钢冶金(孙丽娜)课件.ppt

转炉炼钢 主讲:孙丽娜教授 冶金工程系 主要内容 一 炼钢的基本任务 二 炼钢用原材料 三 转炉炼钢原理与工艺 一 、炼钢的基本任务 炼钢的基本任务包括： 1.脱碳、脱磷、脱硫、脱氧； 2.去除有害气体和夹杂； 3.提高温度； 4.调整成分 炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、升温等手段完成炼钢基本任务。 氧气顶吹转炉炼钢过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺操作则是控制供氧、造渣、温度及加入合金材料等，以获得所要求的钢液，并浇成合格钢钢锭或铸坯。 二 、炼钢用原材料 原材料是炼钢的基础，原材料的质量对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。倘若原材料质量不合技术要求，势必导致消耗增加，产品质量变差，有时还会出现废品，造成产品成本的增加。国内外实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提高经济效益的基础。 炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。 1.金属料 1)铁水：占金属料的（70~100%） 主要要求 成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S] 温度： 2)废钢 废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约70~90%；对氧气顶吹转炉炼钢，既是主原料之一，也是冷却效果稳定的冷却剂。通常占装入量的30％以下，适当地增加废钢比，可以降低转炉钢消耗和成本。 3）铁合金 吹炼终点脱除钢中多余的氧，并调整成分达到钢种规格，需加入铁合金以脱氧合金化。 炼钢常用的合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Ca-Si合金、铝、Fe-Al、复合脱氧剂等。其化学成分及质量均应符合国家标准规定。 2.辅助材料 2) 冷却剂 氧气顶吹转炉炼钢过程热量有富余，因而根据热平衡计算加入一定数量的冷却剂，以准确地命中终点温度。冷却剂包括:废钢 、生铁块 、铁矿石和氧化铁皮 、石灰石等。 3）氧化剂 4）还原剂和增碳剂 电炉炼钢中需要使用还原剂和增碳剂 包括：石墨电极、木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙、铝等； 转炉炼钢中冶炼中高碳钢时，一般使用含灰份少的石油焦做增碳剂。 三 氧气转炉炼钢原理及工艺 1.转炉炼钢车间巡视与生产模拟 2.铁水予处理 3.转炉炼钢过程 1.转炉炼钢车间——巡视 转炉炼钢车间——生产模拟 2.铁水的予处理过程 指铁水在兑入炼钢炉之前，为去除或提取某种成分而进行的处理过程。对铁水的炉外脱S、脱P和脱Si，即三脱技术就属于铁水预处理的一种。铁水进行三脱可以改善炼钢主原料的状况，实现少渣或无渣操作，简化炼钢操作工艺，以经济有效地生产低P、S优质钢。 1)铁水予处理的类型 铁水脱Si 铁水脱S 铁水同时脱P、脱S 铁水提V、提Nb 2)铁水予处理的设备 鱼雷罐车 喷粉罐 喷枪 扒渣机 铁水罐 3)铁水予处理生产模拟 4)铁水予处理生产工艺 ①脱S基本反应 ②脱S工艺 ③扒渣 3.转炉炼钢过程 1)吹炼全程模拟 2)转炉炼钢的发展历史 1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法。吹炼过程中不能去除P、S。1879年英国人托马斯又发明了碱性底吹空气转炉炼钢法，改用碱性耐火材料作炉衬，在吹炼过程中加入石灰造碱性渣，此法适合于处理高磷铁水，并可得到优质磷肥。二十世纪40年代初，制氧技术得到了迅速发展。1952年在林茨（Linz）城，1953年在多纳维茨（Donawltz）城先后建成了30t氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为LD法。 氧气转炉炼钢技术的发展可化分为三个时期： 3)转炉炼钢生产工艺 装料制度 造渣制度 供气制度 温度制度 出 钢 脱氧及合金化 装料制度 装入量是指每炉装入的铁水和废钢的总量,一般废钢占15~30%,装入量分为三种形式: 1.定量装入:整个炉役期保持每炉的金属装入量不变; 2.定深装入:随容积的扩大而增加装入量,保持熔池的深度不变; 3.分阶段定量装入:将整个炉役分为若干阶段,每阶段定量装入. 造渣制度 造渣制度包括以下内容: 1.炉渣碱度和石灰加入量:碱度指渣中碱性氧化物/酸性氧化物，一般为2.5~4.0，高[S]、[P]铁水控制在3.5~4.0,吨钢石灰消耗70~80kg 2:炉渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般初期高,终点15%左右,[C]、[P]要求高时，控制在20~25%。 3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬,造渣时加入含镁材料,一般终渣(MgO)为6~8%,采用溅渣护炉则8~10%. 4.造