炼钢程序和基本方法课件

炼 钢程序和基本方法炼 钢 炼钢：将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢，并使其具有一定的物理化学性能和力学性能。三大任务：去除杂质 调整钢液成分 调整钢液温度硫、磷、氧、氮、氢和夹杂物炼 钢 主要炼钢方法炼钢方法当前情况平炉炼钢法大多数已转为转炉炼钢转炉炼钢法氧气顶吹炼钢法 一部分为顶吹炼钢法，多数为顶底复吹炼钢法氧气侧吹炼钢法氧气底吹炼钢法顶底复吹炼钢法电炉炼钢法广泛采用炼 钢 铁水预处理4.1 铁水在进入转炉前，为除去某些有害元素的处理过程。预脱硫：电石、石灰、金属镁等炉外脱硫剂 预脱硅：铁水沟、盛铁水容器中喷吹氧化剂 预脱磷：盛铁水容器中喷吹氧化剂 铁水预处理按需要可在铁水沟、盛铁水容器(铁水包、鱼雷罐)或转炉中时行。简化炼钢过程，提高钢的质量简化炼钢过程，提高钢的质量简化炼钢过程，提高钢的质量简化炼钢过程，提高钢的质量易引起热脆，铁水脱硫条件比钢水脱硫优越减少转炉石灰消耗量，减少渣量和铁损；预脱磷的需要使钢产生冷脆性Hot Metal Pretreatment炼 钢 铁水预处理4.1鱼雷罐车喷吹预处理鱼雷罐车喷吹预处理炼 钢 转炉炼钢4.2Converter Steelmaking 以铁水和废钢为原料，向转炉熔池吹入氧气，使杂质氧化，杂质元素氧化热提高钢水温度，一般在2535分钟内完成一次精炼 的 快 速 炼 钢 法。炼 钢 转炉炼钢4.2特点：钢中气体含量少中气体含量少Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等残余元素含量低等残余元素含量低原材料消耗少，原材料消耗少，热效率高，成本低效率高，成本低炼 钢 转炉炼钢4.2原材料适原材料适应性性强基建投基建投资少，建少，建设速度快速度快容易与容易与连续铸钢相匹配相匹配炼 钢 转炉炼钢4.2转炉炉型转炉炉型(Converter Type)转炉炉型转炉炉型是指转炉内部自由空间的几何形状，由耐是指转炉内部自由空间的几何形状，由耐火材料砌成。火材料砌成。筒球型锥球型截锥型炼 钢 转炉炼钢4.2转炉内衬转炉内衬(Converter Inner Lining)绝热层绝热层adiabatic layeradiabatic layer永久层永久层permanent layerpermanent layer填充层填充层packing layerpacking layer工作层工作层working layerworking layer炼 钢 转炉炼钢4.2转炉炉体转炉炉体(Converter Body)炉底结构有炉底结构有两种类型，即两种类型，即固固定式炉底定式炉底和和可拆可拆卸式活炉底卸式活炉底。炉壳要具有炉壳要具有足够的强度和刚足够的强度和刚度，一般采用度，一般采用低低合金钢容器钢板合金钢容器钢板制作制作 。炼 钢 转炉炼钢4.2托圈托圈(Backing Ring)和耳轴和耳轴(Trunnion)托圈托圈、耳轴耳轴是用以支撑炉体是用以支撑炉体和传递倾动力矩和传递倾动力矩的机构。的机构。转炉和托圈转炉和托圈的全部载荷都通的全部载荷都通过耳轴经过耳轴经轴承座轴承座(Bearing Bed Bearing Bed Bearing Bed Bearing Bed)传传递给地基递给地基 。炼 钢 转炉炼钢4.2 能能使使转转炉炉炉炉体体正正反反旋旋转转3 36 60 0度度，在在启启动动、旋旋转转和和制制动动时时，能能保保持持平平稳稳，并并能能准准确确的的停停在在要要求求的的位位置置上上，安安全全可可靠靠。电动机电动机 减速装置减速装置倾动机构倾动机构(Tilting Arrangement)倾动机构机构机构机构炼 钢 转炉炼钢4.2 由由喷头喷头、枪身枪身和和枪尾枪尾组成，通常吹氧组成，通常吹氧装置都带两只氧枪，装置都带两只氧枪，一只工作，一只备用。一只工作，一只备用。枪身由三层同心枪身由三层同心圆钢管组成，枪尾与圆钢管组成，枪尾与进水管、出水管和进进水管、出水管和进氧管相连。氧管相连。氧枪氧枪(Airbrush)炼 钢 转炉炼钢4.2 喷头喷头(Blow HeadBlow HeadBlow HeadBlow Head)是是将将压力能转换成动能压力能转换成动能的的能量转换器，目前氧枪能量转换器，目前氧枪使用的喷头多为使用的喷头多为拉瓦尔拉瓦尔喷头。喷头。氧枪氧枪(Airbrush)炼 钢 转炉炼钢4.2氧枪氧枪(airbrush)喷头喷头(Blow HeadBlow HeadBlow HeadBlow Head)是是将将压力能转换成动能压力能转换成动能的的能量转换器，目前氧枪能量转换器，目前氧枪使用的喷头多为使用的喷头多为拉瓦尔拉瓦尔喷头。喷头。收缩段收缩段 喉喉 口口 扩张段扩张段炼 钢 转炉炼钢过程转炉炼钢过程准准备期期炼 钢 准准备期期吹吹炼初期初期转炉炼钢过程转炉炼钢过程炼 钢 准准备期期吹吹炼初期初期吹吹炼中期中期转炉炼钢过程转炉炼钢过程炼 钢 准准备期期吹吹炼初期初期吹吹炼中期中期吹吹炼末期末期转炉炼钢过程转炉炼钢过程炼 钢 准准备期期吹吹炼初期初期吹吹炼中期中期吹吹炼末期末期 出出 钢转炉炼钢过程转炉炼钢过程炼 钢 转炉炼钢4.2转炉长寿技术 转炉溅渣护炉技术是美国LTV公司l991年开发的一项新技术。原理：在转炉出钢后留下部分终渣，将渣粘度和氧化镁含量调整到适当范围，用氧枪喷吹氮气，使炉渣溅到炉壁内衬上，达到补炉目的目前我国转炉的平均炉龄已接近万炉，最高 炉 龄 已 达 到2.6 7万炉(武钢)炼 钢 转炉炼钢4.2转炉炼钢新技术n 模型技术模型技术：动态模型、静态模型n 炉气分析技术炉气分析技术n 副枪技术副枪技术炼 钢 电弧炉炼钢4.3Electric Arc Furnace Steelmaking 通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢的方法。炼 钢 电弧炉炼钢4.3优点：能灵活掌握温度能灵活掌握温度热效率高、炉内气氛可以控制效率高、炉内气氛可以控制设备简单、工、工艺流程短流程短炼 钢 电弧炉炼钢4.3缺点：电离作用使离作用使钢中中氢和氮的含量高和氮的含量高点点热源使炉内温度分布不均匀源使炉内温度分布不均匀炼 钢 电弧炉炼钢4.3交流电弧炉直流电弧炉直流电弧炉的超高功率化已成为世界电炉发展的趋势炼 钢 电弧炉炼钢4.3电弧炉炉体结构炼 钢 电弧炉炼钢4.3炉体倾动装置：出钢和流渣时实现炉体倾动。偏心炉底出钢 向出钢方向能倾动1215以出尽钢水。向炉门方向能倾动10 15以利出渣。炼 钢 电弧炉炼钢4.3电极升降机构 夹紧、放松、升降电极和输入电流。炼 钢 电弧炉炼钢过程电弧炉炼钢过程 补 炉炉 装装 料料 熔化期熔化期 氧化期氧化期 出出 钢 还原期原期炼 钢 电弧炉炼钢过程电弧炉炼钢过程 补 炉炉 装装 料料 熔化期熔化期 氧化期氧化期 出出 钢 还原期原期现代电弧炉冶炼已将还原期移至炉外进行炼 钢 炉外精炼4.4Secondary Refining Process 按传统工艺，将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质、成分和温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行。又称为又称为又称为又称为二次精炼二次精炼二次精炼二次精炼或或或或钢包冶金钢包冶金钢包冶金钢包冶金炼 钢 炉外精炼4.4作用：提高提高质量量扩大品种的主要手段大品种的主要手段优化冶金生化冶金生产流程，提高生流程，提高生产效率效率炼钢-炉外精炉外精炼-连铸-热装装轧制工序制工序衔接接炼 钢 炉外精炼4.4采用的基本手段采用的基本手段 渣渣 洗洗：脱氧、脱硫、去夹杂 真真 空空：脱氢、脱氮、脱氧、去夹杂 搅搅 拌拌：调温、混匀、净化 加加 热热：防止钢液冷却 喷喷 吹吹：脱氧、脱硫、去夹杂近近3030年来，炉外精炼发展迅速，具体方法有年来，炉外精炼发展迅速，具体方法有3030多种多种炼 钢 炉外精炼4.4常用的炉外精炼方法常用的炉外精炼方法真空循环脱气法(RH)基本工艺原理：利用气泡将钢水不断地提升到真空室内进行脱气、脱碳等反应，然后回流到钢包中。炼 钢 炉外精炼4.4常用的炉外精炼方法常用的炉外精炼方法真空循环脱气法(RH)基本工艺原理：利用气泡将钢水不断地提升到真空室内进行脱气、脱碳等反应，然后回流到钢包中。日本新改建的炼钢厂已明确提出全部钢水进行真空处理的发展目标炼 钢 炉外精炼4.4常用的炉外精炼方法常用的炉外精炼方法钢包精炼炉(LF)加热与温度控制 白渣精炼工艺 合金微调与窄成分控制当代最主要的炉外精炼设备当代最主要的炉外精炼设备当代最主要的炉外精炼设备当代最主要的炉外精炼设备炼 钢 炉外精炼4.4常用的炉外精炼方法常用的炉外精炼方法真空吹氧脱碳(VOD)将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳，同时从钢包底部向上吹氩搅拌。适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要小吨位精炼生产需要小吨位精炼生产需要小吨位精炼生产需要炼 钢 连续铸钢4.5Continuous Casting 连连铸铸是是通通过过连连铸铸机机将将钢钢液液连连续续地地铸铸成成钢钢坯坯，然后直接送轧钢车间轧制成钢材。然后直接送轧钢车间轧制成钢材。连连铸铸与与传传统统的的钢钢锭锭模模浇浇铸铸相相比比有有很很大大的的技术经济优越性技术经济优越性，主要表现在：主要表现在：简化工序简化工序炼 钢 连续铸钢4.5提高金属的收得率提高金属的收得率节约能量消耗节约能量消耗改善劳动条件，易于实现自动化改善劳动条件，易于实现自动化铸坯质量好铸坯质量好炼 钢 连续铸钢4.5机型及特点机型及特点立 式立弯式弧 形椭圆形水 平连铸机的未来应用最广泛炼 钢 弧形连铸机弧形连铸机(Curved CasterCurved Caster)主体主体主体主体设备设备炼 钢 钢包旋转台钢包旋转台(Revolving PlatformRevolving Platform)旋转台可承托一旋转台可承托一个或两个钢包，一包个或两个钢包，一包在浇注位置时，另一在浇注位置时，另一包备用。采用旋转台包备用。采用旋转台以后，大大缩短了换以后，大大缩短了换包时间，为实现包时间，为实现多炉多炉连浇连浇(Continuous-Continuous-Continuous CastingContinuous Casting)创造了条件。创造了条件。炼 钢 中间包中间包(TundishTundish)去去 渣渣减压稳流减压稳流分分 流流贮贮 钢钢 作用作用:炼 钢 结晶器结晶器(MouldMould)作用：作用：规定铸坯形状规定铸坯形状 强制钢液迅速冷却强制钢液迅速冷却 保证形成足够强度保证形成足够强度和厚度较均匀的坯壳和厚度较均匀的坯壳 结晶器的冷却亦称结晶器的冷却亦称为为一次冷却一次冷却(Primary Primary CoolingCooling)。炼 钢 二次冷却系统二次冷却系统(Secondary Cooling SystemSecondary Cooling System)二冷区二冷区的长度应的长度应能使铸坯在该区内全能使铸坯在该区内全部凝固，而铸坯温度部凝固，而铸坯温度不低于不低于800800-900900。二冷装置包括二冷装置包括冷却水喷嘴冷却水喷嘴和和夹辊夹辊。我国基本上都用压我国基本上都用压力喷嘴。力喷嘴。炼 钢 作用是作用是拉坯并将铸坯矫直拉坯并将铸坯矫直。浇注前，拉坯矫直机还。浇注前，拉坯矫直机还要把引锭送到结晶器内。浇注开始后铸坯拉至切割机处要把引锭送到结晶器内。浇注开始后铸坯拉至切割机处时，再把引锭杆脱掉。时，再把引锭杆脱掉。拉坯矫直机拉坯矫直机(Withdrawal Straightening MachineWithdrawal Straightening Machine)炼 钢 切坯装置切坯装置(Cutting DeviceCutting Device)火焰切割火焰切割 (Flame CuttingFlame Cutting)机械剪切机械剪切(Machine CuttingMachine Cutting)炼 钢 引锭装置由引锭装置由引锭头引锭头(Dummy HeadDummy Head)和和引锭杆引锭杆(Dummy BarDummy Bar)两部分组成。常用的引锭头主要有两部分组成。常用的引锭头主要有燕燕尾槽式尾槽式和和钩头式钩头式两种两种 。引锭装置引锭装置(Dummy DeviceDummy Device)炼 钢 弧形连铸机的生产流程弧形连铸机的生产流程