轉(zhuǎn)爐煉鋼課件

提釩與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課程性質(zhì)課程目標(biāo)課程體系教學(xué)內(nèi)容考核評價學(xué)習(xí)方法這是什么？它有什么用？它是用什么材料制成的？關(guān)鍵點：鋼鐵制成的！鋼與鐵的區(qū)別觀看錄像0－1錄像網(wǎng)址：/jpkc/tfyzl/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=38鋼與鐵的區(qū)別鐵合金生鐵鋼成分含碳量2%～4.3%0.03%～2%其它元素硅、錳、硫、磷（少量）硅、錳（少量）機(jī)械性能硬而脆無韌性堅硬韌性大，塑性好可鑄、不可鍛可鑄、可鍛、可壓延鋼系由生鐵再煉而行，有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，還具有耐熱、耐腐蝕、耐磨等特殊性能。煉鋼過程脫碳脫硫脫磷脫氧煉鋼過程去氣體去夾雜合金化調(diào)溫鐵水鋼煉鋼的任務(wù)為什么要提釩資源：鐵礦、釩鈦磁鐵礦釩鈦磁鐵礦的冶煉：主要是用回轉(zhuǎn)窯－電爐或高爐，冶煉出含釩鐵水（含釩為0.25～0.35％）。含釩鐵水進(jìn)行轉(zhuǎn)爐提釩，得到釩渣和半鋼。釩渣進(jìn)一步加工成釩制品，半鋼再去煉鋼。

課程性質(zhì)是鋼鐵冶金專業(yè)的一門”工具”課是鋼鐵冶金專業(yè)的一門”核心”課是學(xué)生就業(yè)擇業(yè)的直通車具有煉鋼的共性與提釩的個性

專業(yè)必修課學(xué)這有啥用啊?課程體系提釩與轉(zhuǎn)爐煉鋼理論知識

動手能力崗位實踐考核評價理論知識考核理論知識考核過程考核（50%）出勤率、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小組評價終結(jié)考核（50%）理論考核試題庫考核評價

學(xué)生按照工作任務(wù)要求（評價標(biāo)準(zhǔn)），完成任務(wù)，每個任務(wù)項目均有詳盡的考核標(biāo)準(zhǔn)，實行操作技能細(xì)化要求實踐環(huán)節(jié)考核——標(biāo)準(zhǔn)參照考試

學(xué)習(xí)方法端正的學(xué)習(xí)態(tài)度保證課堂學(xué)習(xí)效率不斷充實所需理論知識，服務(wù)于實踐充分利用課外時間,進(jìn)行實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容提釩與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝緒論項目一：含釩鐵水提釩項目二：合格鋼水的冶煉提釩與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝流程煉鋼技術(shù)的發(fā)展簡史鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用緒論鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用金屬材料復(fù)合材料材料陶瓷材料高分子材料金屬材料發(fā)展情況介紹

據(jù)國際鋼協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會預(yù)測，截止到2010年，全世界鋼的需求量預(yù)計每年將增長4.9%，其中，中國對鋼的需求量預(yù)計每年將增長8.4%2010年至2015年期間，全世界鋼需求量的年增長速度為4.2%。國內(nèi)市場對鋼鐵產(chǎn)品的需求將繼續(xù)呈現(xiàn)適度、穩(wěn)定增長態(tài)勢到2010年我國鋼消費(fèi)將達(dá)到4.7億噸，其中鋼材將達(dá)到4.4億噸。釩鈦資源及生產(chǎn)介紹

攀西（攀枝花—西昌）地區(qū)：釩鈦磁鐵礦資源儲量98億噸，占全國鐵礦資源儲量近20%釩資源儲量占全國儲量的61%，占世界儲量的11.6%，居中國第一、世界第三鈦資源儲量在國內(nèi)具有絕對優(yōu)勢，占全國儲量的90%，世界的35%，居世界第一位攀鋼：我國最主要的釩原料、釩產(chǎn)品和鈦原料基地。提釩與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝是冶金生產(chǎn)中的重要工藝

2006年攀鋼釩鈦產(chǎn)品產(chǎn)量及占全國比重

產(chǎn)品項目釩渣釩制品（V2O5）鈦精礦鈦白粉國內(nèi)消費(fèi)量（萬噸）——2.523091.3國內(nèi)產(chǎn)量（萬噸）28.73.115086攀鋼產(chǎn)量（萬噸）181.4426.46.75攀鋼產(chǎn)量占全國比重62%46.5%17.6%7.9%鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展簡史1遠(yuǎn)古至13世紀(jì)末.冶煉方法十分簡單，利用自然地形將鐵礦石與木炭一起放入稱為地窖爐的爐膛內(nèi)，加熱冶煉。因不能獲得熔化礦的高溫，僅能制成半熔融狀態(tài)的鐵塊，其中混雜有相當(dāng)多的氧化鐵渣，稱作海綿鐵。

213世紀(jì)末至19世紀(jì)中葉，鐵的需求量增加及鼓風(fēng)技術(shù)的發(fā)展，爐子越來越高，逐漸形成現(xiàn)代高爐的雛(chu)形，高爐爐內(nèi)溫度增加，能得到熔融狀態(tài)的生鐵，冷卻后很脆，不能鍛造成器具，而被當(dāng)作廢物扔掉。319世紀(jì)中期至今天，以生鐵為原料，在高溫下精煉成鋼，一直是鋼鐵生產(chǎn)的主要方法。高爐鼓風(fēng)由熱風(fēng)代替冷風(fēng)，并建立了蓄熱式熱風(fēng)爐，鼓風(fēng)動力采用電力，確定了作為生鐵精煉爐的平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐的煉鋼法。

海綿鐵液態(tài)生鐵鋼鐵分為二步冶煉法

煉鋼方法的發(fā)展?fàn)顩r海綿鐵（固）→液態(tài)生鐵→鋼鐵分為二步冶煉法→

轉(zhuǎn)爐：1856年，英國人貝塞麥發(fā)明底吹酸性空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法→1879年英國人托馬斯又發(fā)明了堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，→1891年法國人特羅佩納發(fā)明了酸性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法→40年代，制氧技術(shù)得到了迅速的發(fā)展→1948年德國人杜雷爾在瑞士采用水冷氧槍垂直插入爐內(nèi)吹煉鐵水獲得成功→奧利地鋼鐵聯(lián)合公司在1952年林茨城，1953年在多納維茨城先后建成了30噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間并投入生產(chǎn)，稱為LD法（氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的代稱）。而在美國一般稱做BOF或BOP，在英國、加拿大等地，稱做BOS。先進(jìn)工業(yè)國家已取代了平爐→1967年原聯(lián)邦德國和法國建成了氧氣底吹轉(zhuǎn)爐→1969年原聯(lián)邦德國采用鋼包噴射冶金技術(shù)→1974年英國首先在1.25轉(zhuǎn)爐上，1975年法國和盧森堡合作在65噸轉(zhuǎn)爐上先后試驗成功頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼，目前已在世界范圍內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐示意圖平爐：1864年德國人西門氏和法國人馬丁同時發(fā)明平爐（又稱馬丁爐），平爐煉鋼法成為二十世紀(jì)前期的主要煉鋼方法。觀看平爐結(jié)構(gòu)錄像0－2錄像網(wǎng)址：/jpkc/tfyzl/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=38平爐結(jié)構(gòu)示意圖電爐：1897年產(chǎn)生于德國。1899年，法國人海勞爾特發(fā)明了電弧爐。有平爐煉鋼法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法電弧爐煉鋼法現(xiàn)代主要煉鋼方法請觀看錄像0－3錄像網(wǎng)址：/jpkc/tfyzl/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=38

目前世界上最主要的煉鋼方法是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法（氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展化分為三個時期：◆轉(zhuǎn)爐大型化時期（1950～1970年）

以轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)為核心，逐步完善了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備。先后開發(fā)出大型化轉(zhuǎn)爐設(shè)計制造技術(shù)、OG法除塵與煤氣回收技術(shù)、計算機(jī)靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合砌爐與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐工藝技術(shù)。◆轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉時期（1970～1990年）為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼——渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡，實現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點，研究開發(fā)出各種頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝技術(shù)，在世界上迅速推廣?！艮D(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期（1990年以后）鐵水“三脫”預(yù)處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與濺渣護(hù)爐等重大新工藝技術(shù)。降低了生產(chǎn)成本、大幅度提高了生產(chǎn)效率。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化時期轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉時期轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期0-3現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝流程

鋼鐵材料的冶煉工藝流程圖定義：鋼鐵材料的生產(chǎn)不是一步可以完成的，分為若干個階段。各階段過程間的聯(lián)系及其所獲得的產(chǎn)品（包括中間產(chǎn)物）間流動線路圖就稱為鋼鐵材料的冶煉工藝流程圖。

0-3-1鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程如圖0－4所示鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程原礦原煤熔劑及輔助材料選礦洗煤破碎篩分鐵礦粉造塊煉焦?fàn)t化工副產(chǎn)品篩分熄焦高爐直接還原或熔融還原礦煤氧氧氣轉(zhuǎn)爐電爐連鑄鑄錠軋機(jī)成品鋼材海綿鐵或鐵水水鐵廢鋼爐渣熱風(fēng)精煤返礦尾礦碎焦定義：以氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝為中心的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)流程，通常習(xí)慣上人們叫做長流程特點：工藝流程生產(chǎn)單元多，規(guī)模龐大，生產(chǎn)周期長，因此稱此工藝流程為鋼鐵生產(chǎn)的長流程工藝0-3-2長流程0-3-3短流程定義：以電爐煉鋼工藝為中心的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)流程，通常習(xí)慣上人們叫做長流程特點：工藝流程簡捷，高效節(jié)能，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，生產(chǎn)周期短。又稱“三位一體”流程（即電爐－爐外精煉－連鑄組成），或者“四個一”流程（即電爐－爐外精煉－連鑄－連軋組成）近幾年中國年產(chǎn)鋼量鋼產(chǎn)量達(dá)到3.5億t

2002鋼產(chǎn)量首次突破2億t，達(dá)到2.234億t

2004鋼產(chǎn)量達(dá)到2.74億t

2005年產(chǎn)鋼量為1.82億t20032006粗鋼產(chǎn)量達(dá)到4.188億t

中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略重在增加高附加值的產(chǎn)品，提高質(zhì)量

重在提高產(chǎn)業(yè)集中度

重在降低消耗

三個重在鋼鐵大國向鋼鐵強(qiáng)國的的根本轉(zhuǎn)變?nèi)齻€重在，一個根本轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨勢

鋼鐵工業(yè)發(fā)展的高效化、連續(xù)化、自動化。節(jié)約資源、能源、降低制造成本，以增加鋼鐵生產(chǎn)在市場經(jīng)濟(jì)中的竟?fàn)幜?。發(fā)展高新技術(shù)所需的新材料。連鑄技術(shù)特別是高效連鑄及終形連鑄。發(fā)展近終成形金屬毛坯制備新技術(shù)。21世紀(jì)是智能和信息的時代，鋼鐵企業(yè)將實現(xiàn)計算機(jī)集成系統(tǒng)管理及流程的人工智能控制氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼方法簡介誕生的背景及簡稱1856年，英國人貝塞麥發(fā)明了底吹酸性空氣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼法。

將空氣吹入鐵水，使鐵水中硅、錳、碳高速氧化，依靠這些元素氧化放出的熱量將液體金屬加熱到能順利地進(jìn)行澆注所需的溫度，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼的新時代。早在1856年貝塞麥就提出利用純氧煉鋼的設(shè)想，由于當(dāng)時工業(yè)制氧技術(shù)水平較低，成本太高，氧氣煉鋼未能實現(xiàn)。

二十世紀(jì)40年代初，制氧技術(shù)得到了迅速發(fā)展，給氧氣煉鋼提供了物質(zhì)條件。1952年在林茨（Linz）城，1953年在多納維茨（Donawltz）城先后建成了30t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間并投入生產(chǎn)，稱為LD法。

由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐反應(yīng)速度快，生產(chǎn)率及熱效率很高，可使用約20～30％的廢鋼以及便于自動化控制，又克服了空氣吹煉時鋼質(zhì)量差、品種少的缺點，使它成為冶金史上發(fā)展最迅速的新技術(shù)。各種精煉爐的煉鋼效率1-堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，2-純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法；3-氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，4-平爐（氧氣使用量10～40Nm3／t），5-電爐，6-平爐與平爐、電爐煉鋼法相比，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有生產(chǎn)率高、鋼中氣體含量低、鋼的質(zhì)量好等特點。

頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的小時產(chǎn)鋼量為平爐煉鋼法的6～8倍，是效率極高的煉鋼方法。

各種煉鋼法和氣體含量

項目煉鋼爐[H]，ppm[N]，ppmpH2＋pH2O大氣壓PCO大氣壓PN2大氣壓[O%]堿性平爐3.0～7.0(c)30～60≈0.20，吹蒸汽≈0.650.04～0.07堿性電爐（氧化期）3.0～7.0(c)30～80≈0.20，吹蒸汽≈0.800.04～0.07酸性平爐3.0～6.025～60≈0.15，吹空氣≈0.700.03～0.05堿性電爐（還原期）c3.～10.03～6(b)6～1060～150≈0.04≈0.60PCO2≈0.02PN2；平衡0.004～0.01氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐1.0～3.010～20≈0.0≈1000.04～0.06注：（a）吹氬法，（b）普通法；（c）礦石法氧氣轉(zhuǎn)爐鋼具有鋼中氣體含量少的特點氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的特點

吹煉速度快，生產(chǎn)率高品種多，質(zhì)量好原材料消耗少，熱效率高，成本低基建投資少，建設(shè)速度快容易與連續(xù)鑄鋼相匹配轉(zhuǎn)爐分類

轉(zhuǎn)爐按爐襯耐火材料性質(zhì)按供入氧化性氣體種類按供氣部位酸性轉(zhuǎn)爐堿性轉(zhuǎn)爐空氣轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐頂吹轉(zhuǎn)爐底吹轉(zhuǎn)爐側(cè)吹轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐頂?shù)讉?cè)復(fù)合轉(zhuǎn)爐中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

第一個階段是1949連～1978年，鋼產(chǎn)量由1949年的16萬t增加到3178萬t，年均增加105萬t第二階段是1978年90年代中期，這個時期的我國鋼鐵材料工業(yè)進(jìn)入了持續(xù)、快速的發(fā)展階段，取得了舉世矚目的輝煌成就，其主要標(biāo)志是1995年我國生鐵產(chǎn)量超過1億t1996年我國鋼產(chǎn)量首次突破1億t以來，連續(xù)一直位居世界產(chǎn)鋼國的第一位。盡管如此，中國1996年的人均產(chǎn)鋼量僅為82.7kg人均產(chǎn)鋼材量僅為73.6kg，仍大大低于世界平均水平（1996年世界人均產(chǎn)鋼為130kg）二十世紀(jì)80年代寶鋼從日本引進(jìn)建成具有70年代末技術(shù)水平的300t大型轉(zhuǎn)爐3座、首鋼購入二手設(shè)備建成210t轉(zhuǎn)爐車間二十世紀(jì)90年代寶鋼又建成250t轉(zhuǎn)爐車間，武鋼引進(jìn)250t轉(zhuǎn)爐，唐鋼建成150t轉(zhuǎn)爐車間，重鋼和首鋼又建成80t轉(zhuǎn)爐煉鋼車間到1998年我國氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐共有221座，其中100t以下的轉(zhuǎn)爐有188座（50～90t的轉(zhuǎn)爐有25座），100～200t的轉(zhuǎn)爐有23座，200t以上的轉(zhuǎn)爐有10座，最大公稱噸位為300t。頂吹轉(zhuǎn)爐鋼占年總鋼產(chǎn)量的82.67％

我國氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)展概況1951年堿性空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法實驗成功。1954年開始了小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的試驗研究工作1962年將首鋼試驗廠空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐改建成3t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，開始了工業(yè)性試驗。1964年12月26日投入生產(chǎn)。以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批3.5～5t的小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐1966年上鋼一廠將原有的一個空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，改建成3座30t的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，我國原有的一些空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐車間逐漸改建成中小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間

轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢

合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝技術(shù)建立大規(guī)模、廉價生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系節(jié)能與環(huán)境保護(hù)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?qū)崿F(xiàn)“負(fù)能”煉鋼減少煉鋼渣量50%全部粉塵回收利用煉鋼過程中回收的能量大于消耗的能量現(xiàn)代冶煉廠面貌緒論地位與作用發(fā)展?fàn)顩r生產(chǎn)流程冶煉技術(shù)煉鋼方法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展趨勢小結(jié)轉(zhuǎn)爐煉鋼

50主要內(nèi)容一煉鋼的基本任務(wù)二煉鋼用原材料三轉(zhuǎn)爐煉鋼原理與工藝51一、煉鋼的基本任務(wù)

煉鋼的基本任務(wù)包括：1.脫碳、脫磷、脫硫、脫氧；2.去除有害氣體和夾雜；3.提高溫度；4.調(diào)整成分煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、攪拌、升溫等手段完成煉鋼基本任務(wù)。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，主要是降碳、升溫、脫磷、脫硫以及脫氧和合金化等高溫物理化學(xué)反應(yīng)的過程，其工藝操作則是控制供氧、造渣、溫度及加入合金材料等，以獲得所要求的鋼液，并澆成合格鋼鋼錠或鑄坯。52二、煉鋼用原材料

原材料是煉鋼的基礎(chǔ)，原材料的質(zhì)量對煉鋼工藝和鋼的質(zhì)量有直接影響。倘若原材料質(zhì)量不合技術(shù)要求，勢必導(dǎo)致消耗增加，產(chǎn)品質(zhì)量變差，有時還會出現(xiàn)廢品，造成產(chǎn)品成本的增加。國內(nèi)外實踐證明，采用精料以及原料標(biāo)準(zhǔn)化，是實現(xiàn)冶煉過程自動化的先決條件，也是改善各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和提高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。煉鋼用原材料一般分為主原料、輔原料和各種鐵合金。531.金屬料1)鐵水：占金屬料的（70~100%）主要要求成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S]溫度：54轉(zhuǎn)爐煉鋼重要發(fā)熱元素，[Si]↑0.1%，廢鋼比↑1.3~1.5%；[Si]過高，渣量增加，引起噴濺；渣中（SiO2）↑，爐齡↓；高爐焦比↑錳是弱發(fā)熱元素，鐵水中錳氧化后形成的(MnO)可促進(jìn)石灰溶解，加快成渣；減少氧槍粘鋼，終點鋼中余錳高，能夠減少合金用量，利于提高金屬收得率；錳在降低鋼水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。Mn/Si的比值為0.8～1.00時對轉(zhuǎn)爐的冶煉操作控制最為有利。當(dāng)前使用較多的為低錳鐵水，一般鐵水中[Mn]=0.20％～0.40％。磷是強(qiáng)發(fā)熱元素，磷會使鋼產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象，通常是冶煉過程要去除的有害元素。磷在高爐中是不可去除的，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的脫磷效率在85％～95％，鐵水中磷含量越低，轉(zhuǎn)爐工藝操作越簡化，并有利于提高各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如使用ωP＞1.50％的鐵水煉鋼時，爐渣可以用作磷肥。除了含硫易切鋼(要求ωS=0.08％～0.30％)以外，絕大多數(shù)鋼中硫是有害元素。轉(zhuǎn)爐中硫主要來自金屬料和熔劑材料等，而其中鐵水的硫是主要來源。在轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧化性氣氛中脫硫是有限的，脫硫率只有35％～40％。由于低硫ωs＜0.01％的優(yōu)質(zhì)鋼需求量增長，因此用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵水要求ωs＜0.020％。這種鐵水很少，為此必須進(jìn)行預(yù)處理，降低入爐鐵水硫含量。鐵水溫度的高低是帶入轉(zhuǎn)爐物理熱多少的標(biāo)志，鐵水物理熱約占轉(zhuǎn)爐熱收入的50％。因此，鐵水的溫度不能過低，否則熱量不足，影響熔池的溫升速度和元素氧化過程，也影響化渣和去除雜質(zhì)，還容易導(dǎo)致噴濺。入爐鐵水溫度應(yīng)大于1250℃，以利于轉(zhuǎn)爐的熱行，成渣迅速，減少噴濺。小型轉(zhuǎn)爐和化學(xué)熱量不富裕的鐵水，保證鐵水的高溫入爐極為重要;轉(zhuǎn)爐煉鋼時入爐鐵水的溫度還要相對穩(wěn)定，如果相鄰幾爐的鐵水入爐溫度有大幅的變化，就需要在爐與爐之間對廢鋼比作較大的調(diào)整，這對生產(chǎn)管理和冶煉操作都會帶來不利影響。2)廢鋼

廢鋼是電弧爐煉鋼的基本原料，用量約70~90%；對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，既是主原料之一，也是冷卻效果穩(wěn)定的冷卻劑。通常占裝入量的30％以下，適當(dāng)?shù)卦黾訌U鋼比，可以降低轉(zhuǎn)爐鋼消耗和成本。5556廢鋼的分類：本廠廢鋼返回料（廢鋼錠、軋鋼切頭）回收料（加工廢料，報廢設(shè)備）外購廢鋼加工工業(yè)的廢料（機(jī)械、造船、汽車等行業(yè)的廢鋼、車削等）鋼鐵制品的報廢件（船舶、車輛、機(jī)械設(shè)備、土建材料等）3）鐵合金

吹煉終點脫除鋼中多余的氧，并調(diào)整成分達(dá)到鋼種規(guī)格，需加入鐵合金以脫氧合金化。煉鋼常用的合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Ca-Si合金、鋁、Fe-Al、復(fù)合脫氧劑等。其化學(xué)成分及質(zhì)量均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。572.輔助材料581）造渣劑石灰（CaO）螢石（CaF2）生白云石（CaMg(CO3)2

）菱鎂礦（MgCO3

）合成造渣劑錳礦石石英砂（主要成分是SiO2

）石灰是煉鋼主要造渣材料，具有脫P(yáng)、脫S能力，也是用量最多的造渣材料。其質(zhì)量好壞對冶煉工藝操作，產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等有著重要影響。特別是轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，要在很短的時間內(nèi)造渣去除磷、硫，保證各種鋼的質(zhì)量。對石灰質(zhì)量的要求：

(1)有效CaO含量高;(2)硫含量低;(3)殘余CO2少;(4)活性度高造渣加入螢石可以加速石灰的溶解，螢石的助熔作用是在很短的時間內(nèi)能夠改善爐渣的流動性，但過多的螢石用量，會產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫渣，導(dǎo)致噴濺，同時加劇爐襯的損壞，并污染環(huán)境。焙燒后為熟白云石，其主要成分CaO與MgO。保持渣中有一定的MgO含量，以減輕初期酸性渣對爐襯的侵蝕，提高爐襯壽命，生白云石也是濺渣護(hù)爐的調(diào)渣劑。菱鎂礦也是天然礦物，主要成分是MgCO3，焙燒后用作耐火材料，也是目前濺渣護(hù)爐的調(diào)渣劑。合成造渣劑是將石灰和熔劑預(yù)先在爐外制成的低熔點造渣材料，然后用于爐內(nèi)造渣。是改善冶煉效果的有效措施。作為合成造渣劑中熔劑的物質(zhì)有：氧化鐵、氧化錳或其它氧化物、螢石等。加入錳礦石有助于化渣，也有利于保護(hù)爐襯，若是半鋼冶煉更是必不可少的造渣材料。要求ωMn≥18％，ωP<0.20％，ωS<0.20％，粒度在20～80mm。石英砂也是造渣材料，其主要成分是SiO2，用于調(diào)整堿性爐渣流動性。對于半鋼冶煉，加入石英砂利于成渣，調(diào)整爐渣堿度以去除P、S。要求使用前應(yīng)烘烤干燥水分應(yīng)小于3％。2)冷卻劑

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程熱量有富余，因而根據(jù)熱平衡計算加入一定數(shù)量的冷卻劑，以準(zhǔn)確地命中終點溫度。冷卻劑包括:廢鋼、生鐵塊、鐵礦石和氧化鐵皮、石灰石等。593）氧化劑60氧氣氧化鐵皮

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。氧壓為6~12×105Pa。工業(yè)用氧是通過制氧機(jī)把空氣中的氧氣分離、提純來實現(xiàn)的。氧化鐵皮要求雜質(zhì)含量少，不含油污和水分。鐵礦石鐵礦石要求含鐵高，P和水分低；4）還原劑和增碳劑

電爐煉鋼中需要使用還原劑和增碳劑包括：石墨電極、木炭、焦炭、電石、硅鐵、硅鈣、鋁等；轉(zhuǎn)爐煉鋼中冶煉中高碳鋼時，一般使用含灰份少的石油焦做增碳劑。61三氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼原理及工藝1.轉(zhuǎn)爐煉鋼車間巡視與生產(chǎn)模擬2.鐵水予處理3.轉(zhuǎn)爐煉鋼過程621.轉(zhuǎn)爐煉鋼車間——巡視63轉(zhuǎn)爐煉鋼車間——生產(chǎn)模擬642.鐵水的予處理過程

指鐵水在兌入煉鋼爐之前，為去除或提取某種成分而進(jìn)行的處理過程。對鐵水的爐外脫S、脫P(yáng)和脫Si，即三脫技術(shù)就屬于鐵水預(yù)處理的一種。鐵水進(jìn)行三脫可以改善煉鋼主原料的狀況，實現(xiàn)少渣或無渣操作，簡化煉鋼操作工藝，以經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)低P、S優(yōu)質(zhì)鋼。651)鐵水予處理的類型鐵水脫Si鐵水脫S鐵水同時脫P(yáng)、脫S鐵水提V、提Nb66降低鐵水硅含量可以減少轉(zhuǎn)爐煉鋼的爐渣量，實現(xiàn)少渣或無渣工藝，并為爐外脫磷創(chuàng)造了條件。爐外脫硅技術(shù)是將氧化劑加到流動的鐵水中，硅的氧化產(chǎn)物形成熔渣。處理后鐵水中的ωsi可達(dá)0.10％～0.15％以下。鐵水予處理脫S,可以減輕高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫S負(fù)擔(dān),簡化操作提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo),降低高爐爐渣堿度及焦比,可避免煉鋼過程爐內(nèi)高氧化性對脫S的影響,提高鋼材質(zhì)量.當(dāng)鐵水含P高及冶煉極低和超低P時,采用脫P(yáng)或同時脫P(yáng),S以降低鐵水中的S,P含量.采用氧化法脫P(yáng),一般要求先進(jìn)行脫Si處理,鐵水中的Si應(yīng)小于0.2%.對于含V,Nb的鐵水,為回收有益元素,在T＜1400℃條件下,通過氧化法將V,Nb氧化入爐渣,然后從爐渣中提取V,Nb.2)鐵水予處理的設(shè)備魚雷罐車噴粉罐噴槍扒渣機(jī)鐵水罐673)鐵水予處理生產(chǎn)模擬684)鐵水予處理生產(chǎn)工藝①脫S基本反應(yīng)②脫S工藝③扒渣69常用鐵水脫S劑:碳化鈣、石灰、蘇打、金屬鎂及其組成的復(fù)合脫S劑,基本反應(yīng):CaC2+[S]=CaS(s)+2[C]CaO(S)+[S]=CaS(s)+2[O]Na2O+[S]=Na2O(l)+[O]Mg(g)+[S]=MgS(s)廣泛采用噴粉法,在混鐵車中采用噴吹金屬鎂+石灰粉的復(fù)合脫S劑脫S,雙孔噴槍插入,深度為1.0~1.5m,處理時間8~10min,脫S率75~82%.扒除予處理渣,避免回P,回S.3.轉(zhuǎn)爐煉鋼過程1)吹煉全程模擬702)轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展歷史

1856年，英國人貝塞麥發(fā)明了底吹酸性空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法。吹煉過程中不能去除P、S。1879年英國人托馬斯又發(fā)明了堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，改用堿性耐火材料作爐襯，在吹煉過程中加入石灰造堿性渣，此法適合于處理高磷鐵水，并可得到優(yōu)質(zhì)磷肥。二十世紀(jì)40年代初，制氧技術(shù)得到了迅速發(fā)展。1952年在林茨（Linz）城，1953年在多納維茨（Donawltz）城先后建成了30t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間并投入生產(chǎn)，稱為LD法。71氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展可化分為三個時期：72①轉(zhuǎn)爐大型化時期（1950～1970年）②轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉時期（1970～1990年）③轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期（1990年以后）

以轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)為核心，逐步完善了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備。先后開發(fā)出大型化轉(zhuǎn)爐設(shè)計制造技術(shù)、OG法除塵與煤氣回收技術(shù)、計算機(jī)靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合砌爐與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐工藝技術(shù)。由于連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的煉鋼車間。對轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點控制的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼——渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡，實現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點，研究開發(fā)出各種頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝技術(shù)，在世界上迅速推廣。

圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開發(fā)出鐵水“三脫”預(yù)處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與濺渣護(hù)爐等重大新工藝技術(shù)。降低了生產(chǎn)成本、大幅度提高了生產(chǎn)效率?，F(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼采用的重大技術(shù)有：轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)、轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉技術(shù)、煤氣回收與負(fù)能煉鋼技術(shù)、全自動轉(zhuǎn)爐吹煉控制技術(shù)、濺渣護(hù)爐與轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)。3)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝裝料制度造渣制度供氣制度溫度制度出鋼脫氧及合金化73裝料制度

裝入量是指每爐裝入的鐵水和廢鋼的總量,一般廢鋼占15~30%,裝入量分為三種形式:1.定量裝入:整個爐役期保持每爐的金屬裝入量不變;2.定深裝入:隨容積的擴(kuò)大而增加裝入量,保持熔池的深度不變;3.分階段定量裝入:將整個爐役分為若干階段,每階段定量裝入.74造渣制度

造渣制度包括以下內(nèi)容:1.爐渣堿度和石灰加入量:堿度指渣中堿性氧化物/酸性氧化物，一般為2.5~4.0，高[S]、[P]鐵水控制在3.5~4.0,噸鋼石灰消耗70~80kg2:爐渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利于成渣,脫P(yáng),但降低金屬回收率.一般初期高,終點15%左右,[C]、[P]要求高時，控制在20~25%。3.渣中(MgO):為防止?fàn)t渣侵蝕爐襯,造渣時加入含鎂材料,一般終渣(MgO)為6~8%,采用濺渣護(hù)爐則8~10%.4.造渣方法:單渣法、雙渣法、雙渣留渣法.渣料分批加入,開吹時加入1/2~1/3,其余分批加入.75供氣制度頂部供氣76底部供氣供氣制度(頂部供氣)供氧操作控制以下參數(shù):氧氣流量:單位時間向熔池吹入氧氣體積;供氧強(qiáng)度:單位時間向熔池噸鋼提供氧氣的體積;氧氣工作壓力:設(shè)定壓力測定點的氧氣壓力(0.8~1.2MPa);槍位:噴頭至靜止金屬熔池液面的距離(化渣槍位、基本吹煉槍位、拉碳槍位)77供氣制度(底部供氣)底吹類型非氧化性氣體:Ar、N2氧化性氣體:O2、CO2、空氣底吹過程吹煉前期N2攪拌,后期N2、Ar切換;底部供氣強(qiáng)度≯0.3Nm3/t.min78溫度制度

隨鐵水中元素氧化,金屬液相線溫度升高,澆注也要求過熱度,升溫是煉鋼重要任務(wù)之一.出鋼溫度T的確定:T=澆注鋼種液相線溫度+澆注過熱度+鋼水鎮(zhèn)靜及爐外精煉溫度降+出鋼溫度降79出鋼出鋼過程

先測定[C]、[P]、[S]及T,判斷是否滿足出鋼要求,否則補(bǔ)吹;采用擋渣技術(shù)與紅包出鋼.80脫氧及合金化脫氧吹煉終點鋼水[O]=0.02~0.08%,向鋼中加入一種(或幾種)與氧親和力比Fe大的元素,常用脫氧劑Fe-Si、Fe-Mn、Al、Si-Al-Ca、Si-Al-Ba等；合金化向鋼水中加入合金元素使其達(dá)到成品鋼成分要求814)轉(zhuǎn)爐冶煉的基本原理

----熔池元素氧化規(guī)律Si的變化規(guī)律82Mn的變化規(guī)律C的變化規(guī)律P的變化規(guī)律S的變化規(guī)律Si的變化規(guī)律

開吹時[Si]大量氧化,并結(jié)合為(2FeO.SiO2),隨石灰溶解轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定化合物(2CaO.SiO2)83Mn的變化規(guī)律

吹煉初期迅速氧化,中后期被[C]還原,后期由于渣中氧化性提高,[Mn]被再次氧化.84C的變化規(guī)律

熔池中氧與碳生成｛CO｝氣泡上浮,[%C]×[%O]=m(常數(shù)0.002~0.0025),[C]與[O]成反比.

吹煉初期由于[Si]、[Mn]的氧化，脫碳速度小，中期脫碳速度最快，后期[C]濃度低，脫碳速度下降.85P的變化規(guī)律低溫、適宜的高堿度、高氧化性利于脫[P],吹煉前期應(yīng)使石灰快速成渣,將(3FeO.P2O5)置換為(3CaO.P2O5)和(4CaO.P2O5)穩(wěn)定化合物,使[P]去除.86S的變化規(guī)律高溫利于脫[S],渣中(CaO)

活度大,利于脫[S],但轉(zhuǎn)爐渣的氧化性高,因此轉(zhuǎn)爐的脫[S]效率低.874)轉(zhuǎn)爐冶煉的基本原理

----物料平衡及熱平衡物料平衡88熱平衡

5)轉(zhuǎn)爐設(shè)備供料系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)供氣系統(tǒng)凈化系統(tǒng)輔助設(shè)備89供料系統(tǒng)

包括鐵水供應(yīng)、廢鋼供應(yīng)、散狀料和鐵合金供應(yīng).高爐鐵水直接裝入魚雷罐車運(yùn)至煉鋼車間.廢鋼用廢鋼槽運(yùn)到爐前.散狀料供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料場、地下料倉、運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉、稱量和加料設(shè)備.鐵合金料倉及稱量和輸送設(shè)備、向鋼包加料設(shè)備組成。90轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐本體爐底:分截錐型和球冠型;爐帽:為截椎型,減少噴濺及熱損失;爐身:采用圓柱形;轉(zhuǎn)爐爐型

指轉(zhuǎn)爐內(nèi)部自由空間的幾何形狀,分為筒球型、錐球型、截錐型。91轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)托圈用以支撐轉(zhuǎn)爐和傳遞傾動力矩的金屬構(gòu)件。耳軸轉(zhuǎn)爐左右耳軸是階梯形圓柱體，由長側(cè)耳軸低速轉(zhuǎn)動將大扭矩從傾動機(jī)構(gòu)傳遞給托圈。耳軸與托圈的連接為法蘭盤螺栓連接。92供氣系統(tǒng)（1）氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成；內(nèi)層與中層管之間的環(huán)縫是冷卻水進(jìn)水通道，中層與外層間的環(huán)縫為出水通道。氧氣流速為45~50m/s，水速為6~7m/s。槍頭噴孔為拉瓦爾管，可獲得Ma=2.0左右的超音速氣流。93供氣系統(tǒng)（2）升降機(jī)構(gòu)吹煉中用于調(diào)整槍位,由卷揚(yáng)機(jī)、平衡錘、滑輪、鋼繩卷筒組成，當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升平衡錘時，氧槍及升降小車因自重下降；當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)防下平衡錘時，因氧槍和升降小車的質(zhì)量小于平衡錘而被提升。94供氣系統(tǒng)（3）底部供氣元件影響攪拌、爐子壽命、鋼種質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益；分三大類：鋼管型、磚型、細(xì)鋼管多孔型（如圖），不銹鋼管內(nèi)徑為0.4~4mm，每塊磚埋設(shè)10~150根。耐火磚為高純度鎂砂+石墨并配加一定量的防氧化劑制成。95凈化系統(tǒng)96活動煙罩彎頭脫水器汽化冷卻煙道定徑溢流文氏管可調(diào)喉口文氏管凈化系統(tǒng)由以下部分組成：凈化系統(tǒng)-活動煙罩爐口上方的煙罩用于煙氣收集，需通水冷卻。97由固定段與活動段組成，吹煉時活動段下降，縫隙用N2幕密封或采用微壓差法以防止煙氣外溢。轉(zhuǎn)爐傾動時活動煙罩升起。凈化系統(tǒng)-彎頭脫水器利用煙氣做旋轉(zhuǎn)90°的運(yùn)動時，含塵水滴在離心力的作用下被甩至脫水器葉片及器壁，通過排水槽排走。達(dá)到煙氣凈化的目的。98凈化系統(tǒng)-汽化冷卻煙道其作用是將1400~1500℃的煙氣冷卻至800~1000℃.結(jié)構(gòu)為密排式無縫鋼管排列圍成筒狀,冷卻水從煙道下部通入,流經(jīng)無縫鋼管時,由于吸收高溫?zé)煔獾臒崃慷?從而將高溫?zé)煔饫鋮s.99凈化系統(tǒng)-定徑溢流文氏管（一文）屬于兩級全濕法除塵的第一級,起降溫和粗除塵的作用,由收縮段、喉口、擴(kuò)張段組成，煙氣被收縮段加速并沖擊水幕，迅速吸收熱量汽化，使煙氣溫度由1000℃下降至70~80℃，細(xì)小水滴捕集煙塵并去除，一文的效率為90~95%。100凈化系統(tǒng)-可調(diào)喉口文氏管（二文）工作原理與一文相似，不同在于喉口可調(diào)，可以隨爐氣量變化而變化，以維持喉口流速，主要用于精除塵，效率可達(dá)98%。101輔助設(shè)備—副槍副槍用于了解吹煉過程某一時刻成分與溫度，實現(xiàn)動態(tài)控制。由槍身及探頭組成，鋼液由探頭側(cè)面小孔流入樣杯?？蓽y溫、取樣、定碳、測定熔池高度。102輔助設(shè)備—擋渣機(jī)構(gòu)由于合金化過程將降低鋼液的氧化性，因此，要防止?fàn)t內(nèi)含有（P2O5）的高氧化性渣進(jìn)入鋼包造成回P，必須進(jìn)行擋渣操作，采用擋渣機(jī)構(gòu)在即將完成出鋼前將擋渣球送入爐內(nèi)，防止?fàn)t渣進(jìn)入鋼包。103轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝

1轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展1855－1856年英國人亨利.貝塞麥(Henly)開發(fā)了酸性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法；1878年英國人托馬斯(S.G.Thomas)堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法；1940年廉價獲得氧氣后，瑞士、奧地利開發(fā)了頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐，1952年在奧地利林茨(Linz)和多納維茨城(Donawitz)建成第一座30噸堿性頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐(LD轉(zhuǎn)爐)；或稱BOF(BasicOxygenFurnace)。1970年開發(fā)頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐。我國的煉鋼發(fā)展史。氧氣轉(zhuǎn)爐的種類

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝特點完全依靠鐵水氧化帶來的化學(xué)熱及物理熱;生產(chǎn)率高（冶煉時間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因為CO的反應(yīng)攪拌，將N、H除去）可以生產(chǎn)超純凈鋼,有害成份（S、P、N、H、O）〈80ppm；冶煉成本低，耐火材料用量比平爐及電爐用量低；原材料適應(yīng)性強(qiáng)，高P、低P都可以。

轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱平衡及物料平衡熱平衡是計算煉鋼過程的熱量收入（鐵水的物理及化學(xué)熱）及熱量支出（鋼液、爐渣、爐氣、冷卻劑、熱量損失）物料平衡是計算煉鋼過程中加入爐內(nèi)和參予煉鋼過程的全部物料（鐵水、廢鋼、氧氣、冷卻劑、渣料和耐材等）及煉鋼過程中產(chǎn)物（鋼液、爐渣、爐氣及煙塵等）“負(fù)能煉鋼”轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個能量有富裕的煉鋼方法，衡量轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要指標(biāo)之一，轉(zhuǎn)爐工序能耗及煉鋼廠能耗。當(dāng)爐氣回收的總熱量>轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼”；當(dāng)爐氣回收的總熱量>煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時，實現(xiàn)了煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”。日本君津鋼廠、我國寶鋼、武鋼三煉鋼廠均已實現(xiàn)煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”。轉(zhuǎn)爐設(shè)備轉(zhuǎn)爐爐體及轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)鐵水、廢鋼、散狀材料設(shè)備氧槍提升機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收設(shè)備2氧氣射流及熔池攪拌氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過程及冶煉結(jié)果氧槍心藏是氧槍噴頭；有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計有專門介紹

氧氣射流屬于氣體動力學(xué)的范疇。氧氣射流對熔池的物理作用

轉(zhuǎn)爐實際上是一個黑箱，對爐內(nèi)的運(yùn)動狀態(tài)是冷態(tài)實驗的分析結(jié)果。氧流作用下熔池的循環(huán)運(yùn)動，動量傳遞，氧壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。

氧氣射流對熔池的化學(xué)作用直接氧化---氧氣射流直接與雜質(zhì)元素產(chǎn)生氧化反應(yīng)；間接氧化---氧氣射流先與Fe反應(yīng)生成后FeO，F(xiàn)eO傳氧給雜質(zhì)元素。是直接氧化還是間接氧化為主呢？是間接氧化為主，最主要一點是由于氧流是集中于作用區(qū)附近（4％的面積），而不是高度分散在熔池中。

氧槍噴頭的種類

直簡型收縮型拉瓦爾型多孔拉瓦爾型。（馬赫數(shù)控制在1.8-2.1）噴頭設(shè)計需考慮的因素主要根據(jù)煉鋼車間生產(chǎn)能力大小、原料條件、供氧能力、水冷條件和爐氣凈化設(shè)備的能力來決定?？紤]到轉(zhuǎn)爐的爐膛高度、直徑大小、熔池深度等參數(shù)確定其孔數(shù)、噴孔出口馬赫數(shù)和氧流股直徑。對于原料中廢鋼比高、高磷鐵水冶煉或需二次燃燒提溫等情況，則其氧槍噴頭的設(shè)計就需特殊考慮。3頂吹轉(zhuǎn)爐的過程描述上爐出鋼--倒完爐渣(或加添加劑)--補(bǔ)爐或濺渣--堵出鋼口--兌鐵水--裝廢鋼--下槍--加渣料（石灰、鐵皮）--點火--熔池升溫--脫P(yáng)、Si、Mn----降槍脫碳?？礌t口的火，聽聲音?？椿鹆炼?-加第二批（渣料）--提槍化渣，控制“返干”。降槍控制終點（FeO），倒?fàn)t取樣測溫，出鋼。技術(shù)水平高的爐長，一次命中率高。50%。（寶鋼是付槍）根據(jù)分析取樣結(jié)果--決定出鋼（或補(bǔ)吹）－-合金化。

不要補(bǔ)吹的就是通常說的一次命中。冶煉技巧鋼液碳的判斷方法取樣分析、磨樣、看火花、付槍。鋼液磷的判斷方法取樣分析、渣的顏色及氣孔；鋼液溫度判斷方法接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、讀秒表。鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色冶煉過程渣、鋼成份變化冶煉過程鋼中[N][O]成份變化4煉鋼用原輔材料

原材料鐵水：加70-85%(%C=4,%Si=0.4-1.0,%P=0.02-0.15,%S=0.001-0.050)廢鋼：加15-30%(厚度小于150mm，清潔)生鐵塊：調(diào)溫及配碳燒結(jié)礦（改性鐵）4煉鋼用原輔材料輔助材料：石灰：有效CaO成分，塊度，控制石灰吸水螢石：CaF2，能改善爐渣流動性生白云石：CaMg(CO3)2,造渣及護(hù)爐菱鎂礦：MgCO3調(diào)渣劑鐵合金、冷卻劑及增碳劑5轉(zhuǎn)爐耐火材料及護(hù)爐技術(shù)耐火材料分類：堿性耐火材料(MgO)

酸性耐火材料(SiO2)

中性耐火材料(碳質(zhì)及鉻質(zhì))耐火材料的主要性質(zhì)：耐火度、荷重軟化溫度、耐壓強(qiáng)度、抗熱震性、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、抗渣性、氣孔率等。5轉(zhuǎn)爐耐火材料及護(hù)爐技術(shù)爐襯壽命：爐襯壽命影響轉(zhuǎn)爐的工作時間及生產(chǎn)成本。爐齡是鋼廠一重要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。爐襯損壞的原因：鐵水、廢鋼及爐渣等的機(jī)械碰撞和沖刷爐渣及鋼水的化學(xué)侵蝕爐襯自身礦物組成分解引起的層裂急冷急熱等因素。5轉(zhuǎn)爐耐火材料及護(hù)爐技術(shù)提高爐齡的措施：耐材質(zhì)量；系統(tǒng)優(yōu)化煉鋼工藝；補(bǔ)爐工藝新工藝：濺渣護(hù)爐工藝，九十年代，美國開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)，在我國達(dá)到最高效益，爐齡30000。5轉(zhuǎn)爐耐火材料及護(hù)爐技術(shù)濺渣護(hù)爐的基本原理：是利用高速氮?dú)獍殉煞终{(diào)整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面形成濺渣層。濺渣層固化了鎂碳磚表層的脫碳層，抑制了爐襯表層的氧化，并減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。6轉(zhuǎn)爐冶煉工藝轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度

裝料制度供氧制度造渣制度溫度制度終點控制及合金化制度

6.1裝料制度

確定合理的裝入量，需考慮的兩個參數(shù)：爐容比：(V/T,m3/t),0.8-1.05(30-300t轉(zhuǎn)爐)；熔池深度：需大于氧氣射流的沖擊深度

800-2000mm(30-300t轉(zhuǎn)爐)裝料制度：定量裝入、定深裝入；分階段定量裝入。分階段定量裝入：1－50爐，51－200爐，200爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。供氧強(qiáng)度Nm3/t.min氧氣流量Nm3/h操作氧壓Mpa

氧槍槍位m基本操作參數(shù)6.2供氧制度6.2供氧制度供氧強(qiáng)度(Nm3/t.min)決定冶煉時間，但太大，噴濺可能性增大，一般3.0-4.0。氧氣流量大小(Nm3/h)：裝入量，C、Mn、Si的含量，由物料平衡計算得到，50-65Nm3/h。氧壓(Mpa)

噴頭的喉口及馬赫數(shù)一定，P大，流量大,有一范圍0.8－1.2Mpa。氧槍槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2。6.2供氧制度

噸鋼耗氧量計算％ C Si Mn P S 鐵水成分４.３0０.８００.２００.１３０.０４ 成品成分０.２００.２７０.５００.０２０.０２ 轉(zhuǎn)爐公稱容量為100噸時，爐渣量為：100×10％＝10噸鐵損耗氧量10×15％×16/(16＋56)＝0.33噸［C］→[CO]耗氧量100×(4.30%-0.20%)×90%×16/12=4.92噸［C］→[CO2]耗氧量100×(4.30%-0.20%)×10%〕32/12=1.09噸［Si］→[SiO2]耗氧量100×0.8%×32/28=0.914噸［Mn］→[MnO]耗氧量100×0.2%×16/55=0.058噸［P］→[P2O5]耗氧量100×0.13%×(16×5)/(31×2)=0.168噸[S]1/3被氣化為SO2,2/3與CaO反應(yīng)生成CaS進(jìn)入渣中,則［S］不耗氧?？偤难趿浚?.33+4.92+1.09+0.914+0.058+0.168=7.48噸/1.429＝5236Nm3實際耗氧量＝5236/0.9/99.5%=5847Nm3實際噸鋼耗氧量＝5847/100=58.37Nm3/t兩種操作方式：軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高、有利于脫磷；硬吹：高壓低槍位(與軟吹相反)，脫P(yáng)不好，但脫C好，穿透能力強(qiáng)，脫C反應(yīng)激烈。6.2供氧制度氧槍操作方式

氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。氧槍的操作方式：衡槍變壓：壓力控制不穩(wěn)定，閥門控制不好；恒壓變槍：壓力不變，槍位變化，目前主要操作方式6.2供氧制度6.3造渣制度煉鋼就是煉渣。造渣的目的：通過造渣，脫P(yáng)、減少噴濺、保護(hù)爐襯。造渣制度：確定合適的造渣方式、渣料的加入數(shù)量和時間、成渣速度。渣的特點：一定堿度、良好的流動性、合適的FeO及MgO、正常泡沫化的熔渣。造渣方式單渣法：鐵水Si、P低，或冶煉要求低。雙渣法：鐵水Si、P高，或冶煉要求高。留渣法：利用終渣的熱及FeO，為下爐準(zhǔn)備。石灰加入量確定石灰加入量是根據(jù)鐵水中Si、P含量及爐渣堿度R確定。鐵水含磷小于0.30%時：石灰加入量(kg/t)=2.14×W[Si]×R×1000/AA為石灰中的有效氧化鈣

A=W（CaO)

－R×W（SiO2)

R×W（SiO2)W為石灰自身SiO2占用的CaO。當(dāng)Si、P高時，需計算石灰補(bǔ)加量。成渣速度

轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，快速成渣是非常重要的，石灰的溶解是決定冶煉速度的重要因素。石灰的熔解：開始吹氧時渣中主要是SiO，MnO，F(xiàn)eO,是酸性渣，加石灰后，石灰溶解速度，可用下式表

J＝K（CaO+1.35MgO-1.09SiO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1）形成2CaO*SiO2，難熔渣。FeO,MnO,MgO可加速石灰熔化。因為可降低爐渣粘度，破壞2CaO*SiO2的存在。采用軟燒活性石灰、加礦石、螢石及吹氧加速成渣。

成渣途徑

鈣質(zhì)成渣低槍位操作，渣中FeO含量下降很快，碳接近終點時，渣中鐵才回升。適用于低磷鐵水、對爐襯壽命有好處。

鐵質(zhì)成渣過程

高槍位操作，渣中FeO含量保持較高水平，碳接近終點時，渣中鐵才下降。適用于高磷鐵水、對爐襯侵蝕嚴(yán)重；FeO高，爐渣泡沫化嚴(yán)重，易產(chǎn)生噴濺。CaO(+MgO)-FeO(+MnO)

-SiO2(+P2O5)相圖ABC鈣質(zhì)成渣ADC鐵質(zhì)成渣白云石造渣提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；渣中飽和MgO的概念；一般根據(jù)冶煉情況，MgO控制在6－10％采用白云石造渣應(yīng)注意加入時間，防止?jié)q爐底及粘氧槍。大噴濺轉(zhuǎn)爐噴濺分：爆發(fā)性噴濺、金屬噴濺及泡沫渣噴濺。噴濺的主要原因低溫吹氧，氧位較高，碳氧反應(yīng)不平衡，吹入的氧成為FeO，脫C反應(yīng)較慢，當(dāng)溫度升高后C-O反應(yīng)激烈；渣粘稠，金屬噴濺。操作中防止噴濺的措施控制渣量吹氧脫碳的溫度控制控制槍位，保證渣中FeO在一定范圍(15－20％)保持合適的爐容比6.4溫度制度溫度控制就是確定冷卻劑加入的數(shù)量和時間影響終點溫度的因素：鐵水成分:[%Si]=0.1,升高爐溫約15℃

鐵水溫度：鐵水溫度提高10℃，鋼水溫度約提高6℃（30t）鐵水裝入量：每增加1噸鐵水，終點鋼水溫度約提高8℃（30t）廢鋼加入量：每增加1噸廢鋼，終點鋼水溫度約下降45℃（30t）此外，爐齡、終點碳、吹煉時間、噴濺等有影響。6.4溫度制度

溫度控制措施熔池升溫降槍脫C、氧化熔池金屬鐵。金屬收到率降低；熔池降溫加冷卻劑(礦石、球團(tuán)礦、氧化鐵皮、廢鋼)；廢鋼冶煉時一般不加。6.5終點控制及合金化制度終點控制指終點溫度和成分的控制終點標(biāo)志：鋼中碳含量達(dá)到所煉鋼種的控制范圍鋼中P達(dá)到要求出鋼溫度達(dá)到要求終點控制方法終點碳控制的方法：一次拉碳法、增碳法、高拉補(bǔ)吹法。一次拉碳法：按出鋼要求的終點碳和溫度進(jìn)行吹煉，當(dāng)達(dá)到要求時提槍。操作要求較高。優(yōu)點：終點渣FeO低，鋼中有害氣體少，不加增碳劑，鋼水潔凈。氧耗較小，節(jié)約增碳劑。終點控制方法增碳法：所有鋼種均將碳吹到0.05%左右，按鋼種加增碳劑。優(yōu)點：操作簡單，生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動控制，廢鋼比高。高拉補(bǔ)吹法：當(dāng)冶煉中，高碳鋼種時，終點按鋼種規(guī)格略高一些進(jìn)行拉碳，待測溫、取樣后按分析結(jié)果與規(guī)格的差值決定補(bǔ)吹時間。

終點溫度確定所煉鋼種熔點：

T＝1538－∑△T×j

△T:鋼中某元素含量增加1％時使鐵的熔點降低值，

j鋼中某元素％含量?？紤]到鋼包運(yùn)行、鎮(zhèn)靜吹氬、連鑄等要求鋼水合金化滿足脫氧的要求滿足鋼種的要求有精煉的轉(zhuǎn)爐，作為預(yù)脫氧及初步合金化。合金加入原則：脫氧能力先弱后強(qiáng)，先難熔。合金加入量(kg)＝

(鋼種規(guī)格中限％－終點殘余成分％)/A

A=(鐵合金中合金元素含量％×合金元素收得率％)10007轉(zhuǎn)爐冶煉的自動控制在計算機(jī)時代，如何提高煉鋼效率，降低煉鋼成本，使煉鋼由經(jīng)驗向科學(xué)轉(zhuǎn)化，是煉鋼技術(shù)發(fā)展的必然。轉(zhuǎn)爐吹煉的技術(shù)特點：①脫碳速度快，準(zhǔn)確控制吹煉終點比較困難：②熱效率高，升溫速度快；③容易發(fā)生爐渣或金屬噴濺；④吹煉后期脫碳速度減慢，金屬—爐渣之間遠(yuǎn)離平衡，容易造成鋼渣過氧化。轉(zhuǎn)爐冶煉的自動控制1．對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求①鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，能準(zhǔn)確知道鐵水成份和重量；②廢鋼量穩(wěn)定，有害殘余元素含量低；③石灰等其他造渣劑的化學(xué)成份及塊度穩(wěn)定。

2.控制方案靜態(tài)控制模型動態(tài)控制模型全自動控制模型轉(zhuǎn)爐自動化控制的具體要求（1）能實現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)報，根據(jù)目標(biāo)鋼種要求和鐵水條件，能確定基本命中終點的吹煉工藝方案；（2）能精確命中吹煉終點，通常采用動態(tài)校正方法，修正計算誤差，保證終點控制精度和命中率；（3）具備容錯性，可消除各種系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和