炼钢基础知识培训教学大纲
炼钢工艺及基础理论培训课件
炼钢工艺及基础理论培训课件一、转炉炼钢的基础理论1、氧气炼钢转炉中物理化学反应的基本条件和特点(1)、首先，在氧气炼钢转炉中要用氧气将铁水中的C、Si、Mn、P等元素快速氧化到吹炼终点的要求，在吹氧的全部时间内，熔池中始终进行着强烈的元素氧化反应，显然，在吹氧时间内，炉中具有很强的氧化特性。
只是在吹氧结束后的为时很短的脱氧和合金化时间内，熔池中的反应才主要是还原反应。
(2)、氧气转炉炼钢是在适当的高温下进行的，在吹炼过程中，将入炉的1250~1350℃的铁水加热到1660~1730℃。
这是现代优质、高产、低耗、低成本炼钢方法的必要条件。
吹炼的过程温度和终点温度都应当适当，不应过低或过高，过程温度过低，熔池中传质和传热速度缓慢，造渣困难，因而不利于熔池金属中杂质的去除和废钢等固体料的熔化，相反，过程温度过高，又对炉衬寿命有害，不利于某些不适于过高温度下进行反应的杂质的去除，钢中有害气体的含量也将提高。
此外，过高或过低的终点温度，都有会降低钢坯的质量，降低钢坯的合格率，降低设备的寿命，事故也增高。
(3)、氧气转炉炼钢过程中，同时而连续地进行着多种多相物理化学反应，通常在转炉中同时存在着金属和炉渣两相液相，CO、CO2、O2和炉气等几种气相，炉衬、固体成渣材料、废钢、铁合金和固体非金属夹杂物等多相固相，因此，必须应用多相系的物理化学规律研究炼钢熔池中的反应。
2、氧化反应化学反应进行的结果受两个因素制约；一个是热力学，即在给定的外界条件下，反应最终能达到的状态——平衡态；另一个是动力学，即反应向平衡态趋近的速率。
动力学因素比热力学复杂的多。
但幸运的是，化学反应随温度的升高而急剧增加，在炼钢主高温下，许多反应都可以达到或接近平衡。
因此，有关高温冶金反应平衡的知识对炼钢工作者是很有用的，炼钢过程中，有些反应没有完全达到，而是主要原因是由于反应物传输到反应地带的传质速率不够快造成的。
炼钢过程所涉及的物理变化和化学反应是复杂的，其中最主要的是［C］、［Si］、［Mn］、［P］组分的氧化。
炼钢知识培训
第六章炼钢1．炼钢概述1.1钢和生铁的区别钢和生铁都是铁基合金，都含有碳、硅、锰、磷、硫五种常见元素。
钢和铁最根本的区别是含碳量的不同，我们把含碳量在2.0～4.3%范围的铁碳合金叫做生铁，把含碳量在2.0%以下的铁碳合金叫做钢。
含碳量的变化引起铁碳合金性质变化。
其他元素含量不同，对划分生铁和钢不起决定作用。
钢和铁主要区别如表6-1所示。
表6-1 钢和生铁的主要区别从上表可以看出，钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度、韧性、塑性）比生铁好得多，钢的用途比生铁广泛得多，除约占生铁总量的90%的炼钢生铁要进一步冶炼成钢，以满足国民经济各部门的需要。
1.2炼钢的基本任务钢是应用最广泛的一种金属材料，炼钢方法也很多，如氧气转炉炼钢法，平炉炼钢法，电弧加热为主的电炉炼钢方法等。
其中氧气转炉炼钢法是现代炼钢法中最为主要的炼钢方法。
炼钢的主要任务就是根据所炼钢种的要求，把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围，同时将其铸成符合一定的金属内在组织结构、表面质量要求，有一定纯净度和尺寸规格的钢锭或钢坯。
主要任务包括：在高温熔融状态下进行氧化熔炼，把生铁中的碳氧化降低到所炼钢号的规格内，这叫脱碳。
把生铁中的有害杂质磷和硫降低到所炼钢号的规格内，这分别叫去磷和去硫。
把熔炼过程中进入钢液的有害气体（氧和氮）及非金属夹杂物（氧化物、氮化物等）清除，这分别叫去气体和去非金属夹杂物。
把氧化熔炼过程中生成的对钢质有害的过量的氧从钢液中清除，这叫脱氧。
把钢液中各种元素的含量调整到所炼钢号的规格内，这叫调整成分。
按照熔炼工艺的需要，适时地提高和调整钢液的温度，这分别叫体温和调温。
把熔炼好的合格钢液铸成一定形状尺寸、符合一定金属内在组织、表面质量的钢锭或连铸坯，以便下步轧制成钢材。
在氧气转炉炼钢过程中，把生铁精炼成钢的过程基本上是氧化过程，脱碳是最根本的任务。
1.3钢的分类和钢号的表示方法钢的分类方法很多，下面介绍几种常见的分类方法。
炼钢部分培训
炼钢部分培训一、培训内容1. 炉前准备工作炼钢的第一步是炉前准备工作，这包括炉前操作环境的清理、设备的检查和调试等。
培训中将对炉前准备工作的标准操作流程进行讲解，并进行实际操作演示，让员工掌握正确的操作方法。
2. 炉内操作技术炼钢炉内操作技术是炼钢的核心环节，包括底吹、喷吹、转炉转炉底吹、氧气纯氧吹、氩气吹、锌粉喷射等技术。
在培训中，我们将结合实际案例和视频资料，详细讲解炉内操作技术的原理和操作要点，并进行实际演示和操作训练。
3. 炉渣处理炉渣是炼钢过程中产生的副产品，对炼钢的影响很大。
培训中将对炉渣的成分、性质、处理方法进行介绍，让员工了解炉渣的重要性和处理技术。
4. 质量控制炼钢产品的质量是企业的生命线，培训中将对产品质量控制的关键参数和方法进行讲解，让员工了解如何通过实验室检测和现场观察来控制产品的质量。
5. 安全生产炼钢作为一个高温高压的生产环境，安全生产至关重要。
培训中将对炼钢部分的安全操作规程进行讲解，并进行安全操作演示，让员工牢固树立安全意识，提高安全操作技能。
二、培训形式1. 理论讲解培训中将采用理论讲解和实例分析相结合的方式，通过讲师的讲解和案例分析，让员工系统地了解炼钢的操作技术和流程。
2. 实际操作培训中将安排实际操作环节，让员工亲自操作炉前设备和炉内设备，通过实际操作加深对炼钢技术的理解和掌握。
3. 现场观摩培训结束后，将安排员工进行现场观摩，让员工亲眼看到炼钢工艺的实际操作流程和现场设备，从而加强对培训内容的理解和印象。
三、培训目标通过此次培训，我们的目标是让炼钢部分的员工掌握炼钢的操作技术和流程，提高操作技能和工作效率，确保产品质量和安全生产，并为企业的发展做出更大的贡献。
四、培训总结炼钢部分培训是一次非常成功的培训，通过培训，员工对炼钢的操作技术和流程有了更深入的了解，操作技能和工作效率得到了显著提高。
我们相信，通过培训，炼钢部分的员工将更加勤奋、专注，为企业的发展贡献更大的力量。
冶金工业行业炼钢培训教材资料文档
（四）连铸
钢水直接铸成接近最终产品尺寸的钢坯。这 一想法经过一百多年的努力探索，终于使该技 术在上世纪70年代开始大规模用于实际，并逐 步形成了今天的连铸技术。
富铁矿、球团矿 ② 原理：这些物质含有氧化铁，氧化铁脱碳反应时吸热反应，而起 到冷却作用。 ③ 加入方式：一般放在高位料仓中，和石灰等造渣材料一样，在冶 炼过程中从炉口加入转炉。 ④ 应用：一般用于冶炼过程中调整炉温，加入量随炉温随时确定。 ⑤ 效果：节约时间、使用方便；助溶剂，有利于化渣；容易喷溅 （用量多时，带来温度波动和渣量增加）
3、铁水预处理定义 铁水预处理是指高炉铁水在进入转炉之前预先脱除某些杂质的预
备处理过程。它包括预脱硫、预脱硅、预脱磷。其中铁水预脱硫是最 先发展成熟的工艺，我厂铁水预处理应用的是喷粉（钝化镁粉）脱硫 工艺。 4、喷粉脱硫工艺过程
图12—1 喷粉脱硫工艺过程示意图
5、铁水脱硫过程示意图
图12—2 铁水喷粉脱硫过程示意图
炼钢生产
目前一般情况下，炼钢厂主要设备是转炉和连 铸，也有炼钢厂使用电炉和连铸； 我们唐山建龙的炼钢工艺流程如下：
铁水预处理→混铁炉→顶底复吹转炉→炉后喂 丝→精炼炉→连铸→热送热轧
合格废钢 （计量后）
工艺流程图
高炉铁水 600吨混铁炉
合格铁水 （计量后）
50吨氧气顶吹转炉
造渣料
吹氩+喂线
LF炉精炼
3、原材料：转炉炼钢的金属料主要是铁水、废钢和铁合金。
（1）铁水是转炉炼钢的主要金属料，占金属装入量的70%以上。 转炉在吹炼过程中不需要外加热源，是依靠铁水本身所具有 的物理热和铁水内所含元素的化学反应热来炼钢的。因此， 对铁水的化学成分和温度都必须符合一定的标准要求。
炼钢培训教材
炼钢培训教材炼钢第⼀节炼钢⽣产概述 (3)⼀、炼钢的原理 (3)⼆、铁⽔预处理 (3)（⼀）铁⽔脱硫预处理 (3)（⼆）铁⽔脱硅预处理 (4)（三）铁⽔脱磷预处理 (4)三、钢的冶炼 (4)（⼀）转炉炼钢 (4)（⼆）电炉炼钢 (5)（三）平炉炼钢 (6)四、⼆次冶⾦ (6)五、浇注 (7)（⼀）铸钢 (7)（⼆）钢锭浇注 (7)（三）连铸 (7)第⼆节钢的分类及统计指标结构 (8)⼀、按化学成分分类 (9)（⼀）⾮合⾦钢 (9)（⼆）低合⾦钢 (11)（三）合⾦钢 (12)（四）按特性及⽤途分类 (13)⼆、按冶炼⽅法分类 (14)（⼀）转炉钢 (14)（⼆）电弧炉钢 (14)（三）平炉钢 (14)（四）感应炉钢 (14)（五）重熔钢 (14)三、按脱氧⽅法分类 (15)（⼀）镇静钢 (15)（⼆）沸腾钢 (15)（三）半镇静钢 (15)四、按粗钢产品的状态分类 (15)第三节炼钢产品产量统计 (15)第四节炼钢主要技术经济指标计算⽅法 (16)⼀、转炉炼钢技术经济指标 (16)（⼀）转炉钢锭合格率 (16)（⼆）按计划钢种出钢率 (17)（三）转炉炼钢⾦属料消耗 (17)（四）转炉炼钢其它物料消耗 (18)（五）转炉炼钢。
⼈实物劳动⽣产率 (19)（六）转炉⽇历利⽤系数 (19)（七）转炉⽇历作业率。
(19)（⼋）转炉炼钢出钢⾄出钢时间 (20)（九）转炉每炉产钢量 (20)（⼗）转炉炉衬寿命 (20)（⼗⼀）转炉氧⽓喷枪头寿命 (20)（⼗⼆）转炉各类钢种⽐ (21)（⼗三）转炉吹损率 (21)（⼗四）转炉铸锭收得率 (21)（⼗五）铁⽔预处理⽐ (21)⼆、电炉炼钢技术经济指标 (22)（⼀）电炉炼钢⽣产（不包括重熔钢） (22)（⼆）精炼炉炼钢⽣产 (26)（三）感应炉炼钢⽣产 (28)（四）三相电渣炉炼钢⽣产 (28)（五）重熔钢⽣产 (28)三、平炉炼钢技术经济指标 (29)（⼀）平炉钢锭合格率 (29)（⼆）按计划钢种出钢率 (29)（三）平炉炼钢⾦属料消耗 (29)（四）平炉炼钢其它物料消耗 (31)（五）平炉炼钢⼯⼈实物劳动⽣产率 (31)（六）平炉⽇历利⽤系数 (31)（七）平炉⽇历作业率 (32)（⼋）平炉炼炉率 (32)（九）平炉冷修率 (32)（＋）平炉热修率 (32)（⼗⼀）平炉炼钢出钢⾄出钢时间 (32)（⼗⼆）平炉每炉产钢量 (33)（⼗三）平炉炉顶寿命 (33)（⼗四）平炉炉底寿命 (33)（⼗五）平炉各类钢种⽐ (33)四、连铸技术经济指标 (34)（⼀）连铸坯合格率 (34)（⼆）合格坯收得率 (34)（三）连铸⽐ (34)（四）连铸机台时产量 (35)（五）连铸机⽇历作业率 (35)（六）连铸机多炉连浇平均炉数 (35)（七）连铸机多炉连浇时间 (35)（⼋）溢漏率 (35)五、炼钢通⽤技术经济指标 (36)（⼀）炼钢⼯序单位能耗 (36)（⼆）炼钢⾦属收得率 (36)第⼀节炼钢⽣产概述钢是以铁为主要元素，含碳量⼀般在2％以下，并含有其它元素的⾦属材料。
炼钢工艺培训讲义
⒉废钢： 不得夹带泥沙、钢渣、废耐火材料、不得有封闭容器、橡胶冰块油类及爆炸 物不得夹带铜锌铅等有色金属。废钢块度要适当，不能太大（<300kg）会损坏 炉衬，也不能太长(<1000mm)会延长加料时间。必须干燥清洁，有条件的可采取 废钢预热，减少热损失和增加安全性。
对于高硫铁水可以采用双渣操作，或者锰铁脱硫等。
四、转炉炼钢原材料：
⒈铁水：
①硅是重要的发热元素之一。铁水Si含量增加0.10%,废钢加入量可提高1.31.5%。但转炉炼钢中硅几乎完全氧化，使铁水吹损加大，同时也使氧气消耗增加； 石灰消耗增大使渣量增大，引起渣中铁损增加；渣中SiO2增多加剧对炉衬的侵蚀， 并可能造成喷溅。
所以炉渣高碱度、高（FeO）及低温有利于去P，前期应早化渣形成高氧
化性炉渣，后期渣作粘及控制好（FeO）。
4、脱硫反应：
1) 气化脱硫 〔S〕+2〔O〕=SO2
占10%左右，高碱度降低硫的活度不利于脱硫
2)炉渣脱硫 〔FeS〕+(CaO)= (CaS) +（FeO）
主要以炉渣脱硫为主，高温、高碱度、大渣量及低（FeO）有利于脱硫。
2、脱碳反应：
〔C〕 +〔O〕=CO 〔C〕+2〔O〕=CO2
（主要以此为主）
（〔C〕＜0.05%时才显著反应〉
熔池温度达到1368℃碳才开始氧化；直到熔池温度升到1480℃才剧烈氧化
在温度一定的情况下 〔C〕〔O〕=常数
当C-O反应中供氧与供碳处于平衡时，熔池中碳含量即是Cβ。
转炉炼钢培训讲义
转炉炼钢培训讲义1、炼钢的基本任务炼钢就是在给定的原料条件下，根据钢种成分要求，冶炼出成分合格、有适当温度的钢水。
⑴脱碳，通常铁水含C量较高，要通过氧化反应将碳降到所炼钢种的规定范围。
⑵提温，为保证出钢后钢水能顺利地浇注，应通过金属氧化放出的热量（化学热）将钢液加热到所需要的温度⑶去除P、S等有害物质，P会使钢质产生冷脆现象，S会使钢质产生热脆现象⑷去除气体及杂质，钢中（H、O、N）以及非金属夹杂物（氧化物、硫化物、氮化物等）都直接影响钢的表面质量和内在质量，在钢成材后又影响其力学性能和金相组织⑸脱氧与合金化，在炼钢过程中因为脱碳反应的需要，要向钢液供氧，就不可避免的使钢含有较多的氧，氧无论是以气体形态还是以氧化物形态存在于钢中都会降低钢的质量2、炼钢的五大制度⑴装入制度：定量装入（大吨位转炉）；分阶段定量装入中小转炉）⑵供氧制度：恒压变枪位（经常使用）；恒枪位变压⑶造渣制度：单渣操作；双渣操作（对P较高的铁水）；留渣操作⑷温度制度：合适的过程温度和终点温度⑸脱氧合金化：沉淀脱氧（加到钢水中）；扩散脱氧（加到熔渣中）；真空脱氧3、为什么铁液中各元素的氧化是有次序的？铁液中元素与氧的化学亲和力是不同的。
凡对氧亲和力大的元素，它夺取氧的能力就越强，就先开始氧化。
元素与氧的亲和力可用该元素氧化物的分解压力来确定。
不同温度下元素氧化物的分解压是不同的。
﹥1400℃，铁水中元素的氧化顺序AI、SI、Mn、Cr、P、C、Fe﹥1530℃，铁水中元素的氧化顺序AI、C、SI、Mn、Cr、P、Fe4、硅、锰、碳氧化的特点各是什么？⑴硅氧化的特点：第一特点：硅与氧的亲和力是很强的，特别是在低温下，硅氧化物的分解压力很小，因此，硅在任何炼钢法中都是在熔炼的最初期被氧化第二特点：在碱性炉里，硅氧化的产物很快进入炉渣，完全被碱性氧化物结合，再也无法还原出来，因此硅的氧化是十分完全、彻底的，最后残留在钢液中的硅很少［SI］+｛O2｝=（SIO2）［SI］+2［O］=（SIO2）［SI］+2（FeO）=（SIO2）+［Fe］（SIO2）+2（FeO）=（2FeO﹒SIO2）（2FeO﹒SIO2）+2（CaO）=（2CaO﹒SIO2）+2（FeO）第三特点：该反应是一个强放热反应，⑵锰的氧化第一特点：［Mn］+1/2｛O2｝=（MnO）［Mn］+［O］=（MnO）［Mn］+（FeO）=（MnO）+［Fe］第二特点：氧化不象硅那样彻底第三特点：由于（MnO）属弱碱性氧化物，在碱性渣条件下，它与渣中酸性氧化物结合的能力比较小，因此渣中大部分的（MnO）呈自由状态。
转炉炼钢培训方案
其反应为：｛O2｝+Fe=(FeO) (FeO)=Fe+［O］
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。
2019/9/1/08:18:35
11 11
3.3.2 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。
2019/9/1/08:18:35
19 19
3.3.7 脱硫反应
反应热力学
炉渣分子理论认为，脱硫反应为： ［S］+（CaO）=（CaS）+［O］
分子理论解释不了纯FeO渣也能脱硫的现 象，故炉渣离子理论认为，脱硫反应属于 电化学反应： ［S］+（O2-）=（S2-）+［O］
2019/9/1/08:18:35
2. Cr﹑Mn﹑V﹑Nb等元素的氧 化程度随冶炼温度而定。
3. Al﹑Ti﹑Si﹑B等元素氧化的 ΔGo线在图中位于较低的位置，它 们最易氧化。在实际生产中，这些 元素作为强脱氧剂使用。
注意：虽然在炼钢温度下，Fe 氧化的ΔGo线高于其它元素氧化的 ΔGo线，但由于铁液中大多数为Fe 原子，氧与Fe原子接触机会多，故 在实际上Fe还是会氧化。
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。
铁液中常规元素与氧反应的标准吉布斯自由能 变化与温度的关系绘制成图。
2019/9/1/08:18:35
12 12
2019/9/1/08:18:35
1. Cu﹑Ni﹑Mo﹑W等元素氧化 的ΔGo线都在Fe氧化ΔGo线之上。 从热力学角度来说，在炼钢吹氧过 程中这些元素将受到Fe的保护而不 氧化。
- 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)。
炼钢基础知识培训教学大纲（初级）
一、适用岗位
炼钢厂所有生产操作岗位
二、教学目的和要求
使学员了解和掌握物理化学的基础知识和炼钢反应的基本知识，为学习工艺课程奠定扎实的基础。
三、教学内容
第一章炼钢常用的一些物理化学概念
教学要求：
学习有关元素的单质与化合物，常用的浓度表示方法，碱性氧化物与酸性氧化物，氧化与还原反应等基本概念。
教学内容：
1、溶液
2、系与相
3、反应的热效应
4、分配定律
5、化学反应速度
6、化学反应平衡
7、反应平衡常数的表示方法
8、化合物的分解压力
第二章炼钢反应的基本知识
教学要求：
使学员了解转炉炼钢的基本知识及几种主要元素对钢性能的影响教学内容：
1、转炉炼钢方法的分类
2、转炉的热工原理
3、炼钢生产中的化学反应的基本形式
4、几种主要元素对钢性能的影响
第三章炼钢炉渣
教学要求：
使学员了解炉渣在炼钢中的重要性
教学内容：
1、炉渣的作用
2、炉渣的来源、分类和造渣材料的作用
3、炉渣的基本组成和性质
第四章硅和锰的氧化与还原
教学要求：
介绍炼钢熔池中氧的来源、传递方式，向熔池中供氧的条件，初步了解硅、锰在炼钢过程中的作用
教学内容：
1、炼钢熔池中氧的来源、传递方式、供氧条件
2、硅的氧化与还原
3、锰的氧化与还原
第五章碳的氧化反应
教学要求：
了解碳的氧化反应对冶炼过程的重要作用
教学内容：
1、脱碳反应的动力学
2、脱碳反应的热力学
3、碳——氧平衡关系图
第六章脱磷
教学要求：
掌握脱磷反应式及影响脱磷的因素，了解磷对钢的有害影响教学内容：
1、磷对钢的有害影响
2、脱磷反应
3、影响脱磷反应的因素
第七章脱硫
教学要求：
了解硫对钢的危害性，掌握去硫反应式以及影响去硫的因素教学内容：
1、硫对钢的危害
2、去硫反应
3、影响去硫的因素
第八章钢中气体
教学要求：
了解氢和氮在钢中的溶解度，影响钢中气体含量的因素
教学内容：
1、氢和氮在钢中的溶解度
2、氢和氮对钢质量的影响
3、炼钢过程中氢和氮的行径
第九章钢中的非金属夹杂物
教学要求：
使学员了解钢中非金属夹杂物的来源，对钢性能的影响以及排除夹杂物的途径
教学内容：
1、非金属夹杂物对钢质量的影响
2、钢中非金属夹杂物的来源
3、夹杂物的排除
第十章脱氧与合金化
教学要求：
通过学习使学员队脱氧的意义，脱氧的能力，脱氧剂的要求，脱氧产物的排除等有初步了解
教学内容：
1、脱氧
2、脱氧剂的要求
3、脱氧能力
4、脱氧产物的排除
5、合金化
第十一章温度控制
教学要求：
通过学习使学员了解温度控制在冶炼中的意义教学内容：
1、温度控制的重要性
2、合适的出钢温度确定原则。