转炉炼钢主要工艺介绍

1、转炉炼钢主要工艺介绍转炉炼钢主要工艺介绍2015年1月28日1主要内容一一 炼钢的基本任务炼钢的基本任务二二 转炉炼钢特点及工艺流程转炉炼钢特点及工艺流程 三三 炼钢用主要原材料炼钢用主要原材料四四 转炉炼钢主要工艺制度转炉炼钢主要工艺制度2一一 、炼钢的基本任务、炼钢的基本任务1.脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；2.去除有害气体和夹杂；3.调整温度；4.调整成分。 炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、升温等手段完成炼钢基本任务。 氧气顶吹转炉炼钢过程，主要是脱碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺操作则是控制供氧、造渣、温度及加入合金材料等，以获得所要求的钢液，并浇成

2、合格钢钢锭或铸坯。归纳：归纳：四脱、二去、两调整四脱、二去、两调整3二、转炉炼钢特点及工艺流程二、转炉炼钢特点及工艺流程 转炉炼钢特点：转炉炼钢特点：1.1.生产率高（吹氧时间在生产率高（吹氧时间在2020分钟以内）；分钟以内）；2.2.质量好：气体含量少（因为质量好：气体含量少（因为COCO的反应强搅拌，将的反应强搅拌，将N N、 H H除去）可以生产超纯净钢；除去）可以生产超纯净钢；3.3.有害成份（有害成份（S S、P P、N N、H H、O O）100PPm100PPm；4.4.冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低；冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低；5.5.原材料适应性强，

3、高原材料适应性强，高P P、低、低P P都可以；都可以；6.6.设备少，投资节省。设备少，投资节省。 4 送往高炉利用送往高炉利用吸吸滤滤池池渣渣罐罐水封逆止阀水封逆止阀进入煤气柜进入煤气柜不不回回收收时时放放空空洗洗涤涤塔塔炉顶料仓炉顶料仓带式运输机带式运输机电动机电动机传动机构传动机构振动给料器振动给料器电子称电子称实实心心轴轴风风机机烟烟道道支架支架溜溜槽槽文氏管文氏管脱水器脱水器密封料仓密封料仓转转炉炉氧氧枪枪氧气顶吹转炉工艺流程示意图氧气顶吹转炉工艺流程示意图回收煤气回收煤气汽包汽包沉淀池沉淀池5二二 、转炉炼钢用主要原材料、转炉炼钢用主要原材料 原材料是炼钢的基础，原材料的质量对炼

4、钢工艺和钢的质量有直接影响。倘若原材料质量不合技术要求，势必导致消耗增加，产品质量变差，有时还会出现废品，造成产品成本的增加。合格原料是实现冶炼过程顺行的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提高经济效益的基础。 炼钢用原材料一般分为主原料主原料、辅料辅料和各种铁合金铁合金。61.金属料 1)铁水：占钢铁料的（75100%）主要要求成分：Si、Mn、P、S温度： T7铁水成分及温度影响 Si影响 转炉炼钢重要发热元素，Si0.1%，废钢比1.0%。 铁水合适的Si0.3-0.5%。 Si 0.6%，渣量增加并引起喷溅；渣中（SiO2）。 石灰加入量=（2.14R Si ）1000 /（石灰CaO

5、含量R石灰SiO2含量） 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0.81.00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=0.200.40。9铁水成分及温度影响 P的影响 磷是强发热元素，磷会使钢产生“冷脆”现象，通常是冶炼过程要去除的有害元素。磷在高炉中是不可去除的，氧气顶吹转炉的脱磷效率在8595，铁水中磷含量越低，转炉工艺操

6、作越简化，并有利于提高各项技术经济指标。 一般要求转炉铁水P 0.15%。10铁水成分及温度影响 S的影响 除了含硫易切钢(要求S=0.080.30)以外，绝大多数钢中硫是有害元素。 转炉中硫主要来自金属料和熔剂材料等，而其中铁水的硫是主要来源。在转炉内氧化性气氛中脱硫是有限的，脱硫率只有2040。由于低硫 s0.010的优质钢需求量增长，因此用于转炉炼钢的铁水要求s 0.010。这种铁水很少，为此必须进行预处理，降低入炉铁水硫含量。11铁水成分及温度影响 温度影响 铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占转炉热收入的50。因此，铁水的温度不能过低，否则热量不足，影响熔池的温升

7、速度和元素氧化过程，也影响化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。入炉铁水温度应1250-1350 ，以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。小型转炉和化学热量不富裕的铁水，保证铁水的高温入炉极为重要;转炉炼钢时入炉铁水的温度还要相对稳定，如果相邻几炉的铁水入炉温度有大幅的变化，就需要在炉与炉之间对废钢比作较大的调整，这对生产管理和冶炼操作都会带来不利影响。122)废钢 废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约40100%；对氧气顶吹转炉炼钢，既是主原料之一，也是冷却效果稳定的冷却剂。通常占装入量的30以下，适当地增加废钢比，可以降低能源消耗。13废钢的分类废钢的分类本厂废钢本厂废钢 返回料返回料（废连铸坯及

8、头尾、轧钢切头）（废连铸坯及头尾、轧钢切头） 回收料回收料 （加工废料，报废设备）（加工废料，报废设备）外购废钢外购废钢工业废钢工业废钢（机械、造船、汽车等行业的废钢等）（机械、造船、汽车等行业的废钢等）社会废钢社会废钢（报废的船舶、车辆、机械设备、土建材料等）（报废的船舶、车辆、机械设备、土建材料等）143）铁合金 吹炼终点脱除钢中多余的氧，并调整成分达到钢种要求，需加入铁合金以脱氧合金化。 炼钢常用的合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Fe-Cr、BaCaSi合金、铝、复合脱氧剂等。其化学成分及质量均应符合国家标准规定。 152.辅助材料1）造渣剂石灰（石灰（CaO）萤石（萤石（

9、CaF2）生白云石（生白云石（CaMg(CO3)2 ）镁球（镁球（MgO）轻烧白云石轻烧白云石(CaO+MgO)锰矿石锰矿石石英砂（主要成分是石英砂（主要成分是SiO2 ）16石灰作用及要求 石灰作用 石灰是炼钢主要造渣材料，具有脱P、脱S能力，也是用量最多的造渣材料。其质量好坏对冶炼工艺操作，产品质量和炉衬寿命等有着重要影响。特别是转炉冶炼时间短，要在很短的时间内造渣去除磷、硫，保证各种钢的质量。 石灰质量要求(1)有效CaO含量高，不小于85%。(2) 硫含量低，不大于0.05%。 (3) 生过烧率低，不大于5%。(4) 活性度高，大于330ml。（5）粒度：5-50mm17镁球或轻烧白云

10、石要求 作用 其主要成分为MgO。保持渣中有一定的MgO含量，以减轻初期酸性渣对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命，也是溅渣护炉的调渣剂。 质量要求 镁球： MgO65%，SiO26%。 轻烧白云石：MgO30%，CaO45%，SiO28%。 粒度：5-50mm18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 CaF275%，SiO223%，S0.20%，P0.08%，H2O3.0% 粒度：5-60mm192) 2) 冷却剂冷却剂 氧气顶吹转炉炼钢过程热量有富氧气顶吹转炉炼钢过程热量有

11、富余，因而根据余，因而根据热平衡热平衡计算加入一定数计算加入一定数量的冷却剂，以准确地命中终点温度。量的冷却剂，以准确地命中终点温度。冷却剂包括冷却剂包括:废钢废钢 、生铁块、生铁块 、铁矿石、铁矿石（高炉返矿、球团返矿）和氧化铁皮（高炉返矿、球团返矿）和氧化铁皮 、石灰石、生白云石等石灰石、生白云石等。203）氧化剂氧气氧化铁皮 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。总管氧压达到1.2MPa以上。氧化铁皮要求杂质含量少，不含油污和水分。铁矿石铁矿石要求含铁高，P和水分低；214）增碳剂 转炉炼钢中冶炼中高碳钢时，一般使用含转炉炼钢中冶炼中高碳钢时，一般使用含

12、灰 份 少 的 石 油 焦 做 的灰 份 少 的 石 油 焦 做 的 低 氮 增 碳 剂低 氮 增 碳 剂（C96.0%，N300ppm）。）。 生产建材普通钢种时使用煅烧煤炭做生产建材普通钢种时使用煅烧煤炭做的的普通增碳剂普通增碳剂（C93.0%）22三 氧气转炉炼钢工艺制度 1.转炉冶炼过程概述 2.转炉炼钢工艺制度 3.溅渣护炉操作制度231.1.转炉冶炼过程概述转炉冶炼过程概述 从装料到出钢，溅渣从装料到出钢，溅渣护炉、倒渣，转炉一炉钢护炉、倒渣，转炉一炉钢的冶炼过程包括的冶炼过程包括装料、吹装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣和倒渣几个阶段。几个阶段。 一炉钢的

13、吹氧时间通常一炉钢的吹氧时间通常为为11-18min11-18min，冶炼周期为，冶炼周期为22-35min22-35min左右。左右。24冶炼过程概述冶炼过程概述u上炉钢出完钢后，溅渣护炉，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁上炉钢出完钢后，溅渣护炉，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。u在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹总渣量的三分之二，开吹4-64-6分钟后，第一批渣料化好，分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，需加入第三批萤再加入第二批渣

14、料。如果炉内化渣不好，需加入第三批萤石渣料。石渣料。u吹炼过程中的供氧强度：吹炼过程中的供氧强度： 小型转炉为小型转炉为2.5-4.5m2.5-4.5m3 3/(t/(tmin)min)； 120t120t以上的转炉一般为以上的转炉一般为2.8-3.6m2.8-3.6m3 3/(t/(tmin)min)。 25冶炼过程概述冶炼过程概述 开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬；开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬；在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干返干”，不喷溅，快速脱，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温

15、为原则；碳与脱硫，熔池均匀升温为原则；在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中FeFe含量，减少铁损，含量，减少铁损，达到溅渣的要求。达到溅渣的要求。 当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样倒炉取样，测定钢，测定钢水温度，取样快速分析水温度，取样快速分析CC、SS、PP的含量，当温度和成分符合要的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。求时，就出钢。当钢水流出总量的四分之一

16、时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。合金化，由此一炉钢冶炼完毕。262 2、转炉炼钢生产工艺制度、转炉炼钢生产工艺制度 装料制度 造渣制度 供氧制度 温度制度 终点控制 脱氧及合金化272.1装料制度 装料制度装料制度就是确定转炉合理的装入量和合适的铁水废钢比。装入量是由炉容比(V/T,m3/t)决定的。装入量过大，喷溅增加，冶炼时间延长。装入量小生产能力下降，通常炉容比为0.7-1.05。 定量装入定量装入 优点：便于稳定操作，自动控制，适合大型转炉。一定的物料量。缺点：前期熔池深，后期熔池浅，氧枪不

17、易控制。 定深装入定深装入 优点：主要是熔池深度不变，氧枪操作稳定 缺点：装入量变化，辅料也变。 分阶段定量装入分阶段定量装入分阶段定量装入。150炉，51200炉，200炉以上，枪位每天要校正。交接班看枪位。282.1装料制度：废钢量的确定装料制度：废钢量的确定 热量来源于：热量来源于： 转炉炼钢不需要外来热源；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。铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 硅的作用硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁

18、水中SiSi增增加加0.1%0.1%，废钢比增大，废钢比增大1%1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.30.30.50.5。29转炉兑铁水操作现场图示302.2造渣制度造渣制度 造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料加入量和时造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料加入量和时间，以及如何快速成渣。间，以及如何快速成渣。 炼钢就是炼渣。通过造渣，快速脱炼钢就是炼渣。通过造渣，快速脱P P、脱、脱S S，减少喷溅，减少喷溅，保护炉衬，降低终点氧含量。保护炉衬，降低终点氧含量。 石灰的熔解石灰的熔解： 开始吹氧时渣中主要是开始吹氧时渣中主要是SiOSiO2，MnO

19、MnO，FeOFeO, ,是酸性渣，是酸性渣，加石灰后，由加石灰后，由2FeO2FeOSiOSiO2 2CaOCaOFeOFeOSiOSiO2 2 2CaO2CaOSiOSiO2 2 ，2CaO2CaOSiOSiO2 2难熔渣，石灰溶解有些停滞，出现返干。难熔渣，石灰溶解有些停滞，出现返干。 FeO,MnO,MgOFeO,MnO,MgO加速石灰熔化是因为：形成低熔点化合物，加速石灰熔化是因为：形成低熔点化合物，破坏了破坏了2CaO2CaO* *SiOSiO2 2、 3CaO3CaO* *SiOSiO2 2的存在的存在 。 加矿石，吹氧。加矿石，吹氧。 312.2造渣制度：炉渣要求炉渣要求包括以

20、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2.53.5，高S、P铁水控制在3.03.5,石灰消耗3050kg/t。2:炉渣氧化性:用(%FeO)表示,高利于成渣和脱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2030%。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610%。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1/21/3,其余分批加入。32吹炼过程熔池渣的变化332.3供氧制度供氧制度就是氧气流股最合理的供给熔池，创造良好的物理化学条件。包括合理的喷嘴结构、供氧强度、氧

21、压和枪位操作 。氧气流量大小氧气流量大小(Nm3/h)： 装入量，C、Mn、Si的含量，由物料平衡计算得到，50-60Nm3/t。氧压氧压(Mpa) 喷头的喉口及马赫数一定，P大，流量大,有一范围 0.751.1Mpa。枪位，枪位，由冲击深度决定，1/3-1/2。供氧强度供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间，但太大，喷溅可能性增大，一般3.0-4.0。34 氧氧 枪枪氧枪氧枪是转炉供氧的是转炉供氧的主要设备，它是由主要设备，它是由喷头、枪身和尾部喷头、枪身和尾部结构组成。结构组成。喷头喷头是用导热性良是用导热性良好的紫铜经锻造和好的紫铜经锻造和切割加工而成，也切割加工而成，也有用压力浇

22、铸而成有用压力浇铸而成的。喷头的形状有的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前和螺旋型等。目前应用最多的是多孔应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。的拉瓦尔型喷头。35 多孔拉瓦尔喷嘴362.3供氧制度：氧枪操作方式供氧制度：氧枪操作方式 氧枪操作就是调节氧压和枪位。 氧枪的操作方式： 恒枪变压 ：压力控制不稳定，阀门控制不好； 恒压变枪：压力不变，枪位变化。软吹：低压、高枪位，吹入的氧在渣层中，渣中软吹：低压、高枪位，吹入的氧在渣层中，渣中FeOFeO升高、有利于脱磷。升高、有利于脱磷。硬吹：高压、低枪位硬吹：高压、低枪位( (与软吹相反与软吹相反) )，脱，脱P P不好，

23、但不好，但脱脱C C好，穿透能力强，脱好，穿透能力强，脱C C反应激烈。反应激烈。37软吹与硬吹对熔池的影响软吹与硬吹对熔池的影响38 在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度主要是指炼钢主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制过程温度控制和终点温度控制。 转炉吹炼过程的温度控制相对比较复杂，转炉吹炼过程的温度控制相对比较复杂，如何通过加冷如何通过加冷却剂和调节枪位，使钢水的升温和成分变化协调起来，却剂和调节枪位，使钢水的升温和成分变化协调起来，同时达到吹炼终点的要求，同时达到吹炼终点的要求，是温度控制的关键。是温度控制的关键。 热量来源：

24、铁水的物理热和化学热，它们约各点热量来热量来源：铁水的物理热和化学热，它们约各点热量来源的一半。源的一半。 热量消耗：转炉的热量消耗可分为两部分，一部分直接热量消耗：转炉的热量消耗可分为两部分，一部分直接用于炼钢的热量，即用于加热钢水和炉渣的热量；一部用于炼钢的热量，即用于加热钢水和炉渣的热量；一部分被废气、烟尘带走的热量，炉口炉壳的散热损失和冷分被废气、烟尘带走的热量，炉口炉壳的散热损失和冷却剂的吸热等。却剂的吸热等。2.4 温度制度39l 出钢温度首先取决于炼钢中的凝固温度，凝固温度则根据钢种出钢温度首先取决于炼钢中的凝固温度，凝固温度则根据钢种的化学成分而定，钢液凝固温度计算有多种经验公

25、式，如：的化学成分而定，钢液凝固温度计算有多种经验公式，如： T T凝凝=1536-=1536-（78%C+7.6%Si+4.9%Mn+34%P+30%S+78%C+7.6%Si+4.9%Mn+34%P+30%S+ 5.0%Cu+3.1%Ni+2.0%V+1.3%Cr+18%Ti+3.6%Al 5.0%Cu+3.1%Ni+2.0%V+1.3%Cr+18%Ti+3.6%Al）l 出钢温度需考虑从出钢到浇注各阶段的温降。出钢温度需考虑从出钢到浇注各阶段的温降。 T T出出=T=T凝凝+ +T+T+t t1 1+ +t t2 2+ +t t3 3+ +t t4 4+ +t t5 5 式中：式中：TT

26、钢液的过热度，它与钢种、坯型有关，低合金方坯钢液的过热度，它与钢种、坯型有关，低合金方坯取取20-2520-25； t t1 1出钢过程温降；出钢过程温降； t t2 2 出钢完毕至精炼之前的温降；出钢完毕至精炼之前的温降； t t3 3 钢水精炼过程温降；钢水精炼过程温降； t t4 4 钢水精炼完毕至开浇之前的温降；钢水精炼完毕至开浇之前的温降； t t5 5 钢水从钢包至中间包温降。钢水从钢包至中间包温降。 2.4温度制度:出钢温度确定40 转炉获得的热量除用于各项必要的支出外，还有大量转炉获得的热量除用于各项必要的支出外，还有大量富余热量，需加入一定数量的冷却剂。富余热量，需加入一定数

27、量的冷却剂。 冷却剂冷却剂除有除有冷却效应以冷却效应以外，外，对化渣、喷溅、氧耗、钢对化渣、喷溅、氧耗、钢铁料消耗和冷却剂加入方法铁料消耗和冷却剂加入方法均有均有影响。影响。 要准确控制熔池温度，用废钢作冷却剂的效果最好，要准确控制熔池温度，用废钢作冷却剂的效果最好，但为了促进化渣，也可以搭配一部分铁矿石或氧化铁但为了促进化渣，也可以搭配一部分铁矿石或氧化铁皮。皮。 富余热量的利用是否合理，可以通过物料平衡和热平富余热量的利用是否合理，可以通过物料平衡和热平衡来检查，还可以通过物料平衡和热平衡发现操作、衡来检查，还可以通过物料平衡和热平衡发现操作、设备和原材料等方面存在的问题。设备和原材料等方

28、面存在的问题。2.4温度制度：物料平衡和热平衡计算41u吹炼初期吹炼初期如果碳火焰上来的早（之前是硅、锰氧化的火如果碳火焰上来的早（之前是硅、锰氧化的火焰，发红），表明炉内温度已较高，头批渣料也已化好，可适焰，发红），表明炉内温度已较高，头批渣料也已化好，可适当提前加入二批渣料；反之，若碳火焰迟迟上不来，说明开吹当提前加入二批渣料；反之，若碳火焰迟迟上不来，说明开吹以来温度一直偏低，则应适当压枪，加强各元素的氧化，提高以来温度一直偏低，则应适当压枪，加强各元素的氧化，提高熔池温度，而后再加二批渣料。熔池温度，而后再加二批渣料。u吹炼中期吹炼中期可据炉口火焰的亮度及冷却水（氧枪进出水）可据炉口火

29、焰的亮度及冷却水（氧枪进出水）的温差来判断炉内温度的高低，若熔池温度偏高，可加少量矿的温差来判断炉内温度的高低，若熔池温度偏高，可加少量矿石；反之，压枪提温，一般可提高石；反之，压枪提温，一般可提高10102020。u吹炼末期吹炼末期接近终点时，停吹测温，并进行相应调整：若接近终点时，停吹测温，并进行相应调整：若温度高，加石灰石或生白云石降温；若温度低，加硅铁或焦炭温度高，加石灰石或生白云石降温；若温度低，加硅铁或焦炭并点吹提温。并点吹提温。实际生产过程温度的控制42120120吨转炉用矿石冷却条件下吨转炉用矿石冷却条件下连续测得熔池温度的变化情况连续测得熔池温度的变化情况 第二批渣料和冷却剂

30、采取分小批连续加入时，第二批渣料和冷却剂采取分小批连续加入时，熔池温度波动小，平稳上升。熔池温度波动小，平稳上升。 43 终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。 终点控制主要是终点控制主要是指终点温度和成分的控制指终点温度和成分的控制。 终点终点熔池中金属的成分和温度达到所炼钢种要求熔池中金属的成分和温度达到所炼钢种要求时，称为终点。时，称为终点。 吹炼到达终点的具体条件：吹炼到达终点的具体条件：钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；钢中钢中S S、P P低于规定下限要求一定范围；低于规定下限要求一定范围；出钢温度保证能顺利进行精炼和

31、浇铸；出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；达到钢种要求控制的氧含量。达到钢种要求控制的氧含量。2.5终点控制及出钢441.1.终点终点( (碳碳) )的控制的控制n终点碳的控制方法终点碳的控制方法l拉碳法拉碳法分为一次拉碳和高拉补吹两种控制方式。分为一次拉碳和高拉补吹两种控制方式。p转炉吹炼中将钢液的含碳量脱至出钢要求时停止吹氧的控制转炉吹炼中将钢液的含碳量脱至出钢要求时停止吹氧的控制 方式称为一次拉碳法。方式称为一次拉碳法。p冶炼中高碳钢时，将钢液的含碳量脱至高于出钢要求冶炼中高碳钢时，将钢液的含碳量脱至高于出钢要求0.20.2 0.4%0.4%时停吹，时停吹，取样取样、测温后，按分析结果进行

32、适当补吹的、测温后，按分析结果进行适当补吹的 控制方式称为高拉补吹法。控制方式称为高拉补吹法。主要优点：主要优点：p终渣的（终渣的（FeOFeO）含量较低，金属收得率高，且有利于延长炉）含量较低，金属收得率高，且有利于延长炉衬寿命；衬寿命；p终点钢液含氧低，脱氧剂用量少，钢中非金属夹杂物少；终点钢液含氧低，脱氧剂用量少，钢中非金属夹杂物少；p冶炼时间短，氧气消耗少。冶炼时间短，氧气消耗少。2.5终点控制及出钢：终点碳控制452.5终点控制及出钢l 增碳法增碳法 吹炼平均含碳量大于吹炼平均含碳量大于0.08%0.08%的钢种时，一律将钢液的碳脱至的钢种时，一律将钢液的碳脱至0.05%0.05%0

33、.06%0.06%时停吹时停吹, ,出钢时包内增碳至钢种规格要求的操出钢时包内增碳至钢种规格要求的操作方法叫做作方法叫做增碳法。增碳法。 主要优点：主要优点：l 终点容易命中，省去了拉碳法终点前倒炉取样及校正成分终点容易命中，省去了拉碳法终点前倒炉取样及校正成分和温度的补吹时间，因而生产率较高；和温度的补吹时间，因而生产率较高； l 终渣的终渣的(FeO)含量高，渣子化得好，去磷率高，而且有利含量高，渣子化得好，去磷率高，而且有利于减轻喷溅和提高供氧强度；于减轻喷溅和提高供氧强度；l 热量收入多，可以增加废钢的用量。热量收入多，可以增加废钢的用量。l 操作稳定，易于实现自动控制。操作稳定，易于

34、实现自动控制。 采用拉碳法的关键在于，吹炼过程中及时、准确地判断或采用拉碳法的关键在于，吹炼过程中及时、准确地判断或测定熔池的温度和含碳量，提高一次命中率。同时寻求含测定熔池的温度和含碳量，提高一次命中率。同时寻求含硫低、灰分少和干燥的增碳剂。硫低、灰分少和干燥的增碳剂。462.2.终点的判断终点的判断u碳含量的判断碳含量的判断p仪器判断常用热电偶结晶定碳仪，简单、准确，但速度慢。仪器判断常用热电偶结晶定碳仪，简单、准确，但速度慢。p有前途的是红外、光谱等快速分析仪。有前途的是红外、光谱等快速分析仪。p经验法有看火花、看火焰、看供氧时间和耗氧量。经验法有看火花、看火焰、看供氧时间和耗氧量。l

35、看火花看火花从炉口溅出的金属液滴，遇空气被氧化而爆裂形成从炉口溅出的金属液滴，遇空气被氧化而爆裂形成火花并分叉，火花分叉越多，金属含碳越高，当火花并分叉，火花分叉越多，金属含碳越高，当CC小于小于0.1%0.1%时，爆裂的碳火花几乎不分叉，形成的是小火星。时，爆裂的碳火花几乎不分叉，形成的是小火星。l 看火焰看火焰金属含碳量较高时，碳氧反应激烈，炉口的火焰白金属含碳量较高时，碳氧反应激烈，炉口的火焰白亮、有力，长且浓密；当含碳量降到亮、有力，长且浓密；当含碳量降到0.2%0.2%左右时，炉口的火焰左右时，炉口的火焰稀薄且收缩、发软、打晃。稀薄且收缩、发软、打晃。l 看供氧时间和耗氧量看供氧时间

36、和耗氧量生产条件变化不大时，每炉钢的供氧生产条件变化不大时，每炉钢的供氧时间和耗氧量也不会有太大的出入，因此，当吹氧时间及耗氧时间和耗氧量也不会有太大的出入，因此，当吹氧时间及耗氧量与上炉接近时，本炉钢也基本到达终点。量与上炉接近时，本炉钢也基本到达终点。2.5终点控制及出钢：终点碳判断47u温度的判断温度的判断l常用插入式热电偶测定钢液的温度，生产中还可以借倒炉的常用插入式热电偶测定钢液的温度，生产中还可以借倒炉的 机会观察炉内情况凭经验进行判断。机会观察炉内情况凭经验进行判断。l若炉膛白亮、渣面上有火焰和气泡冒出，泡沫渣向外涌动，若炉膛白亮、渣面上有火焰和气泡冒出，泡沫渣向外涌动， 表明炉

37、温较高；若渣面暗红，没火焰冒出，则炉温较低。表明炉温较高；若渣面暗红，没火焰冒出，则炉温较低。 3.3.出钢操作出钢操作l出钢是转炉炼钢过程的最后环节，操作中应注意以下问题：出钢是转炉炼钢过程的最后环节，操作中应注意以下问题：红包出钢红包出钢p出钢前将钢包内衬烤至发红达出钢前将钢包内衬烤至发红达80080010001000。p减少出钢时的温降，从而降低出钢温度（减少出钢时的温降，从而降低出钢温度（15152020），增加），增加 废钢用量，并提高炉龄。废钢用量，并提高炉龄。 2.5终点控制及出钢：温度判断48保持适宜的出钢时间保持适宜的出钢时间p为了减少出钢过程中的钢液吸气（应短些）和有利于所

38、加合为了减少出钢过程中的钢液吸气（应短些）和有利于所加合金的搅拌均匀（应长些），需要适当的出钢持续时间。金的搅拌均匀（应长些），需要适当的出钢持续时间。p50t以下转炉出钢持续时间应为以下转炉出钢持续时间应为1.54min；50100t转炉应转炉应持续持续36min；100t以上转炉应持续以上转炉应持续3.58min。挡渣出钢挡渣出钢p减少出钢时的下渣量，提高合金元素的收得率、防止钢液回减少出钢时的下渣量，提高合金元素的收得率、防止钢液回磷（转炉炼钢多是出钢时在包内进行脱氧合金化）。磷（转炉炼钢多是出钢时在包内进行脱氧合金化）。p目前有挡渣球、挡渣帽、挡渣塞、目前有挡渣球、挡渣帽、挡渣塞、U型

39、虹吸出钢口、气动挡型虹吸出钢口、气动挡渣等多种方式，国内使用最多的是挡渣球和挡渣帽。渣等多种方式，国内使用最多的是挡渣球和挡渣帽。 2.5终点控制及出钢49挡渣示意图50 满足脱氧的要求满足脱氧的要求 满足钢种的要求满足钢种的要求 有精炼的转炉，作为预脱氧及初步合金化。有精炼的转炉，作为预脱氧及初步合金化。 合金加入原则：脱氧能力先弱后强，先难熔。合金加入原则：脱氧能力先弱后强，先难熔。 转炉的脱氧合金化操作主要有以下两种：转炉的脱氧合金化操作主要有以下两种：钢包内脱氧合金化钢包内脱氧合金化操作简单，转炉的生产率高，炉操作简单，转炉的生产率高，炉衬寿命长，而且合金元素收得率高；但钢中残留的夹衬

40、寿命长，而且合金元素收得率高；但钢中残留的夹杂较多，炉后配以吹氩装置后这一情况大为改善。杂较多，炉后配以吹氩装置后这一情况大为改善。操作要点：操作要点：合金应在出钢合金应在出钢1/31/3时开始加，出钢时开始加，出钢2/32/3时加完，并加在时加完，并加在钢流的冲击处，以利于合金的熔化和均匀；钢流的冲击处，以利于合金的熔化和均匀；出钢过程中尽量减少下渣，并向包内加适量石灰，以出钢过程中尽量减少下渣，并向包内加适量石灰，以减少减少“回磷回磷”和提高合金的收得率。和提高合金的收得率。2.62.6脱氧及合金化脱氧及合金化51u钢包内脱氧精炼炉内合金化钢包内脱氧精炼炉内合金化冶炼一些优质钢时，钢冶炼一

41、些优质钢时，钢液必须经过真空精炼以控制气体含量，此时多采用转炉液必须经过真空精炼以控制气体含量，此时多采用转炉出钢时包内初步脱氧，而后在真空炉内进行脱氧合金化。出钢时包内初步脱氧，而后在真空炉内进行脱氧合金化。n真空炉内脱氧合金化的操作要点：真空炉内脱氧合金化的操作要点：W、Ni、Cr、Mo等难熔合金应在真空处理开始时加等难熔合金应在真空处理开始时加入，以保证其熔化和均匀，并降低气体含量；入，以保证其熔化和均匀，并降低气体含量；对于对于B、Ti、V、RE等贵重的合金元素应在处理后期等贵重的合金元素应在处理后期加入，以减少挥发损失。加入，以减少挥发损失。采用了钢包喂丝技术进行合金化。采用了钢包喂

42、丝技术进行合金化。2.6脱氧及合金化52计算公式计算公式l钢液中元素残留量：钢液中元素残留量：钢液的残钢液的残Si量一般为量一般为0.010.02%，称，称“痕迹痕迹”，可以忽略。，可以忽略。钢液的残钢液的残Mn量则与终点碳和造渣方法有关，终点碳低于量则与终点碳和造渣方法有关，终点碳低于0.08%时残锰为铁水含锰量的时残锰为铁水含锰量的30%；终点碳高于；终点碳高于0.16%时残锰时残锰为铁水含锰量的为铁水含锰量的40%；采用双渣法时钢液的残锰很低；采用双渣法时钢液的残锰很低。(%=%iiiiMMMf规格残合金）某合金加入量（kg/炉）出钢量合金加入量的确定53l 合金元素收得率合金元素收得率

43、n 正确估计合金元素的收得率是完成脱氧合金化任务的关键。正确估计合金元素的收得率是完成脱氧合金化任务的关键。对于硅通常为对于硅通常为75-80%左右，而锰则为左右，而锰则为95%左右，实际生产中的左右，实际生产中的具体数值与下列因素有关：具体数值与下列因素有关： 钢液温度高时合金元素的收得率高（均为吸热反应）；钢液温度高时合金元素的收得率高（均为吸热反应）； 终点碳高时合金元素的收得率高（终点碳高时合金元素的收得率高（C高高O低）；低）； 加入量大时合金元素的收得率高（加入量大时合金元素的收得率高（O一定，合金元素氧化一定，合金元素氧化量也一定）；量也一定）； 同时使用两种合金时脱氧能力弱的收

44、得率高；同时使用两种合金时脱氧能力弱的收得率高； 出钢过程中下渣多时合金元素的收得率低（出钢过程中下渣多时合金元素的收得率低（FeO多）。多）。l 注意：注意：若用复合脱氧剂如若用复合脱氧剂如Mn-Si合金时，按调锰计算其用量合金时，按调锰计算其用量（该合金含锰高），然后计算其所带硅量，最后计算补齐硅所（该合金含锰高），然后计算其所带硅量，最后计算补齐硅所需需Fe-Si合金量。合金量。合金加入量的确定543.3.溅渣护炉操作制度溅渣护炉操作制度 溅渣护炉技术发展及特点 溅渣护炉基本原理 溅渣护炉操作方法 溅渣护炉基本工艺参数 炉渣成分和结构变化 溅渣层和炉衬结合机理553.13.1溅渣护炉技术

45、发展及特点溅渣护炉技术发展及特点 炉龄是转炉炼钢的重要技术指标，提高炉龄不仅降低了炉龄是转炉炼钢的重要技术指标，提高炉龄不仅降低了生产成本而且提高了转炉的生产效率。生产成本而且提高了转炉的生产效率。 九十年代，美国开发成功转炉溅渣护炉技术，创造了九十年代，美国开发成功转炉溅渣护炉技术，创造了2000020000炉的世界最高炉龄纪录。炉的世界最高炉龄纪录。 溅渣护炉在我国推广也取得显著的经济效益：炉龄普遍溅渣护炉在我国推广也取得显著的经济效益：炉龄普遍提高提高3 34 4倍，最高炉龄已达到倍，最高炉龄已达到3000030000炉以上，吨钢炉衬炉以上，吨钢炉衬耐火材料消耗降低耐火材料消耗降低0.2

46、0.21.0kg1.0kg，补炉料消耗减少补炉料消耗减少0.50.51.0kg/t1.0kg/t，转炉利用系数提高转炉利用系数提高3 31010。563.13.1溅渣护炉技术发展及特点溅渣护炉技术发展及特点n 操作简便操作简便 炉渣调整成分后，利用氧枪和自动控制系炉渣调整成分后，利用氧枪和自动控制系统，改供氧气为供氮气，即可降枪进行溅渣操作；统，改供氧气为供氮气，即可降枪进行溅渣操作； n 成本低成本低 充分利用了转炉高碱度终渣和制氧厂副产品充分利用了转炉高碱度终渣和制氧厂副产品氮气，加少量调渣剂氮气，加少量调渣剂( (如菱镁球、轻烧白云石等如菱镁球、轻烧白云石等) )就可就可实现溅渣，还可以

47、降低吨钢石灰消耗；实现溅渣，还可以降低吨钢石灰消耗；n 时间短时间短 一般只需一般只需34min34min即可完成溅渣护炉操作，即可完成溅渣护炉操作，不影响正常生产；不影响正常生产；n 溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状。形状。573.23.2基本原理基本原理 溅渣补炉的基本原理是在转炉出钢后，溅渣补炉的基本原理是在转炉出钢后，调整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气，调整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气，使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬的保护层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲的保护层，减轻炼钢过程对

48、炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高炉龄的目的。炉龄的目的。58 溅渣（a）与未溅渣（b）时残留炉衬对比图 4409炉 1196炉593.33.3操作方法操作方法 溅渣护炉操作步骤：溅渣护炉操作步骤： 1)1)将钢出尽后留下全部或部分炉渣；将钢出尽后留下全部或部分炉渣； 2)2)观察炉渣稀稠、温度高低，决定是否加入调渣剂，并观观察炉渣稀稠、温度高低，决定是否加入调渣剂，并观察炉衬侵蚀情况；察炉衬侵蚀情况； 3)3)摇动炉子使炉渣涂挂到前后侧大面上；摇动炉子使炉渣涂挂到前后侧大面上； 4)4)下枪到预定高度，开始吹氮、溅渣，使炉衬全面挂上渣下枪到预

49、定高度，开始吹氮、溅渣，使炉衬全面挂上渣后，将枪停留在某一位置上，对特殊需要溅渣的地方进行后，将枪停留在某一位置上，对特殊需要溅渣的地方进行溅渣；溅渣； 5)5)溅渣到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪；溅渣到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪； 6)6)检查炉衬溅渣情况，是否尚需局部喷补，如已达到要求，检查炉衬溅渣情况，是否尚需局部喷补，如已达到要求，即可将渣出到渣罐中，溅渣操作结束。即可将渣出到渣罐中，溅渣操作结束。603.33.3操操作方法作方法 有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉衬表面，是溅渣护炉的技术关键，其效果取决于：衬表面，是溅渣护炉的技术关键，其效果取决于：u熔池内留渣量和渣层厚度；熔池内留渣量和渣层厚度；u熔渣的物化性质，包括成分、熔点、过热度、表面熔渣的物化性质，包括成分、熔点、过热度、表面张力和粘度；张力和粘度；u溅渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流量，枪溅渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流量，枪位及喷枪孔数和夹角等。位及喷枪孔数和夹角等。613.43.4基本工艺参数基本工艺参数1)1)熔池内的合适熔池内的合适渣量渣量u冷态试验结果，各种顶吹气体流量条件下，冷态试验结果，各种顶吹气体流量条件下，1010左右渣量左右渣量溅渣效果最好。溅渣效果最好。u国内几家钢厂溅渣实践和