煉鋼基本原理概述研究word版本

1、煉鋼基本原理概述研究p 瑞典人羅伯特瑞典人羅伯特杜勒首先進行了氧氣頂吹轉爐煉鋼的試驗杜勒首先進行了氧氣頂吹轉爐煉鋼的試驗，并獲得了成功。，并獲得了成功。19521952年年奧地利的林茨城奧地利的林茨城(Linz)(Linz)和多納維和多納維茲城茲城(Donawitz)(Donawitz)先后建成了先后建成了3030噸的氧氣頂吹轉爐車間并投噸的氧氣頂吹轉爐車間并投入生產，所以此法也稱為入生產，所以此法也稱為LDLD法法。p 美國稱為美國稱為BOFBOF法法（Basic Oxygen FurnaceBasic Oxygen Furnace）或）或BOPBOP法法。 LD/ BOF/ BOP自供熱轉

2、爐的發(fā)展演變過程自供熱轉爐的發(fā)展演變過程 p請看flashflash煉鋼爐渣n 爐渣是煉鋼過程的必然產物。爐渣的來源有：p金屬爐料中各元素氧化所形成的氧化物；p廢鋼帶入的泥沙和鐵銹等；p氧化劑或冷卻劑(鐵礦石、燒結礦等)帶入的脈石；p被侵蝕的爐襯耐火材料以及加入的各種造渣材料(石灰或石灰石、鐵礬土、螢石、廢火磚塊等)。n爐渣是可分為堿性渣與酸性渣、氧化渣與還原渣等。爐渣的作用有：p 熔煉過程中爐渣和鋼液直接接觸，參與共間的物理化學反應和傳熱過程。通過對爐渣成分及其性能、數(shù)量的調整，可以控制金屬中各元素的氧化和還原過程，例如硅、錳、磷的氧化和還原，脫硫和脫氧等。爐渣還能吸收鋼液中的非金屬夾雜物，

3、并防止鋼液吸收氣體 (氫和氮)。此外，不同的爐渣有不同的作用，如電弧爐爐渣可以起到穩(wěn)定電弧的作用；澆注過程采用液體渣或固體渣保護，可改善鋼錠質量。p 熔渣的堿度熔渣的堿度p 熔渣中堿性氧化物濃度總和與酸性氧化物濃度總和之比稱熔渣中堿性氧化物濃度總和與酸性氧化物濃度總和之比稱之為熔渣堿度，常用符號之為熔渣堿度，常用符號R R表示。表示。p 熔渣堿度的大小直接對渣鋼間的物理化學反應如脫磷、脫熔渣堿度的大小直接對渣鋼間的物理化學反應如脫磷、脫硫、去氣等產生影響。硫、去氣等產生影響。 爐料中爐料中w wPP0.30%0.30%時時 0.30%w0.30%wPP0.60%0.60%時時2SiOCaOww

4、R )(522OPSiOCaOwwwR熔渣的氧化性熔渣的氧化性 p 熔渣的氧化性也稱熔渣的氧化能力，它是熔渣的一個重要熔渣的氧化性也稱熔渣的氧化能力，它是熔渣的一個重要的化學性質。的化學性質。p 熔渣的氧化性是指在一定的溫度下，單位時間內熔渣向鋼液熔渣的氧化性是指在一定的溫度下，單位時間內熔渣向鋼液供氧的數(shù)量。供氧的數(shù)量。p 在其他一定的情況下，熔渣的氧化性決定了脫磷、脫碳以及在其他一定的情況下，熔渣的氧化性決定了脫磷、脫碳以及夾雜物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有夾雜物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有(FeO)(FeO)和和(Fe(Fe2 2O O3 3) )才能向鋼中傳氧，而才能向

5、鋼中傳氧，而(Al(Al2 2O O3 3) )、(SiO(SiO2 2) )、(MgO)(MgO)、(CaO)(CaO)等不能傳氧。等不能傳氧。 轉爐和電爐的爐渣成分和性質轉爐和電爐的爐渣成分和性質 類別類別化學成分化學成分轉爐中組成轉爐中組成% %電爐中組成電爐中組成% %冶金反應特點冶金反應特點酸性氧化渣酸性氧化渣CaO+FeO+MnOCaO+FeO+MnOSiOSiO2 2P P2 2O O5 5505050501 14 450505050C,Si,MnC,Si,Mn氧化緩慢氧化緩慢不能脫不能脫P P、脫、脫S S；鋼水中鋼水中OO較低較低 堿性氧化渣堿性氧化渣CaO/SiOCaO/S

6、iO2 2CaOCaOFeOFeOMnOMnOMgOMgO3.03.04.54.5353555557 730302 28 82 2123.540-5040-5010-2510-255-105-105-105-10C,Si,MnC,Si,Mn迅速氧化迅速氧化能較好脫能較好脫P P；能脫去能脫去50%50%的的S S；鋼水中鋼水中OO較高較高。堿性還原渣堿性還原渣（白渣）（白渣）CaO/SiOCaO/SiO2 2CaOCaOCaFCaF2 2AlAl2 2O O3 3FeOFeOMgOMgOCaCCaC2 22.0-3.52.0-3.550-5550-555-85-82-32

7、-30.50.5101011脫脫S S能力強；能力強；脫氧能力強；脫氧能力強；鋼水易增碳鋼水易增碳鋼水易回磷鋼水易回磷鋼水中鋼水中HH增加增加鋼水中鋼水中NN增加增加分子結構理論解釋：由中性分子（caomgofeosio2al2o3.2feosio23caop2o5.）、分子間作用力較弱的液態(tài)熔融物質，其中的自由氧化物如cao能參加化學放應，而自由氧化物之間也存在動態(tài)平衡，如cao+sio2=caosio2,復雜氧化物不能參加化學反應。離子結構理論解釋：由簡單離子和復雜離子構成的（ca2+mn2+fe2+o2-sio44-.)，沒有中性分子，所以能夠導電，而且陰陽離子均勻分布,熔渣和金屬間進行

8、的是電化學反應，通過電子傳遞進行。如s+2e=(s2-),(o2-)-2e=o爐渣的哪些性質對煉鋼過程至關重要？p 熔化溫度p 粘度p 表面張力p 爐渣堿度p 爐渣氧化性渣鋼反應（）與pFeS+(CaO)=(CaS)+FeO pS+(O2-)=O+(S2-)pP+4(O)2-+5/2(Fe2+)=(PO43-)+5/2Fep2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO P2O5)+5FeOpSi+2O=(Sio2)pMn+2O=(MnO)脫硅：硅的氧化非常迅速，在吹煉前期所有的硅就已反應完畢并進入渣中。Si+2O=SiO2脫磷和脫硫：為了得到低硫、磷含量的鋼，磷硫去除需要嚴格控制爐渣形成結構和

9、終渣成分。泡沫渣泡沫渣是物性適宜的熔渣在氣源作用下的產物，氣源分為外引氣源和內生氣源，外引氣源產生多面體泡沫（干泡沫），內生氣源產生球狀泡沫（濕泡沫），發(fā)泡性能指標是泡沫化指數(shù)和泡沫壽命。l泡沫化指數(shù)定義為吹氣發(fā)泡時單位氣體表觀速度導致的泡沫高度增量，其物理意義是氣體穿過泡沫渣層的平均停留時間。l泡沫壽命描述撤去氣源后，泡沫層降低單位高度的平均時間。l發(fā)泡幅度是爐渣物性的綜合表現(xiàn)，粘度和表面張力都會影響爐渣發(fā)泡性能。 爐渣成分（p2o5caf2)、熔池溫度高低對鋼水粘度產生影響，適宜的粘度有利，8P（泊）時發(fā)泡輻度最大。 氣泡直徑小，受力小，在渣中停留時間長，發(fā)泡幅度大。氣泡直徑取決于表面張力

10、，表面張力小，氣泡合并長大速度小。煉鋼煉鋼工藝工藝泡沫渣產生原因泡沫渣產生原因泡沫渣作用泡沫渣作用轉爐轉爐碳氧反應碳氧反應頂吹頂吹爐渣發(fā)泡（堿度爐渣發(fā)泡（堿度1.8-2.01.8-2.0，feo20%feo20%）適量：增加反應界面加適量：增加反應界面加快反應快反應過量：溢渣、噴濺過量：溢渣、噴濺電爐電爐噴碳粉，噴碳粉，coco埋弧渣操作，提高傳熱埋弧渣操作，提高傳熱效率，保護耐材效率，保護耐材鋼包鋼包精煉精煉碳酸鹽分解、底吹碳酸鹽分解、底吹（堿度（堿度1.9-2.21.9-2.2，cao-sio2-mgo-al2o3cao-sio2-mgo-al2o3，碳酸鹽復合發(fā)泡劑），碳酸鹽復合發(fā)泡劑）埋弧渣操作，提高傳熱埋弧渣操作，提高傳熱效率，脫氣，脫硫效率效率，脫氣，脫硫效率氧氣轉爐內形成泡沫渣的有利條件及氧氣轉爐煉鋼中泡沫渣的變化規(guī)律l脫碳量及脫碳速度大，氧氣射流直接攪拌熔池，氣源充足；l爐渣堿度及氧化鐵含量較高。l加速冶金反應、提高生產率、提高金屬收得率l爐渣過分泡沫化產生噴濺轉爐吹煉過程中爐渣成分的變化人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識