炼钢基础知识讲述word版本
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度提高，炉渣中部分MnO被还原； 末期炉渣FeO含量增高，Mn重新被氧化
。
6 顶底复吹转炉冶炼
对绝大多数钢种，磷是 有害的杂质。
■ 冷脆； ■ 调质钢的回火脆性； ■ 热加工性； ■ 焊接性能等。
某些钢种，例如高Ni合金钢、低温液态气体储 罐、奥氏体不锈钢等，要求尽量降低[P]含量。
6 顶底复吹转炉冶炼
造渣制度
造渣制度包括以下内 容: 1.炉渣碱度和石灰加 入量 碱度R=CaO/SiO2 2:炉渣氧化性 ∑(%FeO) 3.渣中(MgO) 4.造渣方法: 单渣法、双渣法、留 渣法.
供氧制度
供氧制度包括以下内 容: 1、氧气流量 单位时间向熔池吹入 氧气体积; 2、供氧强度 单位时间向熔池吨钢 提供氧气的体积; 3、氧气工作压力 设定压力测定点的氧 气压力(0.8~1.2MPa); 4、枪位 喷头至静止金属熔池 液面的距离 操作方法：恒枪恒压， 恒枪变压，变枪变压
脱硫反应：[S]+[O]=SO2 ↑(汽化脱硫） [FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS)(炉渣脱硫) 脱硅反应：[Si]+2[O]=(SiO2) 脱锰反应：[Mn]+[O]=(MnO) 铁水氧化：[Fe]+[O]=(FeO)
6 顶底复吹转炉冶炼
脱碳过程为三个阶段
1)吹炼初期以硅的氧 化为主，脱碳速度 较小；
S(%) 0.046
铁水预处理是指铁水进入转炉之前预先去 除某些杂质的预备处理过程，包括预脱硫 、预脱磷，预脱硅，简称“三脱”。铁水 预处理对于提高钢材质量，冶炼品种钢， 提高产品竞争力和附加值具有非常重要的 意义。
铁水预脱硫方法主要有机械搅拌法（如 KR法）和喷粉法（如单颗粒镁法，复合 喷吹法）
仅具有铁水脱硫预处理很难经济地生产超 低硫钢，炼钢后的二次精炼脱硫对于生产超 低硫钢是不可缺少的工序。
6 顶底复吹转炉冶炼
1)回硫主要发生在吹炼的前半期；
2)吹炼前半期炉渣碱度低是促使回硫的重要原因， 如能在吹炼前期快速将碱度提高到2.3以上，将 能够减轻回硫；
3)炉料中的硫主要来自废钢和脱硫渣，减少带渣对 抑制回硫十分重要。
4)冶炼超低硫钢时应采用减少废钢用量或使用低硫 优质废钢、尽可能减少铁水带渣方法。
6 顶底复吹转炉冶炼
转炉冶炼五大制度
装入制度
装入制度是铁水和废 钢的装入量和搭配。 装入制度需从如下几 个方面确定：(1)炉 型；(2)铁水成分和 温度；(3)废钢资源 和结构；好的装入制 度，有利于保持操作 稳定，确保热平衡， 优化钢铁料结构，降 低成本。
回磷：
1) 炼钢过程回磷； 2) 脱氧过程回磷。 炼钢过程回磷原因： 吹炼中期炉渣返干，FetO含量减少； 温度偏高。
6 顶底复吹转炉冶炼
硫对钢材性能的影响： ■ 热加工性 (红脆); ■ 降低低温韧性； ■ 焊接性能； ■ 抗氢致裂纹性能； ■ 各向异性
6 顶底复吹转炉冶炼
经脱硫处理过的铁水(S<90ppm)在氧气转 炉炼钢过程基本不能够脱硫，由于废钢、残 渣、耐火材料等带入硫，炼钢过程回硫 可 达10～30ppm。
wenku.baidu.com
温度制度
温度制度包括以下内 容: 1、过程温度控制 升温迅速、平稳 2、终点温度控制 出钢温度T的确定: T=浇注钢种液相线 温度+浇注过热度+钢 水镇静及炉外精炼温 度降+出钢温降
终点控制和脱氧合金化
1、终点是指钢液的 温度和成分达到所炼 钢种的要求。 2、脱氧合金化： 脱氧：加入脱氧元素 去除钢液中多余的氧。 如硅铝铁、硅铝钙等 等 合金化：加入合金元 素使钢液成分达到钢 种规格要求。如锰硅 合金、硅铁、钒铁、 碳化硅，碳粉
铁水预脱硫反应：
（CaO）+[S]=(CaS)+[O]
[Mg ]+ [S] == （ MgS ）
（CaO）+[S]+[Mg]=(CaS)+(MgO)
图1 KR搅拌法示意图
5 铁水预处理
5 铁水预处理
铁水脱硫主要物料及用途
物料名称 钝化镁 钝化石灰 凝渣剂
用途 脱硫 脱硫 脱硫结束后聚集脱硫渣，便于扒渣
2)吹炼中期，脱碳速 度几乎为定值；
3)吹炼后期，随金属 中含碳量的减少， 脱碳速度降低。
6 顶底复吹转炉冶炼
[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响
热效应； 影响脱碳、脱磷反应； 影响渣量。
6 顶底复吹转炉冶炼
炼钢过程Mn的氧化与还原 初期温度低，渣中MnO活度低，大量Mn
氧化； 中后期温度升高、渣中FeO含量降低，碱
6 顶底复吹转炉冶炼
物料名称
单价
单位用量
成本
备注
铁水
废钢 1、回收废钢 2、内部废钢
3、含铁氧化物
合计
生铁 国内废钢
轧废 磁选钢粒 加工渣钢
C级料 脱硫渣 炉下渣钢 切头切尾 中间包大块 精炼尾渣 氧化铁皮 粗砂 污泥 降温剂 机烧矿
炼钢基础知识讲述
主讲人：王军 2015.06.29
目录
1. 钢与生铁的区别 2. 炼钢的基本任务 3. 钢铁企业工艺流程 4. 炼钢工艺流程 5. 铁水预处理 6. 顶底复吹转炉冶炼 7. 炉外精炼 8. 连铸 9. 燃料动力 10. 夹杂物 11. 钢材的牌号
1 钢与生铁的区别
C < 2.11%的Fe-C 合金为钢；
C > 1.2%的钢很少 实用；
还含Si、Mn等合 金
元素及杂质。
1 钢与生铁的区别
元素
生铁或铸铁
C
2.5％～4.5％
Si
0.3％～4.0％
Mn
0.4％～2.0％
P
0.015％～0.5％
S
0.01％～0.1％
钢 0.002％～1.2％ 0.01％～3.0％ 0.3％～2.0％ 0.01％～0.05％ 0.0005％～0.04％
2 炼钢的基本任务
1、脱碳； 2、脱磷； 3、脱硫； 4、脱氧； 5、脱氮、氢等； 6、去除非金属夹杂物； 7、合金化； 8、升温； 9、凝固成型 。
3 钢铁企业工艺流程
4 炼钢工艺工艺流程
5 铁水预处理
C(%) 4.0
铁水成分和温度 Si(%) Mn(%) P(%) 0.5 0.36 0.112
6 顶底复吹转炉冶炼
6 顶底复吹转炉冶炼
➢转炉炼钢的主要任务：(1)脱C、S、P;(2) 去除有害气体和夹杂；(3)合金化及合适的 温度；
➢转炉炼钢主要反应： 脱碳反应：[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2 ↑ 脱磷反应：
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]
。
6 顶底复吹转炉冶炼
对绝大多数钢种，磷是 有害的杂质。
■ 冷脆； ■ 调质钢的回火脆性； ■ 热加工性； ■ 焊接性能等。
某些钢种，例如高Ni合金钢、低温液态气体储 罐、奥氏体不锈钢等，要求尽量降低[P]含量。
6 顶底复吹转炉冶炼
造渣制度
造渣制度包括以下内 容: 1.炉渣碱度和石灰加 入量 碱度R=CaO/SiO2 2:炉渣氧化性 ∑(%FeO) 3.渣中(MgO) 4.造渣方法: 单渣法、双渣法、留 渣法.
供氧制度
供氧制度包括以下内 容: 1、氧气流量 单位时间向熔池吹入 氧气体积; 2、供氧强度 单位时间向熔池吨钢 提供氧气的体积; 3、氧气工作压力 设定压力测定点的氧 气压力(0.8~1.2MPa); 4、枪位 喷头至静止金属熔池 液面的距离 操作方法：恒枪恒压， 恒枪变压，变枪变压
脱硫反应：[S]+[O]=SO2 ↑(汽化脱硫） [FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS)(炉渣脱硫) 脱硅反应：[Si]+2[O]=(SiO2) 脱锰反应：[Mn]+[O]=(MnO) 铁水氧化：[Fe]+[O]=(FeO)
6 顶底复吹转炉冶炼
脱碳过程为三个阶段
1)吹炼初期以硅的氧 化为主，脱碳速度 较小；
S(%) 0.046
铁水预处理是指铁水进入转炉之前预先去 除某些杂质的预备处理过程，包括预脱硫 、预脱磷，预脱硅，简称“三脱”。铁水 预处理对于提高钢材质量，冶炼品种钢， 提高产品竞争力和附加值具有非常重要的 意义。
铁水预脱硫方法主要有机械搅拌法（如 KR法）和喷粉法（如单颗粒镁法，复合 喷吹法）
仅具有铁水脱硫预处理很难经济地生产超 低硫钢，炼钢后的二次精炼脱硫对于生产超 低硫钢是不可缺少的工序。
6 顶底复吹转炉冶炼
1)回硫主要发生在吹炼的前半期；
2)吹炼前半期炉渣碱度低是促使回硫的重要原因， 如能在吹炼前期快速将碱度提高到2.3以上，将 能够减轻回硫；
3)炉料中的硫主要来自废钢和脱硫渣，减少带渣对 抑制回硫十分重要。
4)冶炼超低硫钢时应采用减少废钢用量或使用低硫 优质废钢、尽可能减少铁水带渣方法。
6 顶底复吹转炉冶炼
转炉冶炼五大制度
装入制度
装入制度是铁水和废 钢的装入量和搭配。 装入制度需从如下几 个方面确定：(1)炉 型；(2)铁水成分和 温度；(3)废钢资源 和结构；好的装入制 度，有利于保持操作 稳定，确保热平衡， 优化钢铁料结构，降 低成本。
回磷：
1) 炼钢过程回磷； 2) 脱氧过程回磷。 炼钢过程回磷原因： 吹炼中期炉渣返干，FetO含量减少； 温度偏高。
6 顶底复吹转炉冶炼
硫对钢材性能的影响： ■ 热加工性 (红脆); ■ 降低低温韧性； ■ 焊接性能； ■ 抗氢致裂纹性能； ■ 各向异性
6 顶底复吹转炉冶炼
经脱硫处理过的铁水(S<90ppm)在氧气转 炉炼钢过程基本不能够脱硫，由于废钢、残 渣、耐火材料等带入硫，炼钢过程回硫 可 达10～30ppm。
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温度制度
温度制度包括以下内 容: 1、过程温度控制 升温迅速、平稳 2、终点温度控制 出钢温度T的确定: T=浇注钢种液相线 温度+浇注过热度+钢 水镇静及炉外精炼温 度降+出钢温降
终点控制和脱氧合金化
1、终点是指钢液的 温度和成分达到所炼 钢种的要求。 2、脱氧合金化： 脱氧：加入脱氧元素 去除钢液中多余的氧。 如硅铝铁、硅铝钙等 等 合金化：加入合金元 素使钢液成分达到钢 种规格要求。如锰硅 合金、硅铁、钒铁、 碳化硅，碳粉
铁水预脱硫反应：
（CaO）+[S]=(CaS)+[O]
[Mg ]+ [S] == （ MgS ）
（CaO）+[S]+[Mg]=(CaS)+(MgO)
图1 KR搅拌法示意图
5 铁水预处理
5 铁水预处理
铁水脱硫主要物料及用途
物料名称 钝化镁 钝化石灰 凝渣剂
用途 脱硫 脱硫 脱硫结束后聚集脱硫渣，便于扒渣
2)吹炼中期，脱碳速 度几乎为定值；
3)吹炼后期，随金属 中含碳量的减少， 脱碳速度降低。
6 顶底复吹转炉冶炼
[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响
热效应； 影响脱碳、脱磷反应； 影响渣量。
6 顶底复吹转炉冶炼
炼钢过程Mn的氧化与还原 初期温度低，渣中MnO活度低，大量Mn
氧化； 中后期温度升高、渣中FeO含量降低，碱
6 顶底复吹转炉冶炼
物料名称
单价
单位用量
成本
备注
铁水
废钢 1、回收废钢 2、内部废钢
3、含铁氧化物
合计
生铁 国内废钢
轧废 磁选钢粒 加工渣钢
C级料 脱硫渣 炉下渣钢 切头切尾 中间包大块 精炼尾渣 氧化铁皮 粗砂 污泥 降温剂 机烧矿
炼钢基础知识讲述
主讲人：王军 2015.06.29
目录
1. 钢与生铁的区别 2. 炼钢的基本任务 3. 钢铁企业工艺流程 4. 炼钢工艺流程 5. 铁水预处理 6. 顶底复吹转炉冶炼 7. 炉外精炼 8. 连铸 9. 燃料动力 10. 夹杂物 11. 钢材的牌号
1 钢与生铁的区别
C < 2.11%的Fe-C 合金为钢；
C > 1.2%的钢很少 实用；
还含Si、Mn等合 金
元素及杂质。
1 钢与生铁的区别
元素
生铁或铸铁
C
2.5％～4.5％
Si
0.3％～4.0％
Mn
0.4％～2.0％
P
0.015％～0.5％
S
0.01％～0.1％
钢 0.002％～1.2％ 0.01％～3.0％ 0.3％～2.0％ 0.01％～0.05％ 0.0005％～0.04％
2 炼钢的基本任务
1、脱碳； 2、脱磷； 3、脱硫； 4、脱氧； 5、脱氮、氢等； 6、去除非金属夹杂物； 7、合金化； 8、升温； 9、凝固成型 。
3 钢铁企业工艺流程
4 炼钢工艺工艺流程
5 铁水预处理
C(%) 4.0
铁水成分和温度 Si(%) Mn(%) P(%) 0.5 0.36 0.112
6 顶底复吹转炉冶炼
6 顶底复吹转炉冶炼
➢转炉炼钢的主要任务：(1)脱C、S、P;(2) 去除有害气体和夹杂；(3)合金化及合适的 温度；
➢转炉炼钢主要反应： 脱碳反应：[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2 ↑ 脱磷反应：
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]