转炉炼钢工艺课程.pptx

1   炼钢任务： 1、杂质(P 、 S等)元素、有害气体及夹杂物的去除； 2、多余元素(C等)的氧化； 3、调整成分、调整温度，达到所炼钢种的要求； 获得合格钢坯或钢锭。 P148~149:四脱、二去、二调整 2 3 第一节 氧气顶吹转炉炼钢工艺简介 一. 一炉钢的冶炼过程 转炉一炉钢的冶炼过程包括： 装料 吹炼（供氧、造渣） 脱氧与合金化 出钢 溅渣护炉和倒渣几个阶段。 一炉钢的吹氧时间通常为12~18min， 冶炼周期为25 ~ 40min。 4 氧气顶吹转炉炼钢工艺简介 二.一炉钢冶炼过程中的金属、炉渣成分和温度的变化 Si、Mn: 吹炼的前1/3~1/4时间，硅、锰迅速氧化到很低的含量。碱性渣操作时，硅氧化较彻底，锰在吹炼后期有回升现象； C: 在硅、锰氧化的同时，碳也被氧化。当硅、锰氧化基本结束后，随着熔池温度升高，碳的氧化速度迅速提高。碳含量0.15%以后，脱碳速度又趋下降； 5 6 氧气顶吹转炉炼钢工艺简介 P: 在开吹后不久，随着硅的降低，磷被大量氧化，但在 吹炼中后期磷的下降速度趋缓慢，甚至有回升现象； S: 硫在开吹后下降不明显，吹炼后期去除速度加快。 Fe: 铁的氧化主要取决于供氧情况。 依据：氧势图。元素氧化顺序： T1400 ℃：Si、V、Mn、C、P、Fe T1400~1530 ℃：Si、C、V、Mn、P、Fe T 1530 ℃：C、Si、V、Mn、P、Fe 7 氧气顶吹转炉炼钢工艺简介 炉渣变化： 熔渣成分与钢中元素氧化、成渣情况有关。 渣中CaO含量、碱度随冶炼时间延长逐渐提高，中期提高速度稍慢； 渣中氧化铁(FeO)含量前后期较高，中期随脱碳速度提高而降低； 渣中SiO2、MnO、P2O5含量取决于钢中Si、Mn、P氧化的数量和熔渣中其它组成含量的变化。 8 氧气顶吹转炉炼钢工艺简介 温度变化： 吹炼过程中金属升温大致分三阶段： 第一阶段升温速度很快，第二阶段升温速度趋于缓慢，第三阶段升温速度又加快。 出钢温度约1650~1680℃。 根据熔体成分和温度的变化，吹炼过程可分为三期：硅锰氧化期（吹炼前期）、碳氧化期（吹炼中期）、碳氧化末期（吹炼末期）。   9 第二节 转炉炼钢装入制度 装入制度是指一个炉役期中装入量的安排。 装入制度有三种： 定量装入、定深装入和分阶段定量装入法。分阶段定量装入法兼有前两者的优点，是生产中最常见的装入制度。 转炉炼钢的装入量指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量(多数厂是先加废钢)，它是决定转炉产量、炉龄及其它技术经济指标的重要因素之一。 在转炉炉役期的不同时期，有不同的合理装入量。 对于公称容量一定的转炉，金属装入变化量在一定范围内。 10 11 转炉炼钢装入制度 转炉公称容量有三种表示方法： 1.平均炉金属料（铁水和废钢）装入量； 2.平均炉产良锭（坯）量； 3.平均炉产钢水量。 这三种表示方法因出发点不同各有特点，均被采用，其中以炉产钢水量使用较多。 平均炉金属料（铁水和废钢）装入量便于作物料平衡和热平衡计算。 12 装入量中铁水和废钢配比是根据热平衡计算确定的。 通常，铁水配比为70~90%，其值取决于铁水温度和成分、炉容量、冶炼钢种、原材料质量和操作水平等。 在确定装入量时，必须考虑以下因素： 1.要保证合适的炉容比 炉容比： 指转炉内自由空间的容积（V）与金属装入量(t)之比(V/t , m3/t)。 它通常波动在0.83~1.0，它与铁水成分、冷却剂类型、氧枪喷头结构和供氧强度等因素有关，应视具体情况加以确定。 13 厂名 太钢二炼 首钢三炼 攀钢 本钢二炼 鞍钢三炼 首钢二炼 宝钢一炼 吨位/t 50 80 120 120 150 210 300 炉容比/m3.t-1 0.97 0.84 0.90 0.91 0.86 0.97 1.05 14 转炉炼钢装入制度 2.要有合适的熔池深度 合适的熔池深度应大于顶枪氧气射流对熔池的最大穿透深度一定尺寸，以保证生产安全、炉底寿命和冶炼效果。P195表10-3 3.应与钢包容量、浇铸吊车起重能力、转炉倾动力矩大小、铸机拉速及模铸锭重等相适应。 15 第三节 转炉炼钢供氧制度 一.氧射流及其对熔池的相互作用 1.氧射流 顶部氧射流是转炉炼钢最重要的供氧渠道。 顶氧射流是通过水冷氧枪将高压、高纯的氧气从出口马赫数M远大于1(1.9~2.1)的喷头中喷出的超音速射流。 16 因氧气是可压缩流体，当高压、低速氧气流经过拉瓦尔(Laval)管收缩段时，氧速提高。 在到达音速时若继续缩小管径，氧速并不再提高，只会造成氧气密度大； 此时要继续提高氧速，只能增大管径，使其产生绝热膨胀，氧压降低，密