《转炉炼钢基本常识》PPT课件

转 炉 炼 钢 基 本 常 识技 术 中 心2011年 9月 17日 一 生 铁 与 钢 的 比 较从 化 学 成 分 不 同 来 看 ， 钢 和 生 铁 都 是 铁 碳 合 金 ，并 含 有 硅 、 锰 、 磷 、 硫 等 元 素 。 根 据 Fe-C相 图wC在 0.0218% 2.11%之 间 的 铁 碳 合 金 为 钢 ；碳 含 量 wC在 2.11%以 上 的 铁 碳 合 金 为 生 铁（ 根 据 国 家 标 准 和 国 际 标 准 以 碳 含 量 wC=2%为 钢 和 铸 铁 的 分 界 点 ） ； 碳 含 量 在 0.0218%以下 的 铁 碳 合 金 称 为 工 业 纯 铁 。 冶 标 规 定 碳 含 量wC在 0.04%以 下 为 工 业 纯 铁 。 二 炼 钢 的 任 务 炼 钢 的 基 本 任 务 是 脱 碳 、 脱 磷 、 脱 硫 、 脱 氧 ，去 除 有 害 气 体 和 非 金 属 夹 杂 物 ， 提 高 温 度 和 调 整成 分 。 归 纳 为 ： “ 四 脱 ” （ 脱 碳 、 脱 氧 、 脱 磷 、硫 ） ， “ 二 去 ” （ 去 有 害 气 体 和 夹 杂 ） ， “ 二 调整 ” （ 成 分 和 温 度 ） 。 采 用 的 主 要 技 术 手 段 为 ：供 氧 ， 造 渣 ， 升 温 ， 加 脱 氧 剂 和 合 金 化 操 作 。 三 转 炉 炼 钢 的 出 现 及 发 展 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 。 1942年 、 1943分 别 在 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 。 LD/ BOF/ BOP 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)。 OBM/ Q -BOP 在 顶 吹 氧 气 转 炉 炼 钢 发 展 的 同 时 ， 1978年 卢森 堡 阿 尔 贝 德 公 司 在 贝 尔 瓦 厂 180吨 转 炉 上 采 用了 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 ， 降 低 了 消 耗 和 吨 钢 成 本 ，更 适 合 供 给 连 铸 优 质 钢 水 。 LD- Q - BOP 四 转 炉 冶 炼 基 本 原 理1、 反 应 原 理高 温 下 ， 用 氧 化 剂 把 生 铁 里 过 多 的 碳 和其 它 杂 质 氧 化 成 气 体 或 炉 渣 而 除 去 。2、 目 的 ：降 碳 、 调 硅 锰 、 去 硫 磷 。3主 要 反 应 （ 分 三 个 阶 段 ） 主要反应（分三个阶段）（ 1） 氧 化 造 渣2Fe O2 2FeO Q2FeO Si SiO2 2Fe QFeO Mn Fe MnO QFeO C CO Fe 生 成 的 二 氧 化 硅 、 氧 化 锰 与 造 渣 材 料 生 石 灰 相 互 作 用 成 为 炉渣 。（ 2） 去 硫 、 磷FeS+CaO FeO+CaS 2P+5FeO+3CaO 5Fe+Ca3(PO4)2 （3）脱氧用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后，到吹氩站或到精炼炉进一步处理后，浇成连铸坯、铸件或钢锭，连铸坯、钢锭可以再轧成各种钢材。 钢 铁 料 耗钢 铁 料 耗 =铁 水 、 废 钢 、 生 铁 块 消 耗 量 之 和 /钢 产 量对 钢 铁 料 耗 影 响 因 素 有1.金 属 料 损 耗 （ 吹 损 ） 铁 水 、 生 铁 块 、 废 钢 中 的 大 部 分 的 碳 、 硅 、 锰 、 磷 、 硫 及 其 它 部分 合 金 元 素 及 渣 中 铁 含 量 。 金 属 损 耗 一 般 在 8% 12%之 间 ， 低 碳 后 吹 钢 种 一 般 在 12%左 右 ，普 碳 钢 等 中 中 低 碳 钢 种 一 般 在 10%左 右 ， 高 拉 碳 钢 种 一 般 在 8%左 右 。2. 合 金 加 入 量3. 返 矿 、 球 团例 ： 铁 水 、 废 钢 、 生 铁 块 总 装 入 量 为 70吨 ， 吹 损 为 10%， 合 金 加入 量 为 1吨 ， 球 团 返 矿 等 加 入 量 2吨 ， 技 术 收 得 率 为 50%， 钢 铁 料耗 为 1000 70/（ 70 90%+1+2 50%） =1076.9kg/t 石 灰石 灰 加 入 量 按 下 式 计 算 （ P 0.3%时 ) 石 灰 加 入 量 R 1000 Kg/t铁CaO%(有 效 )=CaO%(石 灰 )-R SiO2%(石 灰 )根 据 铁 水 含 S量 适 当 增 减 石 灰 加 入 量 。 碱 度 R=CaO/SiO2 有 效% %14.2Ca Si 白 云 石白 云 石 加 入 量 根 据 炉 渣 中 所 要 求 的W(MgO)含 量 来 确 定 ：W白 =1000 渣 量 W(MgO渣 )/ W(MgO白 )实 际 加 加 入 量 还 要 减 去 加 入 石 灰 中 MgO、和 炉 衬 侵 蚀 进 入 渣 中 的 MgO含 量 。 助 溶 剂 、 溅 渣 护 炉 用 料转 炉 助 溶 剂 主 要 包 括 氧 化 铁 皮 和 萤 石 ，其 加 入 量 根 据 化 渣 情 况 确 定 加 入 量溅 渣 护 炉 用 料 主 要 包 括 轻 烧 镁 块 等 含 氧化 镁 材 料 ， 主 要 作 用 是 把 渣 做 粘 做 稠 ，并 调 整 渣 中 氧 化 镁 含 量 ， 钢 渣 容 易 粘 附在 炉 衬 上 。 脱 氧 合 金 化合 金 ： 根 据 钢 种 成 分 要 求 ， 确 定 合 金 加 入 种 类 和 数 量 。在 满 足 质 量 要 求 的 情 况 下 ， 要 尽 量 选 择 成 本 低 的 配 方 。合 金 、 增 碳 剂 的 收 得 率 ： 硅 收 得 率 ： 拉 碳 钢 种 一 般 在 80 % 90%左 右 ， 后 吹 钢 种 一 般 在 75 % 85%左 右 。 锰 收 得 率 ： 拉 碳 钢 种 一 般 在 90% 95%， 后 吹 钢 种 一 般 在 85% 90%， 精 炼 钢 种 一 般 在 97%以 上 。 增 碳 剂 收 得 率 一 般 在 80% 90%之 间 脱 氧 情 况 不 同 ， 合 金 及 增 碳 剂 的 收 得 率 也 不 相 同 。 脱 氧 良 好 的 情况 下 ， 合 金 收 得 率 偏 高 ； 反 之 ， 则 偏 低 。脱 氧 剂 ： 根 据 钢 中 氧 含 量 、 品 种 要 求 及 工 艺 需 要 选 择 不 同 的 合 金 或 包 芯 线 等 作 为 脱 氧 剂 合 金 加 入 量 计 算 合 金 按 钢 种 中 限 配 加 ， 计 算 公 式 为 : 合 金 加 入 量 = 钢 水 量 Kg例 如 ER70S-6的 锰 含 量 中 限 为 1.5%， 转 炉 残 锰为 0.05%吨 钢 高 硅 硅 锰 的 加 入 量 为 ： （ 1.5%-0.05%） /（ 55% 98%） 1000=26.7kg 合 金 回 收 率合 金 元 素 含 量 终 点 钢 残 余 成 分钢 种 成 分 中 限 % 气 体氧 气 ： 根 据 所 需 氧 化 元 素 含 量 、 氧 气 利 用 率 等确 定 氧 气 用 量 。氮 气 ： 主 要 用 途 为 溅 渣 护 炉 、 氮 封 、 转 炉 底 吹 、脱 硫 颗 粒 镁 的 载 体 。 需 要 根 据 设 备 、 工 艺 要 求等 确 定 氮 气 用 量 。氩 气 ： 主 要 用 途 包 括 转 炉 底 吹 、 钢 包 吹 氩 （ 转炉 出 钢 过 程 、 吹 氩 站 、 精 炼 过 程 及 软 吹 氩 ）压 缩 空 气 ： 主 要 用 途 为 开 启 启 动 阀 门 及 清 扫 平台 等 LF精 炼 炉电 极 ： 因 钢 种 精 炼 需 要 供 电 时 间 不 同 及电 极 质 量 差 异 电 极 消 耗 量 不 相 同 。电 石 、 硅 铁 粉根 据 脱 氧 情 况 不 同 。 电 石 、 硅 铁 粉 等 脱氧 剂 加 入 量 页 不 相 同 。 精 炼 电 耗 是 根 据 精 炼 时 间 和 供 电 强 度 来确 定 的 。