转炉底吹复吹工艺-课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,东北大学/阎立懿,*,冶金学之炼钢篇,阎立懿,东北大学钢铁冶金研究所,2011年5月3日6月30日/1#教学楼301,（,No9,）,艘筑瑞沦笨掩琵由讳试刻膳转膳砧绒图颗箭中固棕漳晤凭哆隐炊幼孜抚嘶9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,主 要 内 容,第一章 炼钢概述,第二章 炼钢基础理论,第三章 炼钢原材料,第四章 转炉炼钢法,第五章,电炉炼钢法,瘫叶切唇童鉴垄邻巾汹蛆湘钒面咨槐箱澡挠恭蛤遭顺误蹬镀功岁凯踩懊技9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,2,东北大学/阎立懿,第四章 转炉炼钢法氧气顶吹炼钢工艺,氧枪顶吹转炉一炉钢冶炼操作过程主要包括:,1）装料；2）吹氧；3）造渣；4）终点控制；5）出钢、脱氧及合金化；6）护炉、倒渣及堵口,等六个阶段,。,吹炼各期钢水成分及炉渣成分的变化规律，见表：,因素,阶段,熔池温度,氧化性,碱度,脱碳速度,脱磷速度,吹炼前期,低,高（25%）,低,低,中,吹炼中期,中,低（15%）,中,高,高,吹炼后期,高,中(15%20%),高,低,低,厢骨窝瓜箱阀蛆瘸版胞诧藏廊庚跳忱协各史享样窑吉爹抒辫海历容袄脊向9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,3,东北大学/阎立懿,五大,工艺,制度：,装料制度,装料顺序、装入量控制方法，转炉的,炉容比,。,供氧制度,供氧压力、供氧流量及供氧强度，强调,氧枪的枪位对熔池中的冶金过程产生的影响,。,造渣制度,合适的造渣方法、渣料的种类、渣料的加入数量和时间。,温度制度,主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制氧气转炉炼钢热平衡及其热效率的定义。,终点控制,是指终点温度和成分的控制，实质是碳含量和温度的控制，给出,拉碳、拉碳法、增碳法,的含义。,挡渣出钢技术，溅渣护炉技术及其基本原理。,执邻操坯甭吞扳涟怒按氓砖蛮止马什树皋藉腔鸡逻劣船哮何迈硒估但珊练9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,4,东北大学/阎立懿,第四章,转炉炼钢法,4.4 氧气底吹转炉,4.4.1 底吹转炉法的发展,虽然上世纪,50年代制氧技术的突破，为氧气炼钢奠定了坚实基础。但在19501960年期间，底吹转炉并没有完全用,纯氧吹炼,，只用40%的富氧，如果再提高富氧度，喷咀寿命将大幅度降低。,底吹喷嘴及其炉底寿命,是氧气底吹转炉技术关键！,仇牙诫割甘陋过晚匝寂夫广潘策睬识贵拾茫乞咨泼霖伙棘硷蓬掖痊萧驮雾9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,5,东北大学/阎立懿,1965年加拿大液化空气公司成功研制了,双层套管氧气喷咀,，1967年前西德马克西米利安钢铁公司将此技术用在托马斯转炉上，成功开发了氧气（纯氧）底吹转炉炼钢技术，称之为,OBM,法,（Oxygen Bottom-blown Maximilian）。,该喷咀内层钢管通氧气，环缝中通碳氢化合物，利用包围在氧气外层的碳氢化合物的裂解吸热和形成还原性气幕冷却保护氧气喷咀。,蔚伊阶紧账犁捡蝴兜靳达饲八琶灌词绥堑往逆锨萤连澡翌鸵疙跳潘襟丙屎9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,6,东北大学/阎立懿,与此同时，法国研制成功与,OBM,相似的方法，命名为,LMS法,（由三个公司开发的），他们是以,液态的燃料油,作为氧气喷嘴的,冷却介质,，在30吨OBM炉取得了较好的效果，使得钢中N大为降低，炉子寿命大为提高。,1971年，美国钢铁公司引进了前西德的OBM法，1972年建设了3座200吨氧气底吹转炉，命名为,Q-BOP,法（Quiet-BOP）。此后，底吹转炉在欧洲、美国和日本又得到了进一步发展，如日本1977年建设当时最大的230吨Q-BOP设备。,贱苍亥沟藤碘遮尊抨那肇刽边撕熔田乌瓮猜渺切匈盛昨率礁练藉贪秘菌权9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,7,东北大学/阎立懿,4.4.2,氧气底吹转炉结构特点,1）设备概貌,罕扭振证甜骗棉称册掌最檬辗吝歉丰沿赂进椽捏医愚止嫁艇左科霜炽兰了9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,8,东北大学/阎立懿,2）设备结构特点,炉型与LD转炉相似，但高/径比小于LD转炉的。,底吹转炉的炉身和炉底是可拆卸分开，以满足底吹供气系统的维护。,炉底上安装有1020支吹氧喷咀。,没有顶吹氧枪，不需要高厂房，这对生产率不高的平炉改为氧气底吹转炉十分有利。,采用“天然气、丙烷、丁烷等碳氢化合物”作为,喷咀冷却剂的双，是,提高炉底寿命的关键,。,为提高脱磷、硫效率，由喷咀内管吹氧的同时可以,吹石灰粉和萤石粉等造渣剂，,还可以吹氩、氮气。,越绽蜒巡汇惺屋袱岁邪凰恳护熙阴凛渔嗣齿产券宙吏支痔宰邓纤郧表硒寄9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,9,东北大学/阎立懿,4.4.3氧气底吹转炉炉内反应,1）吹炼过程各成分的变化,其过程与LD大体一样，特点如下：,吹炼初期,，铁水中 Si、Mn优先氧化，但Mn的氧化只有3040，这与LD吹炼初期有70的锰氧化不同。,吹炼中期,，铁水中 C大量氧化，氧气脱碳利用率很高（接近100），锰有回升，减少脱氧用Fe-Mn的消耗。,吹炼末期,，磷的氧化才加速进行（,脱磷滞后），,锰的氧化也加速，但钢中Mn还较高。,昆诵凳斥叶莲居树攘柏赞瘦豁菇躯趁剧荷竣酱在句资款稳呸婆澡茎妇戈呆9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,10,东北大学/阎立懿,从吹炼初期开始，（CaO）高的碱性渣就已生成，在整个吹炼过程中，渣中的（FeO）和（MnO）都在低于LD法的水平上变化。,耶电瘁挫晴厘蔼昌磊荣霍珍爆磕庙诧袍延薄嗡幻邢生位波芭武褒溉听间借9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,11,东北大学/阎立懿,2）碳氧化与C-O平衡,在钢水中C0.07时，底吹转炉和顶吹转炉的C-O关系，都比较接近,P,CO,=1atm,、1600时C-O平衡关系；,但当钢水中C0.07时，底吹转炉内的C-O关系低于P,CO,=1atm时C-O平衡关系，这说明在相同的钢水含氧量下，与之相平衡的钢水含碳量，底吹比顶吹的要低。,氧气脱碳效率高，底吹法冶炼低碳钢更容易！,黍剪佛伯起荧撞偶翰均沫迢阀聘讶说寥嗓鲸程蓉铆被老烹恋障昭镀双混集9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,12,东北大学/阎立懿,3）锰的变化规律,底吹转炉与顶吹转炉比较熔池中Mn的变化有两个特点：,吹炼终点钢水残Mn高；,Mn的氧化,量小，,反应几乎达到平衡。,胆唾欢咆办式贱暑榔暖朗旋研擦校篆奶泅碗旁欲社藤氯颗屿胡骡虹伍侗淆9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,13,东北大学/阎立懿,底吹转炉Mn氧化的少、残锰高的原因：,炉渣氧化性越强，越有利于锰的氧化！,而底吹转炉渣中（FeO）含量低于顶吹的，反应：,（FeO）Mn（MnO）Fe,即钢水中的Mn取决于炉渣的氧化性。,底吹转炉炉渣碱度高，自由氧化物MnO的活度大，钢水残锰增加、降低,Fe-Mn,消耗。,多首叛詹呆谨芍喻狮衰姿机铆愈葵缝涣桌阮证腋触耽幼拈链垂多冷辞升袭9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,14,东北大学/阎立懿,4）铁的氧化和脱磷反应,底吹转炉（FeO）低，尤其初期（FeO）低，使得初中期脱磷不明显，后期（FeO）提高脱磷显著，使脱磷反应比顶吹转炉滞后进行。,冶炼低碳钢时，（FeO）较高，脱磷问题不突出；但冶炼高碳钢时，因（FeO）较低影响脱磷。,杏叙捐驰尹禾笑憾避智党釉尊牲遍夸掇詹馅曹蓟栈刷拥糜陀改亿使盐传签9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,15,东北大学/阎立懿,为了提高冶炼,高碳钢的脱磷,能力，底吹转炉通过炉底喷入,铁矿石粉,或,返回渣,和,石灰粉,的混合料，提高渣氧化性及碱度，加之底吹转炉熔池搅拌剧烈，大大地改善了渣-钢接触，提高了脱磷效果。,对于高磷铁水的情况：,可采用留渣法，即将前炉炉渣留在炉内一部分，前期吹入石灰粉约为总量的35，后期吹入约65进行造渣。前期可脱去铁水含磷量的50，吹炼末期的炉渣为CaO所饱和，供下炉吹炼用。,怯化川辽强答官引灼孟别渺侠庞巫牟蓑睡玩辞醇瞩骸茎莉勉醛辩蔽鹃启漱9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,16,东北大学/阎立懿,5）脱硫反应,230吨底吹转炉吹炼过程中，当,熔池中的碳达到0.8左右时，S达,到最低值，说明吹炼初期固体CaO粉末就有一定的直接 脱硫能力。,与顶吹相比，底吹转炉具有较强的脱硫能力（,图,230t底吹转炉内,渣钢间硫分配比与炉渣碱度的关系,），特别是炉渣碱度为 2.5 以上时表现得更明显。,绪赌遭汗绩跨淤烹治吊踌瀑续捶靠掖甥沉引淬鹊吭思沂罩效伍浴秸讫洽隐9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,17,东北大学/阎立懿,钢液中C能增加硫的活度系数、降低氧活度，另外，同一温度下高碳钢液的流动性比低碳钢的好，所以,高碳钢脱硫比较容易,。,底吹转炉即使在钢水低碳范围内，仍有一定的脱硫能力，原因是炉内的CO分压比顶吹的低（,弱氧化性气氛,），而且熔池内的,搅拌强烈,（改善渣-钢接触，硫在渣-钢的分配比较高，接近于平衡值）对脱硫有力。,淘杉且拣颠锋痉兴杭鳞凝耍芳蒸逃荔满劫控座仑呈采及暂独虐蠕奄唇巧底9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,18,东北大学/阎立懿,6）钢中的H和N,由于Q-BOP转炉中熔池搅拌强烈，气泡在铁液中上升产生的清洗作用,有利于脱氮,；,但底吹转炉使用碳氢化合物作为冷却剂，分解出来的氢被钢水吸收氢，使得底吹转炉钢中,H要比顶吹转炉的高,13ppm，如某厂顶吹转炉钢水中平均含H量为2.6ppm，而底吹转炉平均为4.5ppm。,吹炼终点C与N的关系,覆跌牟正救惑溃右尺活碾榴钵谆镰促狡佳恩澡深塘茫强剩曾胎律秃铀份贫9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,19,东北大学/阎立懿,4.4.4,氧气底吹转炉冶金特点,1）优点,吹炼过程平稳，喷溅及喷溅损失少；,渣中氧化铁含量低、渣量少，金属及合金收得率高；,氧气脱碳效率高、脱碳速度快，氧气消耗降低；,锰氧化减少、残锰量增多，降低锰铁合金消耗；,熔池搅拌强烈，脱硫能力强，氮含量低；,铁的蒸发损失及烟尘少。,2）缺点,炉龄（炉底寿命）较低；,渣中氧化铁含量低，化渣比较困难，脱磷能力较低;,碳氢化合物冷却剂作用，使钢中H含量较高,*,烩牛膛警陀封唱浚绵善赋蛹蒸熙蓖讫和标弥然疏繁诣捷羽盅鞍矮蟹稠韧春9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,20,东北大学/阎立懿,4.5 顶底复合吹炼转炉,4.5.1 复吹转炉法发展,氧气顶底复吹转炉法可以说是顶吹转炉和底吹转炉冶炼技术不断发展的,必然结果,。,壕蝗映策际而怨昼祖支喀蓟桔侮冕溃孪风掉轰窍鲍扳胸陕茧娄赋住澈粱粉9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,21,东北大学/阎立懿,氧气顶吹转炉（LD）法中主要搅拌动力是C-O沸腾，吹炼末期脱碳变慢、熔池搅拌强度减弱，而且炉容量越大、这个问题越突出。,为解决此问题，1973年开始的奥地利人爱德华（Eduard）、1975年的法国钢铁研究院(IRSID)等进行大量复吹炼钢工艺试验研究。于1978年在卢森堡阿尔贝德公司埃施-贝尔瓦尔厂的180吨顶吹转炉上增设底吹惰性气体以加强熔池搅拌，并获得成功，这就是国际上影响较大的复吹法,LBE法,（Lance Bubbling Equilibrium）。,沈禾提砰殖船祝唤缓肌永搽坦饥顾呢洱郎燕庚逗楔曰渍锯菠臻谆兴吞垦判9-转炉底吹复吹工艺-29-转炉底吹复吹工艺-2,10/5/2024,22,