氧气转炉使用石灰石造渣炼钢课件
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转炉脱磷造渣工艺课件(PPT 42张)
图4.1 吹炼中钢水及渣成分的变化（85t转炉）
东大冶金
3. 氧气转炉各期脱磷
www.emti .cn , 110004
3.1 吹炼初期
吹炼初期。熔池温度较低，这是有利于去磷的 ①(FeO) 高。可以大量生成3FeO· P2O5，从而为生成 一个方面。但是更重要的，是在熔池温度逐渐提高的 3CaO· P2O5创造了必不可少的前提。 过程中，抓紧时机尽快在前期造成具有一定碱度和氧 ②(FeO)有利于石灰的迅速熔化。有效地提高前期渣的碱度， 化铁较高、流动性好的炉渣。只有这样才具备了从铁 为把3CaO· P2O5生成之后，稳定在炉渣内创造了必要的条件。 水中快速脱磷的充分条件。一般说来，前期渣的脱磷 ③有利于泡沫渣的生成，使铁水和炉渣更好地乳化。因而，增 效率是很高的， 60~80%。 加铁水和炉渣的接触表面，当然有利于脱磷。 前期渣中的(FeO)含量对脱磷反应的进行有重要 作用，这是因为：
37生产中脱磷实例73转炉冶炼工艺的优化通过对正常铁水与低硅铁水炉渣熔化过程和各反应期炉渣组成的分析认为在现有装备条件下解决低硅铁水冶炼首先要保证前期有快速足够的熔剂来熔化第一批石灰完成前期脱磷任务
EMTI
ShenyangNEUMetallurgicalTechnologyCorporationLimited
东大冶金
www.emti .cn , 110004
2.3 温度的影响 脱磷反应是放热反应： 3FeO+P2O5=3(FeO)· P2O5 3CaO+P2O5=3(CaO)· P2O5 △H=-384KJ/mol △H=-678KJ/mol
故低温对去磷有利，实际炼钢过程中，为保 证去磷应抓住前期早化渣，低温去磷，中期温 度不过高，终点应采用下限温度出钢。
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3. 氧气转炉各期脱磷
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3.1 吹炼初期
吹炼初期。熔池温度较低，这是有利于去磷的 ①(FeO) 高。可以大量生成3FeO· P2O5，从而为生成 一个方面。但是更重要的，是在熔池温度逐渐提高的 3CaO· P2O5创造了必不可少的前提。 过程中，抓紧时机尽快在前期造成具有一定碱度和氧 ②(FeO)有利于石灰的迅速熔化。有效地提高前期渣的碱度， 化铁较高、流动性好的炉渣。只有这样才具备了从铁 为把3CaO· P2O5生成之后，稳定在炉渣内创造了必要的条件。 水中快速脱磷的充分条件。一般说来，前期渣的脱磷 ③有利于泡沫渣的生成，使铁水和炉渣更好地乳化。因而，增 效率是很高的， 60~80%。 加铁水和炉渣的接触表面，当然有利于脱磷。 前期渣中的(FeO)含量对脱磷反应的进行有重要 作用，这是因为：
37生产中脱磷实例73转炉冶炼工艺的优化通过对正常铁水与低硅铁水炉渣熔化过程和各反应期炉渣组成的分析认为在现有装备条件下解决低硅铁水冶炼首先要保证前期有快速足够的熔剂来熔化第一批石灰完成前期脱磷任务
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2.3 温度的影响 脱磷反应是放热反应： 3FeO+P2O5=3(FeO)· P2O5 3CaO+P2O5=3(CaO)· P2O5 △H=-384KJ/mol △H=-678KJ/mol
故低温对去磷有利，实际炼钢过程中，为保 证去磷应抓住前期早化渣，低温去磷，中期温 度不过高，终点应采用下限温度出钢。
转炉炼钢造渣制度教材(PPT 51张)
5
转炉炼钢造渣制度
吹炼中期: 由于炉温升高石灰进一步熔化，同时因为Vc加快而导 致渣中∑(FeO)逐渐降低，使石灰熔化速度有所减缓。
随着C-O反应进行，炉渣泡沫化程度迅速提高。
由于C-O反应大量消耗渣中∑(FeO)，以及有时得不到 超过渣系液相线的正常过热温度，使化渣条件恶化， 引起炉渣异相化，并出现“返干”。
15
转炉炼钢造渣制度
作用： 第一，它能显著降低炉渣粘度，从而加速石灰熔化过 程中传质； 第二，它能改善炉渣对石灰的润湿和炉渣向石灰孔隙 中的渗透； 最根本的原因是：它的离子半径不大 （ 而且与 CaO同属立方晶系，这些都有利于向CaO晶格 中迁移并生成低熔点物质； 因此,大大减少石灰块表面的2CaO SiO2生成，降低其 熔点，使2CaO SiO2变疏松。
20℃
新流程
多功能RH
[P]≤0.01% [S]≤0.005% T=1350℃ 0.04% [P]=0.11% [C]>3.5% [S]≤0.005% T=1300℃
0.065% 0.004% [P]≤0.005% T=1650℃ 0.001% [P]≤0.003%
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2.转炉炼钢的脱硫 1）硫在钢中的存在形式及其对钢性能的影响 从Fe-S二元系相图可知，硫能溶解于液态铁中形成无 限溶液。 钢铁中的含量约为：0.001-0.1%。 硫在液态纯铁中，究竟以何种状态存在？ 到目前为止还不能完全确定。 多数观点认为它以[FeS]的形式存在，少数[MnS]。 硫在铁中的溶解热较高，扩散系数较小。
24
离子理论的脱磷反应式为： [P] + (O2-) + [O]= (PO43-) lgK=40067/T-15.06 其中： K=a(4 CaO.P5O2)/[%P]2a5(Feo) a4(CaO) 脱磷率： LP = (% P2O5)/ [%P]2 = K a5(Feo) a4(CaO)
转炉炼钢工艺课件
炉役末期，以及废钢装入量很大的转炉，均应 先兑铁水后加废钢。
5.3.1 原料装入制度
不同的转炉，以及同一转炉在不同的生产条件 下，都有其不同的合理的金属装入量。
装入量过大，喷溅增加，熔池搅拌不好，造渣 困难，炉衬特别是炉帽寿命缩短，供氧强度也 因喷溅大而被迫降低。
装入量过小，炉产量减少。因熔池过浅，炉底 容易受来自氧气射流区的高温和高氧化铁的循 环流冲击，甚至损坏炉底。
回收→三通阀→水封逆止阀→V形水封→煤气柜 风机
放散→旁通阀→放散烟囱
LT法净化、回收系统工艺流程
LT法净化、回收系统工艺流程
未燃烟气（800～1000 ℃ ）→活动罩裙→冷却烟道（或余热锅炉）→蒸发冷却器
（蒸发冷却塔）→煤气冷却（150～200℃） 、干燥（水雾蒸发）、除粗尘→
干粗尘
回收→三通阀→冷却塔→煤气柜
补炉长瓢 (与炉前共用)；
补炉短瓢 (与炉前共用)； 撬捧(与炉前共用)； 长撬捧；泥塞棒；
氧气皮管， 氧气管
(与炉前共用)； 铁锹；鎯头
(与炉前共用)； 出钢口塞； 挡渣球。
炉后用具示意图
炉后操作用具
•转炉简介 •转炉解剖 •现场转炉炉内演示 •补炉操作程序
请单击画面
转炉是炼钢 的反应容器， 它由炉帽、 炉身和炉底 组成。在炉 帽和炉身的 连接处安置 一个出钢口
现 场 转 炉
兑铁水 加废钢
操 作
请单击画面
5.3.1 原料装入制度
装料工艺对转炉炼钢的技术经济指标有明显的 影响。
对使用废钢的转炉，如先装废钢后兑铁水，为 了保护炉衬不被废钢击伤，应先加洁净的轻废 钢，再加中型和重型废钢。过重的废钢，最好 在兑铁水后加入。
为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后应立即兑 入铁水。
5.3.1 原料装入制度
不同的转炉，以及同一转炉在不同的生产条件 下，都有其不同的合理的金属装入量。
装入量过大，喷溅增加，熔池搅拌不好，造渣 困难，炉衬特别是炉帽寿命缩短，供氧强度也 因喷溅大而被迫降低。
装入量过小，炉产量减少。因熔池过浅，炉底 容易受来自氧气射流区的高温和高氧化铁的循 环流冲击，甚至损坏炉底。
回收→三通阀→水封逆止阀→V形水封→煤气柜 风机
放散→旁通阀→放散烟囱
LT法净化、回收系统工艺流程
LT法净化、回收系统工艺流程
未燃烟气（800～1000 ℃ ）→活动罩裙→冷却烟道（或余热锅炉）→蒸发冷却器
（蒸发冷却塔）→煤气冷却（150～200℃） 、干燥（水雾蒸发）、除粗尘→
干粗尘
回收→三通阀→冷却塔→煤气柜
补炉长瓢 (与炉前共用)；
补炉短瓢 (与炉前共用)； 撬捧(与炉前共用)； 长撬捧；泥塞棒；
氧气皮管， 氧气管
(与炉前共用)； 铁锹；鎯头
(与炉前共用)； 出钢口塞； 挡渣球。
炉后用具示意图
炉后操作用具
•转炉简介 •转炉解剖 •现场转炉炉内演示 •补炉操作程序
请单击画面
转炉是炼钢 的反应容器， 它由炉帽、 炉身和炉底 组成。在炉 帽和炉身的 连接处安置 一个出钢口
现 场 转 炉
兑铁水 加废钢
操 作
请单击画面
5.3.1 原料装入制度
装料工艺对转炉炼钢的技术经济指标有明显的 影响。
对使用废钢的转炉，如先装废钢后兑铁水，为 了保护炉衬不被废钢击伤，应先加洁净的轻废 钢，再加中型和重型废钢。过重的废钢，最好 在兑铁水后加入。
为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后应立即兑 入铁水。
转炉双渣工艺课件PPT
双渣工艺简介
转炉双渣法优点
1、利用前一炉高碱度的脱碳炉渣，自由CaO含量多，保留在下一炉脱硅 脱磷期继续使用，经过前期脱磷后，前期渣倒出部分后，第二次吹炼 可少渣冶炼，从而减少辅料和钢铁料消耗。
脱磷反应式：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO•P2O5)+5[Fe] 常规冶炼转炉终点渣(T.Fe)含量15-25%，碱度3.0~4.0，转炉双渣 法冶炼前期倒渣时渣中(T.Fe)含量7~13%，碱度一般1.3~1.6，因此， 既能减少石灰等造渣辅料消耗，又能降低钢铁料消耗。理论计算，前 期渣倒出10~15吨，渣量减少10~15%，可降低钢铁料消耗4~7kg/t.s。 2、常规转炉炼钢工艺，出钢后留在炉内的部分钢水随炉渣一起倒出，采 用留渣双渣法以后，出钢后不倒渣，可以提高钢水收得率。如出钢后 留在转炉内的钢水0.5~1.5吨，吨钢降低钢铁料消耗1.7~5.0kg/t.s。
25%
5% 10%
本科学历
技校
专科
铁水包搅拌脱硫设备组成
主要设备
（1）铁水包倾翻台车 （2）铁水包 （3）倾翻台车 （4）渣罐 （5）除尘烟罩 （6）扒渣机 （7）测温取样枪 （8）搅拌桨及其升降装置 （9）混合料储料仓 （10）受料仓
喷吹脱硫设备包括2套独立的 脱硫装置，KR脱硫是由1套双 工位装置组成。
270
0.01
7.74 91.53 8.48
275
八钢炼钢石灰进料及质量等级分布
八钢使用石灰为外购石灰，质量较国内先进炼钢厂差。
双渣工艺开发初期面临主要问题
脱磷期脱磷不充分，达不到50% 半钢倒渣量不足，仅为30%，造成连续循 环不起来 半钢渣中带金属铁明显
八钢双渣工艺开发目标
炼钢工艺流程及典型案例介绍PPT课件
氧装置都带两只氧枪，一只工作，一只
备用。
枪身由三层同心圆钢管组成，枪尾 与
进水管、出水管和进氧管相连。
喷头 ：是将压力能转换成动能的能量
器，
氧枪：氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一
14
第14页/共63页
2.4氧气转炉的辅助设备
•
炉料喷补设备：喷补方法分为湿法
和干法两种。喷补机的驱动电机经减
速器带动搅拌器旋转，将料斗内的补
2.7氧气转炉的主要原料
• 转炉对铁水进行冶炼操作
•
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。
转炉冶炼的炉料主要为铁水、造渣料（如石灰、石英、 萤石等）、铁合金（如硅铁、锰铁等）、脱氧剂（如硅化铁等） 以及增碳剂（如碳粉等），为调整温度，可加入废钢及少量的 冷生铁块和矿石等。
15
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2.4氧气转炉的辅助设备
•铁（钢）包车的作用是承载钢包、接受钢水并运送钢包过跨 铁水包 鱼 雷 铁 包 车
炉渣盆
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第16页/共63页
2.5氧气转炉的气体
• 一、氧气 • 氧气是氧气转炉炼钢的主要氧化剂，要求含氧量达到99.5%
以上，并脱除水分与皂液。 • 工业用氧是通过制氧机把空气中的氧气分离、提纯来实现的。
3
第3页/共63页
第一章 炼钢的主要任务：
脱碳
措施
炼钢过程使用氧化剂，如吹入氧 气，加入铁矿石等
主 要
脱磷、脱硫
措施 使用造渣剂造好渣
任 务
脱氧合金化
氧气转炉用石灰石代替石灰造渣炼钢
由。其影响因素可 以从相图上得到两个
４）石灰结构疏松 ，在转 运过程 中 的方法 ，也就是可以直接把石灰石加入
信 息 ，一是组 分 ，二是 温度 ，如 果能 因摩擦碰撞会产生大量的粉 末而不能使 氧气转炉 ，边煅烧边造渣 ，省却浪费热 把这两者都控制在合适的 区间内 ，渣系 用 ，要增加筛分设备去除粉末 ，且石灰 能污染严重 的煅烧石灰过程。即使是 为 了利用转炉炼钢 中富余的热能去熔化废 没有理 由不熔化 ，而 与石灰是否生烧无 利 用率低 ；
步 降低石灰利用率 ； 渣炼钢的试验报道。 ６）石灰称量后入炉 ，产生 的粉 末 为 了在氧 气转 炉 中用石灰 石代 替
一种在 氧气 顶吹 转炉 中 条件下 ，石灰颗粒表面可 以急速更新受 确控制 ，从而影响炉渣碱度和脱磷硫效 利 ，提 出了 “ 果； 用石 灰石代 替 石灰造 渣炼 钢” 的新方 热 。则不可能会影 响化渣速度。所 以化
出ＣＯ２ 烧成 石灰 的时候 ，表面 已经生
有关生态文 明的科学研究和工程实践 。 在 追 求生 态 文 明的工 程实 践 中 。
为成熟 ，并且在各方面开始 了大规模的 叹 。 但是 ，仔 细研 究转 炉炼 钢 的造 渣
原料准备和吹炼 的过程 ，可 以看出还存
节能减排是重要的一环 。我 国从上世纪 在着 明显的非理性或是非科学的做法 。 七 、八十年代开始 ，就颁布 了一系列的 申请人从建立节能减排生态化工业模式 煅 法律法规 ，对环境保 护和节约能源做出 的角度经过多年的研究后发现 ，在 “ 烧石 灰一 氧气 转炉炼 钢 ”这 条工业链 一 了规范 ，引导我国工业生产走节能减排 可 持续 发展之 路 。在过 去３ 多年 的大 上 。存 在着 生产 方法 上 的错 误 和大量 ０ 规模发展 中，我国各 工业部 门在取得长 的资源能源浪费 ，其主要表现如 以下所
４）石灰结构疏松 ，在转 运过程 中 的方法 ，也就是可以直接把石灰石加入
信 息 ，一是组 分 ，二是 温度 ，如 果能 因摩擦碰撞会产生大量的粉 末而不能使 氧气转炉 ，边煅烧边造渣 ，省却浪费热 把这两者都控制在合适的 区间内 ，渣系 用 ，要增加筛分设备去除粉末 ，且石灰 能污染严重 的煅烧石灰过程。即使是 为 了利用转炉炼钢 中富余的热能去熔化废 没有理 由不熔化 ，而 与石灰是否生烧无 利 用率低 ；
步 降低石灰利用率 ； 渣炼钢的试验报道。 ６）石灰称量后入炉 ，产生 的粉 末 为 了在氧 气转 炉 中用石灰 石代 替
一种在 氧气 顶吹 转炉 中 条件下 ，石灰颗粒表面可 以急速更新受 确控制 ，从而影响炉渣碱度和脱磷硫效 利 ，提 出了 “ 果； 用石 灰石代 替 石灰造 渣炼 钢” 的新方 热 。则不可能会影 响化渣速度。所 以化
出ＣＯ２ 烧成 石灰 的时候 ，表面 已经生
有关生态文 明的科学研究和工程实践 。 在 追 求生 态 文 明的工 程实 践 中 。
为成熟 ，并且在各方面开始 了大规模的 叹 。 但是 ，仔 细研 究转 炉炼 钢 的造 渣
原料准备和吹炼 的过程 ，可 以看出还存
节能减排是重要的一环 。我 国从上世纪 在着 明显的非理性或是非科学的做法 。 七 、八十年代开始 ，就颁布 了一系列的 申请人从建立节能减排生态化工业模式 煅 法律法规 ，对环境保 护和节约能源做出 的角度经过多年的研究后发现 ，在 “ 烧石 灰一 氧气 转炉炼 钢 ”这 条工业链 一 了规范 ，引导我国工业生产走节能减排 可 持续 发展之 路 。在过 去３ 多年 的大 上 。存 在着 生产 方法 上 的错 误 和大量 ０ 规模发展 中，我国各 工业部 门在取得长 的资源能源浪费 ，其主要表现如 以下所
氧气顶底复吹转炉炼钢专题培训课件
4 钢水中的锰
复吹 (FeO)低， 吹炼初期，钢 水中的[Mn]只 有30%～40％ 被氧化，待温 度升高后，在 吹炼中后期， 又开始回锰,残 锰较顶吹高。
5 钢水中的磷
从炉底吹入氧气，
可与金属液反应生成 FeO，FeO与[P]反应， 氧也有可能直接氧化 [P]生成P2O5。从反应 的动力学看，强有力的 搅拌有利脱磷，在吹炼 初期．脱磷率可达40 %～60%，以后保持平 稳，吹炼后期．脱磷加 快。复吹磷的分配系数 相当于底吹，而比顶吹 高。
6 钢水中的硫
复吹脱硫条件较好，原因有四个方面：
1) 底喷石灰粉、顶吹氧，形成高碱炉渣； 2) 渣中∑ω(FeO)比顶吹低； 3) 底喷石灰粉，改善脱硫反应动力学条 件；
4) 熔池搅拌好，反应界面大，脱硫动力 学条件好。
顶底复吹转炉的特点
① 复吹转炉石灰单耗低； ② 渣量少； ③ 单耗相当于底吹转炉； ④ 氧耗介于顶吹与底吹之间； ⑤ 复吹能形成高碱度氧化性炉渣，提前 脱磷； ⑥ 直接拉碳，生产低碳钢种。
炼过程中熔池成分的变化规律基本上与碱性 氧气顶吹转炉和平炉相似，可以进行前期脱 磷。图10—21为转炉三种吹氧炼钢典型的熔 池成分变化规律。
9.2.3 氧气底吹转炉与顶吹转炉的比较
9.4 顶底复合吹炼转炉炼钢法
·1978年4月，法国钢铁研究院(IRSID)在顶吹转炉
上进行了底吹惰性气体搅拌的实验并获得成功;
·1979年4月,日本住友发表了转炉复合吹炼的报告。
到1981年底，全世界采用复吹转炉达81座。
·我国首钢、鞍钢分别在1980年和1981年开始进行
复吹的实验研究，并于1983年分别在首钢30吨转 炉和鞍钢180吨转炉上推广使用。
顶 底 复 合 吹 炼 转 炉
转炉炼钢工艺课件(PPT 54页)
对铁水要求有： （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
是指终点温度和成分的控制。
脱氧及合金化
•脱氧：向钢液加入某些脱氧元素，脱除其中多余氧的操作。
•合金化：加入一种或几种合金元素，使其在钢中的含量达到钢种规格 要求的操作。
•区别：合金元素的价格通常较高，希望尽量少氧化；脱氧元素则比较便 宜，先加入，让其充分脱氧以免后加入的合金元素氧化。
•联系：二者都是向钢液加入铁合金，同时加入钢液的脱氧剂必然会有 部分溶于钢液而起合金化的作用，如使用Fe-Si、Fe-Mn脱氧的同时调整 钢液的硅锰含量；加入钢液的合金元素，因其与氧的亲和力大于铁也势 必有一部分被氧化而起脱氧作用。转炉的脱氧与合金化的操作常常是同 时进行的。
1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先 在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年 投入工业生产。1954年开始厂小型氧气 顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年 将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气 顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取 得成功的基础上，我国第1个氧气顶吹转 炉炼钢车间（2x30t）在首钢建成，于 1964 年12月26日投入生产。
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。
3 、氧化剂
氧气是转炉炼钢的主要氧化剂，其纯度达到或超过 99.5%，氧气压力要稳定，并脱除水分。
氧化铁亦称铁磷，是钢坯加热，轧制和连铸过程中 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。
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
是指终点温度和成分的控制。
脱氧及合金化
•脱氧：向钢液加入某些脱氧元素，脱除其中多余氧的操作。
•合金化：加入一种或几种合金元素，使其在钢中的含量达到钢种规格 要求的操作。
•区别：合金元素的价格通常较高，希望尽量少氧化；脱氧元素则比较便 宜，先加入，让其充分脱氧以免后加入的合金元素氧化。
•联系：二者都是向钢液加入铁合金，同时加入钢液的脱氧剂必然会有 部分溶于钢液而起合金化的作用，如使用Fe-Si、Fe-Mn脱氧的同时调整 钢液的硅锰含量；加入钢液的合金元素，因其与氧的亲和力大于铁也势 必有一部分被氧化而起脱氧作用。转炉的脱氧与合金化的操作常常是同 时进行的。
1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先 在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年 投入工业生产。1954年开始厂小型氧气 顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年 将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气 顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取 得成功的基础上，我国第1个氧气顶吹转 炉炼钢车间（2x30t）在首钢建成，于 1964 年12月26日投入生产。
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。
3 、氧化剂
氧气是转炉炼钢的主要氧化剂，其纯度达到或超过 99.5%，氧气压力要稳定，并脱除水分。
氧化铁亦称铁磷，是钢坯加热，轧制和连铸过程中 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。