煉鋼工藝流程及典型案例介紹演示文稿

煉鋼工藝流程及典型案例介紹演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煉鋼工藝流程及典型案例介紹2當(dāng)前第2頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)目錄第一章：煉鋼主要任務(wù)、反應(yīng)原理及工藝流程第二章：氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務(wù)、附屬設(shè)備第三章:精煉爐第四章：連鑄（鐵包、鋼包、中間包）第五章：氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制3當(dāng)前第3頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

煉鋼的主要任務(wù)是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學(xué)成分的鋼，并使其具有一定的物理化學(xué)性能和力學(xué)性能，主要的任務(wù)概括為“四脫、兩去、兩調(diào)整”

“四脫”：脫碳、脫硫、脫磷、脫氧；“兩去”:去除有害氣體、去除有害雜質(zhì)；“兩調(diào)整”：調(diào)整鋼液溫度，調(diào)整合金料成分。

⑴脫碳并將其含量調(diào)整到一定的范圍。鋼中含碳量增加，則硬度、強(qiáng)度、脆性都將提高，而延展性能將下降；反之，含碳量減少，則硬度、強(qiáng)度下降，而延展性提高。所以，煉鋼過(guò)程必須按鋼種規(guī)格將碳氧化至一定范圍。

⑵去除雜質(zhì)，主要包括：

①脫磷、脫硫：對(duì)絕大多數(shù)鋼種來(lái)說(shuō)，P、S均為有害雜質(zhì)，P可引起鋼的冷脆，而S則引起鋼的熱脆，因此，要求在煉鋼過(guò)程中盡量除之。第一章煉鋼的主要任務(wù)硫、磷、氧、氮和夾雜物4當(dāng)前第4頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

②脫氧：由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中，向熔池中輸入大量的氧以氧化雜質(zhì)，致使鋼液中溶入一定量的氧，它將大大影響鋼的質(zhì)量。因此，需降低鋼中的含氧量。一般是向鋼液中加入比鐵有更大親氧力的元素來(lái)完成（如Al、Si、Mn等合金）。

③去除氣體和非金屬夾雜物：鋼中氣體主要指溶解在鋼中的氫和氮；非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它們所形成的復(fù)雜化合物。在轉(zhuǎn)爐冶煉中，主要靠碳—氧反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生CO氣泡的逸出，引起熔池沸騰來(lái)降低鋼中氣體和非金屬夾雜物。

⑶調(diào)整鋼液成份和溫度。為保證鋼的各種物理、化學(xué)性能，除控制鋼液的碳含量和降低雜質(zhì)含量外，還應(yīng)加入適量的合金元素使其含量達(dá)到鋼種規(guī)格范圍；為保證鋼液能順利澆鑄，根據(jù)冶煉過(guò)程的要求不斷將鋼液溫度調(diào)整到合適的范圍。

⑷將鋼液澆鑄成質(zhì)量合格的鋼坯。通過(guò)連鑄，將鋼液澆鑄成各種不同斷面、不同尺寸的質(zhì)量合格的鋼坯。

煉鋼過(guò)程通過(guò)供氧、造渣、加合金、升溫、攪拌等手段完成煉鋼基本任務(wù)第一章煉鋼的主要任務(wù)5當(dāng)前第5頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)脫碳主要任務(wù)脫磷、脫硫脫氧合金化去氣和夾雜提高溫度措施煉鋼過(guò)程使用氧化劑，如吹入氧氣，加入鐵礦石等措施措施措施措施使用造渣劑造好渣加入脫氧劑、合金料利用碳氧反應(yīng)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼：鐵水的物理熱和化學(xué)熱，不需外來(lái)熱源第一章煉鋼的主要任務(wù)：6當(dāng)前第6頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)1.2煉鋼反應(yīng)的原理煉鋼的化學(xué)反應(yīng)：（1）硅的氧化與還原[Si]+{O2}＝(SiO2)[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2[Fe]（2）錳的氧化與還原

[Mn]+[FeO]＝(MnO)+[Fe]（3）脫碳反應(yīng)

[C]+[O]＝{CO}（4）脫磷反應(yīng)[P]+2(FeO)=(P2O5)+2Fe

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe（5）脫硫反應(yīng)

[FeS]+(CaO)＝(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)＝(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)＝(MgO)+(FeO)7當(dāng)前第7頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)項(xiàng)

目鋼生鐵碳(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤2％，一般0.04～1.7％＞2％，一般2.5～4.3％硅、錳、磷、硫含量較少較多熔點(diǎn)1450～1530℃1100～1150℃機(jī)械性能強(qiáng)度、塑性、韌性好硬而脆，耐磨性好可鍛性好差焊接性好差熱處理性能好差鑄造性好更好1.3鋼和生鐵的主要區(qū)別

鋼和生鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同，鋼中含碳量≤2％，生鐵含碳量＞2％。8當(dāng)前第8頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)1.4煉鋼生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備流程圖9當(dāng)前第9頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)工藝流程圖合格廢鋼（計(jì)量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（150）t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐外精煉爐外精煉5流方坯連鑄機(jī)雙流板坯連鑄機(jī)合格鐵水（計(jì)量后）造渣(合金)料1.5煉鋼生產(chǎn)工藝流程10當(dāng)前第10頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)第二章氧氣轉(zhuǎn)爐主要任務(wù)氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務(wù)：以鐵水和廢鋼為原料，向轉(zhuǎn)爐熔池吹入氧氣，使雜質(zhì)氧化，雜質(zhì)元素氧化熱提高鋼水溫度，一般在25-35分鐘內(nèi)完成一次精煉的快速煉鋼法。包括混鐵爐、頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐和爐后喂絲機(jī)三個(gè)部分。特點(diǎn)：鋼中氣體含量少Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等殘余元素含量低原材料消耗少，熱效率高，成本低11當(dāng)前第11頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1氧氣轉(zhuǎn)爐主要設(shè)備混鐵爐：

高爐和轉(zhuǎn)爐之間的煉鋼輔助設(shè)備。主要用于調(diào)節(jié)和均衡高爐和轉(zhuǎn)爐之間鐵水供求的設(shè)備，保證不間斷地供給轉(zhuǎn)爐需要的鐵水，鐵水在混鐵爐中儲(chǔ)存和混勻鐵水成份及均勻溫度，對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼非常有利。鐵出鐵鐵爐轉(zhuǎn)爐兌鐵12當(dāng)前第12頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結(jié)構(gòu)（主體結(jié)構(gòu)）

13當(dāng)前第13頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

爐底結(jié)構(gòu)有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。爐殼要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般采用低合金鋼容器鋼板制作。托圈、耳軸是用以支撐爐體和傳遞動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)爐和托圈的全部載荷都通過(guò)耳軸經(jīng)軸承座傳遞給地基爐底結(jié)構(gòu)有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結(jié)構(gòu)14當(dāng)前第14頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結(jié)構(gòu)（傾動(dòng)機(jī)構(gòu)）

傾動(dòng)機(jī)構(gòu)：能使轉(zhuǎn)爐爐體正反旋轉(zhuǎn)360度，在啟動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和制動(dòng)時(shí)，能保持平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確的停在要求的位置上，安全可靠。

電動(dòng)機(jī)

減速裝置內(nèi)襯：

絕熱層永久層填充層工作層15當(dāng)前第15頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

2.3氧氣轉(zhuǎn)爐主要設(shè)備（氧槍）

氧槍由噴頭、槍身和槍尾組成，通常吹氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只備用。槍身由三層同心圓鋼管組成，槍尾與進(jìn)水管、出水管和進(jìn)氧管相連。噴頭：是將壓力能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的能量器，目前氧槍使用的噴頭多為拉瓦噴頭。氧槍：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要工藝設(shè)備之一16當(dāng)前第16頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設(shè)備

爐料噴補(bǔ)設(shè)備：噴補(bǔ)方法分為濕法和干法兩種。噴補(bǔ)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)攪拌器旋轉(zhuǎn)，將料斗內(nèi)的補(bǔ)爐料進(jìn)行攪拌，并通壓縮空氣使其攪拌充分、混合均勻。在輸送膠管的出口接一根鋼管并通水；混有補(bǔ)爐料的高速空氣流將水霧化，被浸濕的補(bǔ)爐料由壓縮空氣噴射到爐襯需要修補(bǔ)的各個(gè)部位。拆爐機(jī)：轉(zhuǎn)爐爐襯在吹煉過(guò)程中，由于機(jī)械、化學(xué)和熱力作用而逐漸被侵蝕變薄，直到無(wú)法修補(bǔ)時(shí)，必須停止吹煉。此時(shí)，轉(zhuǎn)爐即結(jié)束了一個(gè)爐役的使用周期，稱一個(gè)爐役期，只有重新修砌爐襯才能繼續(xù)煉鋼。修爐操作包括爐襯的冷卻、拆除舊爐襯和砌筑新爐襯等爐料噴補(bǔ)17當(dāng)前第17頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設(shè)備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的作用是承載鋼包、接受鋼水并運(yùn)送鋼包過(guò)跨18當(dāng)前第18頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體一、氧氣氧氣是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達(dá)到99.5%以上，并脫除水分與皂液。工業(yè)用氧是通過(guò)制氧機(jī)把空氣中的氧氣分離、提純來(lái)實(shí)現(xiàn)的。煉鋼用氧由制氧廠供給，用管道輸送到爐前。要求氧壓穩(wěn)定，滿足吹煉所要求的最低壓力，并且安全可靠。二、氮?dú)夂蜌鍤獾獨(dú)夂蜌鍤馐侵蒲鯔C(jī)制取氧氣過(guò)程中的副產(chǎn)物，由于氮?dú)夂蜌鍤獾姆悬c(diǎn)都比氧氣低，因此在液態(tài)空氣加熱精餾時(shí)，通過(guò)不同的分離塔，精確地控制精餾溫度和壓力，就可以得到工業(yè)氮?dú)夂蜌鍤?。氬氣與氧氣的沸點(diǎn)十分接近，制取氬氣更困難一些。19當(dāng)前第19頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體五、液化天然氣天然氣是蘊(yùn)藏在地下的烴和非烴氣體混合物，通常所稱的天然氣多指油、氣田氣。絕大多數(shù)的天然氣主要成分為甲烷，其含量達(dá)80%-90%以上，是一種可燃性氣體。20當(dāng)前第20頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設(shè)備四、一氧化碳一氧化碳是可燃性氣體，它在燃?xì)庵械玫綇V泛應(yīng)用。要求其純度很高。轉(zhuǎn)爐煤氣回收要求：含氧量小于于2%（公司執(zhí)行小于1.2%）；一氧化碳含量高于20%；總之，主要的問題是防止爆炸和中毒，故應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。21當(dāng)前第21頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設(shè)備轉(zhuǎn)爐煤氣柜：作用收儲(chǔ)轉(zhuǎn)爐煤氣，平衡管網(wǎng)壓力。22當(dāng)前第22頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料轉(zhuǎn)爐對(duì)鐵水進(jìn)行冶煉操作轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點(diǎn)是：靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，使金屬達(dá)到出鋼要求的成分和溫度。

轉(zhuǎn)爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。轉(zhuǎn)爐煉鋼的原材料分為金屬料、非金屬料和氣體。金屬料包括鐵水、廢鋼、鐵合金，非金屬料包括造渣料、熔劑、冷卻劑，氣體包括氧氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳等?/p>

23當(dāng)前第23頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料

煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼（生鐵塊）。煉鋼用輔原料通常指造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、冷卻劑（鐵礦石、氧化鐵皮、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）、增碳劑以及氧氣、氮?dú)狻鍤獾?。煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。一、鐵水鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料，一般占入爐量的70%-100%。鐵水的物理熱和化學(xué)熱是轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本熱源,，應(yīng)努力保證入爐鐵水溫度大于1300攝氏度，以保證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速鐵水成分：硅是重要的發(fā)熱元素之一。錳是弱發(fā)熱元素、磷是強(qiáng)發(fā)熱元素

鐵水帶渣量高爐渣中含s、A2o3量較高，過(guò)多的高爐渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，容易造成噴濺，降低爐襯壽命。因此，兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量不得超過(guò)0.5%。24當(dāng)前第24頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼目前我國(guó)的鋼鐵積累量達(dá)六億多噸，按循環(huán)期“9”年計(jì)算，每年有廢鋼)3000萬(wàn)噸，若廢鋼的回收利用率以80%計(jì)算，則可供使用的廢鋼將有2400萬(wàn)噸。近年來(lái)，為了降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼加入量是其主要措施之一。特別是頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐工藝的出現(xiàn)，使廢鋼加入量進(jìn)一步提高。用普通吊車加入廢鋼，將吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼料槽，像兌鐵水那樣依靠主、副鉤的聯(lián)合動(dòng)作把廢鋼加入轉(zhuǎn)爐。25當(dāng)前第25頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的合金料（散裝料）

轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金是錳鐵、硅鐵和鋁。其它鐵合金有釩鐵、鈦鐵、硼鐵、鎳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等。對(duì)它們的基本要求是成分、數(shù)量準(zhǔn)確，粒度適中（一般為15-50mm），干燥、無(wú)雜質(zhì)。決不允許不明成分的鐵合金入倉(cāng)。冶煉優(yōu)質(zhì)鋼或高合金時(shí)加入的鐵合金需經(jīng)加熱。26當(dāng)前第26頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）輕燒石灰廢鋼粒輕燒白云石27當(dāng)前第27頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）

有的轉(zhuǎn)爐車間還設(shè)計(jì)了向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)。向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)包括加料機(jī)構(gòu)，熔化合金的電爐和運(yùn)送鐵合金的自行式鐵合金平車。有的鋼廠冶煉鋼種加鋁量大，為改善鋁的分布和準(zhǔn)確控制鋼中含鋁量，設(shè)置了向鋼水罐專門使用的插鋁機(jī)。鋁絲直徑為5-20mm，鋁絲插入速度為10-30米每秒，在加鋁的同時(shí)還向鋼液中吹入惰性氣體。28當(dāng)前第28頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過(guò)程重要的工藝節(jié)點(diǎn)：兌鐵投料吹氧出鋼扒渣29當(dāng)前第29頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過(guò)程4轉(zhuǎn)爐加廢鋼1、混鐵爐兌入鐵水2、混鐵爐出鐵3轉(zhuǎn)爐兌鐵水30當(dāng)前第30頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過(guò)程轉(zhuǎn)爐吹煉5、轉(zhuǎn)爐吹煉6出鋼7出渣31當(dāng)前第31頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝1、吹煉過(guò)程

吹煉前期，也稱硅錳氧化期；

吹煉中期，也稱碳的氧化期；

終點(diǎn)控制，確保溫度、成份、終渣。2、轉(zhuǎn)爐冶煉的五大制度

煉鋼過(guò)程冶煉工藝分為五大制度：裝入制度

供氧制度、造渣制度、溫度制度、終點(diǎn)控制及脫氧合金化制度。

3、供氧制度

a、噴嘴的類型及特點(diǎn)

根據(jù)噴嘴的孔數(shù)可以分為單孔噴嘴和多孔噴嘴。大型轉(zhuǎn)爐一般不用單孔氧槍，多孔氧槍有三、四、五、六孔等類型。

b、供氧制度中的幾個(gè)工藝參數(shù)

氧氣流量與供氧強(qiáng)度、氧壓、槍位等

c、供氧操作

恒壓變槍操作

恒槍變壓操作32當(dāng)前第32頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝4、造渣制度

造渣就是要確定合適的造渣方法、渣料的加入數(shù)量和時(shí)間以及如何快速成渣。

轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣的目的是：去除磷、硫，減少噴濺，保護(hù)爐襯，減少終點(diǎn)氧含量。

1、造渣方法

有單渣法、雙渣法、留渣操作等。

2、渣料加入量的確定

石灰加入量（t）=

鐵礬土的加入量：

冶煉低碳鋼時(shí)鐵礬土加入量不大于1.0噸；

冶煉中高碳鋼時(shí)鐵礬土加入量不大于1.5噸。33當(dāng)前第33頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝5、溫度制度

溫度制度主要是指過(guò)程溫度控制和終點(diǎn)溫度控制，過(guò)程溫度是確保終點(diǎn)溫度合格的關(guān)鍵。

a、熱量的來(lái)源

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱量的主要來(lái)源是鐵水的物理熱和化學(xué)熱。

b、出鋼溫度的確定

終點(diǎn)鋼水溫度主要根據(jù)以下原則確定：

1）鋼種的凝固溫度；2）澆注溫度；3）鋼水溫降數(shù)值；

4）澆注方式5）二次精煉方式及時(shí)間。6、終點(diǎn)控制

鋼水達(dá)到鋼種成分和溫度要求的時(shí)刻，稱之為“終點(diǎn)”。

1）鋼中碳含量達(dá)到所煉鋼種控制要求；

2）鋼中P、S含量低于規(guī)格以下的一定范圍；

3）出鋼溫度能保證進(jìn)行精煉和澆鑄；

4）對(duì)于沸騰鋼，鋼水應(yīng)具有一定的氧化性。

另外，終渣粘度、(FeO)含量、堿度等也應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。

34當(dāng)前第34頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝終點(diǎn)控制方法

終點(diǎn)控制方法有三種：一次拉碳法、增碳法及高拉補(bǔ)吹法。

人工判斷方法

碳的判斷——看火焰、看火花、取鋼樣

溫度的判斷——火焰判斷、取樣判斷、氧槍冷卻水判斷、根據(jù)爐膛情況判斷

自動(dòng)化煉鋼

將鐵水、原材料的溫度和成份，副槍和質(zhì)譜儀取得的數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)爐煉鋼模型后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制冶煉終點(diǎn)。7、脫氧及合金化制度

鋼水中氧含量超標(biāo)，影響鋼坯質(zhì)量，降低鋼的性能，加劇鋼的熱脆，因此鋼水必須脫氧，并調(diào)整鋼水成分同時(shí)進(jìn)行脫氧合金化。

1、脫氧方法：沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧和真空脫氧

目前普遍采用沉淀脫氧，可用單獨(dú)脫氧法和復(fù)合脫氧法。

2、脫氧合金加入原則：脫氧劑條件，脫氧劑加入原則：先弱后強(qiáng)

3、脫氧操作

鋼包內(nèi)脫氧合金化、真空精煉爐內(nèi)脫氧合金化35當(dāng)前第35頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝8、煉鋼的基本反應(yīng)

1.成渣過(guò)程

[Si]+[O]→(SiO2)Fe+[O]→(FeO)[Mn]+[O]→(MnO)

(FeO)+(SiO2)+CaO→(CaO·FeO·SiO2)

2.脫磷反應(yīng)

2[P]+5(FeO)+n(CaO)→(nCaO·P2O5)+5Fe

3.脫硫反應(yīng)

[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)

4.脫碳反應(yīng)

[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2↑

5.脫氧反應(yīng)

2Al+3[O]=(Al2O3)36當(dāng)前第36頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)采用的基本手段

渣洗：脫氧、脫硫、去夾雜

真空：脫氫、脫氮、脫氧、去夾雜

攪拌：調(diào)溫、混勻、凈化

加熱：防止鋼液冷卻

噴吹：脫氧、脫硫、去夾雜近30年來(lái)，爐外精煉發(fā)展迅速，具體方法有30多種第三章煉鋼爐外精煉37當(dāng)前第37頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)第三章煉鋼爐外精煉

按傳統(tǒng)工藝，將在常規(guī)煉鋼爐中完成的精煉任務(wù)，如去除雜質(zhì)、成分和溫度的調(diào)整和均勻化等任務(wù)，部分或全部地移到鋼包或其他容器中進(jìn)行。作用：提高質(zhì)量擴(kuò)大品種的主要手段優(yōu)化冶金生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率煉鋼-爐外精煉-連鑄-熱軋制工序銜接38當(dāng)前第38頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)鋼包精煉爐(LF)

加熱與溫度控制

白渣精煉工藝

合金微調(diào)與窄成分控制當(dāng)代最主要的爐外精煉設(shè)備第三章煉鋼爐外精煉39當(dāng)前第39頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)真空吹氧脫碳

將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹氧脫碳，同時(shí)從鋼包底部向上吹氬攪拌。第三章煉鋼爐外精煉40當(dāng)前第40頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)第四章煉鋼連鑄

連鑄是通過(guò)連鑄機(jī)將鋼液連續(xù)地鑄成鋼坯，然后直接送軋鋼車間軋制成鋼材。連鑄與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄相比有很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：簡(jiǎn)化工序41當(dāng)前第41頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)1、轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水經(jīng)過(guò)脫氧合金化和溫度、成分的調(diào)整，調(diào)運(yùn)到連鑄平臺(tái)，鋼液由鋼包注入中間包內(nèi)，中間包暫時(shí)儲(chǔ)存鋼液，再澆注到結(jié)晶器內(nèi)，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)迅速冷卻，形成外表為凝固坯殼內(nèi)部未凝固的鋼水的鑄坯，隨著拉輥緩慢地將帶液心的鑄坯從結(jié)晶器拉出，中間包內(nèi)的鋼水也連續(xù)地注入結(jié)晶器內(nèi)，帶液芯的鑄坯在二次冷卻區(qū)接受噴水的強(qiáng)制冷卻，當(dāng)拉到規(guī)定位置時(shí)，鑄坯內(nèi)部完卻凝固，然后將鑄坯切割成規(guī)定的尺寸，由出坯裝置送到熱軋廠進(jìn)行軋制。

2、連鑄機(jī)流程圖圖連鑄流程示意圖4.1煉鋼連鑄工藝流程42當(dāng)前第42頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)提高金屬的收得率節(jié)約能量消耗改善勞動(dòng)條件，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鑄坯質(zhì)量好4.1煉鋼連鑄工藝流程立式立彎式弧形橢圓形水平連鑄機(jī)的未來(lái)應(yīng)用最廣泛43當(dāng)前第43頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備和設(shè)施鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)中間包44當(dāng)前第44頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備和設(shè)施去渣減壓穩(wěn)流分流貯鋼

作用:45當(dāng)前第45頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（弧形連鑄機(jī)）46當(dāng)前第46頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（鋼包旋轉(zhuǎn)臺(tái)）

旋轉(zhuǎn)臺(tái)可承托一個(gè)或兩個(gè)鋼包，一包在澆注位置時(shí)，另一包備用。采用旋轉(zhuǎn)臺(tái)以后，大大縮短了換包時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)多爐連澆創(chuàng)造了條件。動(dòng)畫視頻47當(dāng)前第47頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（扇形段）

扇形段：包括彎曲段、弧形段、矯直段和水平段彎曲段為0段，其設(shè)計(jì)型式為連續(xù)彎曲型，輥數(shù)17對(duì)，輥徑150mm，輥型為三分節(jié)輥；弧形段為1-3段，弧形半徑5m，輥數(shù)7對(duì)，輥徑和矯直段、水平段相同，均為200mm，輥型為三分節(jié)輥；矯直段為4-5段，弧形半徑為5m，7對(duì)自由輥，1對(duì)驅(qū)動(dòng)輥；水平段為6-10段，其中6段和10段為6個(gè)自由輥，2個(gè)驅(qū)動(dòng)輥，其它為7個(gè)自由輥，1個(gè)驅(qū)動(dòng)輥。動(dòng)態(tài)輕壓下示意圖48當(dāng)前第48頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（結(jié)晶器）作用：規(guī)定鑄坯形狀強(qiáng)制鋼液迅速冷卻保證形成足夠強(qiáng)度和厚度較均勻的坯殼結(jié)晶器的冷卻亦稱為一次冷卻49當(dāng)前第49頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（二次冷卻系統(tǒng)）

二冷區(qū)的長(zhǎng)度應(yīng)能使鑄坯在該區(qū)內(nèi)全部凝固，而鑄坯溫度不低于800-900℃。

二冷裝置包括冷卻水噴嘴和夾輥。我國(guó)基本上都用壓力噴嘴。50當(dāng)前第50頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

作用是拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機(jī)還要把引錠送到結(jié)晶器內(nèi)。澆注開始后鑄坯拉至切割機(jī)處時(shí)，再把引錠桿脫掉。4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（拉坯矯直機(jī)）51當(dāng)前第51頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備切坯裝置）火切機(jī)

火焰切割

52當(dāng)前第52頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

引錠裝置由引錠頭和引錠桿兩部分組成。常用的引錠頭主要有燕尾槽式和鉤頭式兩種。4.2煉鋼連鑄的設(shè)備（引錠裝置）53當(dāng)前第53頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備弧形連鑄機(jī)的生產(chǎn)流程54當(dāng)前第54頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)4.2煉鋼連鑄的設(shè)備連鑄機(jī)的生產(chǎn)流程

55當(dāng)前第55頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

噴濺是轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們把隨爐氣攜走、從爐口滋出或噴出爐渣與金屬的現(xiàn)象稱為噴濺。噴濺的產(chǎn)生，造成大量的金屬和熱量損失，引起對(duì)爐襯的沖刷加劇，可造成粘槍、燒槍、爐口和煙罩粘渣，增大清渣處理的勞動(dòng)。1、噴濺的類型：1）爆發(fā)性噴濺2）泡沫渣噴濺3）金屬噴濺2、噴濺的控制與預(yù)防

2.1爆發(fā)性噴濺爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因

熔池內(nèi)碳氧反應(yīng)不均衡，瞬時(shí)產(chǎn)生大量的CO氣體。這是發(fā)生爆發(fā)性噴濺的根本原因。在正常情況下，碳均勻氧化，生成的CO氣體均勻排出，不致產(chǎn)生猛烈的噴濺。爆發(fā)性噴濺的預(yù)防和處理1）控制好熔池溫度。前期溫度不過(guò)低，中后期溫度不過(guò)高，均勻升溫，嚴(yán)禁突然冷卻熔池，碳氧反應(yīng)均衡進(jìn)行，消除爆發(fā)性的碳氧反應(yīng)。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

56當(dāng)前第56頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)噴濺的控制:

碳在激烈氧化時(shí)，對(duì)于溫度的變化非常敏感，如果由于操作上的原因使熔池驟然冷卻，溫度下降，抑制了正在迅速進(jìn)行的碳氧反應(yīng)，供入的氧氣開始積聚。一旦熔池溫度升高到一定程度，TFe積聚到20%以上時(shí)，碳氧反應(yīng)重新以更猛烈的速度進(jìn)行，瞬時(shí)間排出大量具有巨大能量的氣體，從爐口奪路而出。同時(shí)，還挾帶著大量的鋼水和熔渣，造成較大的噴濺。2）控制好熔渣中TFe含量，保證不出現(xiàn)積聚現(xiàn)象，以避免造成爐渣過(guò)分發(fā)泡或引起爆發(fā)性的碳氧反應(yīng)。具體講應(yīng)注意以下情況：片面強(qiáng)調(diào)前期快化渣，采用了過(guò)高的槍位操作，使前期溫度上升緩慢，TFe積聚過(guò)多，一旦碳開始激烈氧化時(shí)，往往會(huì)引起大噴。因此，凡是前期爐渣化得早，就應(yīng)及時(shí)降槍以控制渣中TFe，同時(shí)促進(jìn)熔池升溫，碳得以均勻的氧化。避免碳焰上來(lái)后的大噴。

二批料加入不當(dāng)時(shí)，使熔池溫度明顯下降，抑制了碳的氧化，等溫度再度提高后，也會(huì)產(chǎn)生大噴。最好采用小批量多次加入的方式，有利于消除因二批渣料加入冷卻熔池而引起的大噴。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

57當(dāng)前第57頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

在處理爐渣“返干”或加速終點(diǎn)渣形成時(shí)，加入了過(guò)量的螢石，或者采用了過(guò)高的槍位操作，使終點(diǎn)渣化得過(guò)早，或TFe積聚，此時(shí)碳的氧化還很激烈，也會(huì)造成大噴。終點(diǎn)爐渣基本化好，降槍過(guò)早、過(guò)低時(shí)，由于熔池內(nèi)碳含量還較高，碳的氧化速度猛增，也會(huì)產(chǎn)生大噴。所以應(yīng)控制好終點(diǎn)的降槍時(shí)機(jī)。爐役前期爐膛小，前期溫度低，渣中TFe偏高，要注意及時(shí)降槍，不使TFe過(guò)高，以免噴濺。

補(bǔ)爐后，爐襯溫度偏低，前期吹煉溫度隨之降低，造成氧化性強(qiáng)，要注意及時(shí)降槍，控制渣中TFe含量，以免噴濺。

對(duì)此現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)為：前期噴渣，爐溫過(guò)低；中期噴渣，爐溫過(guò)高。若采用留渣操作，所留熔渣TFe較高，兌鐵前如果沒有采取冷凝熔渣的措施，也可能產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺。

吹煉過(guò)程一旦發(fā)生噴濺就不要輕易降槍，因?yàn)榻禈屢院螅嫉难趸磻?yīng)更加激烈，反而會(huì)加劇噴濺。此時(shí)可適當(dāng)?shù)奶針專@樣一方面可以降低碳的氧化反應(yīng)速度和熔池升溫速度，另一方面也可以借助于氧氣之流股的沖擊作用吹開熔渣，促進(jìn)氣體的排出。

第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

58當(dāng)前第58頁(yè)\共有62頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)59泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因有時(shí)各爐吹煉情況差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有的爐次有大噴，有的就沒有。這說(shuō)明除了碳的氧化不均衡外，還有其他原因引起噴濺，如爐容比的大小、渣量多少、熔渣泡沫化程度等。在鐵水Si含量高，渣中SiO2含量較高，渣量大時(shí)，再加上熔渣內(nèi)TFe較高，熔渣表面張力降低，熔渣泡沫太多，阻礙著氣體通暢排出，使渣層厚度增加，嚴(yán)重時(shí)能夠上漲到爐口。爐內(nèi)有大量泡沫渣存在，說(shuō)明在熔渣中保留