转炉炼钢培训讲义

转炉炼钢培训讲义1、炼钢的基本任务炼钢就是在给定的原料条件下，根据钢种成分要求，冶炼出成分合格、有适当温度的钢水。

⑴脱碳，通常铁水含C量较高，要通过氧化反应将碳降到所炼钢种的规定范围。

⑵提温，为保证出钢后钢水能顺利地浇注，应通过金属氧化放出的热量（化学热）将钢液加热到所需要的温度⑶去除P、S等有害物质，P会使钢质产生冷脆现象，S会使钢质产生热脆现象⑷去除气体及杂质，钢中（H、O、N）以及非金属夹杂物（氧化物、硫化物、氮化物等）都直接影响钢的表面质量和内在质量，在钢成材后又影响其力学性能和金相组织⑸脱氧与合金化，在炼钢过程中因为脱碳反应的需要，要向钢液供氧，就不可避免的使钢含有较多的氧，氧无论是以气体形态还是以氧化物形态存在于钢中都会降低钢的质量2、炼钢的五大制度⑴装入制度：定量装入（大吨位转炉）；分阶段定量装入中小转炉）⑵供氧制度：恒压变枪位（经常使用）；恒枪位变压⑶造渣制度：单渣操作；双渣操作（对P较高的铁水）；留渣操作⑷温度制度：合适的过程温度和终点温度⑸脱氧合金化：沉淀脱氧（加到钢水中）；扩散脱氧（加到熔渣中）；真空脱氧3、为什么铁液中各元素的氧化是有次序的？铁液中元素与氧的化学亲和力是不同的。

凡对氧亲和力大的元素，它夺取氧的能力就越强，就先开始氧化。

元素与氧的亲和力可用该元素氧化物的分解压力来确定。

不同温度下元素氧化物的分解压是不同的。

﹥1400℃，铁水中元素的氧化顺序AI、SI、Mn、Cr、P、C、Fe﹥1530℃，铁水中元素的氧化顺序AI、C、SI、Mn、Cr、P、Fe4、硅、锰、碳氧化的特点各是什么？⑴硅氧化的特点：第一特点：硅与氧的亲和力是很强的，特别是在低温下，硅氧化物的分解压力很小，因此，硅在任何炼钢法中都是在熔炼的最初期被氧化第二特点：在碱性炉里，硅氧化的产物很快进入炉渣，完全被碱性氧化物结合，再也无法还原出来，因此硅的氧化是十分完全、彻底的，最后残留在钢液中的硅很少［SI］+｛O2｝=（SIO2）［SI］+2［O］=（SIO2）［SI］+2（FeO）=（SIO2）+［Fe］（SIO2）+2（FeO）=（2FeO﹒SIO2）（2FeO﹒SIO2）+2（CaO）=（2CaO﹒SIO2）+2（FeO）第三特点：该反应是一个强放热反应，⑵锰的氧化第一特点：［Mn］+1/2｛O2｝=（MnO）［Mn］+［O］=（MnO）［Mn］+（FeO）=（MnO）+［Fe］第二特点：氧化不象硅那样彻底第三特点：由于（MnO）属弱碱性氧化物，在碱性渣条件下，它与渣中酸性氧化物结合的能力比较小，因此渣中大部分的（MnO）呈自由状态。

在强脱碳期，可使部分（MnO）还原，钢中的Mn有所升高，最后，随着脱碳反应的减弱，［Mn］又有所下将。

⑶碳的氧化第一特点：＞1400℃时，开始有少量的碳氧化＞1523℃时，碳开始大量被氧化第二特点：直接供氧条件下2［C］+｛O2｝=2｛CO｝（放热）［C］+［O］=｛CO｝（放热）间接供氧条件下2/3Fe2O3（固）+2［C］=4/3Fe（液）+2CO（吸热）第三特点：碳氧反应主要在气泡与金属的界面上发生5、控制钢水终点含碳量的方法有哪些？⑴拉碳法：也就是当熔池金属中的含碳量达到要求时停吹⑵高拉补吹法：冶炼中高碳钢时采用⑶后吹增碳法：在冶炼中高碳钢时，可先将碳吹得较低，然后再增碳6、什么叫炉渣“返干”，炉渣“返干”与脱碳有什么关系？在氧气顶吹转炉吹炼的中期，冶炼温度已足够高，碳氧反应激烈，此时枪位比较低，已形成的炉渣的流动性往往会突然降低，甚至会造成结块，这就叫炉渣“返干”。

当（FeO）较高时，炉渣是一个均匀的液体在转炉吹炼的中后期，碳氧反应速度很快，炉渣中的FeO大量地减少。

当（FeO）＜16%时，炉渣体系进入多相区，沉淀出2CaO·SIO2、3CaO·SIO2及CaO等固相颗粒，炉渣黏度加大，造成不同程度的“返干”。

7、什么叫“硬吹”、“软吹”？所谓硬吹、软吹是指氧气射流对熔池冲击力的大小，从而引起不同的熔池作用而区分的。

氧气射流对熔池的作用，主要是冲击深度、冲击面积、搅拌强度以及对钢、渣的击碎等。

硬吹就是指枪位较低，对熔池的冲击深度较深，冲击面积较小，搅拌作用及对金属液的击碎较强，反应速度快，适用脱碳，渣中氧化铁少。

软吹则是指枪位较高，射流对熔池的冲击深度浅，冲击面积较大，搅拌作用及对金属液的击碎较弱，反应速度慢，渣中氧化铁高，适用化渣。

8、脱磷的基本条件是什么？脱磷反应是钢渣间的氧化反应4（CaO）+2［P］+5（FeO）=（4CaO·P2O5）+5Fe⑴较高的碱度⑵较高的（FeO）⑶较低的温度⑷较大的渣量9、脱硫的基本条件是什么？主要是炉渣脱硫，是钢渣间的置换反应［FeS］+（CaO）=（CaS）+（FeO）一部分为气化脱硫［S］+｛O2｝=｛SO2｝⑴较高的碱度⑵较低的（FeO）⑶较高的温度⑷较大的渣量10、什么叫活性石灰？活性石灰也叫轻烧石灰，是一种含SIO2及S量较低、粒度较小、反应能力强、冶炼时容易溶解的石灰。

其物理特性是体积密度小（1.5-1.7g/cm3），比表面积大（1.5-2.0m2/kg），气孔率高（50%），活性度﹥300ml4NHCL（10分钟）。

11、什么叫供氧强度？它对冶炼有什么影响？供氧强度是衡量吹炼强度的一个指标，它是指单位时间内每吨金属料由喷枪供给的氧气量，单位是m3/t﹒min。

供氧强度对冶炼过程有重大影响，供氧强度过小，冶炼时间长，对化渣不利。

供氧强度过大，由于熔池反应不能“吸收”大量的氧气，会造成严重的喷溅。

因此，供氧强度的选择原则是，在不造成严重喷溅的条件下，尽可能采用较大的供氧强度。

宁波建龙180t转炉的氧枪设计为五孔拉瓦尔型，供氧强度为3.65 m3/t﹒min。

12、什么叫“拉碳”？“拉碳”是我国转炉炼钢工人常用的一个通俗的技术术语，是指吹炼过程进行到熔池钢液中含碳量达到出钢的要求时，停止吹氧并摇炉这个过程。

所以，拉碳就是根据钢水含碳量控制终点的操作。

13、如何确定氧枪的枪位高度？喷枪枪位高度是吹炼工艺的一个重要参数，确定枪位主要考虑两个因数：一是使流股有一定的冲击面积，二是要使流股有一定的冲击深度。

要确定流股的冲击面积，则枪位要高，但过高将使流股的冲击深度减小，熔池搅拌减弱，熔池表面铁的氧化加剧，吹炼时间延长。

但枪位过低，冲击面积过小，冲击深度过大，熔池铁的氧化减小，不易化渣，且易损坏炉底。

因此，应有一个合适的喷枪高度，一般是由经验确定一个控制范围，根据吹炼中的炉况加以调整。

14、什么是炉渣的碱度？对冶炼有什么影响？炼钢生产中，炉渣中CaO与SiO2含量的比值称为碱度（R），即R=%CaO/%SiO2。

碱度值反应了渣中CaO除去与SiO2结合后，剩余自由CaO的多少，脱磷及脱硫反应都要求渣中有足够量的自由CaO，才能有效进行。

所以，碱度是炉渣脱磷脱硫能力的重要标志。

但并不是碱度越高越好。

例如，吹炼前期，炉温较低，此时如果炉渣碱度过高，渣子发粘，脱磷反应不能有效进行，一般应将碱度控制在R=1.5左右。

吹炼后期，炉温高，可以造碱度较高的炉渣（R=2.5-3.0），但如果碱度过高，不仅增加石灰消耗和热损耗，而且，炉渣的脱磷、脱硫能力提高不多，甚至因为炉渣发粘，反而影响了脱磷、脱硫的效率。

终渣碱度不能过小，否则，不仅影响磷、硫的去除，低碱度炉渣将加剧对炉衬的侵蚀。

15、什么是炉渣的氧化性？对冶炼有什么影响？炉渣氧化性是表示炉渣对C、Si、Mn、P等元素氧化能力的一种重要性质，生产上，常以炉渣中的∑FeO含量来表示其氧化性，∑FeO高，则称氧化性强，∑FeO低，则称氧化性弱，∑FeO是渣中FeO及Fe2O3含量经换算后之和，常采用两种换算方法。

全氧法：（∑FeO）%=（FeO）%+1.35（Fe2O3）%全铁法：（∑FeO）%=（FeO）%+0.9（Fe2O3）%炉渣氧化性对冶炼过程有很大的影响⑴影响脱磷及脱硫氧化性强的炉渣，有利于脱磷，不利于脱硫。

⑵影响石灰的溶解（即化渣）速度在炼钢过程中炉渣碱度较高时，FeO是降低炉渣熔点，促进石灰溶解的重要且是持续性的因素。

⑶影响钢液中残余含锰量氧化性强时，钢中残余锰就低，反之则高。

⑷影响钢液终点时的含氧量炉渣氧化性强，钢液含氧量就高，反之则低。

⑸影响金属及铁合金的收得率氧化性强，收得率则低，反之则高。

⑹影响泡沫渣的生成与喷溅的发生渣中含有一定数量的FeO，才能形成转炉炼钢所需要的泡沫渣，但是FeO过高，则会发生大量喷溅。

⑺影响转炉炉衬寿命 FeO对炉衬的侵蚀能力甚强，炉渣氧化性过高，将大大地降低炉衬使用寿命。

由上可见，控制炉渣氧化性，有着重大的意义。

16、炉料中加萤石有什么作用？萤石的主要成分是CaF2，其它还含有少量的SiO2、AI2O3、Fe2O3等化合物，萤石的熔点较低（930℃左右）。

加入炉内后，能使CaO和2CaO·SiO2的熔点降低，生成低熔点的化合物3CaO·CaF2·2SiO2（熔点1362℃）也可以与MgO生成低熔点化合物（1350℃），从而使石灰迅速地溶解改善碱性炉渣的流动性，适应转炉炼钢快速成渣的要求。

萤石化渣作用虽快，但持续时间短，大量使用萤石会增加喷溅，加速炉衬的侵蚀，应控制使用。

17、吹炼过程中的喷溅是怎样造成的？喷溅是转炉炼钢过程中常见的现象，由于氧气流股对熔池的冲击，以及脱碳反应产生大量CO气体逸出，造成炉渣及金属液的飞溅是不可避免的，在正常情况下，这种飞溅的高度一般不会超出炉口，不形成喷溅。

但在脱碳反应突然加剧，例如，当脱碳速度达到0.40-0.60%/min 时（正常情况是0.20-0.25%/min），短时内产生大量的CO，每秒钟向炉口排出其体积为钢液体积3-4倍的CO气体，具有较大的动能，可将炉渣及金属液喷出炉外，所以，熔池脱碳反应的不均匀性而产生的突发性脱碳，是发生喷溅的根本原因。

熔池温度的突然变化及炉渣中FeO的大量聚集，又是发生突然性脱碳反应的导因。

炉渣严重发泡时，泡沫渣充满了炉膛，在这种情况下，脱碳速度稍有增加，即可将炉渣喷出炉外。

18、怎样预防喷溅的发生？预防喷溅关键在于吹炼操作，避免导致喷溅的因素产生，主要有⑴控制好熔池温度。

前期温度不过低，中期温度不过高，防止熔池温度突然降低，保证脱碳反应能均衡进行，消除爆发性脱碳发应。

⑵控制好渣中∑FeO，不使渣中氧化铁过高。

当炉渣已化时，一定要降枪，减少渣中氧化铁。

⑶吹炼中途加料，尽量采用小批量多批次的办法，以避免熔池温度明显降低，而使渣中氧化铁增高。

⑷炉渣不化，提枪化渣时，不要长时间在高枪位吹氧，否则，氧化铁大量增加，炉渣一化，便引起喷溅。

一旦发生喷溅，不能立即降枪，若此时降枪，脱碳反应更加激烈，反会加剧喷溅。