轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)畢業(yè)論文.doc

畢 業(yè) 論 文論文題目：轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)系 別 冶金 專業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 日 期 2011年9月 目錄一、 引言3-4二、 主體4-5（一） 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝特點(diǎn)4-5（二） 轉(zhuǎn)爐設(shè)備5-8（三） 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝53.1裝料制度5-63.2供氧制度63.3造渣制度6-73.4溫度制度7-83.5終點(diǎn)控制及合金化制度8（四）轉(zhuǎn)爐煉鋼流程介紹84.1轉(zhuǎn)爐冶煉目的8-94.2轉(zhuǎn)爐冶煉原理簡(jiǎn)介9-104.3轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介10-114.4轉(zhuǎn)爐爐體工藝參數(shù)11-12（五）轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍槍位控制125.1前言12-135.2槍位控制13-165.3槍位自學(xué)習(xí)175.4仿真研究17-18（六）冶煉技巧18（七）轉(zhuǎn)爐耐火材料及護(hù)爐技術(shù)18-19（八）我國(guó)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展?fàn)顩r19-20（九）氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼的品種和質(zhì)量20-22三、總結(jié)轉(zhuǎn)爐煉鋼的科研方向23-24致謝25附件26轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)一、引言早在1856年德國(guó)人貝賽麥就發(fā)明了底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，這種方法是近代煉鋼法的開端，它為人類生產(chǎn)了大量廉價(jià)鋼，促進(jìn)了歐洲的工業(yè)革命。但由于此法不能去除硫和磷，因而其發(fā)展受到了限制。1879 年出現(xiàn) 了托馬斯底吹堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，它使用帶有堿性爐襯的轉(zhuǎn)爐來處理高磷生鐵。雖然轉(zhuǎn)爐法可 以大量生產(chǎn)鋼，但它對(duì)生鐵成分有著較嚴(yán)格的要求，而且一般不能多用廢鋼 。隨著工業(yè) 的進(jìn)一步發(fā)展，廢鋼越來越多。在酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明不到十年，法國(guó)人馬丁利用蓄熱原理，在1864年創(chuàng)立了平爐煉鋼法，1888年出現(xiàn)了堿性平爐。平爐煉鋼法對(duì)原料的要求不那么嚴(yán)格，容量大，生產(chǎn)的品種多，所以不到20年它就成為世界上主要的煉鋼方法，直到20世紀(jì)50年代，在世界鋼產(chǎn)量中，約85%是平爐煉出來的。1952年在奧地利 出現(xiàn)純氧頂吹轉(zhuǎn)爐，它解決了鋼中氮和其他有害雜質(zhì)的含量問題，使質(zhì)量接近平爐鋼，同時(shí)減少了隨廢氣（當(dāng)用普通空氣吹煉時(shí)，空氣含79 %無(wú)用的氮）損失的熱量，可以吹煉溫度較低的平爐生鐵，因而節(jié)省了高爐的焦炭耗量，且能使用更多的廢鋼 。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼速度快（煉一爐鋼約10min，而平爐則需7h），負(fù)能煉鋼，節(jié)約能源，故轉(zhuǎn)爐煉鋼成為當(dāng)代煉鋼的主流。 轉(zhuǎn)爐煉鋼(圖2)其實(shí)130年以前貝斯麥發(fā)明底吹空氣煉鋼法時(shí)，就提出了用氧氣煉鋼的設(shè)想，但受當(dāng)時(shí)條件的限制沒能實(shí)現(xiàn)。直到20世紀(jì)50年代初奧地利的Voest Alpine公司才將氧氣煉鋼用于工業(yè)生產(chǎn)，從而誕生了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，亦稱LD轉(zhuǎn)爐。頂吹轉(zhuǎn)爐問世后，其發(fā)展速度非常快，到1968年出現(xiàn)氧氣底吹法時(shí)，全世界頂吹法產(chǎn)鋼能力已達(dá)2.6億噸，占絕對(duì)壟斷地位。1970年后，由于發(fā)明了用碳?xì)浠衔锉Ｗo(hù)的雙層套管式底吹氧槍而出現(xiàn)了底吹法，各種類型的底吹法轉(zhuǎn)爐（如OBM，Q-BOP，LSW等）在實(shí)際生產(chǎn)中顯示出許多優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐之處，使一直居于首位的頂吹法受到挑戰(zhàn)和沖擊。 頂吹法的特點(diǎn)決定了它具有渣中含鐵高，鋼水含氧高，廢氣鐵塵損失大和冶煉超低碳鋼 困難等缺點(diǎn)，而底吹法則在很大程度上能克服這些缺點(diǎn)。但由于底吹法用碳?xì)浠衔锢鋮s噴嘴，鋼水含氫量偏高，需在停吹后噴吹惰性氣體進(jìn)行清洗。基于以上兩種方法在冶金學(xué)上顯現(xiàn)出的明顯差別，故在20世紀(jì)70年代以后，國(guó)外許多國(guó)家著手研究結(jié)合兩種方法優(yōu)點(diǎn)的頂?shù)讖?fù)吹冶煉法。繼奧地利人Dr.Eduard等于1973年研究轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹煉鋼之后，世界各國(guó)普遍開展了轉(zhuǎn)爐復(fù)吹的研究工作，出現(xiàn)了各種類型的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，到20世紀(jì)80年代初開始正式用于生產(chǎn)。由于它 比頂吹和底吹法都更優(yōu)越，加上轉(zhuǎn)爐復(fù)吹現(xiàn)場(chǎng)改造 比較容易，使之幾年時(shí)間就在全世界范圍得到普遍應(yīng)用，有的國(guó)家（如日本）已基本上淘汰了單純的頂吹轉(zhuǎn)爐。 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是將高爐來的鐵水經(jīng)混鐵爐混勻后兌入轉(zhuǎn)爐，并按一定 比例裝入廢鋼，然后降下水冷氧槍以一定的供氧、槍位和造渣制度吹氧冶煉。當(dāng)達(dá)到吹煉終點(diǎn)時(shí)，提槍倒?fàn)t，測(cè)溫和取樣化驗(yàn)成分，如鋼水溫度和成分達(dá)到 目標(biāo)值范圍就 出鋼。否則，降下氧槍進(jìn)行再吹。在出鋼過程中，向鋼包中加入脫氧劑和鐵合金進(jìn)行脫氧、合金化。然后，鋼水送模鑄場(chǎng)或連鑄車間鑄錠。 轉(zhuǎn)爐煉鋼(圖3)隨著用戶對(duì)鋼材性能和質(zhì)量的要求越來越高，鋼材的應(yīng)用范圍越來越廣，同時(shí)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)也對(duì)提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，擴(kuò)大品種，節(jié)約能源和降低成本越來越重視。在這種情況下，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝流程發(fā)生了很大變化。鐵水預(yù)處理、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、連鑄技術(shù)的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼模式。已由單純用轉(zhuǎn)爐冶煉發(fā)展為鐵水預(yù)處理復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉爐外精煉連鑄這一新的工藝流程。這一流程以設(shè)備大型化、現(xiàn)代化和連續(xù)化為特點(diǎn)。氧氣轉(zhuǎn)爐已由原來的主導(dǎo)地位變?yōu)樾铝鞒痰囊粋€(gè)環(huán)節(jié)，主要承擔(dān)鋼水脫碳和升溫的任務(wù)了。二、主體：轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要生產(chǎn)力（一）、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝特點(diǎn)：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(shí)間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因?yàn)镃O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。 （二）、轉(zhuǎn)爐設(shè)備：轉(zhuǎn)爐爐體及轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)鐵水、廢鋼、散狀材料設(shè)備氧槍提升機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)爐爐體及轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)（三）、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(diǎn)控制及合金化制度。3.1、裝料制度確定合理的裝入量，需考慮的兩個(gè)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：150爐，51200爐，200爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。3.2、供氧制度基本操作參數(shù)供氧強(qiáng)度Nm3/t.min氧氣流量 Nm3/h操作氧壓 Mpa氧槍槍位 m 供氧強(qiáng)度(Nm3/t.min) 決定冶煉時(shí)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(jì)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 0.81.2Mpa。氧槍槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2噸鋼耗氧量計(jì)算： C Si Mn P S鐵水成分 .0 . . . .成品成分 . . . . 轉(zhuǎn)爐公稱容量為100噸時(shí)，爐渣量為 ：1001010噸鐵損耗氧量101516/(1656)0.33噸CCO 耗氧量100(4.30%-0.20%)90%16/12=4.92噸 CCO2 耗氧量 100(4.30%-0.20%)10%32/12=1.09噸SiSiO2耗氧量 1000.8%32/28=0.914噸MnMnO耗氧量1000.2%16/55=0.058噸PP2O5 耗氧量1000.13%(165)/(312)=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。總耗氧量 0.33+4.92+1.09+0.914+0.058+0.168=7.48噸/1.4295236Nm3實(shí)際耗氧量5236/0.9/99.5%=5847Nm3實(shí)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 。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3.3、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(shí)間、成渣速度。渣的特點(diǎn)：一定堿度、良好的流動(dòng)性、合適的FeO及MgO、正常泡沫化的熔渣造渣方式：?jiǎn)卧ǎ鸿F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。成渣速度轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)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(shí)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 JK（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?yàn)榭山档蜖t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(diǎn)時(shí)，渣中鐵才回升。 適用于低磷鐵水、對(duì)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(diǎn)時(shí)，渣中鐵才下降。 適用于高磷鐵水、對(duì)爐襯侵蝕嚴(yán)重；FeO高，爐渣泡沫化嚴(yán)重，易產(chǎn)生噴濺。吹煉過程熔池渣的變化3.4、溫度制度溫度控制就是確定冷卻劑加入的數(shù)量和時(shí)間影響終點(diǎn)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(diǎn)鋼水溫度約提高8 （30t） 廢鋼加入量：每增加1噸廢鋼，終點(diǎn)鋼水溫度約下降45 （30t）此外，爐齡、終點(diǎn)碳、吹煉時(shí)間、噴濺等有影響溫度控制措施：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(shí)一般不加。3.5、終點(diǎn)控制及合金化制度：終點(diǎn)控制指終點(diǎn)溫度和成分的控制終點(diǎn)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(diǎn)控制方法：終點(diǎn)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(diǎn)碳和溫度進(jìn)行吹煉，當(dāng)達(dá)到要求時(shí)提槍。操作要求較高。優(yōu)點(diǎn)：終點(diǎn)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。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(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，廢鋼比高。高拉補(bǔ)吹法：當(dāng)冶煉中，高碳鋼種時(shí)，終點(diǎn)按鋼種規(guī)格略高一些進(jìn)行拉碳，待測(cè)溫、取樣后按分析結(jié)果與規(guī)格的差值決定補(bǔ)吹時(shí)間。終點(diǎn)溫度確定：所煉鋼種熔點(diǎn)： T1538Tj T: 鋼中某元素含量增加1時(shí)使鐵的熔點(diǎn)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（四）、轉(zhuǎn)爐煉鋼流程介紹轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度）。采用的主要技術(shù)手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。本專題將詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。由于時(shí)間的倉(cāng)促和編輯水平有限，專題中難免出現(xiàn)遺漏或錯(cuò)誤的地方，歡迎大家補(bǔ)充指正。4.1、 轉(zhuǎn)爐冶煉目的： 將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能更好的鋼。鋼與生鐵的區(qū)別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點(diǎn)在1450-1500，而生鐵的熔點(diǎn)在1100-1200。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝：如圖4所示。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內(nèi)，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內(nèi)，吹入氧氣（純度大于99的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發(fā)生氧化反應(yīng)，除去雜質(zhì)。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮?dú)獾?影響而使鋼質(zhì)變脆，以及氮?dú)馀懦鰰r(shí)帶走熱量的缺點(diǎn)。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達(dá)到要求時(shí)，即停止吹煉，提升噴槍，準(zhǔn)備出鋼。出鋼時(shí)使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和調(diào)節(jié)成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程中會(huì)產(chǎn)生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳?xì)怏w等。因此，必須加以凈化回收，綜合利用，以防止污染環(huán)境。從回收設(shè)備得到的氧化鐵塵粒可以用來煉鋼；一氧化碳可以作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量可以副產(chǎn)水蒸氣。此外，煉鋼時(shí)，生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質(zhì)量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點(diǎn)。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質(zhì)量就受到一定的限制。 4.2、轉(zhuǎn)爐冶煉原理簡(jiǎn)介： 轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝流程簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成：（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理；（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；（3）降槍開吹，同時(shí)加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；35min后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）；（4）35min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒?fàn)t，測(cè)溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；（6）出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。4.3、轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐（converter） 爐體可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時(shí)靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。 AOD精煉爐AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項(xiàng)用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動(dòng)控制發(fā)展到智能計(jì)算機(jī)控制來冶煉不銹鋼。VOD精煉爐VOD精煉爐（vacuumoxygen decarburization),是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。LF精煉爐LF（ladle furnace) 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)傾爐系統(tǒng):變頻調(diào)速(變頻器+電機(jī)+減速機(jī)+大齒輪) 傾爐機(jī)構(gòu)：傾爐機(jī)構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺(tái)、水平支撐機(jī)構(gòu)和支座等組成。4.4、轉(zhuǎn)爐爐體工藝參數(shù)轉(zhuǎn)爐爐體4.1.1爐體總高（包括爐殼支撐板）：7050mm4.1.2爐殼高度：6820mm4.1.3爐殼外徑：4370mm4.1.4高寬比: H/D=1.564.1.5爐殼內(nèi)徑：4290mm4.1.6公稱容量：50t4.1.7有效容積：39.5m34.1.8熔池直徑: 3160mm4.1.9爐口內(nèi)徑：1400mm4.1.10出鋼口直徑：140mm4.1.11出鋼口傾角(與水平):204.1.12爐膛內(nèi)徑：3160mm4.1.13爐容比:0.79m3 /t.s4.1.14熔池深度：1133mm4.1.15爐襯厚度：熔池：500mm 爐身：500mm 爐底：465mm 爐帽：550mm4.1.16爐殼總重：77.6t4.1.17爐襯重量：120t4.1.18爐口結(jié)構(gòu)：水冷爐口4.1.19爐帽結(jié)構(gòu)：水冷爐帽4.1.20擋渣板結(jié)構(gòu)：雙層鋼板焊接式4.1.21托圈結(jié)構(gòu)：箱式結(jié)構(gòu)（水冷耳軸）傾動(dòng)裝置型式：四點(diǎn)嚙合全懸掛扭力桿式（交流變頻器調(diào)速）最大工作傾動(dòng)力矩：100t*m最大事故傾動(dòng)力矩：300t*m傾動(dòng)角度：360傾動(dòng)速度：0.21r/min（五）、轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍槍位控制在整個(gè)煉鋼過程中，氧槍槍位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到煉鋼過程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發(fā)生，因此，必須很好地控制氧槍的槍位，使煉鋼過程得以平穩(wěn)進(jìn)行。5.1、前言(1）.氧槍介紹氧槍又稱噴槍或吹氧管，是轉(zhuǎn)爐吹氧設(shè)備中的關(guān)鍵部件，它由噴頭（槍頭）、槍身（槍體）和槍尾組成。轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，噴頭必須保證氧氣流股對(duì)熔池具有一定的沖擊力和沖擊面，使熔池中的各種反應(yīng)快速而順利的進(jìn)行。(2).槍位對(duì)煉鋼的重要性在轉(zhuǎn)爐煉鋼整個(gè)爐役中，隨著煉鋼爐次的增加，爐襯由于受到侵蝕不斷變薄，爐容不斷增大，因此，每隔一定爐次對(duì)熔鋼液面進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)裝入制度(定深裝入或定量裝入)及測(cè)定結(jié)果確定氧槍高度，而在兩次測(cè)定期間，氧槍高度保持不變。同時(shí)，在具體每一個(gè)爐次中，按照吹煉的初期、中期和末期設(shè)定若干不同高度1，而在每一時(shí)間段內(nèi)，其高度是不變的。由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中要向爐內(nèi)分期分批加入造渣劑、助熔劑(初期)等造渣材料和冷卻劑(末期)，使?fàn)t內(nèi)狀況發(fā)生變化，相當(dāng)于加入一個(gè)擾動(dòng)，同時(shí)在不同階段，渣的泡沫程度及粘度也不同，而目前的固定氧槍高度吹煉不能及時(shí)適應(yīng)這些情況，從而使?fàn)t內(nèi)的反應(yīng)及退渣不能平穩(wěn)地進(jìn)行。造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，渣的好壞直接關(guān)系到煉鋼過程能否順利進(jìn)行，有時(shí)甚至造成溢渣或噴濺，從而降低鋼的收得率以及粘槍，因此要盡量避免溢渣和噴濺。另一方面，固定槍位的吹煉模式也無(wú)法適應(yīng)鐵水、廢鋼、造渣材料等化學(xué)成分變化引起反應(yīng)狀況的不同。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中固定槍位所存在的問題，我們采用模糊控制的方法使氧槍槍位根據(jù)爐內(nèi)的具體情況進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼是一爐一爐進(jìn)行的，爐與爐之間既不完全相同又有聯(lián)系的特點(diǎn)，采用自學(xué)習(xí)技術(shù)確定每一爐次氧槍的槍位，使轉(zhuǎn)爐煉鋼過程平穩(wěn)進(jìn)行，從而提高碳溫命中率。 5.2/槍位控制目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍槍位一般是根據(jù)吹煉狀況分段設(shè)定的1。在每一段中，槍位不再變化，如圖1所示。在本文中，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼的不同階段采用不同的控制策略。在吹煉初期和中期，由于分批加入造渣材料和助熔劑，且渣高與聲音具有明確的反比關(guān)系，因此采用模糊控制調(diào)節(jié)槍位。而在吹煉末期，則采用較低的固定槍位進(jìn)行吹煉，以利于石灰進(jìn)一步渣化，使脫碳反應(yīng)按擴(kuò)散進(jìn)行，渣鋼反應(yīng)趨于平衡，爐內(nèi)鋼水成分和溫度得以均勻。在初、中期的模糊控制中仍然采用這種分段設(shè)定的槍位作為基本設(shè)定，而在每一段中，根據(jù)爐況采用模糊控制對(duì)槍位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，即u=u0+u，其中u為要控制的氧槍槍位，u0為每個(gè)階段設(shè)定的基本槍位，u為對(duì)槍位的調(diào)整量。（1). 氧槍升降要求為適應(yīng)轉(zhuǎn)爐吹煉工藝要求，在吹煉過程中，氧槍需要多次升降一調(diào)整槍位。轉(zhuǎn)爐對(duì)氧槍升降機(jī)構(gòu)提出了要求，應(yīng)具有合適的升降速度并可以變速，并能保證氧槍升降平穩(wěn)、控制靈活、操作安全。氧槍漏水等出現(xiàn)故障時(shí)能快速更換氧槍、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)。(2）.聲音測(cè)量槍位在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，由于吹入轉(zhuǎn)爐的氧氣(頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐還要在底部吹入氮?dú)?、二氧化碳、氬氣等氣體)的攪拌作用以及爐內(nèi)發(fā)生的強(qiáng)烈氧化等反應(yīng)，使得煉鋼期間發(fā)出很強(qiáng)的聲音，聲音的大小與爐內(nèi)狀況有著明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，聲音的強(qiáng)度與爐渣高度成反比，尤其是在吹煉的初期和中期，這種關(guān)系更為準(zhǔn)確2，因此可以通過測(cè)量聲音準(zhǔn)確了解爐內(nèi)情況，以便更好地控制吹煉過程。測(cè)聲儀的麥克風(fēng)安裝在位于爐口處的爐墻內(nèi)，運(yùn)行頻率為18022.5Hz(3).模糊子集及隸屬函數(shù)的選取將測(cè)得的聲音的偏差及偏差變化率進(jìn)行歸一化，并選取聲音的偏差SE及其變化率SC的模糊子集分別為SE:NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB=Se-3,Se-2,Se-1,Se0,Se1,Se2,Se3Sei,iI=-3,-2,-1,0,1,2,3SC：NB，NS，ZE，PS，PBSc-2,Sc-1,Sc0,Sc1,Sc2Scj，jJ=-2,-1,0,1,2偏差SE及其變化率SC的隸屬函數(shù)選如圖2所示的三角形隸屬函數(shù)。(4).模糊推理采用T-S確定性模糊推理，其推理規(guī)則為if SE is Sei and SC is Scj then u is uij其中uij為確定的函數(shù)或確定的實(shí)數(shù)，而非模糊集。設(shè)Ai(Se)和Bj(Sc)分別為偏差及偏差變化率的隸屬函數(shù)，采用乘積求和推理方法，得模糊控制規(guī)則前提部分的真值為fij=Ai(Se)Bj(Sc)(1)從上述推理中得到的控制量uij為一個(gè)具有有限個(gè)點(diǎn)的離散模糊集。u=fij/uij,iI,jJ(2)采用重心法解模糊，得將(1)式代入(3)式得在上式中，由于選擇了圖2所示的三角形隸屬函數(shù)，不失一般性，對(duì)于任意一個(gè)點(diǎn)，只有兩個(gè)模糊子集中的隸屬度不為0，且隸屬度之和為1(如果在兩端，則只有一個(gè)模糊子集中的隸屬度為1，屬于其它模糊子集的隸屬度為0)，因此分母中只有四項(xiàng)不為0，即有故(4)式可簡(jiǎn)化為根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼中聲強(qiáng)與渣高成反比及操作工的經(jīng)驗(yàn)，為使轉(zhuǎn)爐煉鋼穩(wěn)定進(jìn)行，防止發(fā)生噴濺及強(qiáng)烈火花，得到模糊控制規(guī)則如表1所示。在表中，uij為正意味著提槍，uij為負(fù)意味著降槍。（5）、量化因子的選取及自調(diào)整采用模糊控制的氧槍槍位控制系統(tǒng)如圖3所示(見下頁(yè))。由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，每個(gè)階段聲音大小不同，基本槍位不同，因此聲音的給定值S與一般恒值控制系統(tǒng)不同，它隨著冶煉進(jìn)程而不斷變化。在吹煉初期，聲音的給定值比較大，隨著冶煉的進(jìn)行，給定值逐漸減小，到吹煉中期和后期，聲音的給定值基本不變，維持在一個(gè)較小的數(shù)值。為了適應(yīng)這一情況，使得在整個(gè)冶煉過程中誤差及其變化率都能比較均勻地歸一化到1，1的整個(gè)區(qū)間內(nèi)，提高系統(tǒng)的控制精度，對(duì)量化因子進(jìn)行調(diào)整。選誤差SE的量化因子K11Se，誤差變化率SC的量化因子K21Sc，其中Se和Sc分別為誤差及誤差變化率的基本論域，比例因子K3uh,uh為控制量即氧槍移動(dòng)范圍。由于聲音誤差范圍隨著給定值的變小而變小，因此在吹煉中后期為了提高控制能力，應(yīng)加大誤差的量化因子，否則就會(huì)使量化后的誤差很難進(jìn)入到較大的模糊子集內(nèi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的控制。因?yàn)镾隨著吹煉的進(jìn)行逐漸減小，到一定階段開始穩(wěn)定，所以使K11Se=1S，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)誤差量化因子的自調(diào)整。由于給定的聲音大小及基本槍位對(duì)聲音誤差變化率影響不大，故在整個(gè)吹煉過程中不改變K2的大小。對(duì)于比例因子K3，為了適應(yīng)K1變化對(duì)模糊控制輸出的影響，使得在同樣的聲音誤差情況下，不因K1的增大而使氧槍移動(dòng)過大，因此比例因子K3應(yīng)隨著K1的增大而減小，故使K3uhK0S，其中K0為系數(shù)，根據(jù)本爐次槍位設(shè)定值及給定的聲音最大值確定。比例因子及量化因子經(jīng)過上述的臊調(diào)整，使得在吹煉中后期對(duì)聲音誤差的靈敏度增加，提高了控制精度。5.3、槍位自學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)爐煉鋼是一爐一爐進(jìn)行的，在每一爐的冶煉過程中，它是一個(gè)連續(xù)升溫脫碳過程，與連續(xù)工業(yè)過程有些類似，但冶煉時(shí)間比較短，被控量是不斷變化的，爐與爐之間沒有本質(zhì)的必然聯(lián)系，每爐的冶煉獨(dú)立進(jìn)行，因此從整體上看，與連續(xù)工業(yè)過程又有著明顯的區(qū)別。另一方面，它又具有某些斷續(xù)工業(yè)的特點(diǎn)，每一爐相當(dāng)于一個(gè)加工工件，但它又絕不是斷續(xù)工業(yè)。從上面的分析可以看出，轉(zhuǎn)爐煉鋼既不同于連續(xù)工業(yè)和斷續(xù)工業(yè)，與它們又有一定的聯(lián)系，因此轉(zhuǎn)爐煉鋼是介于連續(xù)工業(yè)過程和斷續(xù)工業(yè)過程之間的一類復(fù)雜工業(yè)過程，這就使得其控制具有一定的特殊性?；谵D(zhuǎn)爐煉鋼爐與爐之間的聯(lián)系，利用自學(xué)習(xí)技術(shù)確定下一爐次槍位模式，可以很好地反映爐襯變化及原材料化學(xué)成分波動(dòng)給冶煉帶來的影響，使冶煉過程更加平穩(wěn)。槍位的學(xué)習(xí)采用迭代自學(xué)習(xí)3。設(shè)yd(k,j)為一個(gè)爐役中第k爐第j段時(shí)設(shè)定的基本槍位，y(k,j)為第k爐第j段時(shí)的實(shí)際槍位(指第j段的平均槍位)，其差值為y(k,j)=y(k,j)-yd(k,j)，說明槍位設(shè)定存在偏差，應(yīng)修改下一爐的槍位設(shè)定高度，進(jìn)行槍位自學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中，槍位的確定使用加權(quán)移動(dòng)平均算法4。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是需要數(shù)據(jù)量少，并且非常穩(wěn)定，因而所需計(jì)算機(jī)內(nèi)存和計(jì)算量都比較小。取前邊最近四爐的實(shí)際氧槍高度的加權(quán)平均值作為下一爐氧槍高度設(shè)定值，即yd(k+1,j)=a1y(k,j)+a2y(k-1,j)+a3y(k-2,j)+a4y(k-3,j)(7)其中a1、a2、a3、a4為加權(quán)因子，且有a1a2a3a41。另外前邊最近四爐指的是吹煉過程平穩(wěn)、無(wú)較大或大噴、終點(diǎn)碳溫同時(shí)命中且所煉鋼種相同的爐次，每煉一爐鋼都要根據(jù)吹煉結(jié)果對(duì)所選爐次更新一次，以保證總是使用最新四爐的數(shù)據(jù)，這樣可以充分反映爐襯、鐵水、廢鋼、造渣材料等的最新變化，消除了各種異常情況等隨機(jī)因素的影響，使氧槍設(shè)定更能適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際，提高煉鋼過程的穩(wěn)定性和終點(diǎn)命中率。5.4、仿真研究對(duì)一座15t轉(zhuǎn)爐進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果如圖4所示。圖中右側(cè)縱坐標(biāo)為聲音給定值(標(biāo)幺值)，曲線1為聲音給定，曲線2為基本槍位設(shè)定，曲線3為實(shí)際氧槍高度。圖4(a)為沒有造渣材料加入時(shí)氧槍高度變化情況，圖4(b)給出了在第2分鐘、第4分鐘和第7分鐘分3次加入造渣材料時(shí)氧槍高度變化情況。由上圖可得出結(jié)論；煉鋼期間會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的聲音，這種聲音的大小與爐內(nèi)狀況存在著明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，聲音的強(qiáng)度與爐渣高度成反比，尤其是在吹煉的初期和中期，這種關(guān)系更為準(zhǔn)確。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，氧槍是必不可少的設(shè)備，氧槍的槍位直接關(guān)系到脫碳、升溫及冶煉過程的平穩(wěn)進(jìn)行。采用模糊控制根據(jù)爐內(nèi)狀況對(duì)氧槍位進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，克服了固定槍位不能及時(shí)適應(yīng)爐況變化的缺點(diǎn)，同時(shí)利用轉(zhuǎn)爐煉鋼是一爐一爐進(jìn)行的，爐與爐之間存在著一定的聯(lián)系的特點(diǎn)，使用迭代自學(xué)習(xí)技術(shù)修改槍位的設(shè)定，適應(yīng)了爐襯變薄及煉鋼原料化學(xué)成分波動(dòng)帶來的不利影響，減少噴濺的發(fā)生，使氧槍槍位在整個(gè)爐役期間始終處于最優(yōu)位置。（六）、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（七）、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。爐襯壽命：爐襯壽命影響轉(zhuǎn)爐的工作時(shí)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。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(guó)開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)，在我國(guó)達(dá)到最高效益，爐齡30000. 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(duì)磚表面的沖刷侵蝕。（八）、我國(guó)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展概況：1951年堿性空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法首先在我國(guó)唐山鋼廠試驗(yàn)成功，并于1952年投入工業(yè)生產(chǎn)。1954年開始廠小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 的試驗(yàn)研究工作，1962年將首鋼試驗(yàn)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(yàn)。在試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，我國(guó)第一個(gè)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間（230t）在首鋼建成，于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3.55t的小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。1966年上鋼一廠將原有的一個(gè)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，并首 次采用了先進(jìn)的煙氣凈化回收系統(tǒng)，于當(dāng)年8月投入生產(chǎn)，還建設(shè)了弧形連鑄機(jī)與之相配套，試驗(yàn)和擴(kuò)大了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 的品種。這些都為我 國(guó)日后氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。此后，我國(guó)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煉鋼車 間，并新建了一批中、大型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車 間。小型頂吹轉(zhuǎn)爐有天津鋼廠20t轉(zhuǎn)爐、濟(jì)南鋼廠13t轉(zhuǎn)爐、邯鄲鋼廠15t轉(zhuǎn)爐、太原鋼鐵公司引進(jìn) 的50t轉(zhuǎn)爐、包頭鋼鐵公司50t轉(zhuǎn)爐、武鋼50t轉(zhuǎn)爐、馬鞍山鋼廠50t轉(zhuǎn)爐等；中型的有鞍鋼150t和180t轉(zhuǎn)爐、攀枝花鋼鐵公司120t轉(zhuǎn)爐、本溪鋼鐵公司120t轉(zhuǎn)爐等；20世紀(jì)80年代寶鋼從日本引進(jìn)建成具70年代末技術(shù)水平的300t大型轉(zhuǎn)爐3座、首鋼購(gòu)入二手設(shè)備建成210t轉(zhuǎn)爐車間；90年代寶鋼又建成250t轉(zhuǎn)爐車間，武鋼引進(jìn)250轉(zhuǎn)爐，唐鋼建成150轉(zhuǎn)爐車間，重鋼和首鋼又建成80t轉(zhuǎn)爐煉鋼車間；許多平爐車間改建成氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間等。到1998年我國(guó)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐共有221座，其中100t以下的轉(zhuǎn)爐有188座，（5090t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%。 （九）氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼的品種和質(zhì)量： 鋼中氣體和夾雜物是評(píng)價(jià)鋼的冶金質(zhì)量的主要指標(biāo)。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼反應(yīng)速率快，沸騰激烈，所以鋼中H、N、O含量較低，H為(35)10-4，N為(24)10-3，低碳鋼O為006010。夾雜物和脫氧及凝固操作有關(guān)。影響頂吹轉(zhuǎn)爐鋼含氮量的重要因素是氧氣純度，由表4數(shù)據(jù)可以看出。所以用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的氧氣應(yīng)該是99以上的純氧。 低碳鋼是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要產(chǎn)品。由于轉(zhuǎn)爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的塑性和低溫塑性好，有良好的深沖性和焊接性能。用轉(zhuǎn)爐鋼制造熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、汽車板、冷彎型鋼、低碳軟鋼絲等，都具有良好的性能。 轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐鋼制造的各種結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、硬鋼絲等都已廣泛使用。冶煉高碳鋼的困難是拉碳和脫磷。在CO2時(shí)靠經(jīng)驗(yàn)拉碳很難控制準(zhǔn)確，如果有副槍可借副槍控制，沒有副槍時(shí)需要爐前快速分析，這就耽誤了時(shí)間。高碳鋼終點(diǎn)(FeO)低，脫磷時(shí)間短，因此需要采用雙渣操作，即在脫碳期開始時(shí)放掉初期渣，把前期進(jìn)入渣中的磷放走，然而雙渣操作損失大量熱量和渣中的鐵，沒有特殊必要不宜采用。增碳法是冶煉中、高碳鋼的另一種操作法，這時(shí)吹煉操作和低碳鋼一樣，只是在鋼包內(nèi)用增碳劑增碳，使含碳量達(dá)到丘岡紳的要求。增碳劑為焦炭，石油焦等。中碳鋼的增碳量小，容易完成。高碳鋼增碳要很好控制，但軌鋼、硬線等用增碳法冶煉可以保證質(zhì)量合乎要求。 轉(zhuǎn)爐冶煉低合金鋼沒有特殊困難。冶煉合金鋼時(shí)，因?yàn)楹辖鸹枰尤脘摪蔫F合金數(shù)量大。會(huì)降低鋼水溫度，而過分提高出鋼溫度又使脫磷不利。所以冶煉合金鋼應(yīng)與爐外精煉相結(jié)合用鋼包爐完成合金化。另外，隨著對(duì)鋼的成分的控制要求不斷嚴(yán)格，為減少鋼性能的波動(dòng)，要求成分范圍越窄越好。這也需要在鋼包精煉時(shí)進(jìn)行合金成分微調(diào)的操作。 頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉超低碳鋼（0.03C）尚有困難。首先因?yàn)樵谂R界含碳量以下，脫碳速率下降，熔池?cái)嚢铚p弱，加強(qiáng)供氧只能促使鐵氧化而不能使碳去除。其次，CO=0.0025，當(dāng)C=0.01時(shí)，O=0.25，已經(jīng)是0的飽和濃度，也就是說0.01C是脫碳的理論極限。如果要進(jìn)一步脫碳，必須降低氣相的CO分壓，這需要采用爐外精煉的方法來完成。8 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以150300t轉(zhuǎn)爐為例，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下： 冶煉周期30min其中：吹氧時(shí)間1820min氧氣消耗4858m3/t鋼鐵料消耗10961150kg/t廢鋼比20%30%石灰石消耗（包括白云石）60-70kg/t螢石消耗1.53.0kg/t鐵礦石消耗3050kg/t爐襯耐火材料消耗37kg/t電耗912kwh/t年產(chǎn)量（單位公稱噸位）1000015000t三、總結(jié)：轉(zhuǎn)爐煉鋼的科研方向提高鋼水潔凈度，即大大降低吹煉終點(diǎn)時(shí)的各種夾雜物含量，要求S低于0.005%；P低于0.005%，N低于20ppm。提高化學(xué)成分及溫度給定范圍的命中精度，為此采用復(fù)合吹煉、對(duì)熔池進(jìn)行高水平攪拌并采用現(xiàn)代檢測(cè)手段及控制模型。減少補(bǔ)吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗。 鐵水預(yù)處理對(duì)改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量有著十分重要的作用。美國(guó)及西歐各國(guó)鐵水預(yù)處理只限于脫硫，而日本鐵水預(yù)處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。例如1989年日本經(jīng)預(yù)處理的鐵水比例為：NKK公司京濱廠為55%，新日鐵君津廠為74%，神戶廠為85%，川崎千葉廠為90%。 日本所有轉(zhuǎn)爐鋼廠，美國(guó)、西歐各國(guó)的幾十家鋼廠以及其它國(guó)家的所有新建鋼廠，在轉(zhuǎn)爐上都裝有檢測(cè)用的副槍，在預(yù)定的吹煉時(shí)間結(jié)束前的幾分鐘內(nèi)正確使用此槍可保證極高的含碳量及鋼水溫度命中率，使90%-95%的爐次都能在停吹后立即出鋼，即無(wú)需再檢驗(yàn)化學(xué)成分，當(dāng)然也就無(wú)需補(bǔ)吹。此外，這也使產(chǎn)量提高，使補(bǔ)襯磨損大大減少。 復(fù)合吹煉能促進(jìn)各項(xiàng)冶煉參數(shù)穩(wěn)定，因而在許多國(guó)家得到推廣。80年代初期誕生于盧森堡和法國(guó)的LBE煉鋼法，除原型方案外，相繼演化出一系列派生工藝，有20多種名稱，例如：STB、LDKC、BAP、TBM、LDOTB、LDCB、KBOP、KOBM、LET等。無(wú)論是LBE原型，還是各派生工藝，實(shí)踐證明它們有其各自的優(yōu)勢(shì)。LBE、LDKC、BAP、TBM這些方法實(shí)際無(wú)差別都是爐頂吹氧及經(jīng)爐底噴人氬氣。還有一些方法是從爐底輸入一氧化碳、二氧化碳、氧氣。各種復(fù)合吹煉工藝可用以下數(shù)字（轉(zhuǎn)爐座數(shù)）說明其推廣情況。1983年63座，1988年140座，1990年228座。奧地利、澳大利亞、比利時(shí)、意大利、加拿大、盧森堡、葡萄牙、法國(guó)、瑞士、韓國(guó)等這些國(guó)家全部或幾乎全部轉(zhuǎn)爐都采用復(fù)合吹煉。 單純底吹的氧氣煉鋼法（QBOP、OBM、LWS）未能推廣。1983年運(yùn)行的這類轉(zhuǎn)爐有26座，而到1990年只剩下18座。 日本采用所謂的吹洗法，即在爐頂吹氧結(jié)束時(shí)，接著從爐底吹氬，使鋼水中碳含量達(dá)到0.01%。這對(duì)汽車用鋼、薄板用鋼及電工用鋼的冶煉尤為重要。 值得注意的是，日本正在開發(fā)復(fù)合吹煉條件下調(diào)控冶煉過程用的新方法及新設(shè)備。其中有利用爐頂氧槍里的光纜隨吹煉進(jìn)程連續(xù)監(jiān)測(cè)鋼中錳含量；利用裝于爐底的光纖傳感器以及利用所排氣體信息連續(xù)監(jiān)測(cè)鋼水溫度；并在進(jìn)行噴濺預(yù)測(cè)及預(yù)防方面的研究。 神戶制鋼公司開發(fā)的噴濺預(yù)測(cè)是以頂吹氧槍懸吊系統(tǒng)的檢測(cè)為基礎(chǔ)。日本NKK公司京濱廠是通過對(duì)出鋼口的監(jiān)測(cè)來減輕噴濺。當(dāng)熔渣猛烈上浮時(shí)，視頻信號(hào)發(fā)出往爐內(nèi)添煤或石灰石的指令。比較好用的材料（從平息熔池的時(shí)間來說）是煤。 轉(zhuǎn)爐爐襯壽命是極為重要的課題。日本、美國(guó)及西歐各國(guó)資料分析表明，影響爐襯磨損的各項(xiàng)冶煉參數(shù)，例如后期渣氧化度、堿度及吹煉終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度，各國(guó)鋼廠之間并無(wú)大的差別。只有通過用副槍檢測(cè)方可將對(duì)爐襯最為有害的后吹時(shí)間從10-15min減少到1-3min及消除補(bǔ)吹。 致謝本論文是在導(dǎo)師 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！附件：1轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝流程圖：2轉(zhuǎn)爐煉鋼方法的發(fā)展演變 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表姓名系別專業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目評(píng)語(yǔ)該論文選題有（重要/較重要/一定/不明顯）的理論意義或（有較大的/有一定的/無(wú)）應(yīng)用價(jià)值。閱讀文獻(xiàn)（充分/滿足要求/少），綜述能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/差），（全面了解/了解/基本了解/不了解）本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)。論文（有嚴(yán)密的/有一定的/缺少）理論分析，理論思維能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/差），邏輯（嚴(yán)密/合理/不合理），（有、無(wú)）新見解。論文寫作條理（清晰/較清晰/一般），層次（分明/一般/混亂），文筆（流暢/一般/較差），（符合科技寫作規(guī)范/不符合規(guī)范之處較多）。論文不足：該論文（內(nèi)容深度不夠/信息量不足/應(yīng)用性不足/重點(diǎn)欠突出/無(wú)獨(dú)到的見解）指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日答辯委員會(huì)意見在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，（能簡(jiǎn)明扼要、重點(diǎn)突出地/能較流利地/不能）闡述論文的主要內(nèi)容，表達(dá)能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/較差），（能夠準(zhǔn)確流利地/基本答出/不能正確）回答提出的問題。評(píng)定級(jí)別： 答辯委員會(huì)成員（簽字）： 年 月 日畢業(yè)實(shí)踐領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長(zhǎng)（簽字）：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù) 專業(yè) 冶金 班級(jí)姓名 學(xué)號(hào) 一、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目的：1、學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成冶金生產(chǎn)總結(jié)及調(diào)查研究工作，并整理分析所搜集的資料，最后撰寫出畢業(yè)論文。2、在畢業(yè)論文中能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。3、通過畢業(yè)論文的撰寫使學(xué)生學(xué)會(huì)圍繞課題進(jìn)行調(diào)研，收集整理資料，并鍛煉分析問題、解決問題的能力，掌握冶金生產(chǎn)工作的一般程序、內(nèi)容和方法。4、培養(yǎng)實(shí)事求是、扎扎實(shí)實(shí)的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。5、論文格式、字?jǐn)?shù)符合河北工院畢業(yè)論文撰寫規(guī)范。二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)間進(jìn)度安排：論文（設(shè)計(jì)）按五周計(jì)算：第一周：熟悉畢業(yè)論文任務(wù)書，在指導(dǎo)教師的幫助下對(duì)該論題進(jìn)行初步調(diào)研分析，查閱相關(guān)