转炉溅渣护炉的工艺原理与实际应用_胡勋

摘

要：本文简要介绍了转炉溅渣护炉的工艺原理和总结了实际应用中几个例如氮气喷吹参数，设备维护等关

键因素。关键词：转炉溅渣护炉工艺原理应用

为了提高转炉炉龄，降低生产成本，减轻工人劳动强度，炼钢工作者采取了许多方法例如改善耐火材料质量，采取有效的喷补技术等。这些措施对提高炉龄均起到了积极的作用使转炉炉龄有了一定程度的提高，但是随着炼钢技术的发展，炼钢工作者对炉渣和炉衬侵蚀机理的进一步研究，上世纪九十年代初美国LTV 公司率先开发出了溅渣护炉技术，通过近几年国内外实践得出溅渣护炉技术对炉衬维护有着喷补，贴补不可比拟的效果。可以说溅渣护炉技术是转炉炉衬维护的又一大进步。

一．溅渣护炉的工艺原理

1总述

溅渣护炉是指在转炉吹炼结束出钢后，将转炉内留渣的粘度和氧化镁含量调整到合适的范围，用转炉系统原有的氧枪或专用氧枪向高氧化镁含量高粘度的炉渣喷吹一定压力和流量的氮气，将粘渣吹溅到炉衬上，使炉渣全面地炉衬上涂挂，冷却，凝固成一层炉渣质的保护层，避免了下一炉冶炼时钢水及炉渣直接和炉衬接触，从而达到减缓炉衬耐火材料层的蚀损，延长转炉炉龄的效果。经过过国内外许多钢厂结合自己本厂的资源，工艺特点，进行开发应用证明溅渣护炉工艺对提高转炉炉龄和降低耐火材料消耗的效果非常显著，转炉炉龄在采用溅渣护炉后都有成倍的提高。

2溅渣层保护炉衬机理

溅渣护炉的微观过程就是：高速氮气由喷枪喷溅到炉渣液面上，炉渣在氮气的巨大剪切力作用下迅速微粒化，微粒获得动能离开液体渣系向各个方向飞溅，以不同角度（高度）打在炉衬上。微粒在形成，飞溅，粘结过程中不断被氮气冷却，最后在炉衬上粘附，固化，反应而形成一层炉渣的固体层覆盖住炉衬，从而减小炉衬的侵蚀，延长了炉衬的寿命。

2.1液态炉渣对炉衬的侵蚀机理

炉渣对Mg-C 砖的侵蚀过程是：渣中(FeO)扩散到炉衬—渣界面，并与炉衬中的C 发生氧化还原反应而析出单质铁，同时对砖脱C 形成孔隙，铁单质进入炉渣，炉渣渗入孔隙与MgO 生成FeO ·MgO 固熔体进入渣中。炉渣对耐火材料的侵蚀速度受固—液界面相边界层中传质速度控制，主要受渣中（FeO ）的传质速度的控制。转炉炉衬采用碱性MgO 或白云石质耐火材料做炉衬砖，炉衬中受侵蚀的关键物相为MgO ，MgO 在CaO-MgO-FeO-SiO 2熔体中的饱和溶解度曲线如下图所示。其产物为MgO ·FeO 固熔体。从图上可以得出当碱度大于2时，渣的成分对MgO 饱和溶解度影响不大。MgO 的溶解度随温度的上升，氧化性的增强及碱度的下降而增高。转炉冶炼前期炉渣碱度低,(FeO)含量高，因而前期渣的MgO 饱和溶解度高，对炉衬侵蚀教严重，中后期因碱度提高（FeO 低，渣中MgO 饱和溶解度低，所以后期的侵蚀主要是高温和强烈的冲刷造成的。所以溅渣护炉的首要任务就是在前期完全保护炉衬，同时兼顾中后期对炉衬的保护。

转炉溅渣护炉的工艺原理与实际应用

炼轧厂生产科胡勋

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2.2溅渣层保护炉衬的机理

溅渣后，炉渣直接接触的是一层致密的溅渣层，炉衬基本不受炉渣和钢水的冲刷和侵蚀，溅渣层代替炉衬承受兑铁水和加废钢时的机械冲击，承受高温气—液混合相的冲刷，但由于溅渣层中的C3S 和方镁石熔点高达2000℃以上，所以它们不会完全熔化掉，保护炉衬不受过多的冲刷，MgO在渣中的饱和溶解度较大,MgO易向渣中扩散，溅渣层的致密性还阻止了炉渣和钢水向炉衬、气孔的渗透，对炉衬来说，溅渣层就相当与一层自耗性保护膜，溶进炉渣中的MgO在冶炼前期进入初渣而提高了碱度，相应降低了SiO2的活度，从而也减轻了对碱性炉衬的侵蚀。溅渣层对转炉初期渣有较强的抗侵蚀能力，能够起到保护炉衬的作用。但对高温终渣的抗侵蚀能力较差，所以进一步提高溅渣层的熔点是提高溅渣层抗侵蚀能力的关键。

2.3溅渣层与炉衬的结合机理

1600℃，MgO在CaO—MgO—FeO—SiO2熔体中的饱和溶解度炉渣被溅到炉衬被粘附后，溅渣层与炉衬MgO-C砖在结合部发生了物理的和化学的发应，炼钢工作者发现其结合部分可分为三个区域：

（1）烧结层：铁酸钙盐（C2F）沿镁碳表面的显微气孔和裂缝，向致密的氧化镁机体扩散，溶解与MgO颗粒反应生成镁橄榄石（MgO-Fe2O3）烧结层。

（2）结合层：在溅渣层--MgO砖表面，溅渣层中的铁酸钙将砖衬中突出的MgO颗粒包裹起来，形成镁铁橄榄石的化学结合，同时，溅渣层中的C3S,C2S和MgO颗粒在气流的作用下镶嵌在粗造的耐火衬表面，形成机械结合。

（3）溅渣层：以粗大的高熔点颗粒状C3S,C2S和MgO晶团为骨架，固熔在RO相和铁酸钙结合相中。

由此可见，溅渣层与炉衬砖的结合机理如下：在溅渣初期，低熔点经济性强的富铁炉渣首先溅射到炉衬表面，渣中FeO和C2F沿衬砖表面里微气孔和裂纹向MgO机体内扩散，与周围MgO颗粒烧结固溶在一起。冷却后形成以(MgO·CaO)Fe2O3为主的烧结层。

随溅渣的继续，颗粒状的高熔点氧化物（C3S,C2S和MgO）被气流溅射到炉衬砖表面，并在高速气流的冲击下镶嵌在砖衬粗糙表面的间隙内，形成以镶嵌为主的机械结合。同时富铁的低熔炉渣包裹在耐火砖表面突出的MgO颗粒周围形成化学结合层。

随着溅渣的进一步进行，使大颗粒C3S,C2S和MgO晶团溅射到结合层表面并与铁酸钙和RO相结合，冷却固溶形成衬砖表面溅渣层。

二、转炉溅渣护炉工艺操作

1操作的几个步骤

在正常生产过程中，如没有钢水严重氧化发生，既可进行溅渣护炉操作（当然对新砌炉座考虑到炉膛容积的问题，可暂不进行溅渣护炉）其操作如下：

（1）转炉吹炼终点由冶炼操作人员出钢完毕，确认炉内钢水出尽，留下全部或部分炉渣，并确认炉渣状况。

（2）把转炉摇至零位（正常吹炼时）并根据炉渣状况确定是否加炉渣改质剂（通常有菱镁球、白云石、石灰石等）。

（3）把氮氧切换阀开至氮气位置，调好枪位，下枪吹氮（控制氮流量9000-14000m3/h压力1.0-1.4MPa），先从距炉底最低位开吹。

（4）溅渣时间由操作人员控制，一般2-3分钟。

（5）提枪停止吹氮，倒尽流淌的渣，如溅渣效果好，一般很少有流淌的渣。

2操作过程的几个关键因素

决定溅渣效果的几个关键因素是：氮气喷吹参数、终渣条件和具体操作的相互协调统一。这几个参数决定了溅渣的成功率。

2.1氮气喷吹参数

这一参数包括氮气压力、流量、枪位、吹氮时间和氧枪喷头参数等。现分述如下：

（1）氮气压力：一般来说正常吹炼和溅渣护炉用的是同根氧枪，所以以氮气压力与正常吹炼时氧气压力相匹配。我国太钢的试验参数为（入炉后）0.6-0.8MPa，首钢0.6-1.0MPa，酒钢1.0-1.2MPa。

（2）氮气流量：流量的最佳值尚无定论，目前根据前人经验，建议为氧气流量的80%-90%。美国LTV 钢铁公司的氮气流量为510-620m3/min。我国太钢氮气流量为150-195m3/min。酒钢150-240m3/min。

（3）溅渣时间：溅渣时间由操作人员掌握。要求能保证炉衬全面挂渣。美国LTV钢铁公司吹氮时间为2-3min，我国太钢最初预设吹氮时间为1.5-2min，实践中发现溅渣效果不理想，后改为2.5-3min，效果明显好转。酒钢设定为2.5-3min，如遇特殊情况可适当延长。

（4）枪位：溅渣枪位一般与吹氧枪位接近或取吹氧的下限位。美国LTV公司克利夫兰东方分厂为2.0m（距炉底），首钢为1.5-2.2m，酒钢规定溅渣枪位距冶炼最低枪位以下0.4m左右。

（5）氧枪喷头参数：主要为喷孔数目及喷孔轴线与喷枪轴线的夹角。印第安那哈伯厂236吨转炉使用4孔喷枪，曾经做过10°12°14°的试验，发现12°时效果最好，10°时溅渣太高，14°溅渣太低。这是由于不同公称容量的转炉炉型具有不同的高径比（H/D）。转炉溅渣所需的能量主要不决定于转炉容量的大小，而决定于炉型几何尺寸，如（H/D）小的矮胖型转炉，要求的溅渣能量反而小，（H/D）值较大的小型转炉（我国以中小型转炉居多）角度究竟选多大合适，应根据具体炉型的高径比来选取。酒钢采用168mm4孔拉瓦尔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线的夹角为12度。

2.2适宜溅渣护炉炉渣条件

炉渣条件主要是指炉渣成分温度及，留渣量、溅渣率等。

（1）炉渣成分：炉渣成分影响炉渣粘度，炉渣太干根本不能与炉衬粘附，太稀则容易顺炉衬流下，粘附效果也不好，如果终渣粘度较低，提高粘度最现实的方法就是提高渣中MgO含量。溅渣要求渣中MgO达到8%-14%，调节措施是出钢后加入MgO基原料。如石灰石，白云石等。

（2）炉渣温度：出钢后温度太高会使溅渣层脱落，同时粘度低也不利于炉渣的粘附，因此降低炉渣过热度可以考虑：1）争取一次拉碳成功，减少补吹。2）加入调节剂降温。3）增加吹N2时间。

（3）留渣量：这由预期的溅渣层厚度，炉型尺寸及残渣量决定，过低的留渣量达不到所需的溅渣厚度，影响溅渣效果，而过大的渣量会增加溅渣成本，宝钢留渣量2t左右（实践发现偏少），马钢第三炼钢厂溅渣量控制在总渣量的50%-70%约5t左右，效果良好，酒钢留渣量在3t左右，效果良好。

（4）当溅渣层较薄或出钢温度高，需要有较高的溅渣率。如太钢溅渣率在70%左右，鞍钢溅渣率90%，酒钢溅渣率80%以上。实践证明溅渣率和转炉炉龄成正比关系，因此，在各方面条件允许的情况下，尽可能提高溅渣率。

3操作的相互协调统一

溅渣护炉计算主要由炼钢工负责，决定是否溅渣和溅渣时间，但也要与转炉区域其他人员做好配合，如炉下渣罐，炉前兑铁加废钢工以及生产调度人员等。

4实践结果

实行溅渣护炉工艺的优越性最终体现在转炉炼钢工序经济效率的增长，经济效率的增长主要表现在转炉炉龄的大幅度提高，耐火材料消耗大幅度减小，最直观的就是时间和产量上的收益。还有因为溅渣护炉相对喷补，补贴时间短，工人劳动强度小，所以说溅渣护炉对解放生产力做出了一大贡献。5溅渣护炉存在的问题及处理措施

任何一个新技术的诞生和应用过程中都会产生一些问题，溅渣护炉也不例外地产生一些新问题。例如：炉底上涨和氧枪粘结，辅助设备的维修、维护以及溅渣护炉的安全问题都值得关注：

5.1炉底上涨问题

溅渣护炉易造成炉底上涨。根据酒钢生产经验，溅渣吹氮枪位过高，流量较小时，易造成炉底上涨，溅渣吹氮枪位低，流量大时不易形成。因此，预防办法是控制好留渣量，溅渣时间，氮气参数以及枪位，尽量把炉渣吹起来。对于已上涨的炉底酒钢采用吹氧而熔化炉底有结渣层，同时根据具体情况摇炉，有针对性地洗掉结渣。

5.2氧枪粘结问题

氧枪粘结问题在未采用溅渣护炉之前就出现了，一些炼钢厂引进这项技术后更加恶化，如果再遇到钢水出不尽的炉次则问题更为严重。预防的办法就是在整个吹炼过程中化好渣，避免引起金属喷溅，同时出钢时一定要把钢水出干净，避免钢渣混溅，防止钢渣混粘。

5.3辅助设备的维修，维护问题

炉龄延长后，换炉衬炉役频率降低了，对有些辅助设备如水冷烟罩，管道，转炉倾动系统，钢包车及轨道，水冷系统，除尘系统等均相应延长服役期。需要进行强化维修，缩短维修时间，以满足新炉龄条件下的生产节奏。

5.4安全问题

转炉出完钢后，加入溅渣料如白云石，菱镁球等，用氮气吹，氮气起了溅渣和冷却的作用，大部分的溅渣料都均匀地附着在炉衬表面。少量没有附着在炉衬表面的渣，也因温度的降低，粘附在炉底上。对少数溅渣后有流淌的残渣的炉次，一定要注意倒尽残渣，尤其是终点过氧化的炉次。这样再次兑铁就不会发生安全问题。

6结语

具体的生产需要完善的理论来指导溅渣护炉虽然在国内外实际生产中取得了一定的成功，但由于受各自工厂的设备，工艺条件等一些偶然因素影响，有时还达不到预期的目的。因此炼钢工作者应结合自己实际情况，以理论为依据制定出适合本厂实际生产的工艺规程，这样才能使溅渣护炉在本厂取得最大的经济效益。

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转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望要求

转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望要求发表时间：2018-12-31T11:57:53.667Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第28期作者：亓传军[导读] 转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展，同时增强了炼钢企业的市场竞争力。山东泰山钢铁有限公司不锈钢炼钢厂技术科山东莱芜 271100 摘要：在转炉冶炼控制方面，钢厂关注更多的是终点钢水是否合格，但随着日益增加的市场竞争压力和环境要求，钢厂希望尽可能实现节能降耗，减少气体排放，而过程控制的优化是实现这一目标的有效手段。通过对转炉炼钢过程进行优化控制，使炼钢进程以合理的方式进行，使辅料和能源消耗最小化，才能使企业在市场经济条件下更具竞争力，并且过程控制也是转炉全自动控制发展的重要部分。文章重点就转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望进行研究分析，以供参考。关键字：转炉炼钢；工艺技术；发展对策；未来展望引言转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展，同时增强了炼钢企业的市场竞争力，工艺优化，不但可以降低成本，同时提高炼钢企业的年产量，节省各项资源的消耗，最大限度地提高了企业的经济效益。各项技术指标的提高，进一步优化炼钢工艺，带动炼钢业的经济发展。 1转炉炼钢工艺的目的转炉冶炼主要是将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11％称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99％的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，可加工成磷肥等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。 2转炉炼钢过程工艺控制现状针对当前钢铁行业所面临的处境，提高市场竞争力、降低炼钢生产成本势在必行。而在炼钢生产中，金属炉料成本约占炼钢生产总成本的80％以上，所以抓好金属炉料成本是控制炼钢生产成本的关键。为进一步减少金属炉料消耗，炼钢厂通过探索，优化炉料结构，改进炉前冶炼工艺和优化合金料的使用，采用少渣炼钢工艺、改进吹氧工艺、引用低成本合金等措施，有效地降低金属炉料消耗、氧耗和合金成本，达到降低生产成本的目的，增加了企业经济效益。近年来，炼钢厂通过完善溅渣护炉、低铁水比冶炼、高效转炉、低耐材消耗达到了转炉炼钢厂生产工艺的优化组合。 3转炉炼钢过程工艺控制的发展对策3.1优化入炉料结构，合理使用好铁矿石有数据测得，与原材料成分相近的高炉铁水和铁块的实际金属收得率约为93％和92％，自产废钢和社会废钢的金属收得率约为97％和88％。根据铁钢产能的平衡及铁水废钢价格，通过热平衡和物料平衡计算，优化了入炉料结构。实际炉料结构中采用增大入炉原料中铁水比例，降低废钢配比，增加矿石使用量的工艺措施，可有效地提高炉料金属收得率，降低金属料消耗。为了尽量增加矿石用量，提高矿石还原效果和减少吹炼过程中矿石加入量过多对冶炼的影响，在实际生产中，对矿石加入工艺进行了调整。在转炉溅渣及加废钢后，根据铁水的条件直接将2/3左右的矿石加入炉内后再兑铁，在兑铁过程中与废钢搅拌以促进部分矿石的还原。在保证化渣效果和避免喷溅的原则下，尽量保证剩余矿石早加和均匀加入，以保证矿石化渣还原时间和效果。吹炼中期采用分批少量加入控制，避免吹炼中期加入量集中造成的喷溅，吹炼后期严禁加矿石，避免矿石加入过晚造成熔化还原效果差和炉渣氧化性强对脱氧合金化的影响。 3.2优化冶炼工艺，减少炉渣铁耗和氧耗3.2.1优化吹炼工艺，减少喷溅和氧耗喷溅是造成铁耗损失的主要原因之一，为消除或减轻喷溅采取了以下措施：根据天车限载的要求，进一步降低装入量，使转炉装入量得到合理控制，适当提高了炉容比，有效地保证了炉内有效工作容积，以利于减少喷溅；前期化好渣，在第二批造渣料加入前后，通过提前成渣的方法，将泡沫渣的高峰期前移，以便与脱碳的峰值时刻错开；改进吹炼工艺，吹炼前期采用大氧压适当降低枪位操作，利于熔解废钢，在硅氧化完毕之后、脱碳的高峰期到达之前，暂时降低供氧强度，然后再将其平缓地恢复到正常值，吹炼终期采用大氧压低枪位操作，加强熔池搅拌，保证终点钢水成分和温度的均匀，降低了氧耗，同时降低炉渣氧化性。 3.2.2优化造渣工艺，实施少渣炼钢，减少炉渣铁耗为了减少单炉产渣量，在生产中采取精料方针，在进一步完善转炉留渣溅、渣操作工艺应用基础上努力提高入炉原料质量，使用高品位石灰和矿石，采用轻烧白云石造渣。根据铁水Si、S含量情况合理调整造渣料消耗，在确保满足生产需要的情况下适当减少石灰量消耗。铁水中硅、锰含量低及无需脱硫，这些条件会改变造渣机理及动力特性，因为这时石灰消耗下降，渣量减少，渣碱度及氧化度增高。在这样的条件下，渣的精炼功能只限于铁水脱磷，这样就能在转炉冶炼本身中多次利用渣，使渣具有很高的精炼能力。4转炉冶炼工艺过程控制的未来展望

炼钢工艺的发展历程

炼钢工艺的发展历程 2008年12月8日摘自冶金自动化网炼钢方法（1）最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩埚法，它是将生铁和废铁装入由石墨和粘土制成的坩埚内，用火焰加热熔化炉料，之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法几乎无杂质元素的氧化反应。炼钢方法（2） 1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，也称为贝塞麦法，第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难题，从而使炼钢的质量得到提高，但此法要求铁水的硅含量大于0.8%，而且不能脱硫。目前已淘汰。炼钢方法（3） 1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢法，即马丁炉法。1880年出现了第一座碱性平炉。由于其成本低、炉容大，钢水质量优于转炉，同时原料的适应性强，平炉炼钢法一时成为主要的炼钢法。炼钢方法（4） 1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧的一些国家特别适用，因为西欧的矿石普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉子寿命底，钢水中氮的含量高。炼钢方法（5） 1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一直在不断发展，是当前主要的炼钢法之一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的30-40%。炼钢方法（6）

瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法，如图1所示。图1 BOF法炼钢方法（7） 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转炉，命名为Q-BOP (Quiet BOP) ，如图2所示。图2 Q-BOP法炼钢方法（8）在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，1978-1979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧），从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅提高钢的质量，而且降低了炼钢消耗和吨钢成本，更适合供给连铸优质钢水，如图3所示。图3 转炉顶底复合吹炼法炼钢方法（9）我国首先在1972-1973年在沈阳第一炼钢厂成功开发了全氧侧吹转炉炼钢工艺。并在唐钢等企业推广应用，如图4所示。

溅渣护炉技术冶金

毕业设计（论文）学校：专业：冶金技术班级：学生：学号：指导教师：

摘要溅渣护炉技术作为一项工艺简单、综合经济效益高的新技术，正别外国许多厂家推广、使用，分析了该技术的优势及存在的问题和解决办法，以及该技术的应用现状和应用前景。转炉溅渣护炉是在出钢后，将转炉内留渣的粘度和氧化镁含量调整到合适的范围，在车间原有的氧枪或另设专用喷枪，向氧化镁含量、高粘度的炉渣喷一定压力和流量的氮气，将粘渣吹溅到炉衬上全面涂挂、冷却、凝固成一层炉渣质的保护层，避免了在冶炼时炉衬和炉渣的直接接触，从而起到减缓耐火材料的蚀损，延长转炉炉龄的作用。溅渣护炉作为一项实用技术，经过国内外许多钢厂实践后，对提高转炉炉龄和降低耐火材料消耗的效果非常显著。关键词：溅渣护炉；转炉；应用

目录 1存在问题及解决办法 (1) 2溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势 (2) 3国外溅渣炉技术的发展 (3) 4国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展 (5) 5应用现状及应用前景 (6) 致谢信 (7) 参考文献 (8)

1存在问题及解决办法任何一项技术的应用不可能没有缺陷，在一些早期设备上，氧枪结瘤就是一个问题。溅渣技术使用后，往往使枪结瘤出现次数增加。实践证明，在溅渣过程中，若炉内残留少量钢水，氧枪结瘤将更加严重。解决这个问题，有几种方法证明是有效的。第一，有充足冷却水的炉子不出现结瘤问题；第二，将用于吹炼的热氧枪移走，换上冷枪完成溅渣，氧枪结瘤几乎完全消除。这表明氧枪结瘤与温度和热量的传递有关。渣子和冷枪的表面结合并不紧密，如果在溅渣时冷凝钢不出现在氧枪上，那就不会再氧枪上形成粗糙的外壳以使炉渣粘附其上。溅渣后将氧枪停放在支架上，形成的渣壳将冷却，并与氧枪分离，脱落。使用底吹搅拌技术的BOF转炉对溅渣技术的应用提出了新的要求。在溅渣时炼钢工必须小心，不能使炉底的渣太多；氮气的流速必须足够高，以便将炉渣吹离炉底；另外要调整经过透气砖喷吹气体的压力、流量。最终，随着炉衬寿命的提高，额外的操作需要增加辅助设备的使用寿命，如BoF炉的烟罩、钢包车和轨道等设备。当这被认为是一个迫切需要解决的问题时，就要求计划停炉检修以保持和延长这些设备的寿命。在转炉从新砌筑时，这项工作的实施刻不容缓，因为过去被认为是正常的周期不再出现，而且炉衬不会因为耐材问题而被拆卸。 2溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势溅渣护炉工艺的步骤如下：（1）钢水从转炉浇入大包；（2）炼钢工目测炉渣以确定是否应向炉内加入添加料，同时也观察炉衬已决定那些特殊部位需要特别处理；（3）摇动转炉将装料侧和出钢侧炉衬挂上一层渣；（4）将氧枪下降到预定位置并切换成氮气。氮气射流与以设计好的氧枪射流相似；（5）氧枪的高度由计算机或炼钢工控制，以便炉渣涂满整个炉膛，或者氧枪保持在一固定位置，使炉渣涂挂在特殊部位，处理时间由炼钢工控制决定；（6）关掉氮气，移走氧枪，将炉内残留的炉渣倒入渣罐；（7）氧气顶吹转炉准备装料进行下一炉的冶炼。在倒炉过程中，由操作工取样、测量熔池地温度、检查炉衬状况。在引进渐渣护炉时曾考虑的冶金因素包括可能引起钢中磷或硫含量的增加，但目前实践中还没有此种现象发生。使用高MgO炉渣护炉对炼钢工作者来说是一个

(完整版)连铸工初级工职业技能鉴定理论试题

填空（共题，将适当的词语填入题中的划线处，每题2分） *ac1. ________被称为连铸机的心脏. ab2.中间包钢流控制装置有____系统、滑板系统、塞棒和滑板组合系统。*ca3.铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在_________ 的凝固过程。 *ca4.结晶器材质一般为_______。 *ab5.铸坯切割方式分为________、机械剪切两种。 *ab6.连铸机拉速提高,铸坯液芯长度增加,引起铸坯出结晶器后坯壳厚度变______,二次冷却段的铸坯易产生鼓肚。 *ca7.结晶器振动的主要参数为______________,频率。 *cb8.大包保护套管的作用是防止钢水飞溅,防止_____________. *ac9.铸机机型为R6.5/12-1200型板坯连铸机,其中6.5为________,1200为辊身长度。 *ba10.浇铸温度是指______________内的钢水温度. *a11.浇注温度偏低会使钢水夹杂物不易上浮，水口，浇注中断。 *ba12．第一炼钢厂方坯、3#板坯铸机、4#板坯铸机的冶金长度分别是9m，14.6m， m。 *bc13.目前第一炼钢厂方坯中间包使用的定径水口材质是质复合。 *ab14. 结晶器材质要求是性好，强度高，高温下膨胀差，易于切削加工和表面处理。 *cb15. 连铸二冷水系统装置由总管，支管，喷架和、等组成。*ca16.连铸漏钢常见有裂纹漏钢，漏钢，夹渣漏钢，漏钢，上挂漏钢，开浇漏钢等。 *bc17.我厂3#铸机、4#铸机结晶器振动时，振幅分别是±3.5mm， mm。*cb18．目前我厂3#、4#铸机使用的中间包工作包衬主要材质为质涂抹料。 *cb19. 铸坯的内部缺陷主要是中间裂纹，三角区裂纹，，中心线裂纹，中心和疏松、夹杂。 *ba20.连铸坯的矫直方式有固态全凝固矫直和_______ 矫直。 *cc21.拉矫机的作用是拉坯、矫直和________.

转炉炼钢设计-开题报告(终极版)

湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告（2012届） 2011年12月19日

顶底复吹技术，工艺成熟，脱磷效果好，在后续的生产中采用多种精炼方法，其中LF、RH 、CAS—OB、VOD、VAD的应用可以很好的控制钢水的成分和温度，生产纯净钢，不锈钢等，连铸工艺能够实现连续浇铸，提高产量，降低成本，同时随着连铸技术的发展，近终型连铸，高效连铸等多种连铸技术得到应用，大大的提高了铸钢的质量，一定范围内降低了企业的成本。经现代技术和工艺生产出来的如板材，管线钢，不锈钢等的质量得到了很大的保障，市场的信誉度高，市场需求量大。故设计建造年产310万t合格铸坯炼钢厂是可行的，也是必要的。 2.2 主要研究内容研究内容包括设计说明书和图纸两个部分。 2.2.1 设计说明书（1）中英文摘要、关键词（2）绪论（3）厂址的选择（4）产品方案设计（5）工艺流程设计（6）转炉容量和座数的确定（7）氧气转炉物料平衡和热平衡计算（8）转炉炼钢厂主体设备设计计算（包括转炉炉型、供气及氧枪设计、精炼方法及设备、连铸设备）（9）转炉炼钢厂辅助设备设计计算（包括铁水供应系统、废钢供应系统、出钢出渣设备、烟气净化回收系统）（10）生产规模的确定及转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择（包括车间主厂房的加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨的布置形式及主要尺寸的设计确定）（11）劳动定员和成本核算（12）应用专题研究（13）结论、参考文献 2.2.2 设计图纸（1）转炉炉型图（2）转炉炼钢厂平面布置图（3）转炉车间主厂房纵向剖面图 2.3 研究思路及方案（1）根据设计内容，书写中英文摘要、关键词。（2）查阅专业文献，结合毕业实习，收集当前转炉炼钢工艺技术、车间设

转炉溅渣护炉技术

转炉溅渣护炉技术的应用方法 1.溅渣护炉的基本原理,是在转炉出完钢后加入调渣剂,使其中的Mg与炉渣产生化学反应,生成一系列高熔点物质,被通过氧枪系统喷出的高压氮气喷溅到炉衬的大部分区域或指定区域,粘附于炉衬内壁逐渐冷凝成固态的坚固保护渣层,并成为可消耗的耐材层。转炉冶炼时,保护层可减轻高温气流及炉渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷,以维护炉衬、提高炉龄并降低耐材包括喷补料等消耗。氧气顶吹转炉溅渣护炉是在转炉出钢后将炉体保持直立位置,利用顶吹氧枪向炉内喷射高压氮气(1. 0MPa) ,将炉渣喷溅在炉衬上。渣粒是以很大冲击力粘附到炉衬上,与炉壁结合的相当牢固,可以有效地阻止炉渣对炉衬的侵蚀。复吹转炉溅渣护炉是将顶吹和底吹均切换成氮气,从上、下不同方向吹向转炉内炉渣,将炉渣溅起粘结在炉衬上以实现保护炉衬的目的。溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,在转炉技术上是一个大的进步,它比干法喷补、火焰喷补、人工砌砖等方法更合理,其既能抑制炉衬砖表面的氧化脱碳,又能减轻高温渣对炉砖的侵蚀冲刷,从而保护炉衬砖,降低耐火材料蚀损速度,减少喷补材料消耗,减轻工人劳动强度,提高炉衬使用寿命,提高转炉作业率,减少操作费用,而且不需大量投资,较好地解决了炼钢生产中生产率与生产成本的矛盾。因此,转炉溅渣护炉技术与复吹炼钢技术被并列为转炉炼钢的2项重大新技术。

2 溅渣护炉主要工艺因素2. 1 合理选择炉渣并进行终渣控制炉渣选择着重是选择合理的渣相熔点。影响炉渣熔点的物质主要有FeO、MgO和炉渣碱度。渣相熔点高可提高溅渣层在炉衬的停留时间,提高溅渣效果,减少溅渣频率,实现多炉一溅目标。由于FeO易与CaO和MnO等形成低熔点物质,并由MgO和FeO的二元系相图可以看出,提高MgO的含量可减少FeO相应产生的低熔点物质数量,有利于炉渣熔点的提高。从溅渣护炉的角度分析,希望碱度高一点,这样转炉终渣C2 S 及C 3 S之和可以达到70%～75%。这种化合物都是高熔点物质,对于提高溅渣层的耐火度有利。但是,碱度过高,冶炼过程不易控制,反而影响脱磷和脱硫效果,且造成原材料浪费,还容易造成炉底上涨。实践证明,终渣碱度控制在2. 8～3. 2为好。由于溅渣层对转炉初渣具有很强的抗侵蚀能力,而对转炉终渣的高温侵蚀的抵抗能力很差,转炉终渣对溅渣层的侵蚀机理主要表现为高温熔化,因此合理控制转炉终渣,尽可能提高终渣的熔化温度是溅渣护炉的关键环节。合理控制终渣应着重从终渣的MgO 含量和FeO含量着手。2. 1. 1 终渣MgO含量的控制在一定条件下提高终渣MgO含量,可进一步提高炉渣的熔化温度,这种高熔点炉渣在冶炼初期产生的溅渣层减轻了渣对炉衬的机械冲刷,并与渣中SiO2 、FeO反应,避免了渣对炉衬的化学侵蚀;在冶炼中期,溅渣层中的MgO与炉渣中的FeO生成高熔点物质,在下一次溅渣操作中成为溅渣层的主要组成部分;同时由于溅渣层被反复利用,减少了炼钢中造渣剂的使用,降低了生产和操作成本。因此,终渣MgO 含量应在保证出钢温度前提下超过饱和值,但含量也不宜过高,以免

天津2012年自考“连铸设备与工艺”课程考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：连铸设备与工艺课程代码：3448、4244 第一部分课程性质与目标－、课程的性质与特点连铸设备与工艺是高等教育自学考试冶金技术（专）专业所开设的一门专业课。其中包括连铸设备、凝固原理、连铸操作和质量检验几部分内容。连续铸钢是现代钢铁企业的重要铸钢生产方法，因此课程注重实践性、应用性。二、课程目标与基本要求设置本课程的目的是使考生通过学习连铸设备与设备的操作，掌握钢液凝固的基本理论及连铸岗位的操作要求，为考生从事连续铸钢工作打下理论基础。通过本课程学习要求考生： 1、了解连铸过程中使用设备的基本参数、具体构造、工作的理论依据、工艺性能及简单操作方法； 2、掌握金属结晶的基本条件、结晶的过程及凝固（冷却）过程的力学变化影响，掌握连铸坯凝固的过程及控制； 3、熟悉连铸过程各个岗位的操作规程及注意事项； 4、掌握铸坯质量的各种质量缺陷，形成原因及预防手段； 5、了解合金钢连铸及其它连铸新技术的发展现状。三、与本专业其他课程的关系学习本课程的考生必须先掌握物理化学、金属学、工程材料的相关理论。同时由于本课程实践性强的特点，希望考生能利用各种实习实践机会，深入生产一线，最大限度的把理论学习与实践结合起来，提高学习质量。第二部分考核内容与考核目标绪论一、学习目的与要求通过本章学习，学生应了解铸钢的发展历史，连铸使用的主要设备，掌握连铸与模铸的区别。二、考核知识点与考核目标（一）铸钢概论（一般）识记：铸钢的任务、分类、模铸、连铸的概念；铸机的主要设备、铸机分类及分类方法理解：连铸与模铸相比的优越性第一章连铸设备与操作一、学习目的与要求通过本章的学习，学生应掌握连铸使用的主要设备，结构、使用前准备、操作规程、注意事项及更换的相关操作。应达到掌握连铸设备使用方法及公用。二、考核知识点与考核目标

转炉炼钢工艺的优化实践

转炉炼钢工艺的优化实践摘要: 目前，我国炼钢行业正在快速发展，同时炼钢技术的进步主要围绕着高效率、高质量、低成本、低能耗、少环境污染等方面。对于炼钢技术采取优化措施，结合工艺优化和综合降耗，从炉料消耗、氧气消耗、石灰、合金消耗、煤气回收、除尘灰、钢渣综合处理等环节有效控制，明显提高炼钢的经济和质量效益。在整体上提高炼钢行业的竞争性，创新炼钢工艺，不断优化炼钢工艺等方面，取得了明显的效果。关键词: 转炉炼钢工艺优化 0 前言转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展，同时增强了炼钢企业的市场竞争力，工艺优化，不但可以降低成本，同时提高炼钢企业的年产量，节省各项资源的消耗，最大限度地提高了企业的经济效益。各项技术指标的提高，进一步优化炼钢工艺，带动了炼钢业的经济发展。本文主要通过对炼钢行业现状的分析，结合成功经验，对炼钢工艺优化提出一些既有效又经济的方法，降低成本的同时，提高炼钢产量，节约能源。笔者分析探讨了炼钢工艺优化的重要性和可实施性。 1总述炼钢行业的现状针对当前钢铁行业所面临的处境，提高市场竞争力、降低炼钢生产成本势在必行。而在炼钢生产中，金属炉料成本约占炼钢生产总成本的80%以上，因此抓好金属炉料成本是控制炼钢生产成本的关键。为进一步减少金属炉料消耗，略钢炼钢厂通过探索，优化炉料结构，改进炉前冶炼工艺和优化合金料的使用，采用少渣炼钢工艺、改进吹氧工艺、引用低成本合金等措施，有效地降低金属炉料消耗、氧耗和合金成本，达到降低生产成本的目的，增加了企业经济效益。近年来炼钢厂通过完善溅渣护炉、低铁水比冶炼、高效转炉、低耐材消耗达到了转炉炼钢厂生产工艺的优化组合。 2炉料结构优化思路目前，常用的转炉金属炉料有高炉铁水、铁块(生铁)、自产废钢、社会废钢( 以中型和小型废钢为主)等。炉料结构优化应以满足转炉炼钢需要为基础，以提高炉料金属收得率为出发点，找出成本最低的炉料配比为目的。炉料金属收得率是指某一金属炉料的单位投入量通过冶炼可以产出合格钢水的百分率。它受两方面因素影响: 一方面是炉料自身含量，另一方面是在冶炼过程中的各种损耗，包括原料中杂质元素化学损失、烟尘损失、喷溅及炉渣带钢造成的铁耗等。 3 提高炉料金属收得率工艺措施 3.1 优化入炉料结构，合理使用好铁矿石

转炉炼钢工艺流程

转炉炼钢工艺流程转炉炼钢工艺流程这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高 200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。电炉.转炉系统炼钢生产工艺流程简图转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化（FeO,SiO2 , Mn0,）生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅

与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：（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）；

转炉炼钢知识问答

转炉炼钢知识问答 1 转炉炼钢的原材料 1-1 转炉炼钢用原材料有哪些，为什么要用精料? 炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢(生铁块)。炼钢用辅原料通常指造渣剂(石灰、萤石、白云石、合成造渣剂)、冷却剂(铁矿石、氧化铁皮、烧结矿、球团矿)、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。原材料是炼钢的物质基础，原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。国内外大量生产实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化、改善各项技术经济指标、提高经济效益的重要途径。根据所炼钢种、操作工艺及装备水平合理地选用和搭配原材料可达到低费用投入，高质量产出的目的。转炉入炉原料结构是炼钢工艺制度的基础，主要包括三方面内容：一是钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理配比；二是造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配比制度；三是充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果，即钢铁料和造渣料的科学利用。炉料结构的优化调整，代表了炼钢生产经营方向，是最大程度稳定工序质量，降低各种物料消耗，增加生产能力的基本保证。1-2 转炉炼钢对铁水成分和温度有什么要求? 铁水是炼钢的主要原材料，一般占装入量的70％～100％。铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。因此，对入炉铁水化学成分和温度必须有一定的要求。 A铁水的化学成分氧气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定，这样才能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。 (1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高，会增加转炉热源，能提高废钢比。有关资料表明，铁水中WSi每增加0.1％，废钢比可提高约1.3％。铁水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属的收得率降低。Si含量高使渣中SiO2含量过高，也

溅渣护炉的基础资料

溅渣护炉工艺一、冶炼过程炉渣的调整二、终点渣成分控制三、调渣剂的选择四、留渣量的确定五、调渣工艺六、溅渣工艺参数的确定七、溅渣操作程序八、溅渣时间与溅渣频率九、溅渣效果与炉况监测十、氧枪（溅渣）的设计与维护十一、炉底上涨的解决十二、炉口结渣的清理十三、溅渣与喷补的配合十四、溅渣设备十五、设备隐患与安全维护

一冶炼过程炉渣的调整目的是在采用溅渣护炉技术后，减少炉渣对炉衬的化学侵蚀，在不影响脱磷、脱硫的前提下，合理控制终渣MgO 含量，使终渣适合于溅渣护炉的要求。二终点渣成分控制影响终耐火度的主要因素是MgO、TFe和碱度（CaO/SiO2）。碱度和氧化铁含量由原料和钢种决定，其中氧化铁在10%－30%范围波动，为使溅渣层有足够的耐火度成分，主要措施是调整（MgO）含量。终渣MgO含量三调渣剂的选择带用调渣剂有：轻烧白云石、生白云石、轻烧菱镁球、冶金镁砂、菱镁矿渣和含MgO较高白石灰。调渣剂的作用主要是提高(MgO)含量，因此，调渣剂中MgO、SiO2含量是重要物性参数。

在具体选择何种调渣剂的时候要综合考虑价格和热耗的问题。生白云石粒度应为5－15mm，轻烧镁球和轻烧白云石稍大些，但不应大于25mm。四留渣量的确定溅渣层厚度取20mm，炉渣密度按305t/m3计，经计算为4.5吨，作为开始溅炉时的参考，经一段时间摸索，应据济钢具体情况，确定合理渣量。五调整工艺调整工艺指炼钢结束后，通过观察炉渣状况，判定炉况是否适宜溅渣。如炉渣过稠发干，应加入少量化渣剂稀释；反之加少量稠渣剂，使其适宜溅渣操作。采用出钢后调渣工艺：即在出钢后，据炉渣状况适当加入调渣剂，使其适当进行溅渣操作。该工艺适合于中小型转炉，出钢温度偏高，炉渣过热度较高的现状；同时原料条件不稳定，往往造成后吹，多次倒炉使(FeO)升高，渣稀且(MgO)达不到饱和值，故需在出钢后加入调渣剂进行调整。调整操作程序： 1、吹炼终点，控制炉渣中的MgO含量达8%－10%。

转炉炼钢工艺标准经过流程

转炉炼钢工艺流程这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。这种

转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：（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。上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹3-5分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许加入第三批萤石渣料。吹炼过程中的供氧强度：

转炉少渣工艺技术分析

转炉少渣工艺技术分析摘要：阐述了少渣炼钢的工艺路线，分析了转炉少渣吹炼的供气制度、造渣制度、温度制度、合金化制度等，介绍了国内外几家钢厂典型的少渣炼钢工艺及其冶金效果，指出少渣炼钢是未来炼钢的主要发展方向。关键词：转炉；少渣炼钢；工艺制度 Progress and Prospect of Less Slag Steelmaking Process Abstract：The paper summarizes the process line of less slag steelmaking，and analyzes the system of gas supplying，slagging and alloying，that 0f the temperature and SO on．of less slag blowing in converter．introduces the typical processes of less slag steelmaking and its metallurgical effects of seven steel plants at home and abroad，meanwhile，points out that less slag steelmaking is the main development direction of the steelmaking in the future． Key words：converter；less 8lag steelmaking；process system 铁水“三脱”使传统炼钢工艺发生了显著变化，在铁水预处理阶段进行脱硅、脱磷和脱硫，使炼钢转炉的主要功能转变为调温和脱碳，同时炼钢渣量减少，形成了少渣炼钢工艺。由于少渣炼钢用的铁水硅含量很低，造渣用石灰加入量明显减少，降低了渣料消耗和能耗，喷溅少，铁损低，减少了污染物的排放。同时，因渣量少，氧的利用效率高，吹炼终点钢水中氧含量低，余锰高，合金元素收得率较高，从而降低了生产成本。另外，少渣炼钢工艺终点命中率高，改善了钢水的纯净度，为生产超纯净钢创造了条件。 1 少渣炼钢工艺路线常见的转炉炼钢工艺路线有四种。第一种是传统的炼钢工艺，欧美各国的炼钢厂多采用这种模式，即铁水先脱硫预处理后，再转炉炼钢。通常转炉炼钢渣量占金属量的10％以上，转炉渣中FeO含量在17％左右。此外，渣中还含有约8％的铁珠，该工艺钢铁料消耗高。第二种炼钢工艺是先在铁水沟、混铁车或铁水罐内进行铁水“三脱”预处理，然后在复吹转炉进行少渣炼钢，这种工艺的不足之处是脱磷前必须先脱硅，废钢比低(≤5％)，脱磷渣碱度过高，难于利用。第三种炼钢工艺是20世纪90年代中后期日本各大钢厂试验研究成功的转炉铁水脱磷工艺，该工艺解决了超低磷钢的生产难题。与第二种工艺路线的明显区别是脱磷预处理移到转炉内进行，转炉内自由空间大，反应动力学条件好，生产成本较低。具体工艺是采用两座转炉双联作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳[1、2]，即“双联法”。典型的双联法工艺流程为：高炉铁水_+铁水预脱硫-+转炉脱磷_+转炉脱碳_+炉外精炼．+连铸。由于受设备和产品的限制，也有在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳的操作模式，类似传统的“双渣法”。第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进，与第三种工艺的明显不同是将部分脱碳渣(约8％)返回脱磷转炉，脱磷后的铁水进入脱碳转炉脱碳。该工艺是目前渣量最少、最先进的转炉生产纯净钢的工艺路线。在上述四种转炉炼钢工艺路线中，后三种炼钢工艺铁水经过“三脱”预处理后再脱碳炼钢，能够做到少渣操作。四种

炼钢工艺流程图

炼钢工艺流程 1炼钢厂简介炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水，再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有5座转炉，5台连铸机，年设计生产能力为500万吨，现年生产钢坯400万吨。其中炼钢一分厂年生产能力达到240万吨；炼钢二厂年生产能力为160万吨。 2炼钢的基本任务钢是以Fe为基体并由C、Si、Mn、P、S等元素以及微量非金属夹杂物共同组成的合金。炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂，提高温度，调整成分，炼钢过程通过供氧造渣，加合金，搅拌升温等手段完成炼钢基本任务，“四脱两去两调整”。 3氧气转炉吹炼过程氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟，在这短短的时间内要完成造渣，脱碳、脱磷、脱硫、去气，去除非金属夹杂物及升温等基本任务。由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同，吹炼工艺也有所区别。氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程，根据一炉钢吹炼过程中金属成分，炉渣成分，熔池温度的变化规律，吹炼过程大致可以分为以下3个阶段：（1）吹炼前期。（2）吹炼中期。（3）终点控制。炼好钢必须抓住各阶段的关键，精心操作，才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。装入制度装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度，确定合理的装入数量，合适的铁水废钢比例。

3.1.1装入量的确定装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量，它主要包括铁水和废钢量。目前国内外装入制度大体上有三种方式：（1）定深装入；（2）分阶段定量装入；（3）定量装入 3.2.2装入次序目前永钢的操作顺序为，钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢，然后兑入铁水。为了维护炉衬，减少废钢对炉衬的冲击，装料次序也可以先兑铁水，后装废钢。若采用炉渣预热废钢，则先加废钢，再倒渣，然后兑铁水。如果采用炉内留渣操作，则先加部分石灰，再装废钢，最后兑铁水。供氧制度制订供氧制度时应考虑喷头结构，供氧压力，供氧强度和氧枪高度控制等因素。 3.2.1氧枪喷头转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的，因此，喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪有单孔，多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是4孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.2.2氧气压力控制氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。经测定，炉内介质压力一般为—，流股马赫数在—之间。因此目前在转炉上使用的工作压力为—，视各种扎容量而定。一般说来，转炉容量大，使用压力越高。 3.2.3氧气流量和供氧强度（1）氧气流量：

转炉溅渣护炉技术的发展及现状

收稿日期:2006212207; 修订日期:2007205230 作者简介:李小明(19742　 ),陕西洛川人,讲师.研究方向:冶金相关技术. ?今日铸造　Today ’s Foundry ? 转炉溅渣护炉技术的发展及现状李小明,王冠甫,杨　军 (西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055) 摘要:溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,是转炉技术一个大的进步。采用溅渣护炉不仅可减少炉衬蚀损、提高炉龄,而且可减轻工人劳动强度和操作费用,提高生产率。合理控制终渣成分、留渣量、出钢温度和枪位是取得良好的溅渣护炉效果的关键技术和必备条件。我国转炉因具有容量小、数量多、生产负荷大、半钢冶炼转炉原料条件差、热源不足、复吹转炉底吹元件寿命低等特点,使得我国溅渣护炉技术朝多元化方向发展,适宜于各种炉型和原料条件以及工艺特点的溅渣护炉技术蓬勃发展,尤其在复吹溅渣护炉技术方面,已达到先进水平。但转炉经济炉龄还不确定,氮气源还不足,调渣剂的成分还不能动态调整,溅渣时间和枪位还不能自动控制,今后应积极探索终渣动态调整以及溅渣自动控制等技术。关键词:转炉;炉龄;溅渣护炉;应用中图分类号:TF713 文献标识码:A 文章编号:100028365(2007)0821140204 Pr o gr e s s a n d S t a t us of BO F Pr ot e c ti o n Te c h n ol o g y b y Sla g Sp la s hi n g L I Xiao 2ming ,WANG G uan 2f u ,YANG Jun (School of Metallurgical E ngineering ,Xi ’an U niversity of Architecture and T echnology ,Xi ’an 710055,China) Abs t rac t :I t is a big progre ss for the converter using the finishing slag to prevent the furnace and the nitrogen as the splashing power.Slag splashing technology can not only reduce the furnace lining ero sion ,prolong the furnace life ,but also decrease the manual intensity and the operating co st ,thus enhance s the productivity.The key technology and e ssential conditions to obtain good splashe s effect are to control the ingredients and quantitie s of finishing slag ,the tapping temperature and the gun po sition reasonably.As the dome stic converter has low capacity ,big production load ,the bad raw materials for the semi 2steel converter ,the insu fficient heat source and low life of bottom blowing component of combined blown converter ,the slag splashing technology is developing towards the multiple direction ,so that the slag splashing technology can be suitable for various converter ,raw materials and operational characteristics.The combined blown converter has reached the advance standards.H owever the economical furnace life of converter is indefinite ,the nitrogen source for slag splashing is also insu fficient ,the ingredient of slag modifier cannot be adjusted dynamically ,the splashing time and the gun po sition cannot be controlled automatically ,so the finishing slag dynamic adjusting and automatic control technologie s should be developed in the future. Ke y w ords :BOF ;Company life ;Slag splashing ;Application 炉龄是转炉炼钢的一项综合技术经济指标。高温、高氧化性的炉渣对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀是造成炉衬蚀损的主要原因。为了提高炉龄,炼钢工作者相继对炉衬砖材质、砌筑方法、补炉技术、溅渣技术等进行了研究和开发。1983年普莱克斯公司获得了溅渣专利[1,2],但直到20世纪90年代以后,溅渣护炉技术才随着耐火材料质量的改进而蓬勃发展起来。本文从溅渣护炉的基本原理出发,讨论影响溅渣护炉效果的几个主要因素,并结合我国转炉的特点,分析我国在小型转炉、半钢冶炼转炉以及复吹转炉溅渣护炉方面取得的技术进步,同时分析我国溅渣护炉存在的问题及今后的发展方向。1　溅渣护炉原理及优势溅渣护炉的基本原理,是在转炉出完钢后加入调渣剂,使其中的MgO 与炉渣产生化学反应,生成一系列高熔点物质,被通过氧枪系统喷出的高压氮气喷溅到炉衬的大部分区域或指定区域,粘附于炉衬内壁逐渐冷凝成固态的坚固保护渣层,并成为可消耗的耐材