轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝培訓(xùn)教材(共36頁).ppt

1、朱朱 榮榮煉鋼工藝局部授課內(nèi)容 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝；轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝；(4) 鐵水預(yù)處理工藝；鐵水預(yù)處理工藝；(2) 電爐煉鋼工藝；電爐煉鋼工藝；(4) 鋼水爐外精煉處理工藝。鋼水爐外精煉處理工藝。(4)建筑是藝術(shù)之母，冶金是科學(xué)之父。建筑是藝術(shù)之母，冶金是科學(xué)之父。冶金工業(yè)是遷移不是滅亡。冶金工業(yè)是遷移不是滅亡。氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：氧氣轉(zhuǎn)爐的種類： 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐 氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐 氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐1、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼 特點(diǎn)特點(diǎn) 生產(chǎn)率高冶煉時(shí)間在生產(chǎn)率高冶煉時(shí)間在2020分鐘以內(nèi)；分鐘以內(nèi)； 質(zhì)量好質(zhì)量好* *氣體含量少：因?yàn)闅怏w含量少：因?yàn)镃

2、OCO的反響攪拌，的反響攪拌，將將N N、 H H除去可以生產(chǎn)超純潔鋼；除去可以生產(chǎn)超純潔鋼；有害成份有害成份S S、P P、N N、H H、O O80PPm80PPm；冶煉本錢低，耐火材料用量比平爐電爐用量低；冶煉本錢低，耐火材料用量比平爐電爐用量低；原材料適應(yīng)性強(qiáng)，高原材料適應(yīng)性強(qiáng)，高P P、低、低P P都可以；都可以； 設(shè)備少，平爐的設(shè)備少，平爐的2/32/3，比電爐多。，比電爐多。 氧氣射流及熔池?cái)嚢柩鯕馍淞骷叭鄢財(cái)嚢?氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過及冶煉結(jié)果；氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過及冶煉結(jié)果； 氧槍的心藏是氧槍噴頭；氧槍的心藏是氧槍噴頭； 有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計(jì)，在單元設(shè)計(jì)中闡述

3、有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計(jì)，在單元設(shè)計(jì)中闡述 氧氣射流屬于氣體動(dòng)力學(xué)的范疇。氧氣射流屬于氣體動(dòng)力學(xué)的范疇。氧槍噴頭的種類 直簡型直簡型 收縮型收縮型 拉瓦爾型拉瓦爾型 多孔拉瓦爾型。多孔拉瓦爾型。根本概念根本概念 槍位槍位 操作氧壓操作氧壓 氧氣流量氧氣流量 射流穿透深度射流穿透深度氧氣射流對(duì)熔池的物理作用 轉(zhuǎn)爐實(shí)際上是一個(gè)黑箱，對(duì)爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)爐實(shí)際上是一個(gè)黑箱，對(duì)爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是冷態(tài)實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果。是冷態(tài)實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果。 氧流作用下熔池的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量傳遞，氧氧流作用下熔池的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量傳遞，氧壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。操作俗語軟吹：低壓、高槍位，

4、吹入的氧在渣層中，軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中渣中FeOFeO升高、有利于脫磷；升高、有利于脫磷；硬吹：高壓低槍位硬吹：高壓低槍位( (與軟吹相反與軟吹相反) )，脫，脫P(yáng) P不好，不好，但脫但脫C C好，穿透能力強(qiáng)，脫好，穿透能力強(qiáng)，脫C C反響劇烈反響劇烈 。軟吹與硬吹對(duì)熔池的影響軟吹與硬吹對(duì)熔池的影響吹煉過程熔池變化吹煉過程爐渣及槍位吹煉過程爐渣及槍位冶煉過程渣、鋼成份變化 氧氣射流對(duì)熔池的化學(xué)作用 直接氧化與間接氧化 直接氧化與間接氧化是針對(duì)除鐵元素之外的元素氧化的即所謂的雜質(zhì)。直接氧化-氧氣射流直接與雜質(zhì)元素產(chǎn)生氧化反響；間接氧化-氧氣射流先與Fe反響生成后FeO ，F(xiàn)

5、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(diǎn)是由于氧流是集中于作用區(qū)附近，而不是高度分散在熔池中。 頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程 上爐出鋼- 倒完?duì)t渣(或加添加劑)- 補(bǔ)爐或?yàn)R渣- 堵出鋼口-兌鐵水-裝廢鋼-下槍-加渣料石灰、鐵皮- 點(diǎn)火- 熔池升溫-脫P(yáng)、Si 、Mn-降槍脫碳。 看爐口的火，聽聲音，看渣中稠不稠看爐口的火，聽聲音?？椿鹆炼?加第二批渣料-倒?fàn)t-取樣測溫。 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 鋼液碳的判斷方法鋼液碳的判斷方法 取樣分析、磨樣、看火花、付槍

6、。取樣分析、磨樣、看火花、付槍。 鋼液磷的判斷方法鋼液磷的判斷方法 取樣分析、渣的顏色及氣孔；取樣分析、渣的顏色及氣孔； 鋼液溫度判斷方法鋼液溫度判斷方法 接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、讀秒表。讀秒表。 鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程的操作制度裝料制度 裝 料 是 指 裝 鐵 水 及 廢 鋼 。 裝 入 量 是 由 爐 容 比裝 料 是 指 裝 鐵 水 及 廢 鋼 。 裝 入 量 是 由 爐 容 比(V/T,m(V/T,m3 3/t)/t)決定的。裝入量過大，噴濺增加，冶煉時(shí)間決定的。裝

7、入量過大，噴濺增加，冶煉時(shí)間延長。裝入量小生產(chǎn)能力下降，通常爐容比為延長。裝入量小生產(chǎn)能力下降，通常爐容比為0.7-1.050.7-1.05。 定量裝入定量裝入 優(yōu)點(diǎn)：便于穩(wěn)定操作，自動(dòng)控制，適合大型優(yōu)點(diǎn)：便于穩(wěn)定操作，自動(dòng)控制，適合大型轉(zhuǎn)爐。一定的物料量。缺點(diǎn)：前期熔池深，后期熔池淺，轉(zhuǎn)爐。一定的物料量。缺點(diǎn)：前期熔池深，后期熔池淺，氧槍不易控制。氧槍不易控制。 定深裝入定深裝入 優(yōu)點(diǎn)：主要是熔池深度不變，氧槍操作穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：主要是熔池深度不變，氧槍操作穩(wěn)定 缺點(diǎn)：裝入量變化，輔料也變。缺點(diǎn)：裝入量變化，輔料也變。 分階段定量裝入分階段定量裝入 分階段定量裝入。分階段定量裝入。 150爐，爐，

8、51200爐，爐，200爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。廢鋼量確實(shí)定廢鋼量確實(shí)定 轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要外來熱源； 熱量來源于： 鐵水物理熱及元素氧化化學(xué)熱。 鐵水及廢鋼的合理配比須根據(jù)爐子的熱平衡計(jì)算確定。 硅的作用 優(yōu)點(diǎn)：因發(fā)熱量大，增大廢鋼參加量，一般鐵水中Si增加0.1%，廢鋼比增大1%。 缺點(diǎn)：增大渣量，侵蝕爐襯一般控制在0.40.6以下。供氧制度 氧氣流量大小氧氣流量大小(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 0.81.1Mpa。

9、槍位，槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2。供氧強(qiáng)度供氧強(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。氧槍操作方式 氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。 氧槍的操作方式：氧槍的操作方式： 衡槍變壓衡槍變壓 ：壓力控制不穩(wěn)定，閥門控：壓力控制不穩(wěn)定，閥門控制不好；制不好； 恒壓變槍：壓力不變，槍位變化。恒壓變槍：壓力不變，槍位變化。造渣制度 煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P(yáng) P。 石灰的熔解：石灰的熔解： 開始吹氧時(shí)渣中主要是開始吹氧時(shí)渣中主要是SiOSiO，MnOMnO，F(xiàn)eO,FeO,是是酸性渣，加石灰

10、后，石灰溶解速度，可用下式酸性渣，加石灰后，石灰溶解速度，可用下式表表 J JK KCaO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1CaO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1 2CaO2CaO* *SiO2SiO2，難熔渣，難熔渣， FeO,MnO,MgOFeO,MnO,MgO加速石灰熔化是因?yàn)椋航档蜖t渣加速石灰熔化是因?yàn)椋航档蜖t渣粘度，破壞了粘度，破壞了2CaO2CaO* *SiO2SiO2的存在的存在 。 加礦石，吹氧。加礦石，吹氧。 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)，渣中鐵才上升。 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

11、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。CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O5)相圖相圖 ABCABC鈣質(zhì)成渣鈣質(zhì)成渣 ADCADC鐵質(zhì)成渣鐵質(zhì)成渣白云石造渣白云石造渣 提高渣中提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；的含量，延長爐襯壽命； 渣中飽和渣中飽和MgO的概念；的概念； 一般根據(jù)冶煉情況，一般根據(jù)冶煉情況，MgO控制在控制在610。大噴 濺 選擇逃跑路線選擇逃跑路線 噴濺的產(chǎn)生噴濺的產(chǎn)生 低溫吹氧，氧低溫吹氧，氧位較高，吹入的氧成為位較高，吹入的氧成為FeOFeO，而，而C C反響

12、較慢當(dāng)溫反響較慢當(dāng)溫度升高后度升高后 C-OC-O反響劇烈；反響劇烈； 操作中防止噴濺的措施：操作中防止噴濺的措施：控制溫度，不能一直高控制溫度，不能一直高槍位操作。槍位操作。吹煉過程的溫度控制 升溫升溫 降槍、脫降槍、脫C、氧化熔池金屬鐵。金屬收到、氧化熔池金屬鐵。金屬收到率低；率低； 降溫降溫 加冷卻劑加冷卻劑(礦石、球團(tuán)礦、氧化鐵皮、廢鋼礦石、球團(tuán)礦、氧化鐵皮、廢鋼)；廢鋼冶煉時(shí)一般不加。廢鋼冶煉時(shí)一般不加。終點(diǎn)成份控制 終點(diǎn)成份控制的元素：Mn Si P C S； N H O 的控制；合金的參加方式。 脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫第一階段：脫C C速度逐漸增大，速度逐漸增大，Si

13、Si、MnMn的反響控制了的反響控制了脫脫C C反響、先脫反響、先脫SiSi、MnMn，后脫，后脫C C。 VcVcdC/dt=K1tdC/dt=K1t第二階段：脫第二階段：脫C C速度與速度與C C含量根本無關(guān)。如含量根本無關(guān)。如Vc Vc 變快，變快，說明脫說明脫C C速度隨氧流量的變化而變化。速度隨氧流量的變化而變化。 Vc= Vc= dC/dt=K2dC/dt=K2k2 k2 QO2QO2 K2=(1.89QO2-0.048h K2=(1.89QO2-0.048h槍位槍位- -28.5)28.5)10-3(10-3(試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)) )3. 3. 第三階段：碳下降到一定后，碳的傳質(zhì)成

14、了限制第三階段：碳下降到一定后，碳的傳質(zhì)成了限制環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。 VcVcdC/dt=K3%CdC/dt=K3%C脫碳速度與時(shí)間的關(guān)系脫碳速度與時(shí)間的關(guān)系頂吹轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)控制1對(duì)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，能準(zhǔn)確知道鐵水成份和重量；廢鋼量穩(wěn)定，有害剩余元素含量低；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(dòng)態(tài)控制模型 全自動(dòng)控制模型靜態(tài)控制模型 靜態(tài)控制是動(dòng)態(tài)控制的根底，根據(jù)物料平衡和靜態(tài)控制是動(dòng)態(tài)控制的根底，根據(jù)物料平衡和熱量平衡；熱量平衡； 靜態(tài)控制的原理是：質(zhì)量守恒；靜態(tài)控制的原理是：質(zhì)量守恒； 先確定出終點(diǎn)的目標(biāo)成份和溫度及出鋼量，并選先確定出終點(diǎn)的目標(biāo)成

15、份和溫度及出鋼量，并選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件，進(jìn)行裝入量的計(jì)算；擇適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件，進(jìn)行裝入量的計(jì)算； 確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)；確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)； 鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等；鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等； 可計(jì)算需要的氧氣量，在單位時(shí)間內(nèi)的氧氣流量，可計(jì)算需要的氧氣量，在單位時(shí)間內(nèi)的氧氣流量，從所需的氧量可計(jì)算出所需要的冶煉時(shí)間；從所需的氧量可計(jì)算出所需要的冶煉時(shí)間； 用熱收支方面進(jìn)行分析定論。用熱收支方面進(jìn)行分析定論。動(dòng)態(tài)模型控制 是在運(yùn)行途中對(duì)軌道進(jìn)行計(jì)算和檢測。并給予是在運(yùn)行途中對(duì)軌道進(jìn)行計(jì)算和檢測。并給予修正的一種控制方法。修正的一種控制方法。 鋼液中的鋼液中的CC和溫度測定，鋼液中的和溫度測定，鋼液中的CC和溫度是和溫度是隨時(shí)間推移而變化的。隨時(shí)間推移而變化的。 動(dòng)態(tài)控制的條件：點(diǎn)測的條件動(dòng)態(tài)控制的條件：點(diǎn)測的條件, , 部份連續(xù)檢測；部份連續(xù)檢測；控制主要工程：控制主要工程： 能測定其軌道途中測定鋼液中能測定其軌道途中測定鋼液中CC和溫度；和溫度； 途中測定時(shí)，