轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝技術(shù)培訓(xùn)

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝朱榮第一頁，共三十七頁。煉鋼工藝部分授課內(nèi)容轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝；(4)鐵水預(yù)處理工藝；(2)電爐煉鋼工藝；(4)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。冶金工業(yè)是遷移不是滅亡。第二頁，共三十七頁。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)爐第三頁，共三十七頁。1、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼

特點生產(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電爐用量低；原材料適應(yīng)性強，高P、低P都可以；設(shè)備少，平爐的2/3，比電爐多。第四頁，共三十七頁。氧氣射流及熔池攪拌氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過及冶煉結(jié)果；氧槍的心藏是氧槍噴頭；有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計，在單元設(shè)計中闡述氧氣射流屬于氣體動力學(xué)的范疇。第五頁，共三十七頁。氧槍噴頭的種類直簡型收縮型拉瓦爾型多孔拉瓦爾型。第六頁，共三十七頁?；靖拍顦屛徊僮餮鯄貉鯕饬髁可淞鞔┩干疃鹊谄唔摚踩唔?。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)運動，動量傳遞，氧壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。第八頁，共三十七頁。操作俗語軟吹：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不好，但脫C好，穿透能力強，脫C反應(yīng)激烈。第九頁，共三十七頁。軟吹與硬吹對熔池的影響第十頁，共三十七頁。吹煉過程熔池變化第十一頁，共三十七頁。吹煉過程爐渣及槍位第十二頁，共三十七頁。冶煉過程渣、鋼成份變化第十三頁，共三十七頁。

氧氣射流對熔池的化學(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，而不是高度分散在熔池中。

第十四頁，共三十七頁。頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程

上爐出鋼----倒完爐渣(或加添加劑)----補爐或濺渣----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、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）----倒爐----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（或補吹）---合金化。不要補吹的就是通常說的一次命中。第十五頁，共三十七頁。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、紅色第十六頁，共三十七頁。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(V/T,m3/t)決定的。裝入量過大，噴濺增加，冶煉時間延長。裝入量小生產(chǎn)能力下降，通常爐容比為0.7-1.05。

定量裝入優(yōu)點：便于穩(wěn)定操作，自動控制，適合大型轉(zhuǎn)爐。一定的物料量。缺點：前期熔池深，后期熔池淺，氧槍不易控制。

定深裝入優(yōu)點：主要是熔池深度不變，氧槍操作穩(wěn)定缺點：裝入量變化，輔料也變。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。第十七頁，共三十七頁。廢鋼量的確定

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)爐子的熱平衡計算確定。硅的作用優(yōu)點：因發(fā)熱量大，增大廢鋼加入量，一般鐵水中Si增加0.1%，廢鋼比增大1%。缺點：增大渣量，侵蝕爐襯一般控制在0.4－0.6％以下。第十八頁，共三十七頁。供氧制度

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0.8－1.1Mpa。槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2。供氧強度(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。第十九頁，共三十七頁。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。第二十頁，共三十七頁。造渣制度煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P。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）2CaO*SiO2，難熔渣，F(xiàn)eO,MnO,MgO加速石灰熔化是因為：降低爐渣粘度，破壞了2CaO*SiO2的存在。加礦石，吹氧。

第二十一頁，共三十七頁。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、對爐襯侵蝕嚴重；FeO高，爐渣泡沫化嚴重，易產(chǎn)生噴濺。第二十二頁，共三十七頁。CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O5)相圖ABC鈣質(zhì)成渣ADC鐵質(zhì)成渣第二十三頁，共三十七頁。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％。第二十四頁，共三十七頁。大噴濺選擇逃跑路線噴濺的產(chǎn)生低溫吹氧，氧位較高，吹入的氧成為FeO，而C反應(yīng)較慢當溫度升高后C-O反應(yīng)激烈；操作中防止噴濺的措施：控制溫度，不能一直高槍位操作。第二十五頁，共三十七頁。第二十六頁，共三十七頁。吹煉過程的溫度控制

升溫降槍、脫C、氧化熔池金屬鐵。金屬收到率低；降溫加冷卻劑(礦石、球團礦、氧化鐵皮、廢鋼)；廢鋼冶煉時一般不加。第二十七頁，共三十七頁。終點成份控制終點成份控制的元素：MnSiPCS；NHO的控制；合金的加入方式。第二十八頁，共三十七頁。

脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫C速度逐漸增大，Si、Mn的反應(yīng)控制了脫C反應(yīng)、先脫Si、Mn，后脫C。Vc＝－d[C]/dt=K1t第二階段：脫C速度與C含量基本無關(guān)。如Vc變快，說明脫C速度隨氧流量的變化而變化。Vc=－d[C]/dt=K2＝k2QO2

K2=(1.89QO2-0.048h槍位-28.5)×10-3(試驗數(shù)據(jù))3.第三階段：碳下降到一定后，碳的傳質(zhì)成了限制環(huán)節(jié)。Vc＝－d[C]/dt=K3[%C]第二十九頁，共三十七頁。脫碳速度與時間的關(guān)系第三十頁，共三十七頁。頂吹轉(zhuǎn)爐的自動控制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第三十一頁，共三十七頁。靜態(tài)控制模型

靜態(tài)控制是動態(tài)控制的基礎(chǔ)，根據(jù)物料平衡和熱量平衡；靜態(tài)控制的原理是：質(zhì)量守恒；先確定出終點的目標成份和溫度及出鋼量，并選擇適當?shù)牟僮鳁l件，進行裝入量的計算；確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計算機；鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等；可計算需要的氧氣量，在單位時間內(nèi)的氧氣流量，從所需的氧量可計算出所需要的冶煉時間；用熱收支方面進行分析定論。第三十二頁，共三十七頁。動態(tài)模型控制是在運行途中對軌道進行計算和檢測。并給予修正的一種控制方法。鋼液中的[C]和溫度測定，鋼液中的[C]和溫度是隨時間推移而變化的。動態(tài)控制的條件：點測的條件,部份連續(xù)檢測；控制主要項目：

能測定其軌道（途中測定鋼液中[C]和溫度）；途中測定時，如果測定值和預(yù)測的值不同應(yīng)當采取什么樣修正的手段；

第三十三頁，共三十七頁?？刂栖壍佬拚侄?、溫度、碳合適，按原軌道控制；2、溫度低及碳低，脫碳升溫、當溫度合適，終點碳低，加增碳劑；3、溫度高碳高，脫碳升溫、當終點碳合適，終點溫度太高，加冷卻劑；第三十四頁，共三十七頁。計算機系統(tǒng)控制過程第三十五頁，共三十七頁。完第三十六頁，共三十七頁。內(nèi)容總結(jié)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。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。原材料適應(yīng)性強，高P、低P都可以。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。間接氧化---氧氣射流先與F