转炉炼钢培训材料3

4 转炉炼钢工艺

转炉炼钢冶炼工艺分为五大制度如下：装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度、终点控制及脱氧合金化制度。

4.1 装入制度

4.1.1 装人制度内容及依据

装入制度就是确定转炉合理的装入量，合适的铁水废钢比。转炉的装入量是指主原料的装入数量，它包括铁水和废钢。

每座转炉都必须有个合适的装入量，若装人量过大，将导致吹炼过程的严重喷溅，造渣困难，延长冶炼时间，吹损增加，炉衬寿命降低。装入量过小时，不仅产量下降，由于装入量少，熔池变浅，控制不当，炉底容易受氧气流股的冲击作用而过早损坏，甚至使炉底烧穿，进而造成漏钢事故，对钢的质量也有不良影响。

在确定合理的装入量时，必须考虑以下因素：

(1)要有合适的炉容比。新转炉砌砖后的容积称为转炉的工作

容积，它与装入量的比值V／T(m3／t)称之为炉容比。一定公称吨的转炉，要有一个合适的炉容比，即保证炉内有足够的冶炼空间。

转炉建成后，炉容比就已经确定了，冶炼过程应根据铁水的成分、使用冷却剂的种类、氧枪喷嘴的结构等因素适当调整装入量，保持合适的炉容比，达到良好的综合指标。

例如，铁水中Si、P含量较高时，吹炼过程渣量大，炉容比应该相应大些，否则就会导致喷溅的增加。以废钢做冷却剂的转炉炉容比，比用以铁矿石(或氧化铁皮)为主做冷却剂的炉容比，可以小0.1—

0.2m3／t。

大转炉的炉容比可以小些，小转炉的炉容比要稍大些。

(2)合适的熔池深度。确定装入量时，除了考虑转炉要有一个合适的炉容比外，还应保持合适的熔池深度。以保证炉底不受氧气流股的冲击，熔池的深度必须大于氧气流股对熔池最大穿透深度。

(3)对于模铸车间，装入量应与锭型配合好。装入量减去吹损及浇注必要损失后的钢水量应是各种锭型的整数倍，尽量减少注余钢水量。装入量可按下列公式进行计算。

式2—l中有关单位采用t。

对连铸工艺，转炉装入量可根据实际情况在一定范围内波动。

此外，确定装入量时，还要受到钢包的容积、转炉的倾动机构能力、浇注吊车的超重能力等因素的制约。所以在制定装入制度时，既要发挥现有设备潜力，又要防止片面的不顾实际的盲目超装，以免造成浪费和事故。

4.1.2 装人制度类型

氧气顶吹转护的装入制度有：定量装入制度、定深装入制度和分阶段定量装入制度。其中定深装入制度即每妒熔池深度保持不变，由于生产组织困难，现已很少使用。定量装入制度相分阶段定量装入制度在国内外得到广泛应用。

4.1.2.1 定量装入制度

定量装入制度就是在整个炉役期间，每炉的装入量保持不变，这种装入制度的优点是：便于生产组织，操作稳定，有利于实现过程自动控制，但炉役前期熔池深、后期熔池变浅，只适合大吨位转炉。国内外大型转炉已广泛采用定量装入制度。

4.1.2.2 分阶段定量装入制度

在一个炉役期间，按炉膛扩大程度划分为几个阶段，每个阶段定量装入。这样既大体上保持了整个炉役中具有比较合适的熔池深度，又保持了各个阶段中装入量的相对稳定，既能增加装入量，又便于组织生产。这是适应性较强的一种装入制度。我国各中、小转炉炼钢厂普遍采用这种装入制度。

4.1.2 装人操作

4.1.2.1 铁水、废钢的装入顺序

A 先兑铁水后装废钢

这种装入顺序可以避免废钢直接撞击炉衬，但炉内留有液态

残渣时，兑铁易发生喷溅。

B 先装废钢后兑铁水

这种装入顺序废钢直接撞击炉衬，但目前国内各钢厂普遍采用溅渣护炉技术，运用此法可防止兑铁喷溅，但补炉后的第一炉钢可采用前法。

4.2 供氧制度

供氧制度就是使氧气流股最合理地供给熔池，创造良好的物理化学反应条件。因此，供氧制度的内容包括确定合理的喷嘴结构、供氧

强度、氧压和枪位操作。

4.2.1 喷嘴的类型及特点

熔池供氧的主要设备是氧枪。氧枪由喷嘴和枪身两部分组成，并通水冷却。喷嘴也叫喷头，它的结构有整体式的，也有组合式的。大多数喷嘴是用紫铜锻造后切削加工而成，也有直接铸造成型的。枪身是无缝钢管。喷嘴与枪身通过焊接连接。

马赫数Ma是指气体的流速V与音速a之比。即马赫数Ma＝

V／a。当马赫数Ma＜1时，为亚音速气流；马赫数Ma＝1时，气流速度为音速，超音速气流的马赫数Ma＞1。

高压氧气在输送管道中的流动速度较低，在60m／s以下。氧气流通过喷嘴后，形成流速为450m／s以上的超音速的氧气射流，其流速为音速的2倍左右，即Ma≈2。射流是指高压气体从喷嘴喷出后所形成的定向流股。显然，喷嘴就是压力一速度的能量转换器，也就是将高压低速氧气流转化为低压高速的氧射流。由于流股的动能与速度的平方成正比，因此，超音速氧射流具有很大的动能。由此可见，合理的喷嘴结构应使压力能最大限度地转换成速度能，同时喷出的氧流应该满足吹炼的要求。在工艺操作上的反映是化渣速度快，不喷溅，不粘枪，不烧枪，枪位稳定，便于控制。所以选择合理的喷嘴结构是氧气顶吹转炉炼钢的关键之一。

目前所用氧枪喷嘴都是拉瓦尔管型结构。拉瓦尔型喷嘴能够把压力能(势能)最大限度地转换成速度能(动能)，获得最大流速的氧射流，因而被广泛应用。根据喷嘴的孔数可以分为单孔喷嘴和多孔喷嘴。多

孔喷嘴有三孔、四孔、五孔、六孔、八孔等类型。单孔拉瓦尔型喷嘴，在转炉炼钢已经很少使用，除了少数小转炉采用三孔喷嘴，80t以上中、大型转炉均采用四孔、五孔及五孔以上喷嘴。

4.2.1.1 单孔拉瓦尔型喷嘴

拉瓦尔管喷嘴内型分为两段，即收缩段和扩张段。两段相交处为最小断面，其直径为临界直径，又叫喉口。使用单孔拉瓦尔喷嘴时，氧射流对熔他的冲击能力强，冲击面积小，所以化渣速度较慢，喷溅较大。

4.2.1.2 多孔拉瓦尔型喷嘴

为了进一步提高供氧强度，提高转炉的生产能力，满足大吨位转炉生产的需要，出现了三孔、四孔、五孔乃至五孔以上的喷嘴。多孔喷嘴的优点是：提高了供氧强度和冶炼强度；增大了冲击面积．化渣好；操作平稳，不易喷溅。

4.2.2 枪位对吹炼过程的影响