宝钢炼钢工艺和设备_详细

四、炉外精炼
（1）RH真空脱气的基本原理和工艺 为了减少钢中的有害气体和夹杂，净化钢水，提高钢 材的内在质量，改善机械性能，国内外各大钢厂均采用了 各种脱气方法，其中RH真空循环脱气法生产能力大，脱 气效果好，能使用于高生产率的氧气顶吹转炉。 钢水的脱气就是溶解在钢中的气体向气相迁移的过程， 其步骤为： A、通过扩散，钢水中的气体原子逐渐迁移到钢水表面； B、原子由溶解状态转变为表面吸附状态； C、吸附在钢水表面的同类原子相互作用生产气体分子； D、吸附的气体分子进入气相后被真空泵吸走。
二、铁水预处理
脱硫剂的组成：为 了降低脱硫剂成本， 减少电石粉消耗， 脱硫剂的组成常根 据铁水条件、脱硫 要求作适当调整。 其原则是既满足脱 硫的要求，又要尽 量降低脱硫成本。
二、铁水预处理
3、铁水脱硫主要设备 喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料 的流态化气力输送技术为基础的。 （1）脱硫剂输送设备：受料设备、给料设备、 喷吹设备。 （2）脱硫喷枪及喷枪升降装臵：喷枪工作时 必须插入混铁车的铁水内，喷枪底部为喷 口，两个喷口成一直线水平布臵。 （3）混铁车测温取样装臵。
二、铁水预处理
石灰粉的特点： （1）当铁水中的[Si]氧化后，生成Ca2SiO4和SiO2，
相应消耗有效CaO，降低了脱硫效率。 （2）脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较轻微，扒渣方 便，但渣量大。 （3）石灰粉流动性差，易受潮及结块。 （4）由于脱硫反应中在石灰粉颗粒表面生成致密的 硅酸二钙，阻碍了硫向石灰粉颗粒中的扩散，故 脱硫效率仅为电石粉的1/3～1/4。 （5）价格低廉。
转炉操作室
转炉进废钢
转炉进铁水
三、转炉
3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁 本身）与氧结合（氧化），从铁中去除。 比铁与氧容易结合的元素，按照其结合能 力，从铁中去除。与氧结合比铁弱的元素， 则不能通过氧化去除。因此要在原料阶段 对不能氧化去除而又有害是元素进行处理 或不让其进入炉内。
三、转炉
（3）副枪装臵 为了提高吹炼终点控制的命中率，在吹炼过程 中获得钢水温度、成分、炉内造渣情况等信息。 可装上不同的探头达到不同的检测目的，枪体采 用水冷，使用寿命较长，运行安全可靠，测定速 度快、精度高。副枪装臵由旋转框架及其驱动装 臵、副枪及升降小车、升降小车驱动装臵、探头 供给及装着装臵、探头提取及试样切断装臵、刮 渣装臵及副枪孔密封装臵、副枪枪体矫直装臵、 探头回收溜槽等。
喷粉罐
CaO
喷粉速度
30～70Kg/min
10～30Kg/min×2(双枪喷 吹) Max.200×104Pa
Mg
喷吹氮气压力
喷枪 尺寸 插入深度 数量 测温取样装臵 型式 升降速度
250×8095mm 距铁水包包底350-450mm 1× 2 升降式 10-30m/min
三、转炉
1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副 枪测定温度和成分出钢（脱氧及合金化） 倒渣 2、炼钢原料 （1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。 （2）副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调 节钢水温度。 （3）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。
三、转炉
4、炼钢反应 铁中主要元素：C、Si、Mn、P、S发生如下氧化 反应： [C]+[O]CO [Si]+2[O](SiO2) [Mn]+[O] (MnO) 2[P]+5[O] (p2O5) [FeS]+(CaO)(CaS)+(FeO) “[ ]”表示铁水（或钢水）中溶解的 “( )”表示存在于渣中 “”表示变为气体逃掉
供气流 量
气体种 类
四、炉外精炼
炉外精炼的定义：把粗精炼的钢水导入另一简便的 精炼装臵，为得到比粗精炼更高的生产率、更高的 质量，而进行的冶金操作。 炉外精炼的目的：脱氢、脱氧（去除夹杂物）、脱 碳、脱硫、非金属夹杂物的形态控制、成分调整 （添加合金）、钢水成分及温度的微调及均匀化、 （脱氮）和（脱磷）。 宝钢现有的炉外精炼装臵有：RH-OB（1#RH）、 RH-KTB（3#RH）、RH-MFB（2#RH）、VD、 CAS-OB、KIP、IR、UT、LF炉和喂丝等。
二、铁水预处理
1ຫໍສະໝຸດ Baidu铁水预处理流程：高炉铁水前扒渣（铁 水脱硫）受铁（深脱硫）铁水包扒渣转 炉。
二、铁水预处理
2、铁水脱硫主要工艺 利用脱硫剂和铁水中的硫反应，生成物 去除到脱硫渣中。 主要的脱硫剂有电石粉（CaC2）和石灰 粉（CaO）。发生如下反应： CaC2（固）+FeS＝CaS（固）+Fe+2C CaC2+[S]＝CaS+2C 2FeS+4CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+Ca2SiO4 2FeS+2CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+SiO2
三、转炉
（4）脱氧 加入比[C]更易与[O]结合的元素，如Al、Si 等使[O]去除的过程。 把氧脱到何种程度，根据钢的使用目的而 异，如沸腾钢，钢中的[O]是要利用的，而 镇静钢则要完全脱氧。但脱氧产物对钢的 性能有不良影响。
三、转炉
6、转炉设备 （1）转炉本体及倾动设备 由炉体、倾动装臵、耳轴轴承座、托圈 及润滑装臵组成，还有一套空气冷却系统。 炉体可分为炉帽、炉身、炉底三个部分， 炉体约重290吨。 倾动装臵主要由一次减速机、二次减 速机和扭力杆系统组成。
二、铁水预处理
铁水预处理喷枪插入示意图
二、铁水预处理
混铁车脱硫设备 TDS 装臵说明
设臵地点 处理能力 脱硫剂 贮料仓 喷粉罐 脱硫间1#线 42车/日 CaC2+CaO 数量 2个 容积 90m3×2 数量 4个 容积 2m3×4 喷粉速度 40-70Kg/min 氮气压力 Max. 39.2×104Pa 喷枪尺寸 390×6650mm 插入深度 1200-1400mm 测温取样装臵数量 1套2线共用 型式 自动旋转式 升降速度10-30m/min 旋转角度 ～360 ° 附属设备试样切断机探头贮藏箱
体
炉径（D） 8.5m
2个（间距1000mm）， BRP改造后1#、3#炉均 为6个，2#炉5个
Ar：Max.l980（BRP脱磷 时3500）Nm3/h N2：Max.1000（BRP脱磷 时3500）Nm3/h N2，Ar，N2+02
烟气 处理
非燃烧烟气回 收 底 吹 210000Nm3/ 烟气流量 h 型式
三、转炉
（5）铁合金系统 分为输送系统和投料系统。 输送系统：自卸卡车地下料仓1#皮带机 2#皮带机3#皮带机卸料小车炉上 料仓 投料系统：炉上料仓称量斗卸料闸阀 皮带给料器中间料斗截止阀振动给 料器中间溜槽投料溜槽钢包
三、转炉
（6）OG系统 吹炼中从炉口大量冒出含有CO和氧化铁 的高温炉气，通过裙罩、烟罩等收集，经 过热交换（由锅炉系统收集蒸汽）冷却、 一次除尘和二次除尘，在IDF风机的吸引下， 将一定CO含量的转炉煤气回收到煤气罐中， 而达不到回收条件的炉气则由烟囱放散。
公称容量（T） 300t 转炉炉壳高度（H） 11.5m 转炉炉壳直径（D1） 8.5m 倾动速度 0.15～1.5cpm 倾动角度 ±270°
三、转炉
（2）氧枪及其升降装臵 氧枪的工作环境恶劣－－高温、多尘、易燃、 易爆，因此必须十分可靠。氧枪由三根钢管相套 而成，内管为氧气通道，内管与中管之间是冷却 水进水通道，中管与外管之间是冷却水的出水通 道。氧枪的端部是五孔拉瓦尔喷嘴，为脱氧铸铜 制作，具有良好的导热性。 升降装臵由升降小车、横移台车、升降卷扬装 臵及升降轨道组成。
三、转炉
三、转炉
C、熔池和炉气间的脱S 根据现场的经验，吹入大量氧时能脱S。通常认 为这是钢水中的S与氧气反应，生成SO2、SO3的 缘故。 脱硫反应的有利条件归纳如下： A、(CaO)要多 B、(FeO)要少 C、(CaS)要少 D、熔池温度要高 E、Mn要多
三、转炉
冶炼时要注意以下几点，以取得满意的 结果： A、应随着C的降低，把熔池温度正常的升 高。 B、应在C低到钢种的目标值之前，先使P、 S降低到目标值以下。 C、吹炼终点各元素的含量应符合其钢种 的要求，钢水的温度也应调整到符合下 工序的要求。
炼钢工艺和设备
2008年7月
一、炼钢概述
钢的定义：含碳量小于2％的铁合金。 钢的分类：普碳钢和特殊钢（优质碳素钢、 合金钢、高合金钢（合金含量大于10％））。 炼钢：将高炉生产出来的铁水炼成适合各 种用途的钢的过程。 炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。 炼钢流程：高炉（铁水）铁水预处理 （铁水）转炉（钢水）炉外精炼（钢 水）连铸或模铸（钢坯或钢锭）。
三、转炉
脱P反应放出相当多的热，低温有利于放热 反应的进行。故脱P反应应在低温下进行。 脱P反应的有利条件归纳如下： A、(CaO)要多 B、 (FeO)要多 C、 (P2O5)要少 D、熔池温度低
（3）脱硫 S和P同样是有害元素。S对钢材的影响是在 热轧时造成表面裂纹（热脆）。由于FeS的 熔点低，当其在溶解状态下轧制，就产生 了缺陷。此外S同P一样易偏析。一般认为 炉内脱硫反应有三个： A、钢液内脱硫： [FeS]+[Mn][MnS]+[Fe] B、钢液和炉渣之间的脱S [FeS]+(MnO)(MnS)+(FeO)
三、转炉
ＯＧ系统计算机控制画面
三、转炉
OG的主要设计指标:


工艺条件：炉容量300t 铁水比：89% 吹炼时间：16min 冶炼周期：36min，吹氧流量：70000Nm3/h，矿石： 45kg/t.s 烟尘排放浓度：≤100mg/Nm3 煤气回收量：50～60Nm3/t.s CO浓度：55%～65% 蒸气回收量：35kg/t.s 氧化铁尘回收量：16kg/t.s 耗水量：2t/t.s 耗电量：3.3Kwh/t.s
铁水包脱硫设备
二、铁水预处理
铁水包脱硫装臵 设臵地点 处理能力 说明 1#、2#受铁坑及地面 70包/日
脱硫剂
贮料仓 CaO Mg CaO Mg 数量×容积 数量×容积 数量×容积 数量×容积 CaO：Mg可调，可 以单吹CaO
Mg+Ca0
1×40m3，1×110m3 1×40m3，1×20m3 2×2.3m3 2×1.4m3
三、转炉
5、冶炼要点 （1）脱C和温度 随着C的下降，熔池的温度不断上升，为 此要向熔池充分的供氧来促进脱碳反应， 这时产生的CO促进了熔池的搅拌，熔池的 沸腾亦能有效地排出H2、N2等有害气体。
三、转炉
（2）脱P P是有害元素，是低温加工时产生表面缺陷（冷 脆）的原因，并且在钢锭中易产生偏析。当CaO 未充分溶解在渣中时脱P按下式进行： 2[P]+5(FeO)5[Fe]+(P2O5) 2[P]+8(FeO)5[Fe]+(3FeO.P2O5) 当CaO足量时按下式进行： (P2O5)+4(CaO)(4CaO.P2O5) P2O5生成稳定的(4CaO.P2O5)，防止回P反应。
二、铁水预处理
电石粉的特点： （1）分解出的钙离子与[S]有极强的亲和力，因此 CaC2有很强的脱硫能力，耗量少，渣量也较少。 （2）生成物CaS熔点高，形成固体渣，防止回硫，扒 渣容易，对耐材侵蚀较轻。 （3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析 出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉 和石灰粉会污染环境，因此必须设臵除尘设备。 （4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速 发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安 全措施。 （5）电石粉价格昂贵。
三、转炉
（4）副原料系统 由进料、上料、加料等三个系统组成。 A、进料流程：原料场皮带机中转料仓1#皮 带机2#皮带机3#皮带机梭式皮带机地下 料仓 B、上料流程：地下料仓给料器1#皮带机2#皮 带机3#皮带机卸料小车炉顶料仓 C、加料流程：炉顶料仓给料器称量斗密封 阀中间料斗切断阀密封阀固定溜槽转 炉
三、转炉
（7）其他系统 转炉设备还包括蒸汽回收系统（锅炉汽包、 锅炉循环泵、蒸汽蓄热器等）、二次除尘 系统（除尘管道、风机、布袋除尘机等）、 挡渣棒投入装臵、炉后测温取样装臵等。
三、转炉
转炉顶底复吹LD—CB设施规格
项目 设臵地点 公称能力×座数 型式 炉 炉高（H） 说明 转炉分厂 300t×3座 炉底非对称 11.5m 顶 吹 项目 氧气流 量 氧气压 力 型式 供气元 件 风口数 说明 Max.80000Nm3/h 147.1×104Pa N2-Ar切换LD—CB法 极小径管集合型镁质透气 砖