氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备
氧气顶吹转炉炼钢
氧气顶吹转炉炼钢氧气顶吹转炉炼钢(oxygen top blown converter steelmaking)由转炉顶部垂直插入的氧枪将工业纯氧吹入熔池，以氧化铁水中的碳、硅、锰、磷等元素，并发热提高熔池温度而冶炼成为钢水的转炉炼钢方法。
它所用的原料是铁水加部分废钢，为了脱除磷和硫，要加入石灰和萤石等造渣材料。
炉衬用镁砂或白云石等碱性耐火材料制作。
所用氧气纯度在99％以上，压力为0．81～1．22MPa(即8～12atm)。
简史空气底吹转炉和平炉是氧气转炉出现以前的主要炼钢设备。
炼钢是氧化熔炼过程，空气是自然界氧的主要来源。
然而空气中4／5的气体是氮气，空气吹炼时，这样多的氮气在炉内穿行而过，白白带走大量的热且有部分氮溶解在铁液中，成为恶化低碳钢品质的重要原因。
平炉中，氧在用于燃烧燃料之后，过剩的氧要通过渣层传入钢水，所以反应速率极慢，这也就增加了热损失。
因此，直接把氧气吹入熔池炼钢，成为许多冶金学家向往的目标。
早在19世纪，现代炼钢法的创始人贝塞麦(H．Bessemer)就有了纯氧炼钢的设想，但因没有大量氧气而未进行试验。
20世纪20年代后期，以空气液化和分馏为基础的林德一弗兰克(Linde—Frankel)制氧技术开发成功，能够生产可供工业使用的廉价氧气，氧气炼钢又为冶金界所注意。
从1929年开始，柏林工业大学的丢勒尔教授(R．Durrer)在实验室中研究吹氧炼钢，第二次世界大战开始后转到瑞士的冯•罗尔(V．Roll)公司继续进行研究。
1936～1939年勒莱普(O.Lellep)在奥伯豪森(Oberhausen)进行了底吹氧炼钢的试验，由于喷嘴常损坏未能成功。
1938年亚琛(Aachen)工业大学的施瓦茨(C．V．Schwarz)提出用超音速射流向下吹氧炼钢，并在实验室进行了试验，将托马斯生铁吹炼成低氮钢，但因熔池浅而损坏了炉底。
1948年丢勒尔(R．Durrer)等在冯•罗尔(VonRoll)公司建成2．5t的焦油白云石衬的试验转炉，以450的斜度将水冷喷嘴插入铁水吹氧炼钢，无论贝塞麦生铁或托马斯生铁都能成功炼成优质钢水，而且认识到喷嘴垂直向下时，最有利于喷嘴和炉衬的寿命。
转炉炼钢设备
1 概述1.1氧气顶吹转炉炼钢特点氧气顶吹转炉炼钢又称 LD 炼钢法，通过近几十年的发展，目前已完全取代了平炉炼钢，其之所以能够迅速发展的原因，主要在于与其它炼钢方法相比，它具有一系列的优越性，较为更突出的几点如下：1．生产效率高一座容量为80 吨的氧气顶吹转炉连续生产24 小时，钢产量可达到日产3000 — 4000 吨，而一座 100 吨的平炉一昼夜只能炼钢 300 — 400 吨钢，平均小时产量相差甚远，而且从冶炼周期上看，转炉比平炉、电炉的冶炼周期要短得多。
2．投资少，成本低建氧气顶吹转炉所需的基本建设的单位投资，比同规模的平炉节约30% 左右，另外投产后的经营管理费用，转炉比平炉要节省，而且随着转炉煤气回收技术的广泛推广和应用，利用转炉余热锅炉产生蒸气及转炉煤气发电，使转炉逐步走向“负能”炼钢。
3．原料适应性强氧气顶吹转炉对原料情况的要求，与空气转炉相比并不那么严格，可以和平炉、电弧炉一样熔炼各种成分的铁水。
4．冶炼的钢质量好，品种多氧气顶吹转炉所冶炼的钢种不但包括全部平炉钢，而且还包括相当大的一部分电弧炉钢，其质量与平炉钢基本相同甚至更优，氧气顶吹转炉钢的深冲性能和延展性好，适宜轧制板、管、丝、带等钢材。
5．适于高度机械化和自动化生产由于冶炼时间短，生产效率高，再加转炉容量不断扩大，为准确控制冶炼过程，保证获得合格钢水成分和出钢温度，必须进行自动控制和检测，实现生产过程自动化。
另外，在这种要求下，也只有实现高度机械化和自动化，才能减轻工人的劳动强度，改善劳动条件。
1.2 转炉炼钢机械设备系统氧气顶吹转炉炼钢法，是将高压纯氧[压力为0.5~1.5MPa ，纯度99.5% 以上，（我厂为99.99% ）],借助氧枪从转炉顶部插入炉内向熔池吹氧,将铁水吹炼成钢。
氧气顶吹转炉的主要设备有：1．转炉本体系统：包括转炉炉体及其支承系统——托圈、耳轴、耳轴轴承和支承座，以及倾动装置，其中倾动装置由电动机、一次减速机，二次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。
第二章转炉炼钢设备与工艺讲解
第二章转炉炼钢设备与工艺讲解第二章转炉炼钢设备与工艺一、炼钢原理1、根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程。
2、简单地说，是对生铁降碳、去硫、磷、调硅、锰含量的过程。
这一过程基本上是一个氧化过程，是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。
反应生成的一氧化碳很容易从铁水排至炉气中而被除掉。
生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作用成为炉渣浮在钢水面上。
3、化学反应主要有：2FeO+Si ——2Fe+SiO2 FeO+Mn——Fe+MnO4、生铁中硫、磷这两种元素在一般情况下对钢是有害的，在炼钢过程中必须尽可能除去。
在炼钢炉中加入石灰(CaO)，可以去除硫、磷：2P+5FeO+3CaO——5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)5、在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。
故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中多余的氧：Mn＋FeO ——MnO＋Fe Si ＋2FeO—— SiO2＋2Fe Al＋3FeO ——Al2O3＋3Fe6、同时调整好钢液的成分和温度，达到要求可出钢，把钢水铸成连铸坯或钢锭。
二、炼钢方法1、炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。
（1）平炉炼钢的主要特点是可搭用较多的废钢(可搭用钢铁料的20—50％的废钢)，原料适应性强，所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂（石灰石和生石灰）。
反应所需的热量是由燃烧气体燃料（高炉煤气，发生炉煤气）或液体燃料（重油）所提供。
但冶炼时间长，已被淘汰。
（2）转炉炼钢广泛采用氧气顶吹转炉或顶底复吹转炉，生产速度快(1座300吨的转炉吹炼时间不到20分钟，包括辅助时间不超过1小时，而300吨平炉炼1炉钢要7个小时)，品种多、质量好，可炼普通钢，也可炼合金钢。
（3）电炉炼钢是用电能作热源进行冶炼。
10氧气转炉炼钢
10 氧气转炉炼钢10．1 氧气顶吹转炉炼钢氧气顶吹转炉于1952年和1953年在奥地利的林茨（Linz）城和多纳维茨（Donawitz）城先后建成并投入生产，故又称为LD法。
由于它具有原材料适应性强、生产率高、成本低、可炼品种多、钢质量好、投资省、建厂速度快等一系列优点，因而在世界范围内得到迅速发展，一跃成为现代主要炼钢方法之一。
10．1．1 氧气顶吹转炉炼钢车间的特点现代钢铁生产，从铁矿石冶炼到加工成钢材，一般是组成钢铁联合企业集中进行的。
炼钢在钢铁联合企业内是一个中间环节，它联系着前面的炼铁等原料供应系统和后面的轧钢等成品生产。
炼钢车间的生产对整个联合企业有重大影响。
由于氧气顶吹转炉吹氧时间短和炉子容量的大型化，使顶吹转炉车间具有以下特点：l）吹炼周期短、生产率高，因此，每昼夜出钢炉数多，兑铁、加料、倒渣、出钢、浇注等操作频繁，原材料、钢水、炉渣等的吞吐量大。
2）运输复杂，数量大。
其数量相当于钢产量的3～5倍，而且批量小、批次多、运输品种多。
因此，各种货流不得不尽量避免交叉而设置专业化线路，并采用多层平面运输。
3）温度高、烟尘大，需配置高效能的通风除尘设备。
4）因吹炼速度快，要求有准确、可靠的计量通讯设备。
为了保证转炉正常地进行连续生产，各种原材料的供应以及钢水、炉渣的处理必须有足够的设备，而且工作可靠。
这些设备的布置和车间内各物料的运输流程必须合理。
同时，车间内转炉座数也不宜过多，以免各种设备在操作时互相干扰。
世界上大多数转炉车间，目前均采用以下两种布置方案：两座转炉经常保持一座吹炼（简称二吹一）；三座转炉经常保持两座吹炼（简称三吹二）。
炼钢生产有冶炼和浇注两个基本环节。
为保证冶炼和浇注的正常进行，氧气顶吹转炉车间主要包括原料系统，加料、冶炼和浇注系统，以及采用模铸时的钢模准备系统。
因此，顶吹转炉车间主厂房多改为三跨间：1）原料跨：主要组织铁水和废钢的供应，炉渣及垃圾的运出。
2）转炉跨：主要布置转炉及其倾动机构。
第4章 氧气顶吹转炉
控制：取决于铁水P含量：脱磷任务
通常：0.40 ~ 0.80% （目前有降低的趋势） 非正常：2%Si
P：来源于矿石
影响：氧化放热：被动因素
增加石灰消耗：需要大渣量 延长冶炼周期：多次拉碳 导致严重后吹：多次拉碳
范围：生产中不作规定
省内： 0.050 ~ 0.120 %
控制：减少矿石含P量：炼铁厂
终点C：终点C低，氧化量大
三．炉渣成分变化
（CaO）：石灰熔化，逐渐升高，最终50%左右 （SiO2）：与石灰熔化相关
前期：Si氧化导致SiO2上升 中期及后期：石灰不断熔化，导致持续下降
终渣含量：10~20%
（MnO）：与石灰熔化相关
前期：Mn氧化MnO含量高 中期及后期：石灰熔化，导致MnO含量持续下降
结束供氧
氧枪升起 自动关闭供氧
吹炼结束
拉碳：根据操作因素和钢种要求，确定吹炼终点，提起
氧枪停止吹O2，倒炉、测温、取样化验钢水成分 倒炉：炉体向加料跨倾动，方便测温、取样 测温：测温枪 + 热电偶，由炉口插入钢水 钢水取样
目的：化验钢水成分
方法：♣ 样勺：钢水倒入样模，钢水凝固放出钢花
减少喷煤S含量 减少烧结用煤S含量
提高高炉炉温
铁水预处理：普遍应用 用于高附加值钢种
（二）废钢
用量：< 30%
前提条件：必须满足终点温度要求 影响因素：实际生产中影响因素很多
钢种：高碳钢用量少 铁水温度：温度低用量少 浇注条件：开浇炉次用量少 铁水包容量：限制铁水用量 废钢供应：废钢短缺 原料条件：生烧石灰用量少 铁水成分：Si低时用量少 ★废钢熔化吸热
二．熔池内成分变化
[Si]
开始氧化时间：供氧后，最先氧化
氧气顶底复吹转炉炼钢
4铁水的含锰量
铁水中的锰是一种有益元素;主要体现在锰氧化 后生成的氧化锰能促使石灰溶解，有利于提高炉 龄和减轻氧枪粘钢;
我国铁水含锰量都不高，多为0 2%～04%。可 向高炉的原料中配加锰矿石，但这将会焦比升高 和高炉的生产率下降。
（5）铁水的含碳量
碳也是转炉炼钢的主要发热元素，≥35%的含 碳量即可满足冶炼要求，而通常铁水含碳4%左右
≤002
Байду номын сангаас
>002～003
>003～005
>005～007
表12 我国一些钢厂用铁水成分
厂家
首钢
鞍钢三 炼 武钢二 炼 包钢
Si 020～
040 052
067
072
化 学 成 分 ω/%
Mn
P
S
040～ 050
≤010
<0050
045 (≤010)① 0013
≤030 ≤0015 0024
173 0580 0047
由于散装料及铁合金消耗量减少，少渣精炼时
钢水和炉渣的氢含量明显减少，可以稳定地得到 终点ωH％＜20×106的钢水。 (3) 铁损明显减少
由于渣量减少，渣带走的铁损少。但渣层薄，
烟气带走的烟尘量增多。
9 44 铁水预处理技术 定义：铁水在兑入转炉之 前进行的脱硫 脱磷或脱硅 操作叫做铁水预处理; 目的：减轻高炉、转炉的 负担;提高生产率。
5 钢水中的磷
从炉底吹入氧气; 可与金属液反应生成 FeO，FeO与P反应， 氧也有可能直接氧化 [P]生成P2O5; 从反应 的动力学看，强有力的 搅拌有利脱磷，在吹炼 初期脱磷率可达40 %～60%，以后保持平 稳，吹炼后期脱磷加快。 复吹磷的分配系数相当 于底吹，而比顶吹高。
80t氧气转炉炼钢设备(第一篇)
1 概述1.1氧气顶吹转炉炼钢特点氧气顶吹转炉炼钢又称 LD 炼钢法，通过近几十年的发展，目前已完全取代了平炉炼钢，其之所以能够迅速发展的原因，主要在于与其它炼钢方法相比，它具有一系列的优越性，较为更突出的几点如下：1．生产效率高一座容量为80 吨的氧气顶吹转炉连续生产24 小时，钢产量可达到日产3000 — 4000 吨，而一座 100 吨的平炉一昼夜只能炼钢 300 — 400 吨钢，平均小时产量相差甚远，而且从冶炼周期上看，转炉比平炉、电炉的冶炼周期要短得多。
2．投资少，成本低建氧气顶吹转炉所需的基本建设的单位投资，比同规模的平炉节约30% 左右，另外投产后的经营管理费用，转炉比平炉要节省，而且随着转炉煤气回收技术的广泛推广和应用，利用转炉余热锅炉产生蒸气及转炉煤气发电，使转炉逐步走向“负能”炼钢。
3．原料适应性强氧气顶吹转炉对原料情况的要求，与空气转炉相比并不那么严格，可以和平炉、电弧炉一样熔炼各种成分的铁水。
4．冶炼的钢质量好，品种多氧气顶吹转炉所冶炼的钢种不但包括全部平炉钢，而且还包括相当大的一部分电弧炉钢，其质量与平炉钢基本相同甚至更优，氧气顶吹转炉钢的深冲性能和延展性好，适宜轧制板、管、丝、带等钢材。
5．适于高度机械化和自动化生产由于冶炼时间短，生产效率高，再加转炉容量不断扩大，为准确控制冶炼过程，保证获得合格钢水成分和出钢温度，必须进行自动控制和检测，实现生产过程自动化。
另外，在这种要求下，也只有实现高度机械化和自动化，才能减轻工人的劳动强度，改善劳动条件。
1.2 转炉炼钢机械设备系统氧气顶吹转炉炼钢法，是将高压纯氧[压力为0.5~1.5MPa ，纯度99.5% 以上，（我厂为99.99% ）],借助氧枪从转炉顶部插入炉内向熔池吹氧,将铁水吹炼成钢。
氧气顶吹转炉的主要设备有：1．转炉本体系统：包括转炉炉体及其支承系统——托圈、耳轴、耳轴轴承和支承座，以及倾动装置，其中倾动装置由电动机、一次减速机，二次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。
转炉炼钢设备(优质严选)
优质资料1 概述1.1氧气顶吹转炉炼钢特点氧气顶吹转炉炼钢又称 LD 炼钢法，通过近几十年的发展，目前已完全取代了平炉炼钢，其之所以能够迅速发展的原因，主要在于与其它炼钢方法相比，它具有一系列的优越性，较为更突出的几点如下：1．生产效率高一座容量为80 吨的氧气顶吹转炉连续生产24 小时，钢产量可达到日产3000 — 4000 吨，而一座 100 吨的平炉一昼夜只能炼钢 300 — 400 吨钢，平均小时产量相差甚远，而且从冶炼周期上看，转炉比平炉、电炉的冶炼周期要短得多。
2．投资少，成本低建氧气顶吹转炉所需的基本建设的单位投资，比同规模的平炉节约30% 左右，另外投产后的经营管理费用，转炉比平炉要节省，而且随着转炉煤气回收技术的广泛推广和应用，利用转炉余热锅炉产生蒸气及转炉煤气发电，使转炉逐步走向“负能”炼钢。
3．原料适应性强氧气顶吹转炉对原料情况的要求，与空气转炉相比并不那么严格，可以和平炉、电弧炉一样熔炼各种成分的铁水。
4．冶炼的钢质量好，品种多氧气顶吹转炉所冶炼的钢种不但包括全部平炉钢，而且还包括相当大的一部分电弧炉钢，其质量与平炉钢基本相同甚至更优，氧气顶吹转炉钢的深冲性能和延展性好，适宜轧制板、管、丝、带等钢材。
5．适于高度机械化和自动化生产由于冶炼时间短，生产效率高，再加转炉容量不断扩大，为准确控制冶炼过程，保证获得合格钢水成分和出钢温度，必须进行自动控制和检测，实现生产过程自动化。
另外，在这种要求下，也只有实现高度机械化和自动化，才能减轻工人的劳动强度，改善劳动条件。
1.2 转炉炼钢机械设备系统氧气顶吹转炉炼钢法，是将高压纯氧[压力为0.5~1.5MPa ，纯度99.5% 以上，（我厂为99.99% ）],借助氧枪从转炉顶部插入炉内向熔池吹氧,将铁水吹炼成钢。
氧气顶吹转炉的主要设备有：1．转炉本体系统：包括转炉炉体及其支承系统——托圈、耳轴、耳轴轴承和支承座，以及倾动装置，其中倾动装置由电动机、一次减速机，二次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。
氧气转炉炼钢工艺与设备
氧气转炉炼钢工艺与设备1、氧气转炉炼钢的特点：①供氧强度大，②脱碳反应激烈、速度快。
③④⑤2、氧气转炉炼钢的主要任务是：“四脱”：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；“二去”：去气、去杂质；“二调整”：调整温度、调整化学成分。
3、氧气转炉炼钢的“五大制度”：装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度、终点控制及脱氧合金化制度。
4、转炉炼钢所用的原材料主要有金属料（铁水、废钢、铁合金），辅助原料：造渣材料（石灰、萤石、生白云石、火砖块），冷却剂（废钢、铁矿石、氧化铁皮），氧化剂（氧气、铁矿石、氧化铁皮），增碳剂（石油焦、碳化硅、无烟煤粉、木炭粉、沥青焦）5、顶吹氧气转炉炼钢常用的铁合金有哪些？答：锰铁、硅铁、硅锰合金、硅铝合金、硅钙合金、硅钙钡、钒铁。
6、炉容比是指转炉新砌砖后炉内自由空间的容积V与金属装入量T之比。
7、氧气转炉炼钢在确定合理装入量时应考虑的因素是：合适的炉容比，合适的熔池深度，与连铸相匹配。
8、废钢比：废钢的加入量和金属料总装入量之比。
9、顶吹氧气转炉炼钢过程中向熔池供氧的主要设备是氧枪。
10、氧气转炉炼钢对氧气有什么要求？答：氧气转炉炼钢对氧气的要求有：(1)要求氧气纯度≥99.5%，并脱去水份；(2)压力为0.6～1.2兆帕，小容量转炉取下限。
11、枪位：是指氧枪喷嘴出口端距静止金属液面的高度。
当采用“硬吹”时，枪位较低，熔池金属液面搅动得越充分，熔池升温较快。
当采用“软吹”时枪位较高，熔池金属液面搅动得差，熔池升温较慢，易发生返干。
12、氧气流量：指单位时间内通过氧枪喷嘴嘴向熔池供氧的数量。
13、供氧强度：指单位时间内每吨金属料消耗氧气的数量。
14、氧气转炉有利于脱硫的条件是：高碱度、高温、大渣量、适当的低氧化亚铁；氧气转炉有利于脱磷的条件是：高碱度、高氧化亚铁、大渣量、适当的低温。
15、确定合适的枪位应考虑的两个因素：一定的冲击面积和一定的冲击深度。
16、氧气转炉炼钢枪位调节和控制的基本原则和要求应该是早化渣、化透渣、不返干、不喷溅、均匀升温、准确控制终点。
炼钢转炉吹氧氧枪(精)
水冷结构氧枪
进水连接管
出水连接管
外层管 中层管
中心管
2，供氧设备
② 喷头：采用纯紫铜制成 →目 的是提高寿命。
喷头结构：是拉瓦尔型的，由收缩段、喉 口段、扩张段构成。 其作用：将压力能转换成动能的能量转换
分类：单孔、三孔和多孔。
单孔用于小型转炉，大中型转 炉一般采用3~7孔。注意：多孔 喷头由多个拉瓦尔喷孔组成。
c 喷孔夹角。夹角越大，各流股
相互干扰就越小，对化渣越有利。 通常采用的喷孔夹角是：三孔为 9° ~12°，四孔为 12°~15°， 五孔为15°~20°。 d 喷孔个数。孔数多，氧气流股 的冲击面积大，但并不是孔数越 Ф 153 四孔拉瓦尔喷头 三孔拉瓦尔喷头 Ф 115
多越好。
双流氧枪喷头结构：是20世纪80年代开 发应用的新型氧枪，a和b称为端部式双 流氧枪，c和d称为顶部式双流氧枪，它 具有主、副两层氧气喷孔。
机动态控制的一种过程测量装置。它是 由枪体与探头组成的水冷枪。 操作副枪功能是作为喷吹石灰粉、燃料 油、气体等，复合功能探头和定氧探头。
4、副枪
⑵ 机械装置：副枪杆、探头、导轨小车、 卷扬传动装置、换枪机构（探头进给装 置）、锯头、拔头机构组成。
枪和备用枪分别装在带有升降驱动装置的
横移小车上。整个更换时间约1.5min。
7
6
⑶ 氧枪走行控制点
① 最低点。是氧枪的最低极限位置，取 决于转炉公称吨位。喷头端面距炉液面高 度300~500mm，大型转炉取上限。 ② 吹炼点。是转炉进入正常吹炼时氧枪的 最低位置，也称吹氧点。主要与转炉公称 吨位、喷头类型、氧压等有关。攀钢为 1.4~2.0m。 ③ 氧气关闭点。此点低于开氧点位置，氧 枪提升至此点氧气自动关闭，过迟关氧会 对炉帽造成损失，倘若氧气进入烟罩，会 引起不良后果，过早关氧会造成喷头灌渣。 攀钢为3米。
氧气转炉炼钢
4
一、主要设备
烟气净化 系统
渣料系统
氧枪系统
主原料装入系统
倾动系统
出钢、出渣系统
5
6
7
炉衬
8
出钢挡渣装置
9
底吹元件布置
10
转炉炉体
11
转炉炉体
12
倾动机构
13
氧枪
14
15
氧气喷头
16
烟气冷却、除尘、煤气回收系统
17
干法(静电)除尘系统
18
干法(静电)除尘系统
19
干法除尘
（3） 铁合金 吹炼终点要脱除钢中多余的氧，并调整成分达到钢种规格，需加入 铁合金以脱氧合金化。它们的形式不一样，有的是以铁合金的形式 使用，如锰铁、硅铁、铬铁等；有的以合金形式使用，如硅锰、硅 钙、硅铝钡等；有的以纯金属形式使用，如铝、锰、铬、镍等；还 有以化合物形式使用的，如稀土化合物。 铁合金的品种较多，但是生产成本高，因此要选用适当牌号的铁合 金，以降低钢的成本。转炉常用的铁合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si 合金、Ca-Si合金、铝、Fe-Al、Ca-Al-Ba合金等。
1.5 溅渣护炉技术
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： 铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷 炉渣及钢水的化学侵蚀 炉衬自身矿物组成分解引起的层裂 急冷急热等因素。
提高炉龄的措施： 耐材质量； 系统优化炼钢工艺； 补炉工艺 新工艺：溅渣护炉工艺，九十年代， 美国开发成功转炉溅渣护炉技术 ，在我国达到最高效益，炉龄 30000。
加入渣料； 调节供氧。
终渣组成： CaO： MgO： SiO2： Al2O3： FetO： P2O5： S：
3 氧气顶吹转炉炼钢工艺
3 氧气顶吹转炉炼钢工艺3.1 一炉钢的操作过程要想找出在吹炼过程中金属成分和炉渣成分的变化规律，首先就必须熟悉一炉钢的操作、工艺过程。
在下面的图3-1中示出了氧气顶吹转炉吹炼一炉钢的操作过程与相应的工艺制度。
由图可以清楚地看出，氧气顶吹转炉炼钢的工艺操作过程可分以下几步进行：1）上炉钢出完并倒完炉渣后，迅速检查炉体，必要时进行补炉，然后堵好出钢口，及时加料。
2）在装入废钢和兑入铁水后，把炉体摇正。
在下降氧枪的同时，由炉口上方的辅助材料溜槽，向炉中加入第一批渣料（石灰、萤石、氧化铁皮、铁矿石），其量约为总量的2／3～1／2。
当氧枪降至规定的枪位时，吹炼过程正式开始。
当氧气流与溶池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为点火。
点火后约几分钟，炉渣形成覆盖于熔池面上，随着Si 、Mn 、C 、P 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，此时应当适当降低氧枪高度。
3）吹炼中期脱碳反应剧烈，渣中氧化铁降低，致使炉渣的熔点增高和粘度增大，并可能出现稠渣（即“返干”）现象。
此时，应适当提高氧枪枪位，并可分批加入铁矿石和第二批造渣材料（其余的1／3），以提高炉渣中的氧化铁含量及调整炉渣。
第三批造渣料为萤石，用以调整炉渣的流动性，但是否加第三批造渣材料，其加入量如何，要视各厂生产的情况而定。
4）吹炼末期，由于熔池金属中含碳量大大降低，则使脱碳反应减弱，炉内火焰变得短而透明，最后根据火焰状况，供氧数量和吹炼时间等因素，按所炼钢种的成分和温度要求，图3-1 顶吹转炉吹炼操作实例l —上炉排渣；2—装料；3—吹炼；4—出钢准备；5—出钢；6—排渣；7—下炉装料；8—废钢15000kg ；9—铁水72500kg ；10—石灰石4200kgl ；11一铁皮700kg ；12—萤石180kg ；13—铁矿石600kg ；14—铁矿石200kg ×7次； 15—石灰200kg ×5次；16—锰铁；17—取样；18—测温；19—锰铁、铝确定吹炼终点，并且提高氧枪停止供氧（称之为拉碳）、倒炉、测温、取样。
炼钢机械全
1氧气顶吹转炉（又称为LD转炉）炼钢法：即通过双层水冷吹氧气管自炉顶口处向炉内金属融池喷如氧气进行冶炼。
这种方法优越性：1冶炼时间短、生产效率高2投资少成本低、建设速度快。
缺点：1冶炼高磷生铁有一定困难2氧气从上部吹入对融池的搅拌功能力度不够强烈，使钢、渣不能充分混合。
3不能大量采用低廉的废钢做原料4吹氧设备和除尘系统需要较高的厂房2炉壳的组成：炉冒炉身炉口3炉冒的作用：做成圆锥或球缺截圆锥行，目的是减少吹炼时的喷溅和热量损失，并有利于炉气的排除。
加装水冷炉口目的：为了保护炉口，这样可以减少炉口变形，提高炉冒寿命，又能减少炉口上的粘结物。
其缺点是：一旦水冷口烧坏，大量冷却水外溢，若接触灼热的钢水，会引起爆炸。
4水冷炉口有水箱式和埋管式两种结构。
水冷式炉口用钢板焊成。
这种结构强度大，工作效率高，制造容易但比埋管式结构易于烧穿。
因此，设计时应特别注意水冷炉口的制造质量和维护。
埋管式水冷炉口是把通冷却水用的蛇形钢管埋铸于灰铸铁、球磨铸铁或耐热铸铁的炉口中，这种结构的安全性和寿命均比水箱式炉口高，但是制造困难。
5转炉炉壳所承受的负荷基本上有如下几个方面：1静负荷2动负荷3炉壳温度分布不均匀引起的负荷4炉壳受炉衬热膨胀影响生产的负荷。
5因炉壳断面改变，加固，焊接等原因引起的局部应力提高。
6炉壳产生椭圆变形的原因：1转炉在出钢、倒渣时，受到盛钢桶和渣罐反射回来的大量辐射热的作用，使这个方向的炉壳温度更高，其热膨胀变形更严重2出钢或测温取样时，钢水的重量集中在炉子一侧3于炉体的支撑方式有关：如一般三点支撑系统中，炉体的全部重量主要由两个位于儿轴部位的支点支撑（第三点主要传递倾动力矩）这势必引起炉壳的椭圆变形。
7炉壳变形产生的影响：1缩短炉壳及托圈寿命。
由于炉壳温度，其椭圆变形大于托圈变形，而引起两者之间的工作间隙减少，甚至产生局部消失。
炉壳及其想接触的托圈部分热应力进一步增大，往往造成炉壳或托圈的裂孙2增加炉衬砌砖困难。
氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备
第二章氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备2.1炼钢用原材料2．1．1．1铁水1．对铁水化学成分的要求：w[C]%=4.00%，w[Si]%=0.3%~0.6%；Mn/Si=0.80~1.00；w[P]%≤0.20%；w[S]% ≤0.05%。
2．对铁水温度的要求：1250~1300℃。
3．铁水预处理：“三脱”—脱S、脱P、脱Si。
2．1．1．2废钢：1）．外形尺寸、块度适当；2）.不得混有铁合金且无中空封闭器皿及易燃易爆物；3）.清洁干燥；4）.不同性质的废钢分类堆放，避免冶炼困难及贵金属浪费。
2．1．1．3铁合金杭钢转炉：Si-Ca；Si-Ca-Ba；Al-Ca；Mn-Fe。
2．1．2非金属材料2．1．2．1造渣剂1．石灰（CaO）：主要造渣材料。
石灰的作用：1）.造高碱度炉渣，对碱性炉衬起保护作用；2).促进S、P的去除。
活性石灰：在900~1200℃范围内加回转窑或其他先进炉窑中焙烧成的石灰。
其特点：气孔率高，呈海绵状，体积密度小，比表面积大，石灰晶粒小，化学成分好。
2．萤石（CaF2）：熔点：930℃。
助熔3．生白云石(CaCO3·MgCO3)：减少萤石和石灰的用量，增加渣中MgO的成分。
2．1．2．3冷却剂2．1．2．4其他材料1．增碳剂：固定碳高，灰分、挥发分和S、P、N等杂质含量低且干燥、干净、粒度适中。
2．氧化剂2．2氧气顶吹转炉炼钢工艺2．2．1一炉钢的吹炼过程1.工艺：1）.装料；2).吹炼（前、中、后）；3.）出钢；4).溅渣护炉；5).倒渣。
2．前、中、后三个时期的任务：1）．吹炼前期任务：早化渣，多去磷，保护炉衬。
（高枪位）2）．吹炼中期任务：保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱C、S，均匀升温。
（适当降低枪位）3）．吹炼后期任务：成分、温度均匀，加强搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时降低渣中Fe含量，减少铁损达到溅渣要求。
（降枪）2．2．2温度的变化规律：2．2．3装入操作1）.定量装入；2）.定深装入；3）.分阶段定量装入。
氧气转炉炼钢(设备)
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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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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转炉冶炼工艺指导书1
30吨纯氧顶吹转炉冶炼工艺指导书1.30吨纯氧顶吹转炉炼钢工艺流程图2.转炉主要工艺设备参数：2.1.30吨纯氧顶吹转炉2.2.钢水包容量：30吨3.主要原材料及技术要求：3.1.铁水：3.1.1.执行GB717－82标准，铁水温度≥1250℃，带渣量≤0.75％。
3.2.废钢：3.2.1.执行Q/XPB 04015-1999标准。
3.2.2.单重不大于150Kg，最大边长≤400mm。
3.2.3.不得有封闭容器、易燃和易爆炸物品、毒品。
3.2.4.加工后的废钢铁中，不得有铅、锡、铜。
3.2.5.合金钢和有色金属零件如不锈钢、铅、锡、铜套等，不得有高炉高硫、高磷铁块混入。
硫不得大于0.07%。
磷的含量不得大于0.4%。
3.2.6.废钢铁中的钢渣、泥土、橡胶、油污等夹杂物尽量清除。
3.2.7.废钢铁按来源（回收和外购）分别堆放。
3.2.8.废钢铁不得潮湿，不得带有冰、雪块。
3.3.铁块：3.3.1.执行标准GB717-98.要求S≤0.05%。
3.4.高碳铬铁：3.4.1.执行GB5683-87标准。
使用前必须烘烤或者熔化处理。
3.4.2.化学成分要求。
3.5.2.入包块度5—80mm，不得有杂物，使用前进行烘烤不得有潮湿现象。
3.5.3.化学成分要求：75～7975～79FeMn70C7.0、FeMn65C7.0用于碳素镇静钢、钢筋钢、低合金钢。
3.6.硅铁：3.6.1.执行GB2272－87标准；3.6.2.入包块度5－80mm，不得有杂物，使用前进行烘烤，不得有潮湿现象。
3.6.3.3.7.锰硅合金：3.7.1.执行GB/T4008－1996标准；3.7.2.入包块度5－－80mm，不得有杂物，使用前进行烘烤不得有潮湿现象。
3.8.2.单块重量：0.5—1.0kg/块，干燥；3.8.3.硅铝钡表面洁净，不应有明显的非金属夹杂物。
3.8.4.化学成分要求：3.9.钼铁：3.9.1.执行GB3649-87标准；3.9.2.牌号和化学成分：3.9.3.使用前经过烘烤，保证干燥。
浅析氧气顶吹转炉炼钢设备
浅析氧气顶吹转炉炼钢设备摘要：我国是世界上最早生产钢的国家之一。
考古工作者曾在长沙杨家山春秋晚期墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，经研究证明是钢制的。
这是我们所见到的中国最早的钢制实物，说明炼钢生产在中国距今已有2500多年历史。
20世纪50年代中期，我国科学家叶渚沛率先提倡发展氧气转炉炼钢。
本文将从各个方面详细介绍现代炼钢设备----炼钢转炉设备的应用。
关键词：氧气；转炉；炼钢；设备前言：氧气顶吹转炉炼钢是利用纯氧从转炉顶部吹炼铁从而炼制成钢的转炉炼钢法。
自从50年代初投入工业生产以来，在世界范围内得到迅速推广应用，并逐步取代空气转炉法及平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。
氧气顶吹转炉炼钢法最早建于奥地利的林茨(Linz)和多纳维茨（Donawiz），因此亦称LD法。
炼钢方法炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。
转炉炼钢主要是以铁水、废钢、铁合金作为原材料，不必借助外加能源，只依靠铁液本身物理热和铁液组分间的化学反应所产生的热量从而完成炼钢过程。
1.1转炉炼钢的分类转炉炼钢主要适用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。
按其气体种类为分空气转炉和氧气转炉；按其气体吹入炉内的部位分类有顶吹、底吹和侧吹；按其耐火材料可以分为酸性和碱性。
碱性氧气顶吹炼钢和顶底复吹转炉炼钢因为其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低且投资少，是目前炼钢中所使用的最为普遍的设备。
2转炉炼钢设备2.1转炉炉体由炉壳及其支撑系统（托圈、耳轴、联接装置和耳轴轴承等）组成。
炉体的外面是炉壳，是用钢板焊接而成，炉壳里面是炉衬，砌筑的耐火砖。
转炉炉体断面构造详见下图：2.2转炉炉体各部分作用a.炉壳作用：保证转炉炼钢具有固定形状与足够强度，能够承受大力的倾动力矩、耐火材料及炉料的重量，以及炉壳钢板等温度梯度所产生的热应力、炉衬膨胀应力等。
b.托圈和耳轴作用：支撑炉体并且传据转矩等。
托圈：选用优质钢板焊接而成，断面呈矩形中空圆环，内部以通水冷却，降低其热应力。
转炉炼钢设备和工艺
炉容比
选择炉容比时应考虑以下因素： （1）铁水比、铁水成分。随着铁水比和铁水中硅磷、硫含量的增 加炉容比应相应增大。若采用铁水预处理工艺时，炉容比可以小些 （2）供氧强度。供氧强度增大时，吹炼速度较快，为了不引起喷 溅就要保证有足够的反应空间，炉容比相应增大些。 （3）冷却剂的种类。采用铁矿石或氧化铁皮为主的冷却剂，成渣 量大，炉容比也需相应增大；若采用以废钢为主的冷却剂成渣量小， 则炉容比可适当选择小些 目前使用的转炉，炉容比波动在0.85 ~0.95之间（大容量转炉取 下限）。近些年来为了在提高金属收得率的基础上提高供氧强度，新 设计转炉的炉容比趋于增大，一般为0.9 ~1.05 。
炉型主要尺寸的确定
b)筒球形熔池： 圆柱体和球缺两部分组成。 考虑炉底稳定性和熔池适当深度，一般球缺体的半径R为熔 池直径的1.1~1.25倍。国外大于200t转炉为0.8~1.0倍。 当R=1.1D时，金属熔池的体积为：
V熔 0.79H0D2 0.046D3
因此：熔池深度为：
V熔 0.046D3 H0 0.79D 2
化学反应主要有： 2FeO+Si ——2Fe+SiO2 FeO+Mn—— Fe+MnO
生铁中硫、磷这两种元素在一般情况下对钢是有害的，在炼钢过 程中必须尽可能除去。在炼钢炉中加入石灰(CaO)，可以去除硫、 磷： 2P+5FeO+3CaO—— 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣) 在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害 的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。故炼钢的最后阶段 必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中多余的 氧： Mn＋FeO ——MnO＋Fe Si＋2FeO—— SiO2＋2Fe Al＋3FeO ——Al2O3＋3Fe 同时调整好钢液的成分和温度，达到要求可出钢，把钢水铸成连 铸坯或钢锭。
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。
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第二章氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备
2.1炼钢用原材料
2．1．1．1铁水
1．对铁水化学成
分的要求：
w[C]%=4.00%，
w[Si]%=0.3%~0.6%；Mn/Si=0.80~1.00；w[P]%≤0.20%；w[S]% ≤0.05%。
2．对铁水温度的要求：1250~1300℃。
3．铁水预处理：“三脱”—脱S、脱P、脱Si。
2．1．1．2废钢：
1）．外形尺寸、块度适当；2）.不得混有铁合金且无中空封闭器皿及易燃易爆物；3）.清洁干燥；4）.不同性质的废钢分类堆放，避免冶炼困难及贵金属浪费。
2．1．1．3铁合金
杭钢转炉：Si-Ca；Si-Ca-Ba；Al-Ca；Mn-Fe。
2．1．2非金属材料
2．1．2．1造渣剂
1．石灰（CaO）：主要造渣材料。
石灰的作用：1）.造高碱度炉渣，对碱性炉衬起保护作用；2).促进S、P的去除。
活性石灰：在900~1200℃范围内加回转窑或其他先进炉窑中焙烧成的石灰。
其特点：气孔率高，呈海绵状，体积密度小，比表面积大，石灰晶粒小，化学成分好。
2．萤石（CaF2）：熔点：930℃。
助熔
3．生白云石(CaCO3·MgCO3)：减少萤石和石灰的用量，增加渣中MgO的成分。
2．1．2．3冷却剂
2．1．2．4其他材料
1．增碳剂：固定碳高，灰分、挥发分和S、P、N等杂质含量低且干燥、干净、粒度适中。
2．氧化剂
2．2氧气顶吹转炉炼钢工艺
2．2．1一炉钢的吹炼过程
1.工艺：1）.装料；2).吹炼（前、中、后）；3.）出钢；4).溅渣护炉；5).倒渣。
2．前、中、后三个时期的任务：
1）．吹炼前期任务：早化渣，多去磷，保护炉衬。
（高枪位）
2）．吹炼中期任务：保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱C、S，均匀升温。
（适当降低枪位）
3）．吹炼后期任务：成分、温度均匀，加强搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时降低渣中Fe含量，减少铁损达到溅渣要求。
（降枪）
2．2．2温度的变化规律：
2．2．3装入操作
1）.定量装入；2）.定深装入；3）.分阶段定量装入。
2．2．4供氧操作
2．2．4．1吹嘴、氧气流股运动规律及熔池的作用
2．2．4．2氧气流股由喷嘴喷出来后的运动规律
2．2．5氧气流股与金属熔池的相互作用
1）.在氧气流股作用下熔池金属液的运动
2）.硬吹与软吹
对氧化铁的分配影响：
2．2．6烧嘴的类型和特点
2．2．7枪位对吹炼过程的影响
1．枪位与熔池搅拌的关系
氧气顶吹转炉中，熔池搅拌的推动力来源：1）.喷枪吹入的氧气流股；2）.炉内碳氧反应所产生的CO气泡。
“其具体枪位与搅拌的关系可参照硬吹与软吹”
2．氧枪与氧化铁的关系
参照硬吹与软吹对氧化铁的分配，同时，枪位不仅影响着FeO的生成速度还关系着它的消耗速度。
低枪位，FeO消耗>FeO生成→（FeO）↘；高枪位，FeO消耗<FeO生成，→（FeO）↗。
3．枪位与熔池温度的关系
2．2．8供氧操作中的主要参数及供氧操作
1．供氧操作中的主要参数：。