[东北大学]钢铁冶金学(炼钢学)要点.ppt

在保证渣中有足够的∑(FeO)、渣中（MgO），不超过6%的条件下，增加初期渣中MgO含量，有利于早化渣并推迟石灰石表面形成高熔点致密的2CaO.SiO2壳层。 4、萤石的化渣作用 萤石的主要成分为CaF2，并含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaCO3和少量磷、硫等杂质。它的熔点约1203K。萤石加入炉内后，在高温下即爆裂或碎块并迅速熔化。它的作用体现在： CaF2与CaO作用形成熔点为1635K的共晶体，直接促进石灰的熔化； 萤石能显著降低2CaO.SiO2的熔点,使炉渣在高碱度下有较低的熔化温度； CaF2可降低炉渣粘度 5、 造渣方法 根据铁水成分和所炼钢种来确定造渣方法。常用的造渣方法有单渣法、双渣法和双渣留渣法。 单渣法：整个吹炼过程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹炼终点出钢。入炉铁水Si、P、S含量较低，或者钢种对P、S要求不太严格，以及冶炼低碳钢，均可以采用单渣操作。采用单渣操作，工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制。单渣操作一般脱磷效率在90%左右，脱硫效率约为30%-40%。 双渣法：整个吹炼过程中需要到处倒出或扒出约1/2-2/3炉渣，然后加入渣料重新造渣。根据铁水成分和所炼钢种的要求，也可以多次倒渣造新渣。在铁水含磷高且吹炼高碳钢，铁水硅含量高，为防止喷溅，或者在吹炼低锰钢种时，为防止回锰等均可采用双渣操作。双渣操作脱磷效率可达95%以上，脱硫效率约60%左右。双渣操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金属收得率，也不利于过程自动控制。其操作的关键是决定合适的放渣时间。 双渣留渣法：将双渣法操作的高碱度、高氧化铁、高温、流动性好的终渣留一部分在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出，重新造渣。此法的优点是可加速下炉吹炼前期初期渣的形成，提高前期的去磷、去硫率和炉子热效率，有利于保护炉衬，节省石灰用量。采用留渣操作时，在兑铁水前首先要加废钢稠化冷凝熔渣，当炉内无液体渣时才可兑入铁水，以避免引发喷溅。 6、泡沫渣 在吹炼过程中，由于氧射流与熔池的相互作用，形成了气—熔渣—金属液密切混合的三相乳化液。分散在炉渣中的小气泡的总体积往往超过熔渣本身体积的数倍甚至数十倍。熔渣成为液膜，将气泡包住，引起熔渣发泡膨胀，形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度经常在1-2m，甚至3m。 由于炉内的乳化现象，大大发展了气—熔渣—金属液的界面，加快了炉内化学反应速度，从而达到良好的吹炼效果。当然若控制不当，严重的泡沫渣也会引发事故。 大量的研究表明，气泡少而小，炉渣表面张力低，炉渣粘度大，温度低，泡沫容易形成并稳定地存在于渣中，生成泡沫渣。 吹炼前期，脱碳速度小，泡沫小而无力，易停留在渣中，炉渣碱度低，∑(FeO)较高，有利于渣中铁滴生成CO气泡，并含有一定量的SiO2、P2O5等表面活性物质，因此易起泡沫。 吹炼中期，脱碳速度大，大量的CO气泡能冲破渣层而排出，炉渣碱度高，∑(FeO)较低，SiO2、P2O5表面活性物质的活度降低，因此引起泡沫渣的条件不如吹炼初期，但如能控制得当，避免或减轻熔渣返干现象，就能得到合适的泡沫渣。 吹炼后期，脱碳速度降低，产生的CO减少，碱度进一步提高，∑(FeO)较高，但[C]较低，产生的CO少，表面活性物质的活度比中期进一步降低，因此，泡沫稳定的因素大大减弱，泡沫渣趋向消除。 （1）氧 枪 氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。 喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩—扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比p出/p00.528时形成超音速射流 。 拉瓦尔型喷孔示意图 在相同射流穿透深度的情况下，枪位可以高些，这就有利于改善氧枪的工作条件和炼钢的技术经济指标。 枪身：它由三层同心套管构成，中心管道氧气，中间管是冷却水的进水通道，外层管是出水通道。喷头与中心套管焊接在一起。 枪尾部：枪尾部接供氧管，进水管和出水管。 （2 ）氧射流与熔池的相互作用 氧射流射入转炉炉膛内，与炉内介质存在温度差、浓度差和密度差，是属于非等温超音速湍流射流，与自由射流相比，有很大差异。氧射流的能量主要用于搅动熔池、克服阻力及能量损失。 研究表明，非弹性碰撞的能量损失约为总初始动能的70%-80%，对熔池起搅拌作用的能量仅占20%。 氧射流接触熔池时在液面上形成冲击凹坑，凹坑区的温度相当高，在2000-2700℃之间。穿透深度和冲击面积是反映凹坑特征的两个参数。前人在理论和实践上均进行了大量研究，弗林等人在