转炉炼钢主要过程及特点
转炉工艺流程
转炉工艺流程转炉工艺流程是一种重要的冶炼方法，主要用于炼钢过程中。
它可以通过高温和氧化剂将生铁中的杂质去除，得到高纯度的钢材。
下面将介绍转炉工艺流程的主要步骤和流程。
首先，将生铁和废钢等原料加入转炉中。
生铁是从高炉中得到的，含有较多的杂质。
废钢则是来自于废弃的钢铁制品，通过再生利用可以减少资源浪费。
接下来，将炉膛中的空气预热并压缩成雾状，形成高压氧枪。
高压氧枪将高速喷射的氧气和炉膛中的原料充分混合，并在高温下进行氧化反应。
这个步骤被称为“吹炼”，它的作用是将生铁中的杂质氧化并去除。
在吹炼过程中，氧化反应会产生大量的热量，使炉温急剧上升。
为了控制温度，需要加入适量的废钢和石灰石等冷却剂。
这些冷却剂可以吸收部分热量，同时还可以用于与杂质反应生成渣。
当炉温升至一定程度后，会进行凿渣操作。
凿渣是将转炉中的渣从炉膛底部排出的过程。
渣中含有大量的杂质，需要及时清理，以保证后续冶炼的顺利进行。
在凿渣之后，转炉中的钢水与冷却剂继续进行反应。
这时的炉温已经下降，反应速率较慢。
冷却剂会吸热，将剩余的热量带走。
同时，继续吹入氧气，使冷却剂氧化并与杂质很好地结合，形成不溶于钢水的浮渣。
这个过程被称为“吹碱”，它能进一步净化钢水，并使其达到所需的成分要求。
最后，将净化后的钢水倾注出炉。
倾钢是将钢水从转炉中倾出的过程。
为了保证钢水的流动性，可以在转炉背部设置倾钢孔，通过倾钢孔将钢水导入倾钢罐中。
倾钢过程需要控制倾出速度和流量，以保证钢水的质量和稳定性。
总结起来，转炉工艺流程包括原料加入、吹炼、凿渣、吹碱和倾钢等主要步骤。
通过这些步骤，可以将生铁中的杂质氧化并去除，从而得到高纯度的钢材。
转炉工艺流程在炼钢过程中起到了重要的作用，提高了钢材的质量和效率。
炼钢转炉工艺流程
炼钢转炉工艺流程炼钢转炉是一种用于炼钢的重要设备，其工艺流程通常包括装料、预热、脱硫、合金化和精炼等步骤。
下面将详细介绍炼钢转炉的工艺流程。
首先是装料环节。
在炼钢转炉工作之前，需要将原料装入转炉中。
原料一般包括生铁、废钢、废铁和焦炭等。
这些原料经过称量和筛分后，按照一定比例装入炼钢转炉中。
接着是预热环节。
在进行炼钢转炉工作之前，需要对转炉进行预热。
预热的主要目的是提高转炉壁的温度，减少冷面耗热，提高工作温度。
预热的过程通常通过煤气或燃料油进行，同时还需要注意加热速度和煤气的流量控制。
然后是脱硫环节。
脱硫是炼钢的重要步骤之一，主要通过向转炉中加入脱硫剂来实现。
脱硫剂一般选择钙质材料，如生石灰、白云石等。
脱硫的过程中，脱硫剂与转炉中的硫化物反应生成硫酸钙。
同时，脱硫还会产生大量的气体，需要进行排气处理。
接着是合金化环节。
合金化是为了调整炼钢过程中的成分含量和性能而进行的。
合金化过程中，向转炉中加入合金材料，如铬铁、镍铁等。
合金材料会在高温下迅速熔化，并和钢水充分混合，从而改善钢水的成分、性能和冶炼渣的物化性能。
最后是精炼环节。
精炼是炼钢过程中的关键步骤之一，主要通过加入氧气来去除钢水中的杂质。
精炼装置通常由座火炉和氧气喷射装置组成。
当座火炉开始运行时，向转炉中加入氧气。
氧气与钢水中的碳、硅等杂质反应生成气体，从而达到去除杂质的目的。
以上就是炼钢转炉的工艺流程简介。
当然，实际的工艺流程还需要根据具体的钢种、需求和设备状况进行调整。
随着科技的发展，炼钢转炉的工艺流程也在不断创新和改进，以提高钢水的质量和生产效率，降低能源消耗和环境污染。
转炉炼钢工艺流程
转炉炼钢工艺流程转炉炼钢是一种常用的钢铁冶炼工艺，通过高温炼炉将生铁和废钢进行冶炼，以生产高品质的钢材。
下面将详细介绍转炉炼钢的工艺流程。
1. 原料准备转炉炼钢的原料主要包括生铁和废钢。
生铁是从高炉中得到的铁水，含有较高的碳含量，而废钢则是来自废旧钢材的回收利用。
在进行炼钢之前，需要对原料进行严格的筛选和分类，确保原料的质量符合生产要求。
2. 转炉炉前准备在进行转炉炼钢之前，需要对转炉进行一系列的准备工作。
首先是清理转炉内部的残渣和杂质，确保转炉内部的清洁。
然后对转炉进行加热，使其达到适宜的工作温度。
同时，还需要准备氧气、燃料和炉渣等辅助材料，以保障炼钢过程中的顺利进行。
3. 转炉炼钢过程转炉炼钢的主要过程包括炉前处理、吹炼、脱硫、脱磷、合金加入和出钢等环节。
首先是炉前处理，将预先准备好的生铁和废钢装入转炉中。
然后启动吹炼工艺，通过吹入高压氧气和燃料，使炉内的温度迅速升高，生铁和废钢开始熔化并发生氧化还原反应。
在这个过程中，炉内的温度可以达到数千摄氏度，将原料中的杂质和不纯物质燃尽，确保钢水的纯净度。
接下来是脱硫和脱磷的过程，通过向炉内加入适量的脱硫剂和脱磷剂，将钢水中的硫和磷等有害元素去除，提高钢材的质量和纯度。
在炼钢的过程中，根据需要还可以向炉内加入一定比例的合金元素，如铬、锰、钼等，以调整钢材的化学成分和性能。
最后是出钢过程，当炼钢结束后，通过倾炉口将炼好的钢水倒入钢包中，再经过连铸、轧制等工艺，最终得到成品钢材。
4. 转炉炼钢的优点转炉炼钢相比其他炼钢工艺具有以下优点：一是能够利用废钢资源，实现资源的循环利用；二是生产成本较低，能够生产出高品质的钢材；三是炼钢过程中能够控制钢材的化学成分和性能，满足不同用途的需要。
总之，转炉炼钢是一种成熟、高效的钢铁冶炼工艺，通过严格的工艺流程和操作规范，能够生产出优质的钢材产品，满足市场和用户的需求。
转炉炼钢工艺过程..
产生的氧化壳层，铁量约占70%-75%。氧化铁皮还 有助于化渣和冷却作用，使用时应加热烘烤，保持 干燥。
铁矿石中铁的氧化物存在形式是Fe2O3、Fe3O4和FeO
其氧含量分别是30.06%，27.64%和22.28%。
三、转炉冶炼五大制度
1. 装料制度
2. 供氧制度
3. 造渣制度 4. 温度制度
LD转炉
• 1970年后，由于发明了用
碳氢化合物保护的双层套 管式底吹氧枪 而出现了底 吹法，各种类型的底吹法 转炉（如OBM,Q-BOP,LSW等） 在实际生产中显示出许多 优于顶吹转炉之处，使一 直居于首位的顶吹法受到 挑战和冲击。
OBM装置
•继奥地利人Dr.Edaurd等 于1973年研究转炉顶底复 吹炼钢之后，世界各国普 遍开展了转炉复吹的研究 工作，出现了各种类型的 复吹转炉，到20世纪80年 代初开始正式用于生产。
（1）成分；
（2）带渣量； （3）温度。
1）硅（Si）
硅是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加，铁水中Si量增
加0.10%，废钢的加入量可提高1.3%-1.5%。
铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。
硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属收得率降低，同时渣中 过量的SiO2，也会加剧对炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。 通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
近几年中国年产钢量
2009
2007 2002 钢产量达到4.89亿t 粗钢产量达到 5.678亿t
2005 年产钢量为1.82亿t 2003 钢产量达到3.5亿t
预计2010年 将突破6亿t
钢产量首次突破2 亿t，达到2.234亿t
转炉炼钢工艺简介
18
萤石作用及要求
• 作用
造渣加入萤石可以加速石 灰的溶解，萤石的助熔作 用是在很短的时间内能够 改善炉渣的流动性，但过 多的萤石用量，会加剧炉 衬的损坏，并污染环境。
• 质量要求 • CaF2≥75%， SiO2≤23%，S≤0.20%， P≤0.08%，H2O≤3.0% • 粒度：5-60mm
渣量=（石灰+镁球或熟白）×（2-3）
8
铁水成分及温度影响
• Mn的影响 • 锰是弱发热元素，铁水中Mn氧化后形成的(MnO)可促 进石灰溶解，加快成渣；减少氧枪粘钢，终点钢中余 锰高，能够减少合金用量，利于提高金属收得率；锰 在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。 Mn/Si的比值为0.8～1.00时对转炉的冶炼操作控制最 为有利。当前使用较多的为低锰铁水，一般铁水中 [Mn]=0.20％～0.40％。
6.设备少，投资节省。
4
炉顶料仓 振动给料器 电子称 带式运输机 密封料仓 传动机构 实 心 轴
汽包 氧 枪 风 机 不 回 收 时 放 空 回收煤气 进入煤气柜
烟 道
文氏管 脱水器
溜 槽
洗 涤 塔
沉淀池
电动机 渣 罐 转 炉 吸 滤 池
水封逆止阀 送往高炉利用
支架Hale Waihona Puke 氧气顶吹转炉工艺流程示意图
5
二 、转炉炼钢用主要原材料
28
2.1装料制度：废钢量的确定
• 热量来源于：
• 转炉炼钢不需要外来热源；
铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 • 硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中Si增 加0.1%，废钢比增大1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.3－0.5％。
转炉炼钢的主要化学反应
转炉炼钢的主要化学反应转炉炼钢是现代钢铁工业中最主要的钢铁生产方法之一，它以高炉生产的铸铁为原料，通过氧化还原反应和化学反应，将铸铁中的碳、硅、锰等杂质去除，同时加入适量的合金元素，制成高质量的钢材。
本文将介绍转炉炼钢的主要化学反应过程及其原理。
一、转炉炼钢的主要化学反应1. 碳的氧化反应在转炉炼钢的过程中，碳是最容易被氧化的元素之一。
当氧气通过转炉喷嘴进入炉腔时，与铸铁中的碳发生反应，生成一氧化碳和二氧化碳。
这两种气体都是氧气的代表性产物，它们的生成量与氧气的流量和铸铁中碳的含量有关。
C + O2 → COC + 2O2 → CO22. 硅的氧化反应硅也是铸铁中的主要杂质之一，它的氧化反应比碳的氧化反应稍微困难一些。
在转炉中，硅的氧化反应主要发生在炉渣中。
当氧气通过喷嘴进入炉腔时，与炉内的炉渣反应，生成硅酸钙和二氧化硅。
这两种产物都是非常稳定的化合物，它们能够有效地将炉渣中的硅去除。
SiO2 + CaO → CaSiO3SiO2 + O2 → SiO23. 锰的氧化反应锰是一种重要的合金元素，它能够显著提高钢材的强度和韧性。
在转炉炼钢的过程中，锰的氧化反应主要发生在炉渣中。
当氧气通过喷嘴进入炉腔时，与炉渣中的锰反应，生成锰酸钙和二氧化锰。
这两种产物都能有效地将炉渣中的锰去除。
MnO + CaO → CaMnO32MnO2 → 2MnO + O24. 磷的还原反应磷是一种非常有害的杂质元素，它能够降低钢材的强度和韧性。
在转炉炼钢的过程中，磷的还原反应主要发生在钢水中。
当还原剂进入钢水中时，与钢水中的磷反应，生成磷化氢和磷化钙。
这两种产物都是非常稳定的化合物，它们能够有效地将钢水中的磷去除。
2P + 3H2 → 2PH3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2二、转炉炼钢的原理转炉炼钢的原理是以氧化还原反应和化学反应为基础，通过控制氧气的流量和喷入位置，使铸铁中的碳、硅、锰等杂质被氧化，同时加入适量的合金元素，制成高质量的钢材。
转炉炼钢的原理
转炉炼钢的原理转炉炼钢是一种重要的钢铁生产方法，采用该方法可以将铁矿石中的杂质和金属硫化物等有害物质去除，以及控制钢中的碳含量和其他合金元素的含量，从而获得高质量的钢材产品。
本文旨在介绍转炉炼钢的原理及其过程。
转炉炼钢工艺的基本原理是利用氧气吹炼方法进行炉内冶炼，使铁矿石中的有害杂质在氧气作用下被氧化，然后与炉内产生的石灰石、石英等炉渣反应，形成不溶于炉渣的化合物，以提高钢液的纯度。
同时，通过调整吹氧量和控制炉内温度，可以控制钢液中碳含量的变化。
转炉炼钢过程主要分为三个阶段：加料阶段、吹氧阶段和出钢阶段。
在加料阶段，将预先加热的螺旋矿和选矿的矿粉等物料投入转炉中。
同时，加入适量的废钢、废铁等回收材料，以及石灰石、石英、矿石探配剂等辅助材料。
将物料均匀分层投放，以保持炉内的物料分布均匀。
然后，关闭转炉顶部的炉门，拉低炉盖。
进入吹氧阶段后，先进行预吹，即用高压压缩空气吹除炉中的不稳定气体，使炉内形成正压。
然后，将氧气管道引入炉内并开始吹氧。
氧气吹入炉内后，会与铁水中的杂质发生反应，如硅、锰、磷等元素被氧化为相应的氧化物。
同时，氧气作用下的高温也有利于炉渣反应，形成包裹在钢水外层的炉渣。
炉渣起到各种有益作用，如控制钢液温度、保护合金、去除杂质、调整钢中含碳量等。
吹氧阶段需要控制吹氧的时间和吹氧量，以及炉内温度。
一般来说，在吹氧早期，吹氧速度较快，氧气用量较大，温度逐渐上升。
当氧气吹过一定时间后，可适当减小吹氧速度，控制氧气用量，以调整钢液的碳含量。
在这个过程中，还会根据转炉炉内的温度来调整加入的料种和炉渣配比，以保持合金的正常运行。
最后，进入出钢阶段，打开转炉顶部的出钢口，将钢水流入连铸机或浇铸坑中。
在出钢过程中，还会加入脱氧剂、合金等物料，以进一步调整钢液的成分。
同时，通过控制出钢速度和流量等参数，可以控制钢液的形成和凝固过程，获得所需的钢材。
转炉炼钢的原理主要是通过氧气吹炼方法，将铁矿石中的有害物质去除，并控制钢液中的成分和温度。
转炉炼钢主要过程及特点
合金化
向钢水中加入合金元素使其 达到成品钢成分要求
转炉设备
供料系统
转炉系统 供气系统 净化系统 辅助设备
转炉冶炼的基本原理 ----物料平衡及热平衡
纯氧顶吹转炉炼钢优点
（1）生产速度快 因为用纯氧吹炼，会高速降碳， 快速提温，大大缩短冶炼时间。。 （2）品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通 钢，也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功 地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼，钢中氮、氢 等有害气体含量较低。 （3）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基 建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％， 生产费用也低于平炉。
（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低， 约12min后火焰微弱，停吹）；
（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；
（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
炼钢原料
转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气 体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包 括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、 氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中 为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的 材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤 石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废 钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重 油）。
转炉炼钢生产工艺
装料制度
造渣制度 供气制度 温度制度 出
钢 脱氧及合金化
装料制度
装入量是指每炉装 入的铁水和废钢的总量,一 般废钢占15~30%,装入量分 为三种形式: 1.定量装入:整个炉役期保 持每炉的金属装入量不变; 2.定深装入:随容积的扩大 而增加装入量,保持熔池的 深度不变; 3.分阶段定量装入:将整个 炉役分为若干阶段,每阶段 定量装入.
- 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)。
脱氧及合金化
脱氧
吹炼终点钢水 [O]=0.02~0.08%, 向 钢 中 加 入一种(或几种)与氧亲和力 比 Fe 大 的 元 素 , 常 用 脱 氧 剂 Fe-Si 、 Fe-Mn 、 Al 、 Si-AlCa、Si-Al-Ba等；
合金化
向钢水中加入合金元素使其 达到成品钢成分要求
❖ 供料系统 ❖ 转炉系统 ❖ 供气系统 ❖ 净化系统 ❖ 辅助设备
炼钢原料
转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气 体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包 括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、 氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中 为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的 材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤 石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废 钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重 油）。
（3）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基 建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％， 生产费用也低于平炉。
温度制度
随铁水中元素氧 化,金属液相线温度升 高,浇注也要求过热度, 升温是炼钢重要任务 之一.
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+出钢温度 降
出钢
出钢过程
先测定[C]、[P]、 [S]及T,判断是否满足 出钢要求,否则补吹;采 用挡渣技术与红包出 钢.
转炉设备
转炉冶炼的基本原理 ----物料平衡及热平衡
纯氧顶吹转炉炼钢优点
（1）生产速度快 因为用纯氧吹炼，会高速降碳， 快速提温，大大缩短冶炼时间。。
（2）品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通 钢，也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功 地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼，钢中氮、氢 等有害气体含量较低。
转炉一炉钢的基本冶炼过程
（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤
色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应 逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减 弱）； （4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低， 约12min后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
入氧气体积; 供氧强度:单位时间向熔池吨
钢提供氧气的体积; 氧气工作压力:设定压力测定
点的氧气压力(0.8~1.2MPa); 枪位:喷头至静止金属熔池液
面的距离(化渣枪位、基本 吹炼枪位、拉碳枪位)
供气制度(底部供气)
底பைடு நூலகம்类型
非氧化性气体:Ar、N2
氧化性气体:O2、CO2、空气
底吹过程
吹炼前期N2搅拌,后期N2、Ar 切换;底部供气强度 ≯0.3Nm3/t.min
转炉炼钢主要过程及特点
刘莉莉 115611002
转炉炼钢
转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、 废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁 液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而 在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性 和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧 吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧 气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大， 单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍 的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜 和镍的冶炼 。
转炉炼钢生产工艺
❖ 装料制度 ❖ 造渣制度 ❖ 供气制度 ❖ 温度制度 ❖出 钢 ❖ 脱氧及合金化
装料制度
❖
装入量是指每炉装
入的铁水和废钢的总量,一
般废钢占15~30%,装入量分
为三种形式:
❖ 1.定量装入:整个炉役期保 持每炉的金属装入量不变;
❖ 2.定深装入:随容积的扩大 而增加装入量,保持熔池的 深度不变;
❖ 3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬, 造渣时加入含镁材料,一般终渣(MgO) 为6~8%,采用溅渣护炉则8~10%.
❖ 4.造渣方法:单渣法、双渣法、双渣 留渣法.渣料分批加入,开吹时加入 1/2~1/3,其余分批加入.
❖ 顶部供气
供气制度
❖ 底部供气
供气制度(顶部供气)
供氧操作控制以下参数: 氧气流量:单位时间向熔池吹
❖ 3.分阶段定量装入:将整个 炉役分为若干阶段,每阶段 定量装入.
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:碱度指渣 中碱性氧化物/酸性氧化物，一般为 2.5~4.0，高[S]、[P]铁水控制在 3.5~4.0,吨钢石灰消耗70~80kg
❖ 2:炉渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利 于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般 初期高,终点15%左右,[C]、[P]要求 高时，控制在20~25%。