第三章 转炉冶炼过程造渣

Northeastern University主讲人：龚主讲人：龚 伟伟第三章第三章 转炉冶炼造渣转炉冶炼造渣钢钢 铁铁 冶冶 金金 研研 究究 所所转炉冶炼造渣转炉冶炼造渣一、转炉冶炼造渣料种类一、转炉冶炼造渣料种类二、转炉造渣作用二、转炉造渣作用三、转炉成渣路线三、转炉成渣路线一、转炉冶炼造渣料种类一、转炉冶炼造渣料种类v石灰（石灰（CaO） 最重要的造渣材料，主要作用是：脱磷和脱硫。影响石灰最重要的造渣材料，主要作用是：脱磷和脱硫。影响石灰冶金性能的重要指标是活性度。石灰的气孔率和体积密度冶金性能的重要指标是活性度。石灰的气孔率和体积密度对石灰的熔解速度有极大的影响，将气孔率大和体积密度对石灰的熔解速度有极大的影响，将气孔率大和体积密度小的石灰加入转炉，炉内的熔渣会迅速地沿着石灰的孔隙小的石灰加入转炉，炉内的熔渣会迅速地沿着石灰的孔隙和裂缝向内部渗透，使熔渣和石灰间的接触面积显著增大。和裂缝向内部渗透，使熔渣和石灰间的接触面积显著增大。v萤石（萤石（CaF2） 萤石加入炉内萤石加入炉内CaF2与与CaO作用，直接促使石灰的熔化，能作用，直接促使石灰的熔化，能显著降低显著降低2CaOSiO2的熔点，使炉渣在高碱度下有较低的熔的熔点，使炉渣在高碱度下有较低的熔化温度，化温度，CaF2不仅可以降低碱性炉渣的粘度，也为不仅可以降低碱性炉渣的粘度，也为FeO进进入石灰块内部创造了条件。入石灰块内部创造了条件。一、转炉冶炼造渣料种类一、转炉冶炼造渣料种类v 铁鳞（铁鳞（FeO） FeO能显著地降低熔渣的粘度，改善了石灰熔解过程中的能显著地降低熔渣的粘度，改善了石灰熔解过程中的外部传质条件：在碱性渣系中，外部传质条件：在碱性渣系中，FeO可以改善熔渣对石灰可以改善熔渣对石灰块的润湿程度和提高熔渣向石块缝隙中的渗透能力，促进块的润湿程度和提高熔渣向石块缝隙中的渗透能力，促进石灰熔解。石灰熔解。v 轻烧白云石（轻烧白云石（CaO+MgO） 采用白云石造渣，生成一些含镁的矿物有利于初期石灰的采用白云石造渣，生成一些含镁的矿物有利于初期石灰的熔化。但是这种作用是在渣中有足够的熔化。但是这种作用是在渣中有足够的(FeO)且且(MgO)含含量不超过量不超过6%的条件下发生的，否则熔渣粘度增大，影响石的条件下发生的，否则熔渣粘度增大，影响石灰的熔解速度。灰的熔解速度。二、转炉造渣作用二、转炉造渣作用v SiO2 增加增加SiO2 (在不超过在不超过20%的范围内的范围内)，使熔渣的熔点下降，使熔渣的熔点下降，粘度值下降，使熔渣对石灰块的润湿情况有所改善，但当粘度值下降，使熔渣对石灰块的润湿情况有所改善，但当(SiO2)超过最佳值时，会使熔渣的粘度增加。超过最佳值时，会使熔渣的粘度增加。v MnO 在在(FeO)足够的情况下足够的情况下MnO才能有效地帮助石灰熔解，而当才能有效地帮助石灰熔解，而当(MnO)超过超过26%时，如果时，如果(FeO)不足，会延滞石灰的熔解。不足，会延滞石灰的熔解。二、转炉造渣作用二、转炉造渣作用v 造渣是转炉炼钢的一项重要操作。由于转炉冶炼造渣是转炉炼钢的一项重要操作。由于转炉冶炼时间短，必须快速成渣，才能满足冶炼进程和强化时间短，必须快速成渣，才能满足冶炼进程和强化冶炼的要求。控制成渣过程的目的是：快速成渣，冶炼的要求。控制成渣过程的目的是：快速成渣，使炉渣具有一定的碱度，以便尽快将金属中硫、磷使炉渣具有一定的碱度，以便尽快将金属中硫、磷等杂质去除到所炼钢种规格要求的范围以内。并尽等杂质去除到所炼钢种规格要求的范围以内。并尽可能避免喷溅，减少金属损失和提高炉村寿命。可能避免喷溅，减少金属损失和提高炉村寿命。转炉造渣基本要求转炉造渣基本要求|冶炼各期，要求炉渣具有一定的碱度、合适的氧化冶炼各期，要求炉渣具有一定的碱度、合适的氧化性和流动性、适度泡沫化；性和流动性、适度泡沫化；|在吹炼初期，要保持炉渣具有较高的氧气性，以促在吹炼初期，要保持炉渣具有较高的氧气性，以促进石灰熔化，迅速提高炉渣碱度，尽量提高前期去进石灰熔化，迅速提高炉渣碱度，尽量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉村；磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉村；二、转炉造渣作用二、转炉造渣作用|吹炼中期，炉渣氧化性不得过低（通常含吹炼中期，炉渣氧化性不得过低（通常含FeO不低不低于于8 %9 %），以避免炉渣返干；），以避免炉渣返干；|吹炼末期，要保证去除吹炼末期，要保证去除P，S所需的炉渣高碱度，所需的炉渣高碱度，同时要控制好终渣氧化性。对冶炼含碳量同时要控制好终渣氧化性。对冶炼含碳量0.10%的镇静钢，终渣（的镇静钢，终渣（FeO）通常应控制不大于）通常应控制不大于l5 % 20 %，在保证去，在保证去P的前提下，渣中（的前提下，渣中（FeO）尽可能）尽可能控制在低限；冶炼沸腾钢，终渣（控制在低限；冶炼沸腾钢，终渣（FeO）通常应不）通常应不大于大于12%，需避免终渣氧化性过弱或过强。，需避免终渣氧化性过弱或过强。二、转炉成渣路线二、转炉成渣路线0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0C2SC3SSiO2FeOnCaOACBBBwt /%C区区-一定碱度和氧化性的终一定碱度和氧化性的终渣区渣区 A区区-高氧化性的酸性初渣区高氧化性的酸性初渣区 初渣到终渣可以有三条路初渣到终渣可以有三条路线，线，ABC、ABC和和ABC 低磷铁水成渣路线低磷铁水成渣路线0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.751.00 等 温 线 15吨 复 吹 转 炉2 30吨 顶 吹 转 炉350吨 复 吹 转 炉4180吨 复 吹 转 炉5 1400140015001600C3SC2SSiO2+Al2O3+P2O5CaO+MgOFeon+MnOwt /%高磷铁水成渣路线高磷铁水成渣路线0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.751.00 等 温 线 30吨 顶 吹 转 炉7 9吨 复 吹 转 炉8 12吨 复 吹 转 炉9 100kw中 频 炉10 50吨 复 吹 转 炉11 1400140015001600C3SC2SSiO2+Al2O3+P2O5CaO+MgOFeon+MnOwt /%转炉最佳成渣路线的炉渣控制区转炉最佳成渣路线的炉渣控制区 0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.751.00 1400140015001600C3SC2SSiO2+Al2O3+P2O5CaO+MgOFeOn+MnO控制区控制区高氧化性炉渣高氧化性炉渣低氧化性低氧化性炉渣炉渣wt /%