转炉工作原理及结构设计
转炉炼钢的基本任务及原理

脱碳反应的作用
脱碳反应除了调整钢液碳含量的作用 外,其反应产物CO气体的上浮排除 使得脱碳反应给炼钢带来独特的作用。
➢ 促进熔池成分﹑温度均匀; ➢ 提高化学反应速度; ➢ 降低钢液中的气体含量和夹杂物数量: ➢ 造成喷溅和溢出:
. 22
2.2.1 脱碳反应
转炉中的脱碳反应以间接氧化为主:(FeO)+[C]={CO}+Fe。这是一 个吸热反应,因此,熔池温度升高至1500℃左右后脱碳反应方能激烈 进行。
如:
2[O]+[Si]=(SiO2)
或 2(FeO)+[Si]=2Fe+(SiO2)
在渣-金界面上往往产生元素的间接氧化反
应。
. 18
2.1.4炼钢熔池中元素的氧化次序
溶解在铁液中的元素的氧化次序可以通过 与1molO2的氧化反应的标准吉布斯自由能 变化来判断。
在标准状态下,反应的ΔGo负值越多,该 元素被氧化的趋势就越大,则该元素就优 先被大量氧化。
氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力,一般以 渣中氧化铁( %∑ FeO)含量来表示。
把Fe2O3折合成FeO有两种计算方法:全氧法和全 铁法。全铁法较合理。
炉渣的氧化能力是个综合的概念,其传氧能力还 受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的 影响。
. 11
1.3.4炉渣成分的变化规律
冶炼过程中,转炉中熔渣成分的变化规律大致如下:
. 5
1.2.2转炉里的氧气射流
3、射流的温度渐高 射流进入炉膛后被1450℃的炉气逐渐加
热,加之混入射流的炉气(CO)及金属滴被 氧化放热,使射流的温度逐渐升高。模拟实 验表明,距喷头孔径15~20倍处射流的温度 在1300~1600℃之间;距喷头孔径35~40倍 处射流的温度高达2150~2300℃,有人称转 炉里的氧气射流就象一个高温火炬。
转炉工艺技术

转炉工艺技术转炉工艺技术是一种炼钢方法,通过使用转炉来将生铁转化为钢材。
这种工艺技术具有高效、环保等优点,因此在现代炼钢领域得到广泛应用。
转炉工艺技术的基本原理是在转炉内加入生铁和废钢,然后通过高温熔炼的过程将其转化为合格的钢材。
转炉的炉体由耐火材料构成,能够承受高温和高压的作用。
在炉口处还设有喷口,用来喷入石灰、氧气等物质,调节反应条件。
转炉工艺技术主要有两个阶段:冶炼阶段和调温阶段。
在冶炼阶段,先将炉体加热至适宜的温度,然后加入废钢和生铁。
废钢中的杂质和含碳量会对炉内氧气的消耗产生影响,因此要根据废钢的质量和含碳量来调节氧气的喷入量。
通过废钢和生铁的熔炼,炉内的氧气会和碳发生反应,生成一定量的二氧化碳和一氧化碳,从而将炉内的过剩碳消耗掉,使得钢材的碳含量降低。
在冶炼阶段过后,需要进行调温阶段。
调温的目的是降低熔融钢液的温度,以便在下一步工艺中将其浇制成钢坯。
调温的方法主要有三种:一是通过喷吹冷风,即将冷风喷入转炉中,通过热交换来降低钢液的温度;二是通过喷吹水雾,即喷入水雾来降低炉内的温度;三是通过喷吹冷却物质,如纸浆或粉末来吸收炉内的热量。
这三种调温方法都能有效地降低钢液的温度,确保钢材的质量。
转炉工艺技术相对于其他炼钢方法有许多优点。
首先,转炉的生产效率高。
转炉冶炼的周期短,炉型大,能够一次性冶炼大量的原料,提高生产效率。
其次,转炉冶炼的过程对环境的影响小。
由于转炉工艺是在密闭的炉腔内进行,污染物的排放量较少,能够有效地防止废气和废水的污染。
此外,转炉冶炼能够利用废钢回收再利用,提高资源利用率,减少废物的产生。
总而言之,转炉工艺技术是一种高效、环保的炼钢方法。
通过合理地控制和调节冶炼条件,能够将生铁和废钢转化为合格的钢材,提高钢铁行业的生产效率和产品质量。
转炉工艺技术的广泛应用,推动了钢铁行业的发展,对于国民经济和社会发展起到了重要的促进作用。
转炉工作原理及结构设计要点

攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年,我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。
其后,上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。
20世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂,并于1971年建成投产。
进入20世纪80年代后,在改革开放方针策的指引下,我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破1亿t,成为世界第一产钢大国。
1.2 转炉概述转炉(converter)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。
转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。
转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。
转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。
其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。
炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。
1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。
侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。
炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。
直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。
50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。
转炉和阳极炉

回转式阳极炉的特点
从连续吹炼炉放出的液态粗铜用包子加入回转阳极炉精炼,回转 阳极炉除具有生产效率高、机械化程度高、操作方便等优点外, 还具有如下新特点: (1)采用天然气作为还原剂,利用率高,有利于环保。通过特制 的氧化还原风口装置先后向熔池内喷吹压缩空气和还原剂,进行 氧化还原作业,独立的风口砖结构设计,同时提高了风口区耐材 寿命,更换方便。 (2)采用透气砖技术 。通过透气砖装置向炉内通入氮气,使熔 体一直处于轻微的搅拌状态,温度场均匀,大大缩短氧化还原时 间,同时提高阳极铜的质量。 (3)采用稀氧燃烧技术。稀氧燃烧技术是最近几年来兴起的节能 的燃烧技术,氧气燃烧炉温高且均匀,烟气量大大减少,大幅度 提高了燃烧热效率,因而可以显著降低燃料消耗。 (4)采用炉尾上部出烟,这样可以增加炉子有效容积。解决了端 墙偏心烟道易粘结,难密封的缺点。烟道口处设计有特殊的水冷 密封烟罩。
阳极炉精炼基本原理
还原主要采用还原性物质(如煤粉,天然气, 重油之类)将氧化亚铜还原成铜。(以天然气为 例,即天然气裂解得到的氢气与一氧化碳将氧化 亚铜还原) 主要化学反应方程;H2(气)= H2 O(气)+Cu(液体) Cu2O(液)+CO(气)= CO2 (气)+Cu(液体)
转炉吹炼工作原理与操作流程
席祖程 张亚星 王文宇 蓝勇
转炉吹炼工作原理
原料 液态冰铜、空气(O2)、 熔剂(SiO2) 产物 粗铜、炉渣、烟气、烟尘
P-S
卧 式 转 炉
操作:冰铜吹炼为周期性作业
云铜转炉工艺流程图
吹炼步骤及其主要化学反应
第一阶段:造渣期
除去熔锍中的全部铁和与之结合的硫:Cu2S-FeS 2FeS(l)+3O2(g)=2FeO(l)+2SO2(g) △G0=-225.9 kJ/mol 2FeO(l)+SiO2(s)=2FeO∙SiO2(l) △G0=-135.6 kJ/mol
钢厂转炉的工作原理

钢厂转炉的工作原理
钢厂转炉是一种用于炼钢的重要设备,其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 加料和预热:首先将废钢、矿石和其他配料加入到转炉中,并通过预热设备对这些原料进行加热,提高它们的温度。
2. 吹氧和燃烧:在预热后,将氧气注入转炉中,与燃料(例如煤粉)一起燃烧,产生高温气体。
这些气体通过喷嘴被注入废钢和矿石堆中。
同时,喷嘴还会喷出氧气,使钢水中的杂质氧化并形成气体。
3. 炼钢和控制反应:喷嘴注入的氧气与炉内的物料发生化学反应,将废钢和矿石中的杂质氧化,并且生成二氧化碳和其他气体。
同时,钢水中的碳也被氧化,降低了碳含量。
4. 加入合金元素:根据需要,还可以在炉中添加一些特定的合金元素,以调整和改善钢的性能。
5. 出钢和清洁:经过炼钢和控制反应后,转炉中的钢水变得纯净,可以从底部倾倒出来,并送往下一个工序进行进一步的处理和浇铸。
总的来说,钢厂转炉通过高温燃烧和化学反应的方式,将废钢和矿石转化为纯净的钢水。
在整个炼钢过程中,喷嘴和注入氧气起着关键的作用,控制反应的速率
和钢的质量。
转炉基础设计方案

转炉基础设计方案介绍本文档将详细描述转炉的基础设计方案。
转炉是一种重要的冶金设备,用于炼钢过程中的转炉炼钢。
在设计转炉基础时,需要考虑到结构的稳定性、耐火材料的选用以及温度和压力的控制等因素。
设计一个合理的转炉基础能够保证转炉的正常运行,并提高生产效率和产品质量。
结构设计转炉基础的结构设计是确保转炉稳定运行的关键。
基础通常由混凝土浇筑而成,可以根据转炉的尺寸和重量来确定基础的尺寸。
考虑到转炉运行过程中的振动和冲击载荷,基础结构应具有足够的强度和刚度。
为了增加基础的稳定性,可以在基础的周围设置反冲墙或桩基。
基础的设计还包括转炉的支撑方式。
支撑方式可以采用直接支撑或间接支撑。
直接支撑是将转炉直接放置在基础上,采用铸铁座或钢座来支撑。
间接支撑则是通过支承架将转炉悬浮在基础上,可以减小振动影响。
耐火材料的选用在转炉的基础设计中,耐火材料的选择至关重要。
耐火材料主要用于转炉的内衬和底部。
常用的耐火材料有矽砖、高铝砖和镁碳砖等。
在选择耐火材料时,需要考虑其耐温、耐压和耐火碱性的性能。
同时,还需要考虑耐火材料的粘结性和耐久性,以保证其能够在高温和高压环境下长时间稳定运行。
温度和压力控制转炉基础设计中的另一个重要考虑因素是温度和压力控制。
转炉在运行过程中会产生高温和高压的环境,因此需要采取措施来控制温度和压力,以避免设备损坏和生产事故的发生。
温度控制可以通过给转炉设置冷却设备来实现。
冷却设备可以通过循环水或其他冷却介质来降低转炉的温度。
需要注意的是,在选择冷却方式时,要考虑冷却介质的稳定性和廉价性。
对于压力控制,可以在转炉上设置压力传感器来监测压力变化,并及时采取措施来调节压力。
在设计基础时,还可以考虑设置泄压装置,以防止超压情况的发生。
安全性考虑在转炉基础设计中,安全性是不可忽视的因素。
转炉的运行过程中存在较高的温度和压力,因此需要考虑到操作人员和设备的安全。
为了保证操作人员的安全,可以在转炉周围设置安全栏杆和标识,提供明确的操作指导,以避免意外事故的发生。
转炉球铰支撑工作原理

转炉球铰支撑工作原理转炉球铰支撑是转炉煤气发生炉的一个重要部件,它的工作原理和功能对转炉炼钢过程起着重要的作用。
为了了解转炉球铰支撑的工作原理,我们需要从转炉炉内工作环境、化学反应、机械结构等多个方面进行分析。
我们来了解一下转炉炼钢的工作环境。
转炉煤气发生炉是炼钢的重要设备,其工作过程中需要高温和高压环境。
转炉炉膛内的铁矿石、废钢等原料在高温下产生化学反应,生成炼钢所需的熔融金属。
在这个高温、高压的环境中,球铰支撑作为支撑炉膛和转炉炉身的重要部件,发挥着关键的作用。
它主要承担着承重、支撑、稳固炉膛结构的任务,同时还要能够耐受高温和热冲击。
球铰支撑的工作原理可以归结为以下几点:1. 承重支撑:转炉炉膛内的材料在高温下产生熔融金属,炉膛内压力巨大。
在这样的环境下,球铰支撑需要能够承受庞大的荷载,保证炉膛的稳固和安全。
2. 耐高温性能:球铰支撑需要能够耐受高温,因为转炉炉膛内温度非常高,而且还存在热冲击等问题。
球铰支撑的材料和结构需要经过严格的设计和选择,以确保其在高温环境下的稳固性和耐久性。
3. 稳固炉膛结构:球铰支撑在转炉炉膛内负责支撑炉身、炉膛等部件,稳固整个炉膛结构。
它需要能够适应炉膛内的变化,保证整个系统的稳定运行。
4. 灵活性:转炉炉膛内的工作环境可能会发生一些变化,例如炉膛内部压力、温度等参数的变化。
球铰支撑需要具有一定的灵活性,能够根据环境的变化做出相应的调整,保证整个系统的安全和稳定。
球铰支撑通过其承重、耐高温、稳固、灵活等特性,保证了转炉炉膛内部的安全运行和炼钢生产过程的顺利进行。
在转炉炼钢生产中,球铰支撑的工作原理和功能不容忽视,它对生产的影响至关重要。
希望上述分析能够帮助你更好地了解转炉球铰支撑的工作原理和作用。
转炉工作原理及结构设计要点

本科课程设计攀枝花学院转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号::院(系)年级专业:指导教师:二〇一三年十二月攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计 1.1 前言氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。
其后,30t1964年,我国第一座上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转上钢一厂三转炉车间、大型氧气顶120t世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花炉。
20在改革开放方年代后,世纪801971并于年建成投产。
进入20吹转炉炼钢厂,由于氧气转炉炼钢和连铸的我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,针策的指引下, t,成为世界第一产钢大国。
亿迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破11.2 转炉概述)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。
转炉炉体转炉(converter用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。
转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹分为空气转炉和按吹炼采用的气体,顶吹和侧吹转炉;入炉内的部位分为底吹、靠转其主要特点是:氧气转炉。
转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。
炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧炉料主要为铁使金属达到出钢要求的成分和温度。
进行化学反应所产生的热量,,为调整温度,可加入废钢及少量的冷生水和造渣料(如石灰、石英、萤石等)铁块和矿石等。
转炉分类1.2.11.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入炼钢转炉按不同侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。
钢水进行吹炼。
耳轴架置通过托圈、需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。
直立式圆筒形的炉体,于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。
年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成 50;(见氧气顶吹转炉炼钢)即因而得名氧气顶吹转炉,L-D转炉顶吹喷氧枪供氧,用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年,我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。
其后,上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。
20世纪60年代中后期,我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂,并于1971年建成投产。
进入20世纪80年代后,在改革开放方针策的指引下,我国氧气转炉炼钢进入大发展时期,由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展,至1996年我国钢产量首次突破1亿t,成为世界第一产钢大国。
1.2 转炉概述转炉(converter)炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。
转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。
转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。
转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。
其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。
炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。
1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。
侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。
炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。
直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。
50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。
1.2.1.2 炼铜转炉一般为卧式转炉用于处理铜锍,通过鼓入空气把冰铜氧化吹炼成粗铜,也用于吹炼冰镍。
1.2.2 转炉炼钢的基本原理氧气顶吹转炉炼钢设备工艺,如图4所示。
按照配料要求,先把废钢等装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。
加料后,把氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使它直接跟高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。
用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆,以及氮气排出时带走热量的缺点。
在除去大部分硫、磷后,当钢水的成分和温度都达到要求时,即停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。
出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。
钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。
1.2.3 氧气顶吹转炉炼钢的基本流程2.1 转炉炼钢的工艺设计2.1.1 转炉炼钢主原料(金属)氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水﹑废钢和铁合金。
2.1.1.1转炉炼钢对铁水的要求铁水一般占转炉装入量的70%~100%。
铁水的物理热与化学热是氧气顶吹转炉炼钢的基本热源。
因此,对入炉铁水温度和化学成分必须有一定要求。
(1)温度≥1250℃而且稳定铁水温度的高低,标志着其物理热的多少。
较高的铁水温度,不仅能保证转炉吹炼顺利进行,同时还能增加废钢的配加量,降低生产成本。
因此,希望铁水的温度尽量高些,一般应保证入炉时仍在1250℃~1300℃以上。
另外,还希望铁水温度相对稳定,以利于冶炼操作和生产调度。
(2)成分合适而且波动小铁水的含磷量≤0.4%:铁水的含硫量≤0.07%:铁水的含硅量0.4%-0.8%为宜;铁水的含锰量0.2%-0.4%;铁水的含碳量。
(3)带渣量≤0.5%高炉渣中含硫、SiO2、和Al2O3量较高,过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大,石灰消耗增加,造成喷溅,降低炉衬寿命,因此:通常要求带渣量不得超过0.5%。
2.1.1.2转炉炼钢的废钢原料废钢是氧气顶吹转炉炼钢的主原料之一,是冷却效果稳定的冷却剂。
通常占装入量的30%以下。
适当的增加废钢比,可以降低转炉钢消耗和成本。
返回料(废钢锭轧﹑钢切头等)本厂废钢回收料(加工废料﹑报废设备等)废钢加工工业的废料(机械﹑造船﹑汽车等行业的废钢﹑车屑等)外购废钢钢铁制品报废件(船舶﹑车辆﹑机械设备﹑土建材料等)1)废钢的作用废钢是转炉炼钢的另一种金属炉料,其作用是冷却熔池。
氧气顶吹转炉炼钢中,主原料铁水的物理热和化学热足以把熔池的温度从1250℃~1300℃加热到1600℃左右的炼钢温度,且有富余热量,废钢就是被用来消耗这些富余热量,以调控熔池的温度。
2)转炉炼钢对废钢的要求废钢的外形尺寸和块度废钢中不得混有铁合金废钢应清洁干燥不同性质的废钢分类存放3 )废钢的加工和废钢预热预热废钢的加工:转炉炼钢所用废钢多为外购废钢。
其来源广泛,大小悬殊,外形各异,且多有混杂,应针对所购废钢的特点进行相应的加工处理如切割、打包、火烧、挑拣、水洗等,以满足转炉炼钢对入炉废钢的基本要求。
废钢预热:目的:提高废钢比,降低生产成本。
方法及效果:利用铁水罐余热和燃料燃烧加热。
(首钢)将废钢装入铁水罐中,置于煤气烘烤器下烘烤30~40min,然后接铁水一并倒入转炉,废钢比提高10%。
2.1.1.3转炉炼钢的铁合金原料铁合金(1)作用:脱氧剂、合金剂。
(2)常用的铁合金种类:◆简单合金:Fe-Mn,Fe-Si,Fe-Cr,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-W等◆复合脱氧剂:Ca-Si合金,Al-Mn-Si合金,Mn-Si合金,Cr-Si合金,Ba-Ca-Si合金,Ba-Al-Si合金等◆纯金属:Mn、Ti(海绵Ti)、Ni、Al。
(3)要求:成分准确、块度合适(5~40mm)、用前烘烤。
2.1.2 转炉炼钢主原料(非金属)炼钢生产所用的非金属料主要是石灰、白云石等造渣材料,及萤石、矿石、氧化铁皮等助熔剂。
2.1.2.1 转炉炼钢非金属原料——石灰(1)作用:造碱性渣以去除钢中的磷或硫。
碱性炼钢方法的造渣料,主要成分为CaO,由石灰石煅烧而成,是脱P、脱S不可缺少的材料,用量比较大。
(2)要求:CaO有效达80~85%以上;由于%CaO有效 = %CaO石灰 - B×%SiO2石灰,因此%CaO石灰要高,SiO2要低部标规定≤4%。
S含量一般应小于0.05%(减轻脱硫负担);烧减<2.5~3.0%。
2.1.2.2 转炉炼钢非金属原料——白云石(1)成分:白云石是化学组成为CaCO3·MgCO3的矿物,理论含量为CaO:30.4%、MgO21.9%、CO247.7%。
天然白云石中还含有SiO2等杂质。
(2)作用:提高渣中MgO的含量,减轻炉衬的侵蚀,延长使用寿命;同时白云石也是溅渣护炉的调渣剂。
(3)要求:MgO的含量要高,杂质含量尽量低(SiO2 )2.1.2.3 转炉炼钢非金属原料——萤石(1)作用:助熔剂或化渣剂。
CaF2能与CaO生成1362℃的共晶体,且本身熔点仅935℃左右,化渣很快。
但萤石资源短缺,价高,而且用量过大对炉衬有侵蚀作用,冶金部转炉操作规程规定萤石用量≤4kg/t。
(2)要求:CaF275~85%,SiO25~20%,CaO<3%,S<0.2%;块度10~80mm,且应保持清洁、干燥、不混杂。
(3)鉴别:自然界的萤石因成分不同而呈多种颜色,翠绿透明的萤石质量最好;白色的次之;带有褐色条纹或黑色斑点的萤石含有硫化物杂质,其质量最差。
2.1.2.4 转炉炼钢非金属原料——合成造渣剂合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂,在低温下预制成型。
合成渣剂熔点低、碱度高、成分均匀、粒度小,且在高温下易碎裂,成渣速度快,因而改善了冶金效果,减轻了转炉造渣负荷。
2.1.2.5 转炉炼钢非金属原料——增碳剂在冶炼过程中,由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因,有时造成钢中碳含量没有达到预期的要求,这时要向钢液中增碳。
转炉冶炼中,高碳钢种时,使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。
对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高,灰分,挥发分和硫,磷,氮等杂质含量要低,且干燥,干净,粒度适中。
其固定碳C≥96%,挥发分≤1.0%,S≤0.5%,水分≤0.5%,粒度在1-5mm。
2.1.2.6 转炉炼钢非金属原料——铁矿石和氧化铁皮(1)成分:铁矿石的成分主要是Fe2O3,还有部分的FeO;氧化铁皮是锻钢和轧钢过程中从钢锭或钢坯上剥落下来金属氧化物的碎片,又称铁鳞,其主要成分是Fe2O3,还有部分的Fe3O4。
(2)作用:萤石的代用品,可与石灰生成铁酸钙。
(3)要求:铁矿石的TFe≥56%,SiO2≤10%,S≤0.2%,块度10~50mm为宜;氧化铁皮的TFe≥90%,其它杂质不大于3%,使用前在500℃温度下烘烤2个小时以上,去除水分和油污。
2.1.2.7 转炉炼钢非金属原料——氧气(1)来源:目前炼钢所用氧气,是由工业制氧机分离空气所得。
(2)作用:氧化杂质元素同时产生化学热,并利用氧气射流搅拌熔池。
(3)要求:纯度要高,含氧量≥99.5%(减少热损和[N]);脱除水分,含水量≤3g/m3(减少[H]);具有一定的压力,0.7~1.5MPa且稳定。
2.1.3 转炉内的基本反应及熔体成分变化2.1.3.1硅、锰的氧化炼钢中硅、锰的氧化以间接氧化方式为主,其反应式为:[Si]+2(FeO)=(SiO)+2Fe 放热2[Mn]+(FeO)=(MnO)+Fe 放热2.1.3.2转炉炼钢中的脱碳转炉炼钢的主原料——铁水中含有4.%左右的碳,转炉中的脱碳反应以间接氧化为主:(FeO)+[C]={CO}+Fe。
这是一个吸热反应,因此,熔池温度升高至1500℃左右后脱碳反应方能激烈进行。
在氧气射流的作用区,还会发生碳的直接氧化:1/2{O2}+[C]={CO},它是强放热反应,故而,碳是转炉炼钢的主要热源之一。
复吹转炉底吹CO2气体时,CO2也会参与碳的氧化:{ CO2}+[C]=2{CO},因此会强化炉内的脱碳反应。
2.1.3.3转炉冶炼中的脱磷和脱硫脱磷的反应式为:2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe 放热其基本条件是高碱度、高氧化铁和低温度。
炉渣脱硫的反应式为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) 吸热它的基本条件是高碱度、高温度和低氧化铁。
2.2 炼钢转炉的设计2.2.1 炼钢转炉炉衬设计2.2.1.1炼钢转炉炉衬简介转炉炉衬(convcrter lining)转炉金属炉壳内砌筑的耐火材料层。