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1、转炉炼钢基本常识,技术中心2011年9月17日,一 生铁与钢的比较,从化学成分不同来看，钢和生铁都是铁碳合金，并含有硅、锰、磷、硫等元素。根据Fe-C相图wC在0.0218%2.11%之间的铁碳合金为钢；碳含量wC在2.11%以上的铁碳合金为生铁（根据国家标准和国际标准以碳含量wC=2%为钢和铸铁的分界点）；碳含量在0.0218%以下的铁碳合金称为工业纯铁。冶标规定碳含量wC在0.04%以下为工业纯铁。,二 炼钢的任务,炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（脱碳、脱氧、脱磷、硫），“二去”（去有害气体和夹杂），“二调整”（成分
2、和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。,三 转炉炼钢的出现及发展,瑞典人罗伯特杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1942年、1943分别在奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法。,LD/BOF/BOP,1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette)。19
3、71年美国钢铁公司引进OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转炉，命名为Q-BOP(Quiet BOP)。,OBM/Q-BOP,在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，1978年卢森堡阿尔贝德公司在贝尔瓦厂180吨转炉上采用了顶底复合吹炼工艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧），从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅提高钢的质量，降低了消耗和吨钢成本，更适合供给连铸优质钢水。,LD-Q-BOP,四 转炉冶炼基本原理,1、反应原理高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。2、目的：降碳、调硅锰、去硫磷。3主要反应（分三个阶段）,主要反应（分三个阶段）,（1）氧化造渣2FeO22FeO
4、Q2FeOSiSiO22FeQFeOMnFeMnOQFeOCCOFe生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为炉渣。（2）去硫、磷FeS+CaOFeO+CaS2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3(PO4)2,（3）脱氧用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后，到吹氩站或到精炼炉进一步处理后，浇成连铸坯、铸件或钢锭，连铸坯、钢锭可以再轧成各种钢材。,钢铁料耗,钢铁料耗=铁水、废钢、生铁块消耗量之和/钢产量对
5、钢铁料耗影响因素有1.金属料损耗（吹损）铁水、生铁块、废钢中的大部分的碳、硅、锰、磷、硫及其它部分合金元素及渣中铁含量。金属损耗一般在8%12%之间，低碳后吹钢种一般在12%左右，普碳钢等中中低碳钢种一般在10%左右，高拉碳钢种一般在8%左右。2.合金加入量3.返矿、球团例：铁水、废钢、生铁块总装入量为70吨，吹损为10%，合金加入量为1吨，球团返矿等加入量2吨，技术收得率为50%，钢铁料耗为 100070/（7090%+1+250%）=1076.9kg/t,石灰,石灰加入量按下式计算（P0.3%时)石灰加入量 R1000 Kg/t铁CaO%(有效)=CaO%(石灰)-RSiO2%(石灰)根据
6、铁水含S量适当增减石灰加入量。碱度R=CaO/SiO2,白云石,白云石加入量根据炉渣中所要求的W(MgO)含量来确定：W白=1000渣量 W(MgO渣)/W(MgO白)实际加加入量还要减去加入石灰中MgO、和炉衬侵蚀进入渣中的MgO含量。,助溶剂、溅渣护炉用料,转炉助溶剂主要包括氧化铁皮和萤石，其加入量根据化渣情况确定加入量溅渣护炉用料主要包括轻烧镁块等含氧化镁材料，主要作用是把渣做粘做稠，并调整渣中氧化镁含量，钢渣容易粘附在炉衬上。,脱氧合金化,合金：根据钢种成分要求，确定合金加入种类和数量。在满足质量要求的情况下，要尽量选择成本低的配方。合金、增碳剂的收得率：硅收得率：拉碳钢种一般在80%
7、90%左右，后吹钢种一般在75%85%左右。锰收得率：拉碳钢种一般在90%95%，后吹钢种一般在85%90%，精炼钢种一般在97%以上。增碳剂收得率一般在80%90%之间 脱氧情况不同，合金及增碳剂的收得率也不相同。脱氧良好的情况下，合金收得率偏高；反之，则偏低。脱氧剂：根据钢中氧含量、品种要求及工艺需要选择不同的合金或包芯线等作为脱氧剂,合金加入量计算,合金按钢种中限配加，计算公式为:合金加入量=钢水量Kg例如ER70S-6的锰含量中限为1.5%，转炉残锰为0.05%吨钢高硅硅锰的加入量为：（1.5%-0.05%）/（55%98%）1000=26.7kg,气体,氧气：根据所需氧化元素含量、氧气利用率等确定氧气用量。氮气：主要用途为溅渣护炉、氮封、转炉底吹、脱硫颗粒镁的载体。需要根据设备、工艺要求等确定氮气用量。氩气：主要用途包括转炉底吹、钢包吹氩（转炉出钢过程、吹氩站、精炼过程及软吹氩）压缩空气：主要用途为开启启动阀门及清扫平台等,LF精炼炉,电极：因钢种精炼需要供电时间不同及电极质量差异电极消耗量不相同。电石、硅铁粉根据脱氧情况不同。电石、硅铁粉等脱氧剂加入量页不相同。精炼电耗是根据精炼时间和供电强度来确定的。,
