氧气转炉炼钢(工艺部分)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
整个吹炼过程分为三个时期：
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(工艺部分)
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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。
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。
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。
7.3.1 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。
② 萤石 主要成分：CaF2，含有SiO2、Al2O3杂质。 作用：助熔剂。 原理：萤石与CaO作用形成1635K的共晶体，直接促进石 灰熔化；能显著降低2CaO·SiO2的熔点(生成低熔点 3CaO·CaF2·2SiO2，熔点1362℃)；能降低炉渣粘度，认为氟 离子切断了硅酸盐链状结构。
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)