强度 ≯0.3Nm3/t.min
❖ 3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬, 造渣时加入含镁材料,一般终渣(MgO) 为6~8%,采用溅渣护炉则8~10%.
❖ 4.造渣方法:单渣法、双渣法、双渣 留渣法.渣料分批加入,开吹时加入 1/2~1/3,其余分批加入.
❖ 顶部供气
供气制度
❖ 底部供气
供气制度(顶部供气)
供氧操作控制以下参数: 氧气流量:单位时间向熔池吹