浅谈转炉炼钢工艺

一
锰等氧化 。在氧化的过程 中放 出大量的热量 （ 含 １ ％的硅 可使 生铁 的温度升 高 ２ ０ ０摄 氏度 ），可使 炉内达到足够 高的温度。 因此转炉 炼钢不 需要 另外使 用燃料 。炼 钢的基本任务是 脱碳 、脱磷 、脱硫 、 脱氧 ，去除有 害气体和非金属 夹杂物，提 高温度和调 整成分。归纳 为： “ 四脱 ” （ 碳 、氧、磷和硫 ）， “ 二去” （ 去气和去 夹杂 ）， “ 二调整” （ 成分和温度 ）。采 用的主要技术手段为 ：供氧 ，造渣 ， 升 温，加脱 氧剂 和合金化操作 。本文详细介 绍转炉炼钢生产的工艺 流程 ．主要工 艺设备的工作原理 以及控制要求等信息。
科 技 论 坛
浅谈转炉炼钢工艺
徐 伟
（ 唐钢 一钢 轧厂 ，河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０）
【 摘 要 】转炉炼钢是把 氧气鼓 入熔融的生铁 里 ，使杂质硅 、
生成磷酸亚铁 。磷酸亚铁再跟 生石灰反应生 成稳 定的磷酸钙和硫化 钙 ，一起成为炉渣 。当磷与硫逐渐减少 ，火焰退落 ，炉 口出现 四氧 化三铁 的褐色蒸汽时 ，表 明钢 已炼成 。这 时应立 即停止鼓风 ，并把 转炉转到水平位置 ，把钢水倾至钢水 包里 ，再加脱 氧剂进行脱 氧。 整个过程 只需 １ ５ 分钟左右 。 如果氧气是从炉底吹入 ， 那 就是底 吹转 炉；氧气 从顶部 吹入 ，就是顶吹转炉 。
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＃ 作要求
● 一
１转炉 冶炼 目的 转炉冶炼主要 是将 生铁 里的碳及 其它杂质 （ 如：硅、锰 ）等氧 化 ，产 出比铁 的物理 、化 学性能与力 学性能更好 的钢。钢与生铁的 喜 鹊 蔷 铸 量 臻 电 蕾 静 区别 ：首 先是碳 的含量 ，理论上一般 把碳含量小于 ２ ． ｕ％ 称之钢 ， 它 的熔点在 １ ４ ５ ０ — １ ５ ０ ０ ℃，而生铁的熔点在 ｌ １ ０ ０ — １ ２ ０ ０ ℃。在钢 中碳 图 ２ 电炉、转炉系统炼钢生产工艺流程简图 元素和铁元素形成 Ｆ ｅ ３ Ｃ固熔体， ’ 随着碳含量的增加 ，其强度、硬度 转炉一炉钢 的基本冶炼过程 。顶吹转炉冶炼一炉钢 的操作过程 增加 ，而塑 性和 冲击 韧性降低 。钢具有很好的物理、化学性能与力 主要由 以下六 步组成 ： 学性 能，可进行拉 、压 、轧 、冲 、拔等深加工 ，其用途十分广泛 。 氧气顶吹转炉炼钢设备工艺 ：如 图 １所示 。按照配料要求 ，先 （ １ ） 上炉出钢、倒渣，检查炉衬 和倾动设备等并进行必要的修 把废钢等装 入炉 内，然后倒入 铁水，并加入适量的造渣材料 （ 如生 补 和 修 理 ； 石灰等 ）。加料 后，把氧 气喷枪从炉顶插入炉 内，吹入氧气 （ 纯度 （ ２ ）倾炉，加废钢 、兑铁 水，摇 正炉体 （ 至垂直位置 ）： 大于 ９ ９ 的高压氧气流 ），使它直接跟高温 的铁水发生氧化反应 ， （ ３ ）降枪开吹 ，同时加入第一批渣料 （ 起初炉 内噪声较大 ， 从 ￣５ ｍ ｉ ｎ后硅锰氧接近 除去杂质 。用纯 氧代替空气可 以克服由于空气里的氮气的影响而使 炉 口冒出赤色烟雾，随后喷 出暗红 的火焰 ；３ 钢质变脆 ，以及氦 气排出时带走热量的缺点 。在除去大部分硫 、磷 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 ） ； 后 ，当钢 水的成分和温度都达到要求时 ，即停止吹炼 ，提升喷枪 ， （ ４ ）３ ￣５ ｍ ｉ ｎ后加入第二批渣料继续吹炼 （ 随吹炼进行钢 中碳 准备 出钢 。出钢 时使炉体倾斜 ，钢水从 出钢 口注入钢水包里 ，同时 加入脱氧剂 进行脱氧和调节成分 。钢水合格后 ，可 以浇成钢 的铸件 逐渐降低 ，约 １ ２ ｍ ｉ ｎ后火焰微 弱，停 吹）； 或钢锭 ，钢锭可 以再轧制成各种钢材。 氧气顶 吹转炉在炼钢过程 中 （ 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 会产生大量 棕色 烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度 的一氧 ． ｔ 化碳气体等 。因此，必须加 以净化 回收 ，综合利用 ，以防止污染环 化 。 曼掰 ｎ 盘 毋 粮 境 。从 回收设备 得到的氧化铁 尘粒可 以用来炼钢 ：一氧化碳可 以作 ３转炉炼钢 主要 工艺设备简介 ： ３ ． １转炉 （ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ） 化 工原料 或燃料 ：烟气 带出的热量可 以副产水蒸气 。此外 ，炼钢 时， 炉体可转动 ，用 于吹炼钢 或吹炼 锍的冶金炉 。转炉炉体用钢板 生成 的炉 渣也可 以用来做钢渣水泥，含磷量较高 的炉渣 ，可加工成 磷肥 ，等等 。氧 气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快 、炼 出的钢种较 制成 ，呈 圆筒形 ，内衬耐火材料 ，吹炼时靠化学反应热加热 ，不 需 多、质量较好， 以及建厂速度快 、投资少等许 多优 点。但在冶炼过 外加热源 ，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍 冶炼 。 ３ ． ２ Ａ Ｏ Ｄ精炼炉 程 中都 是氧 化性气氛，去硫效率差 ，昂贵的合金元素也 易被氧化而 Ａ Ｏ Ｄ 即氩氧脱碳精炼炉 ，是一 项用 于不锈钢 冶炼的专有工 艺。 损 耗，因而所炼钢 种和 质量就 受到一 定的限制 。 Ａ Ｏ Ｄ炉型根据容量有 ３ ｔ 、６ ｔ 、８ ｔ 、１ ０ ｔ 、１ ８ ｔ 、２ ５ ｔ 、３ ０ ｔ等。装 备水 平 也由半 自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢 。 Ｖ Ｏ Ｄ精 炼炉 … Ｖ Ｏ Ｄ 精炼炉 （ ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ ０ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｄ ｅ ｃ ａ ｒ ｂ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ， 是在 真空状 下 进 行吹氧脱碳 的炉外精 炼炉，它以精炼铬镍 不锈钢 、超低 碳钢 、超 纯铁素体 不锈钢 及纯 铁为主。将初 炼钢液装入精 炼包中放入密 封的 图 １氧气】 页 吹 转 炉 不 意 图 真空罐 中进行吹氧脱碳 、脱硫 、脱气 、温度调整、化学元 素调整 。 ２ 转炉冶炼原理简 介： ３ ． ３ Ｌ Ｆ精炼炉 转炉炼钢是在转炉里进行 。转炉 的外形就像个梨 ，内壁有耐火 Ｌ Ｆ（ １ ａ ｄ ｌ ｅ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ） 炉是具有加热和搅拌功能的钢包 精炼炉 。 砖 ，炉侧 有许多小孔 （ 风 口），压缩空气从这些小孔 里吹 炉内，又 加 热一般通过 电极加热 ，搅拌是通过底部透气砖进行的。 叫做侧 吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入 １ ３ ０ ０摄氏度 的液 转 炉倾炉系统 态生铁 ，并加入 一定量的生石灰 ，然后鼓入空气并转动转炉使它直 倾炉系统 ： 变频调速 （ 变频器＋ 电机＋ 减速机＋ 大齿 轮） 立起 来。这 时液态 生铁表面剧 烈的反应 ，使铁 、硅 、锰氧化 （ Ｆ ｅ Ｏ ，