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1、第十一章,转 炉系统 用 耐 火 材 料,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,目 录,一、转炉的工作原理二、转炉的结构组成图三、转炉冶炼工艺,四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺五、转炉的砌筑、损毁与维护六、转炉的应用与发展,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,一、转炉工作原理,转炉炼钢法是将主要原料铁水、废钢等装入炉内，加上生石灰、石灰石、萤石以及氧化铁皮等辅助,原料，从炉口用氧枪吹入高压、高纯度（含 O2为,99.5 以上）氧气进行冶炼。,转炉炼钢法使用的氧化剂为氧气（另外还有：铁矿石、氧化铁皮），把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化
2、。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200），可使炉内达到足够高的温度，因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,1.1、冶炼过程,开始转炉处于水平状态，向炉内 注入 1300 的液态 生铁，并 加入 一定量的生石灰，然后 鼓入氧气并转动 转炉使 其直立起来。这时液态 生铁表面表面剧烈的,反应，使铁、硅、锰氧化（FeO，SiO2，MnO）生 成,炉 渣，利 用熔化的钢铁 和 熔渣的 对流作 用，使 反应遍及 整个 炉内。几分钟后，当钢液 里只剩下少量的硅与锰 时，碳（C）开始氧化，生 成CO（放热）使钢 液剧烈沸腾。
3、炉口由于 溢出的CO 的燃烧而 出现巨 大的火焰，最后磷也发生氧化并 进一步 生成磷酸亚铁,(Fe 3(PO4)2)，磷酸亚铁 再跟生石灰反应生成稳定的 磷,酸钙和硫 化 钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰减小，炉口出 现四 氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢 已 炼 成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至 钢包内，再加 脱氧剂进行脱 氧。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,二、转炉结构图,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,2、转 炉 用 原 料,金属 料：铁
4、水、废钢、合金钢,非金属 料:造渣剂（石灰石、萤石、铁矿石）；冷 却 剂（废钢、铁矿石、氧化铁、烧 结矿、球团矿）；增碳 剂 和燃料（焦炭、石 墨籽、煤块）,氧化剂：氧气、氧化铁皮、铁矿石,萤石 又 可 作 为 促 进熔解 的助溶 剂，石灰石,又 可以 作 为 冷却剂,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,3、转炉的分 类,氧气 顶吹转炉：氧气从炉顶吹入，也叫LD炉、,BOF 炉、BOP 炉。,底 吹转炉：氧气从炉底吹入，也叫OBM、Q-,BOP。,顶底复吹转炉：氧气从炉顶吹入的同时从炉 底吹,入 惰性气体，比如氩气、氮气等。也叫LD-Q-BOP。,侧 吹转炉,PDF
5、文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（1）氧气顶 吹转炉,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,LD/BOF/BOP,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（2）底 吹转炉,OBM/Q-BOP,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（3）顶底复 合吹转炉,LD-Q-BOP,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（4）侧 吹转炉,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,三、转炉冶炼工艺,1、装 料2、供 氧3、造 渣,4、温度及 终点控制5、脱 氧及 合金 化,
6、PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,1、装料 制度,1、对使用废钢的转炉，一般先装入废钢再兑入铁水。,先 加入洁净的轻废钢再加入中型和重型废钢。为保护 炉衬不被废钢撞伤，过重的废钢可以等铁水兑 入 后再加入。为防止炉衬受急冷急热在加入废钢 后应立即兑入铁水，,2、装入量是指炼一炉钢是铁水和废钢的加入量，铁水 和 废钢的比例是根据热平衡计算决定的，通常铁水 比例为70-90%，它取决于铁水温度与成分、炉 容比、钢种。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,2、供 氧 制度,供 氧主要是 保证 杂质去除速度、熔池 升温 速 度、造渣制度、控制喷溅去
7、除钢水中气 体 与 夹 杂 物的操 作。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,供 氧 设备 氧枪,1、喷头,拉瓦耳型（P 出/P进,0.528时形成超音速射流）、直 筒型、螺旋型,2、枪身,3、尾部结构,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,3、造渣 制度,1、前期（早期铁水中Si，Mn，Fe的氧化 产 物）2、中 期（中期 炉温升高，石灰进 一步融化，脱碳反应 使 渣中FeO含量降低 容 易出 现“返干”现 象）,3、末 期（后期 脱碳速 率下降 FeO 含量 增 加 乳,化 和 泡沫 现 象减弱）,PDF 文件使用 pdfFactory P
8、ro 试用版本创建,四、转炉使用耐材理化指标及生,产工艺,转炉使用的 耐火材 料有：1、永久层：高纯 镁砖；2、工 作 层：镁 碳砖；,3、挡 渣 球、挡 渣杆、挡渣锥；4、整 体 出钢口；,5、转炉用 透气 砖；6、镁 质 喷 补料；,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（1）,镁 碳 砖采用高纯、高致密或大结晶镁砂和高纯石墨 为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂 为 结合剂，经高压成型工艺生产。,均 质 挡渣球外形为带沟槽球形结构。产品选用优质高 铝为主要原料，低水泥+微粉为结合剂，添加铁屑预混合从而达到挡 渣球所需要的体积密度，再 将 安装好的模具置于振动
9、台上，从 预先留出的加料口灌入混合好的浇注料，边振动边加料 直至振 动 密实。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,转炉出钢口 采用高纯电熔 镁砂或 大结晶镁砂，配以高纯石墨，添加 独特的抗 氧化剂，以 酚醛树脂 为结合 剂，通 过等静 压（整 体出钢口）或机压（分体出钢口）成型。具有 良好的 抗氧化 性、强度高、抗侵蚀性好、易更换、寿命高等 特点。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,整体出钢口,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,整 体 出钢口生 产工艺,配 料 预混造粒流动 均混过筛困料 干燥 成型 加工检查
10、包装,加料 顺序 为 先加镁砂骨料，再加 树脂，均匀,混,合后，加石 墨，最后加入 细粉。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,对 挡 渣球的要 求,1、挡渣球的密度要介于钢液与熔渣之间，一般在之间，浸入钢液的深度为球的1/3 左右，保证钢水流尽而又能挡住炉渣。2、投球的位置:出钢口的 正上方。,3、投球的时间:在出钢1/2-3/4 时 将球翻入熔池（大概 出钢结束前1min左右），这时出钢口内侧应形成一定 的喇叭状，才便于在出钢口上方形成旋涡，而 把 球吸引到位。过早，会使挡渣球在炉内等待时 间 过长而损坏，或表面变形而影响 挡渣效果。过晚，挡渣球来不及到达挡渣位置
11、钢液就流完了。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,出钢 带渣的原因,1、出钢过程中，渣由 出钢口 涌出；,2、出钢 快 结束 时，钢 流紊动 将渣 吸 入；,3、炉 子 出 完钢以 后，尚未摇回原 位 之前 渣 子,流 出；,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,挡 渣 球、挡渣杆生产工艺流程,领料与配料烘 干包 装,搅 料成 型,模具的领用与安装脱 模入 库,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建
12、,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,（2）转炉用各种耐火材料指标,镁碳砖主要理化指标：,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,挡 渣 球 系列理化指标,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,挡 渣 塞 主要 理化指 标,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,挡 渣 杆 主要理化指标,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,出钢口 理化指标,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,镁 质 喷 补料理化指标,PDF 文件使用 pdfFactory Pro
13、试用版本创建,五、转炉的砌筑,（1）准 备 工作,（2）炉 底 砌筑,（3）炉 身 砌筑,（4）炉 帽,（5）出 钢 口,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,六、转炉的损毁及维护,炉 衬 的 损毁,炉 帽 的 损毁,出钢口的 损毁,挡 渣 球 的 损毁,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,化学腐蚀,热应力,机械力1,2,3,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,1、炉 衬的损毁机理,兑 入铁水、加入废钢时对 炉衬的 冲刷及 机械磨损。冶炼过程中，钢水、炉渣
14、以及炉气对炉 衬的 机 械冲刷。炉 衬 的 脱碳,FeO+C=CO+Fe 炉 渣O 2+2C=2COPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,2、炉 帽的损毁,高温炉气 冲刷,喷溅物,外 力 撞 击,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,3、出钢口的 损毁,吹炼 时，碳 化反应 C+O 2,CO,出钢 时，高温铁水 冲刷 在 交替 的出钢和吹炼过程中，温度剧烈 变化，对 耐 火 材料进行热 冲击。周围填缝 料 对出钢口的 影响PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,4、转炉的 维护,炉 帽维护：焊接伞状挡渣板，水冷设备；向 镁碳
15、砖 中 添加Al 粉、Mg粉、Si 粉、Al-Si、Al-Mg合金以及 氮 化物、硼化物、碳化物等易氧化 物质。它们能 优 先与O 发生 反应，生成碳化物或氧化物，填充 或 堵塞气孔并随之产生体积膨胀，使砖体致密化，从而提高了镁碳砖的抗氧化性。,炉 衬 维护：溅渣护炉，热喷补；,出钢口维护：出钢挡渣，热修补；,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,溅 渣 护 炉,所 谓 转炉 溅 渣护 炉技术，就是在出钢 后留 下 部 分 终 渣，将 粘度和成分调 整到合 适范围，通 过 喷吹高 速、高压氮气，把炉 渣吹 溅 到 炉 膛 内 壁 的 耐 火材 料上，炉渣盖住耐 火 材
16、料，经过冷 却、凝固形成一定厚 度的 固 态 炉 渣 保护 层，从 而 达到保护炉衬 并延 长 炉 衬 寿命的目 的。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,溅渣/N2,冲刷挂渣,喷溅挂渣,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,热 喷 补,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,喷 补机,影响 喷补效果的因素：,1、结合剂的数量,2、喷补时的用水量,3、喷补距离,4、喷补料颗粒选择,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,谢谢！,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,今天很残酷，明天更残酷，但,后天很美好，绝大部分人死在明天晚上，只有真正的英雄才能见到明天的太阳。,-马云,与你共勉,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建,
