炼钢工艺流程及典型案例介绍(共62页).ppt

1、1 炼钢培训讲义炼钢培训讲义 唐山港陆钢铁唐山港陆钢铁 2021年年9月月10日日2目目 录录 第一章：炼钢主要任务、反响原理及工艺流程 第二章：氧气转炉的主要任务、附属设备 第三章:精炼炉 第四章：连铸铁包、钢包、中间包 第五章：氧气转炉喷溅的控制3 炼钢的主要任务是将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢，并使其具有一定的物理化学性能和力学性能，主要的任务概括为“四脱、两去、两调整 “四脱： 脱碳、脱硫、脱磷、脱氧； “两去: 去除有害气体、去除有害杂质； “两调整：调整钢液温度，调整合金料成分。 脱碳并将其含量调整到一定的范围。钢中含碳量增加，那么硬度、强度、脆性都将提高，而延展性能将下

2、降；反之，含碳量减少，那么硬度、强度下降，而延展性提高。所以，炼钢过程必须按钢种规格将碳氧化至一定范围。 去除杂质，主要包括： 脱磷、脱硫：对绝大多数钢种来说，P、S均为有害杂质，P可引起钢的冷脆，而S那么引起钢的热脆，因此，要求在炼钢过程中尽量除之。第一章第一章 炼钢的主要任务炼钢的主要任务硫、磷、氧、氮和夹杂物4 脱氧：由于在转炉冶炼过程中，向熔池中输入大量的氧以氧化杂质，致使钢液中溶入一定量的氧，它将大大影响钢的质量。因此，需降低钢中的含氧量。一般是向钢液中参加比铁有更大亲氧力的元素来完成如Al、Si、Mn等合金。 去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮；非金属夹杂物包

3、括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它们所形成的复杂化合物。在转炉冶炼中，主要靠碳氧反响时产生CO气泡的逸出，引起熔池沸腾来降低钢中气体和非金属夹杂物。 调整钢液成份和温度。 为保证钢的各种物理、化学性能，除控制钢液的碳含量和降低杂质含量外，还应参加适量的合金元素使其含量到达钢种规格范围；为保证钢液能顺利浇铸，根据冶炼过程的要求不断将钢液温度调整到适宜的范围。 将钢液浇铸成质量合格的钢坯。 通过连铸，将钢液浇铸成各种不同断面、不同尺寸的质量合格的钢坯。 炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、升温、搅拌等手段完成炼钢根本任务第一章第一章 炼钢的主要任务炼钢的主要任务5脱碳脱碳主主要要任任务务脱磷、脱硫

4、脱磷、脱硫脱氧合金化脱氧合金化去气和夹杂去气和夹杂提高温度提高温度措施措施炼钢过程使用氧化剂，如吹入氧炼钢过程使用氧化剂，如吹入氧气，加入铁矿石等气，加入铁矿石等措施措施措施措施措施措施措施措施使用造渣剂造好渣使用造渣剂造好渣加入脱氧剂、合金料加入脱氧剂、合金料利用碳氧反应利用碳氧反应氧气转炉炼钢：氧气转炉炼钢：铁水的物理热和化铁水的物理热和化学热，不需外来热学热，不需外来热源源第一章第一章 炼钢的主要任务：炼钢的主要任务：61.21.2炼钢反响的原理炼钢反响的原理炼钢的化学反响：炼钢的化学反响：1 1硅的氧化与复原硅的氧化与复原Si+O2Si+O2(SiO2) (SiO2) Si+2(FeO

5、) Si+2(FeO)(SiO2)+2Fe (SiO2)+2Fe 2 2锰的氧化与复原锰的氧化与复原 Mn+FeOMn+FeO(MnO)+Fe (MnO)+Fe 3 3脱碳反响脱碳反响 C+OC+OCO CO 4 4脱磷反响脱磷反响 P+2(FeO)=(P2O5)+2Fe P+2(FeO)=(P2O5)+2Fe 2P+5(FeO)+4(CaO)=(4Ca2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO P2O5)+5FeO P2O5)+5Fe5 5脱硫反响脱硫反响 FeS+(CaO)FeS+(CaO)(CaS)+(FeO)(CaS)+(FeO) FeS+(MnO) FeS+(MnO)(MnS)+(

6、FeO) (MnS)+(FeO) FeS+(MgO) FeS+(MgO)(MgO)+(FeO) (MgO)+(FeO) 7项 目钢生铁碳(质量分数)2，一般，一般0.041.72，一般2.54.3硅、锰、磷、硫含量较少较少较多熔点1450153011001150机械性能强度、塑性、韧性好强度、塑性、韧性好硬而脆，耐磨性好可锻性好好差焊接性好好差热处理性能好好差铸造性好更好1.3 1.3 钢和生铁的主要区别钢和生铁的主要区别 钢和生铁最根本的区别是含碳量不同，钢中含碳量钢和生铁最根本的区别是含碳量不同，钢中含碳量2，生铁含碳，生铁含碳量量2。81.4 1.4 炼钢生产工艺及主要设备流程图炼钢生产

7、工艺及主要设备流程图9工艺流程图工艺流程图合 格 废 钢（计量后）高炉铁水600吨混铁炉75（150）t氧气顶吹转炉炉外精炼炉外精炼炉外精炼5流方坯连铸机双流板坯连铸机合格铁水（计量后）造渣(合金)料1.51.5炼钢生产工艺流程炼钢生产工艺流程10第二章第二章 氧气转炉主要任务氧气转炉主要任务氧气转炉的主要任务：氧气转炉的主要任务： 以铁水和废钢为原料，向转炉熔池以铁水和废钢为原料，向转炉熔池吹吹入氧气，使杂质氧化，杂质元素氧化热入氧气，使杂质氧化，杂质元素氧化热提提高钢水温度，一般在高钢水温度，一般在25-3525-35分钟内完成一分钟内完成一次精炼的快速炼钢法。包括混铁炉、顶次精炼的快速炼

8、钢法。包括混铁炉、顶底底吹转炉和炉后喂丝机三个局部。吹转炉和炉后喂丝机三个局部。特点：特点：112.12.1氧气转炉主要设备氧气转炉主要设备混铁炉：混铁炉： 高炉和转炉之间的炼钢辅助设备。高炉和转炉之间的炼钢辅助设备。主要用于调节和均衡高炉和转炉主要用于调节和均衡高炉和转炉之间铁水供求的设备，保证不间之间铁水供求的设备，保证不间断地供给转炉需要的铁水，铁水断地供给转炉需要的铁水，铁水在混铁炉中储存和混匀铁水成份在混铁炉中储存和混匀铁水成份及均匀温度，对转炉炼钢非常有及均匀温度，对转炉炼钢非常有利。利。铁出铁铁炉转炉兑铁122.1 氧气转炉炉体结构主体结构氧气转炉炉体结构主体结构13 炉底结构有

9、两种类型，即炉底结构有两种类型，即固定式固定式炉底炉底和和可拆卸式活底可拆卸式活底。炉壳要具有足。炉壳要具有足 够的强度和刚度，一般采用够的强度和刚度，一般采用低合金钢低合金钢容器钢板容器钢板制作制作 。 托圈托圈、耳轴耳轴是用以支撑炉体和传是用以支撑炉体和传递动力矩的机构。转炉和托圈的全部递动力矩的机构。转炉和托圈的全部载荷都通过耳轴经载荷都通过耳轴经轴承座轴承座传递给地基传递给地基炉底结构有两种类型，即炉底结构有两种类型，即固定式炉底固定式炉底和和可拆卸式活底可拆卸式活底。 2.2 2.2 氧气转炉炉体结构氧气转炉炉体结构14 2.2 氧气转炉炉体结构倾动机构氧气转炉炉体结构倾动机构 倾动

10、机构：能使转炉炉体正反旋转倾动机构：能使转炉炉体正反旋转360度，在启动、旋转和制动时，度，在启动、旋转和制动时，能保持平稳，并能准确的停在要求能保持平稳，并能准确的停在要求的位置上，平安可靠。的位置上，平安可靠。 电动机电动机 减速装置减速装置内衬：内衬： 绝热层绝热层永久层永久层填充层填充层工作层工作层15 2.3氧气转炉主要设备氧枪氧气转炉主要设备氧枪 氧枪由氧枪由喷头喷头、枪身枪身和和枪尾枪尾组成，通常吹组成，通常吹氧装置都带两只氧枪，一只工作，一只氧装置都带两只氧枪，一只工作，一只备用。备用。 枪身枪身由三层同心圆钢管组成，枪尾与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

11、。进水管、出水管和进氧管相连。喷头喷头 ：是将是将压力能转换成动能压力能转换成动能的能量器，的能量器，目前氧枪使用的喷头多为目前氧枪使用的喷头多为拉瓦喷头。拉瓦喷头。氧枪：氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一氧枪：氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一162.42.4氧气转炉的辅助设备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，将料斗内的补炉料进行搅拌，并通压缩空气使其搅拌充分、混合均匀。在输送胶管的出口接一根钢管并通水；混有补炉料的高速空气流将水雾化，被浸湿的补炉料由压缩空气喷射到炉衬需要修补的各个部位。 拆炉机：转炉炉衬在吹炼过程中，由于机械

12、、化学和热力作用而逐渐被侵蚀变薄，直到无法修补时，必须停止吹炼。此时，转炉即结束了一个炉役的使用周期，称一个炉役期，只有重新修砌炉衬才能继续炼钢。修炉操作包括炉衬的冷却、撤除旧炉衬和砌筑新炉衬等炉料喷补172.42.4氧气转炉的辅助设备氧气转炉的辅助设备铁水包鱼雷铁包车炉渣盆铁钢包车的作用是承载钢包、接受钢水并运送钢包过跨182.52.5氧气转炉的气体氧气转炉的气体一、氧气一、氧气 氧气是氧气转炉炼钢的主要氧化剂，要求含氧量到达氧气是氧气转炉炼钢的主要氧化剂，要求含氧量到达99.5%99.5%以以上，并脱除水分与皂液。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别离、提纯来实现的

13、。工业用氧是通过制氧机把空气中的氧气别离、提纯来实现的。炼钢用氧由制氧厂供给，用管道输送到炉前。要求氧压稳定，满足炼钢用氧由制氧厂供给，用管道输送到炉前。要求氧压稳定，满足吹炼所要求的最低压力，并且平安可靠。吹炼所要求的最低压力，并且平安可靠。二、氮气和氩气二、氮气和氩气 氮气和氩气是制氧机制取氧气过程中的副产物，由于氮气和氮气和氩气是制氧机制取氧气过程中的副产物，由于氮气和氩气的沸点都比氧气低，因此在液态空气加热精馏时，通过不同的氩气的沸点都比氧气低，因此在液态空气加热精馏时，通过不同的别离塔，精确地控制精馏温度和压力，就可以得到工业氮气和氩气。别离塔，精确地控制精馏温度和压力，就可以得到工

14、业氮气和氩气。氩气与氧气的沸点十分接近，制取氩气更困难一些。氩气与氧气的沸点十分接近，制取氩气更困难一些。192.52.5氧气转炉的气体氧气转炉的气体五、液化天然气五、液化天然气 天然气是蕴藏在地下的烃和非烃天然气是蕴藏在地下的烃和非烃气体混合物，通常所称的天然气多指油、气体混合物，通常所称的天然气多指油、气田气。绝大多数的天然气主要成分为气田气。绝大多数的天然气主要成分为甲烷，其含量达甲烷，其含量达80% - 90%80% - 90%以上，是一以上，是一种可燃性气体。种可燃性气体。202.62.6氧气转炉附属设备氧气转炉附属设备四、一氧化碳四、一氧化碳 一氧化碳是可燃性气体，它一氧化碳是可燃

15、性气体，它在燃气中得到广泛应用。要求其在燃气中得到广泛应用。要求其纯度很高。纯度很高。 转炉煤气回收要求：含氧量转炉煤气回收要求：含氧量小于于小于于2%2%公司执行小于公司执行小于1.2%1.2%；一氧化碳含量高于一氧化碳含量高于20%20%；总之，；总之，主要的问题是防止爆炸和中毒，主要的问题是防止爆炸和中毒，故应谨慎对待。故应谨慎对待。212.62.6氧气转炉附属设备氧气转炉附属设备转炉煤气柜：转炉煤气柜： 作用收储转炉煤气，平衡作用收储转炉煤气，平衡管网压力。管网压力。222.72.7氧气转炉的主要原料氧气转炉的主要原料转炉对铁水进行冶炼操作转炉对铁水进行冶炼操作 转炉炼钢主要是以液态生

16、铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：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响所产生的热量，使金属到达出等与送入炉内的氧进行化学反响所产生的热量，使金属到达出钢要求的成分和温度。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，可参加废钢及少量的冷生及增碳剂如碳

17、粉等，为调整温度，可参加废钢及少量的冷生铁块和矿石等。铁块和矿石等。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，水、废钢、铁合金， 非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，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。气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。 232.72.7氧气转炉的主要原料铁水氧气转炉的主要原料铁水一、炼钢用原材料 炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢生铁块。炼钢用辅原料通常指造渣剂石灰、萤石、白云石、合成造渣剂、冷却剂铁矿石

18、、氧化铁皮、烧结矿、球团矿、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。一、铁水 铁水铁水是转炉炼钢的主要原料，一般占入炉量的70%-100%。铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的根本热源, ，应努力保证入炉铁水温度大于1300摄氏度，以保证炉内热源充足和成渣迅速铁水成分：硅是重要的发热元素之一。锰是弱发热元素、磷是强发热元素 铁水带渣量高炉渣中含s、A2o3量较高，过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰消耗增加，容易造成喷溅，降低炉衬寿命。因此，兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。242.72.7氧气转炉的金属料废钢氧气转炉的金属料废钢二

19、、废钢二、废钢 目前我国的钢铁积累量达六目前我国的钢铁积累量达六亿多吨，按循环期亿多吨，按循环期“9 9 年计算，年计算，每年有废钢每年有废钢)3000 )3000 万吨，假设废万吨，假设废钢的回收利用率以钢的回收利用率以80%80%计算，那计算，那么可供使用的废钢将有么可供使用的废钢将有24002400万吨。万吨。近年来，为了降低转炉炼钢的能近年来，为了降低转炉炼钢的能耗，提高转炉废钢参加量是其主耗，提高转炉废钢参加量是其主要措施之一。特别是顶底复合吹要措施之一。特别是顶底复合吹炼转炉工艺的出现，使废钢参加炼转炉工艺的出现，使废钢参加量进一步提高。量进一步提高。 用普通吊车参加废钢，将吊用普

20、通吊车参加废钢，将吊车的主钩和副钩吊起废钢料槽，车的主钩和副钩吊起废钢料槽，像兑铁水那样依靠主、副钩的联像兑铁水那样依靠主、副钩的联合动作把废钢参加转炉。合动作把废钢参加转炉。252.72.7氧气转炉的合金料散装料氧气转炉的合金料散装料 转炉常用的铁合金是锰铁、硅铁和铝。其它铁合金有钒铁、钛铁、硼铁、镍铁、铬铁、钼铁、钨铁等。对它们的根本要求是成分、数量准确，粒度适中一般为15-50mm，枯燥、无杂质。决不允许不明成分的铁合金入仓。冶炼优质钢或高合金时参加的铁合金需经加热。262.72.7氧气转炉的非金属料散装料氧气转炉的非金属料散装料轻轻烧烧石石灰灰废废钢钢粒粒轻轻烧烧白白云云石石272.8

21、2.8氧气转炉的非金属料散装料氧气转炉的非金属料散装料 有的转炉车间还设计了向有的转炉车间还设计了向钢水罐参加液态铁合金的系统。钢水罐参加液态铁合金的系统。向钢水罐参加液态铁合金的系向钢水罐参加液态铁合金的系统包括加料机构，熔化合金的统包括加料机构，熔化合金的电炉和运送铁合金的自行式铁电炉和运送铁合金的自行式铁合金平车。合金平车。 有的钢厂冶炼钢种加铝量有的钢厂冶炼钢种加铝量大，为改善铝的分布和准确控大，为改善铝的分布和准确控制钢中含铝量，设置了向钢水制钢中含铝量，设置了向钢水罐专门使用的插铝机。铝丝直罐专门使用的插铝机。铝丝直径为径为5-20mm5-20mm，铝丝插入速度为，铝丝插入速度为1

22、0-3010-30米每秒米每秒 ，在加铝的同时，在加铝的同时还向钢液中吹入惰性气体。还向钢液中吹入惰性气体。282.82.8氧气转炉的工艺过程氧气转炉的工艺过程 重要的工艺节点：重要的工艺节点： 兑铁兑铁 投料投料 吹氧吹氧 出钢出钢 扒渣扒渣292.82.8氧气转炉的工艺过程氧气转炉的工艺过程4转转炉炉加加废废钢钢1、混铁炉兑入铁水、混铁炉兑入铁水2、混铁炉出铁、混铁炉出铁3转转炉炉兑兑铁铁水水302.82.8氧气转炉的工艺过程氧气转炉的工艺过程转炉吹炼转炉吹炼5、转炉吹炼、转炉吹炼6出出钢钢7出出渣渣312.82.8氧气转炉的工艺氧气转炉的工艺1 1、吹炼过程、吹炼过程吹炼前期，也称硅锰氧

23、化期；吹炼中期，也称碳的氧化期； 终点控制，确保温度、成份、终渣。2 2、转炉冶炼的五大制度、转炉冶炼的五大制度 炼钢过程冶炼工艺分为五大制度：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。 3 3、供氧制度、供氧制度a、喷嘴的类型及特点 根据喷嘴的孔数可以分为单孔喷嘴和多孔喷嘴。大型转炉一般不用单孔氧枪，多孔氧枪有三、四、五、六孔等类型。b、供氧制度中的几个工艺参数 氧气流量与供氧强度、氧压、枪位等 c、供氧操作 恒压变枪操作 恒枪变压操作 322.82.8氧气转炉的工艺氧气转炉的工艺4 4、造渣制度、造渣制度 造渣就是要确定适宜的造渣方法、渣料的参加数量和时间以及如造渣

24、就是要确定适宜的造渣方法、渣料的参加数量和时间以及如何快速成渣。何快速成渣。 转炉炼钢造渣的目的是：去除磷、硫，减少喷溅，保护炉衬，减转炉炼钢造渣的目的是：去除磷、硫，减少喷溅，保护炉衬，减少终点氧含量。少终点氧含量。1 1、造渣方法、造渣方法 有单渣法、双渣法、留渣操作等。有单渣法、双渣法、留渣操作等。2 2、渣料参加量确实定、渣料参加量确实定 石灰参加量石灰参加量t t= = 铁矾土的参加量：铁矾土的参加量： 冶炼低碳钢时铁矾土参加量不大于冶炼低碳钢时铁矾土参加量不大于1.01.0吨；吨； 冶炼中高碳钢时铁矾土参加量不大于冶炼中高碳钢时铁矾土参加量不大于1.51.5吨。吨。 332.82.

25、8氧气转炉的工艺氧气转炉的工艺5 5、温度制度、温度制度 温度制度主要是指过程温度控制和终点温度控制，过程温度是确温度制度主要是指过程温度控制和终点温度控制，过程温度是确保终点温度合格的关键。保终点温度合格的关键。a a、热量的来源、热量的来源 氧气顶吹转炉热量的主要来源是铁水的物理热和化学热。氧气顶吹转炉热量的主要来源是铁水的物理热和化学热。b b、出钢温度确实定、出钢温度确实定 终点钢水温度主要根据以下原那么确定：终点钢水温度主要根据以下原那么确定： 1 1钢种的凝固温度；钢种的凝固温度；2 2浇注温度；浇注温度；3 3钢水温降数值；钢水温降数值； 4 4浇注方式浇注方式 5 5二次精炼方

26、式及时间。二次精炼方式及时间。6 6、终点控制、终点控制钢水到达钢种成分和温度要求的时刻，称之为钢水到达钢种成分和温度要求的时刻，称之为“终点终点。 1 1钢中碳含量到达所炼钢种控制要求；钢中碳含量到达所炼钢种控制要求； 2 2钢中钢中P P、S S含量低于规格以下的一定范围；含量低于规格以下的一定范围； 3 3出钢温度能保证进行精炼和浇铸；出钢温度能保证进行精炼和浇铸； 4 4对于沸腾钢，钢水应具有一定的氧化性。对于沸腾钢，钢水应具有一定的氧化性。另外，终渣粘度、另外，终渣粘度、(FeO)(FeO)含量、碱度等也应控制在合理范围内。含量、碱度等也应控制在合理范围内。342.82.8氧气转炉的

27、工艺氧气转炉的工艺终点控制方法 终点控制方法有三种：一次拉碳法、增碳法及高拉补吹法。人工判断方法 碳的判断看火焰、看火花、取钢样 温度的判断火焰判断、取样判断、氧枪冷却水判断、根据炉膛情况判断自动化炼钢 将铁水、原材料的温度和成份，副枪和质谱仪取得的数据输入转炉炼钢模型后，由计算机自动控制冶炼终点。7、脱氧及合金化制度 钢水中氧含量超标，影响钢坯质量，降低钢的性能，加剧钢的热脆，因此钢水必须脱氧，并调整钢水成分同时进行脱氧合金化。1、脱氧方法：沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧 目前普遍采用沉淀脱氧，可用单独脱氧法和复合脱氧法。2、脱氧合金参加原那么：脱氧剂条件，脱氧剂参加原那么：先弱后强3、脱氧操

28、作 钢包内脱氧合金化 、真空精炼炉内脱氧合金化 352.82.8氧气转炉的工艺氧气转炉的工艺8 8、炼钢的根本反响、炼钢的根本反响1.1.成渣过程成渣过程 Si+O(SiO2) Fe+O(FeO) Mn+O(MnO)Si+O(SiO2) Fe+O(FeO) Mn+O(MnO) (FeO)+(SiO2)+CaO(CaOFeOSiO2) (FeO)+(SiO2)+CaO(CaOFeOSiO2) 2.2.脱磷反响脱磷反响 2P+5(FeO)+n(CaO)(nCaOP2O5)+5Fe2P+5(FeO)+n(CaO)(nCaOP2O5)+5Fe3.3.脱硫反响脱硫反响 FeS+(CaO)(CaS)+(F

29、eO)FeS+(CaO)(CaS)+(FeO)4.4.脱碳反响脱碳反响 C+O=CO C+2O=CO2C+O=CO C+2O=CO25.5.脱氧反响脱氧反响 2Al+3O=(Al2O3)2Al+3O=(Al2O3)36采用的根本手段采用的根本手段 渣渣 洗洗：脱氧、脱硫、去夹杂 真真 空空：脱氢、脱氮、脱氧、去夹杂 搅搅 拌拌：调温、混匀、净化 加加 热热：防止钢液冷却 喷喷 吹吹：脱氧、脱硫、去夹杂第三章炼钢炉外精炼第三章炼钢炉外精炼37第三章炼钢炉外精炼第三章炼钢炉外精炼 按传统工艺，将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质、成分和温度的调整和均匀化等任务，局部或全部地移到钢包或其他容器

30、中进行。作用：38钢包精炼炉(LF) 加热与温度控制 白渣精炼工艺 合金微调与窄成分控制第三章炼钢炉外精炼第三章炼钢炉外精炼39真空吹氧脱碳 将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳，同时从钢包底部向上吹氩搅拌。第三章炼钢炉外精炼第三章炼钢炉外精炼40第四章炼钢连铸第四章炼钢连铸 连铸连铸是通过连铸机将钢液连续是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯，然后直接送轧钢车间地铸成钢坯，然后直接送轧钢车间轧制成钢材。轧制成钢材。连铸与传统的钢锭模浇铸相比连铸与传统的钢锭模浇铸相比有很大的有很大的技术经济优越性技术经济优越性，主要表，主要表现在：现在：简化工序简化工序41 1、转炉冶炼的钢水经过脱氧合金

31、化和温度、成分的调整，调运到连铸平台，钢液由钢包注入中间包内，中间包暂时储存钢液，再浇注到结晶器内，钢液在结晶器内迅速冷却，形成外表为凝固坯壳内部未凝固的钢水的铸坯，随着拉辊缓慢地将带液心的铸坯从结晶器拉出，中间包内的钢水也连续地注入结晶器内，带液芯的铸坯在二次冷却区接受喷水的强制冷却，当拉到规定位置时，铸坯内部完却凝固，然后将铸坯切割成规定的尺寸，由出坯装置送到热轧厂进行轧制。 2、连铸机流程图图连铸流程示意图图连铸流程示意图4.14.1炼钢连铸工艺流程炼钢连铸工艺流程42提高金属的收得率提高金属的收得率节约能量消耗节约能量消耗改善劳动条件，易于实改善劳动条件，易于实现自动化现自动化铸坯质量

32、好铸坯质量好4.14.1炼钢连铸工艺流程炼钢连铸工艺流程立 式立弯式弧 形椭圆形水 平连铸机的未来应用最广泛434.24.2炼钢连铸的设备和设施炼钢连铸的设备和设施钢包回转台钢包回转台 中间包中间包444.2炼钢连铸的设备和设施炼钢连铸的设备和设施去去 渣渣减压稳流减压稳流分分 流流贮贮 钢钢 作用作用: :454.24.2炼钢连铸的设备弧形连铸机炼钢连铸的设备弧形连铸机464.24.2炼钢连铸的设备钢包旋转台炼钢连铸的设备钢包旋转台 旋转台可承托一个旋转台可承托一个或两个钢包，一包在浇注或两个钢包，一包在浇注位置时，另一包备用。采位置时，另一包备用。采用旋转台以后，大大缩短用旋转台以后，大大

33、缩短了换包时间，为实现了换包时间，为实现多炉多炉连浇连浇创造了条件。创造了条件。 动画视频474.2炼钢连铸的设备扇形段炼钢连铸的设备扇形段扇形段：包括弯曲段、弧形段、扇形段：包括弯曲段、弧形段、矫直段和水平段矫直段和水平段弯曲段为0段，其设计型式为连续弯曲型，辊数17对，辊径150mm，辊型为三分节辊；弧形段为1-3段，弧形半径5m，辊数7对，辊径和矫直段、水平段相同，均为200mm，辊型为三分节辊；矫直段为4-5段，弧形半径为5m，7对自由辊，1对驱动辊；水平段为6-10段，其中6段和10段为6个自由辊，2个驱动辊，其它为7个自由辊，1个驱动辊。动态轻压下示意图动态轻压下示意图484.24

34、.2炼钢连铸的设备结晶器炼钢连铸的设备结晶器作用：作用： 规定铸坯形状规定铸坯形状 强制钢液迅速冷却强制钢液迅速冷却 保证形成足够强度和厚度较保证形成足够强度和厚度较均匀的坯壳均匀的坯壳 结晶器的冷却亦称为结晶器的冷却亦称为一次冷一次冷却却494.24.2炼钢连铸的设备二次冷却系统炼钢连铸的设备二次冷却系统 二冷区二冷区的长度应能的长度应能使铸坯在该区内全部凝固，使铸坯在该区内全部凝固，而铸坯温度不低于而铸坯温度不低于800800-900900。 二冷装置包括二冷装置包括冷却水喷嘴和夹辊。冷却水喷嘴和夹辊。我国根本上都用压我国根本上都用压力喷嘴。力喷嘴。50 作用是作用是拉坯并将铸坯矫直拉坯并

35、将铸坯矫直。浇注前，拉坯矫直机还要把引锭送到。浇注前，拉坯矫直机还要把引锭送到结晶器内。浇注开始后铸坯拉至切割机处时，再把引锭杆脱掉。结晶器内。浇注开始后铸坯拉至切割机处时，再把引锭杆脱掉。4.24.2炼钢连铸的设备拉坯矫直机炼钢连铸的设备拉坯矫直机514.24.2炼钢连铸的设备切坯装置火切机炼钢连铸的设备切坯装置火切机 火焰切割火焰切割 52 引锭装置由引锭头和引锭杆两局部组成。常用的引锭头主要有燕尾槽式和钩头式两种 。4.24.2炼钢连铸的设备引锭装置炼钢连铸的设备引锭装置534.2炼钢连铸的设备炼钢连铸的设备544.2炼钢连铸的设备炼钢连铸的设备55 喷溅是转炉吹炼过程中经常发生的一种现

36、象，通常人们把随炉气携喷溅是转炉吹炼过程中经常发生的一种现象，通常人们把随炉气携走、从炉口滋出或喷出炉渣与金属的现象称为喷溅。喷溅的产生，造成走、从炉口滋出或喷出炉渣与金属的现象称为喷溅。喷溅的产生，造成大量的金属和热量损失，引起对炉衬的冲刷加剧，可造成粘枪、烧枪、大量的金属和热量损失，引起对炉衬的冲刷加剧，可造成粘枪、烧枪、炉口和烟罩粘渣，增大清渣处理的劳动。炉口和烟罩粘渣，增大清渣处理的劳动。1、喷溅的类型：、喷溅的类型： 1爆发性喷溅爆发性喷溅 2泡沫渣喷溅泡沫渣喷溅 3金属喷溅金属喷溅2、喷溅的控制与预防、喷溅的控制与预防2.1爆发性喷溅爆发性喷溅爆发性喷溅产生的原因爆发性喷溅产生的原

37、因 熔池内碳氧反响不均衡，熔池内碳氧反响不均衡， 瞬时产生大量的瞬时产生大量的CO气体。这是发生爆发性气体。这是发生爆发性喷溅的根本原因。在正常情况下，碳均匀氧化，喷溅的根本原因。在正常情况下，碳均匀氧化， 生成的生成的CO气体均匀排气体均匀排出，不致产生猛烈的喷溅。出，不致产生猛烈的喷溅。爆发性喷溅的预防和处理爆发性喷溅的预防和处理 1 控制好熔池温度。前期温度不过低，控制好熔池温度。前期温度不过低， 中后期温度不过高，中后期温度不过高， 均匀均匀升温，升温， 严禁突然冷却熔池，严禁突然冷却熔池， 碳氧反响均衡进行，碳氧反响均衡进行， 消除爆发性的碳氧反消除爆发性的碳氧反响。响。第六章氧气转

38、炉第六章氧气转炉喷溅的控制喷溅的控制56喷溅的控制喷溅的控制: 碳在剧烈氧化时，对于温度的变化非常敏感，如果由于操作上的原碳在剧烈氧化时，对于温度的变化非常敏感，如果由于操作上的原因使熔池骤然冷却，因使熔池骤然冷却， 温度下降，温度下降， 抑制了正在迅速进行的碳氧反响，抑制了正在迅速进行的碳氧反响， 供供入的氧气开始积聚。一旦熔池温度升高到一定程度，入的氧气开始积聚。一旦熔池温度升高到一定程度，TFe积聚到积聚到20%以以上时，碳氧反响重新以更猛烈的速度进行，上时，碳氧反响重新以更猛烈的速度进行， 瞬时间排出大量具有巨大瞬时间排出大量具有巨大能量的气体，能量的气体， 从炉口夺路而出。同时，从炉

39、口夺路而出。同时， 还挟带着大量的钢水和熔渣，还挟带着大量的钢水和熔渣， 造成较大的喷溅。造成较大的喷溅。2控制好熔渣中控制好熔渣中TFe含量，保证不出现积聚现象，以防止造成炉渣过含量，保证不出现积聚现象，以防止造成炉渣过分发泡或引起爆发性的碳氧反响。具体讲应注意以下情况：片面强调分发泡或引起爆发性的碳氧反响。具体讲应注意以下情况：片面强调前期快化渣，采用了过高的枪位操作，使前期温度上升缓慢，前期快化渣，采用了过高的枪位操作，使前期温度上升缓慢， TFe积积聚过多，聚过多， 一旦碳开始剧烈氧化时，往往会引起大喷。因此，一旦碳开始剧烈氧化时，往往会引起大喷。因此， 但凡前期但凡前期炉渣化得早，炉

40、渣化得早， 就应及时降枪以控制渣中就应及时降枪以控制渣中TFe， 同时促进熔池升温，同时促进熔池升温， 碳碳得以均匀的氧化。防止碳焰上来后的大喷。得以均匀的氧化。防止碳焰上来后的大喷。 二批料参加不当时，二批料参加不当时， 使熔池温度明显下降，使熔池温度明显下降， 抑制了碳的氧化，抑制了碳的氧化， 等温度再度提高后，也会产生大喷。最好采用小批量屡次参加的方式，等温度再度提高后，也会产生大喷。最好采用小批量屡次参加的方式， 有利于消除因二批渣料参加冷却熔池而引起的大喷。有利于消除因二批渣料参加冷却熔池而引起的大喷。第六章氧气转炉第六章氧气转炉喷溅的控制喷溅的控制57 在处理炉渣在处理炉渣 “返干

41、返干 或加速终点渣形成时，或加速终点渣形成时， 参加了参加了过量的萤石，过量的萤石， 或者采用了过高的枪位操作，使终点渣化或者采用了过高的枪位操作，使终点渣化得过早，得过早， 或或TFe积聚，积聚， 此时碳的氧化还很剧烈，此时碳的氧化还很剧烈， 也会也会造成大喷。造成大喷。 终点炉渣根本化好，终点炉渣根本化好， 降枪过早、过低时，降枪过早、过低时， 由于熔池由于熔池内碳含量还较高，碳的氧化速度猛增，也会产生大喷。内碳含量还较高，碳的氧化速度猛增，也会产生大喷。所以应控制好终点的降枪时机。所以应控制好终点的降枪时机。炉役前期炉膛小，炉役前期炉膛小， 前期温度低，前期温度低， 渣中渣中TFe偏高，

42、偏高， 要注要注意及时降枪，不使意及时降枪，不使TFe过高，过高， 以免喷溅。以免喷溅。 补炉后，炉衬温度偏低，前期吹炼温度随之降低，补炉后，炉衬温度偏低，前期吹炼温度随之降低，造成氧化性强，造成氧化性强， 要注意及时降枪，控制渣中要注意及时降枪，控制渣中TFe含量，含量，以免喷溅。以免喷溅。 对此现场总结为：前期喷渣，炉温过低；中期喷渣，对此现场总结为：前期喷渣，炉温过低；中期喷渣，炉温过高。假设采用留渣操作，炉温过高。假设采用留渣操作， 所留熔渣所留熔渣TFe较高，兑较高，兑铁前如果没有采取冷凝熔渣的措施，也可能产生爆发性铁前如果没有采取冷凝熔渣的措施，也可能产生爆发性喷溅。喷溅。 吹炼过

43、程一旦发生喷溅就不要轻易降枪，吹炼过程一旦发生喷溅就不要轻易降枪， 因为降枪因为降枪以后，碳的氧化反响更加剧烈，以后，碳的氧化反响更加剧烈， 反而会加剧喷溅。此时反而会加剧喷溅。此时可适当的提枪，可适当的提枪， 这样一方面可以降低碳的氧化反响速度这样一方面可以降低碳的氧化反响速度和熔池升温速度，和熔池升温速度， 另一方面也可以借助于氧气之流股的另一方面也可以借助于氧气之流股的冲击作用吹开熔渣，冲击作用吹开熔渣， 促进气体的排出。促进气体的排出。 第六章氧气转炉喷溅的控制第六章氧气转炉喷溅的控制5858泡沫性喷溅产生的原因泡沫性喷溅产生的原因 有时各炉吹炼情况差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有

44、的炉次有时各炉吹炼情况差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有的炉次有大喷，有大喷， 有的就没有。这说明除了碳的氧化不均衡外，还有其他原因有的就没有。这说明除了碳的氧化不均衡外，还有其他原因引起喷溅，如炉容比的大小、渣量多少、引起喷溅，如炉容比的大小、渣量多少、 熔渣泡沫化程度等。熔渣泡沫化程度等。 在铁水在铁水 Si含量高，含量高， 渣中渣中SiO2含量较高，含量较高， 渣量大时，渣量大时， 再加上熔渣再加上熔渣内内TFe较高，熔渣外表张力降低，较高，熔渣外表张力降低， 熔渣泡沫太多，熔渣泡沫太多， 阻碍着气体通畅排阻碍着气体通畅排出，使渣层厚度增加，严重时能够上涨到炉口。出，使渣层厚度增加，严

45、重时能够上涨到炉口。炉内有大量泡沫渣存在，炉内有大量泡沫渣存在， 说明在熔渣中保存了大量的气体。当熔渣起说明在熔渣中保存了大量的气体。当熔渣起泡沫时，渣面上涨到接近于炉口。此时，只要有一个不大的冲击力，泡沫时，渣面上涨到接近于炉口。此时，只要有一个不大的冲击力， 就能把熔渣从炉口推出，就能把熔渣从炉口推出， 熔渣所夹带的金属液也随之而出，熔渣所夹带的金属液也随之而出， 造成较大造成较大的喷溅。同时泡沫渣对熔池液面覆盖良好，的喷溅。同时泡沫渣对熔池液面覆盖良好， 对气体的排出有阻碍作用。对气体的排出有阻碍作用。因此严重的泡沫渣就是造成泡沫性喷溅的原因。显然，因此严重的泡沫渣就是造成泡沫性喷溅的原因。显然， 渣量大比较容渣量大比较容易产生喷溅；炉容比大的转炉，气体排出通畅，易产生喷溅；炉容比大的转炉，气体排出通畅， 发生较大喷溅的可能发生较大喷溅的可能性小些。性小些。预防预防 泡沫性喷溅由于渣中泡沫性喷溅由于渣中TFe较高，较高， 往往伴随着爆发性喷溅。泡沫性喷往往伴随着爆发性喷溅。泡沫性喷溅的预防和处理根据泡沫性喷溅产生的原因，溅的预防和处理根据泡沫性喷溅产生的原因， 预防的措施如下：预防的措施如下： 1控制好铁水中的控制好铁水中的Si含量，含量， Si含量高采用双渣操作。含量高采用