炼钢工艺知识

1、炼钢基本概况 一、工艺流程及主要设备:1、工艺流程：铁水罐一混铁炉 i 铁水包 i 转炉 i 钢包一大包回转台中间包 结晶器 拉矫切割 冷床 11 堆垛或热送KR LF VD2、主要工艺设备：Sbi混铁炉五座:300吨两座、500吨一座、 750吨一座、1300吨一座；60吨氧气顶吹 转炉四座、120吨顶底复吹转炉两座；连 铸机四机四流一台、五机五流三台、八机 八流两台。炼钢主厂房内有炉渣跨、加料跨、转 炉跨、过渡跨、连铸跨、精整跨、第二出 坯跨、另有处理转运钢渣的渣跨。3、主要产品及规格：钢坯断面 mm： 130X130、150X150、 矩形坯 165X225、165X280 ；钢坯定尺：

2、2.9-12m4、冶炼钢种：Q195、Q215、Q235、Q345B、HPB235、 HRB335、 HRB400、 30MnSi、 45 钢H ( hot rolled )表示热轧、R (ribbed)表示带肋、P (plain)表示光 圆、B (bars)表示钢筋。热轧带肋钢筋分 为 HRB335、HRB400、HRB500 三个牌号， 分别相当于ii、m、w级钢筋。各工序的基本任务：1=各工序的基本任务混铁炉：主要是将高炉供应的铁水均匀其 成份和温度，并负责向冶炼连续供应铁水; 转炉：将铁水、废钢等在一定的条件下冶 炼成钢水；连铸：将钢水浇注成钢坯； 精整：按照质量标准和用户要求将不合格

3、 品清除；码垛：按炉号标识将钢坯入库。钢和铁的概念： 钢：含碳小于2.11%的铁碳合金。其主要 元素有 C、Si、Mn、P、So铁：含碳大于2.11%的铁碳合金。并含有 其它元素的可变形的铁碳合金。炼钢的主要任务脱碳:把转炉熔池中碳降至所炼钢种的 要求；去P和去S：P和S是钢中的有害元素， 必须降低到规定的范围内。去除气体和非金属夹杂物：气体和非金 属夹杂物对钢的性能有影响，必须降低 到规定的范围之内；:氧脱氧合金化：脱氧是把钢中的氧降低到 所需的水平，合金化是在脱氧的同时， 根据所炼钢种加入各种合金，使元素达 到规定范围。调整温度和成份。三、原料1、主原料1 ）铁水：化学成份要求Si:0.6

4、-1.25%、SW0.070%、PW0.150%铁水温度N1250C，带渣量W1%。III2）废钢：块度最大边长W 400mm，单重 300kg,度 W 200mm要求清洁、干燥不得含有泥沙、耐材、封 闭容器、爆炸物及锡、铅等有色金属。3 ）入炉生铁块化学成份要求：Si W1.25%P W0.200%S W0.100%2、辅原料：1）石灰：主要成份CaO，是炼钢主要 造渣材料，具有脱P、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重要影响。 冶金石灰活性度是反映石灰质量的重要指标，活性度高的石灰又称活性石灰。具有 体积密度小15-17g/cm3，气孔率高

5、50%，活性度高N300, Ca0N90%等特点。2）生白云石:主要成份:CaCq我叫， 作用主要是改变炉渣成分，降低炉渣熔 点和粘度。增加冶炼初期MgO含量，减 轻初期渣对炉衬的侵蚀；可以减缓和推 迟石灰表面形成2CaO SiO，提高石灰熔2化速度。3）污泥球：主要成份CaO和FeO，主 要是帮助化渣和做为冷却剂；4）改质剂：主要成份MgO和们主要 是对终渣调质，保证溅渣护炉需要；5）增碳剂：主要成份为游离碳，调整 钢中碳含量达到要求。3、铁合金料：Ill1）硅铁：密度3.5t/m3，堆密度1.5 t/m3 ； 2）硅锰：密度6.3t/m3,堆密度3.0 t/m3； 3）锰铁：密度7.8t/

6、m3，堆密度3.5 t/m34）硅钡:Si 51%，Ba 26%5）钢水净化剂 CaO37%,SiO 14% ,C 18% ；26）钒铁 7）氮化钒8）铌铁 9）碳化硅：65#, Si 44%, C 32%4、常用气体：1）氧气：助燃剂，要求纯度N99.5%, HOV0.5%22）氮气：主要用于钢水精炼、加料口 等处封闭、仪表气源；3）煤气：主要用于钢包、中间包、铁合金、混铁炉等烘烤保温;III四、氧气顶吹转炉炼钢工艺：1、装入制度：就是确定转炉合理的装 入量，合适的铁水废钢比，确定装入量时 必须考虑以下因素：1）炉容比；2）熔池深度；3）与 钢包、连铸、设备等匹配装入制度有：定量装入制度、定

7、深装 入制度和分阶段定量装入制度。2、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。供氧制度内容包括确定合理的喷嘴结构、供氧强度、供氧压力和枪位操作。1）喷嘴类型及特点:熔池供氧的主要设备的氧枪。氧枪由喷嘴和枪身两部分组成，并通水冷却，喷 嘴是由等铜锻造后切削加工而成，枪身是 无缝钢管、喷嘴和枪身通过焊接连接。氧 枪为小车横移式，氧枪为 180*8、0 146*4.5、0114*5 ；喉口直径 27mm，出口 直径35.1mm，马赫数2.0，夹角度12。马赫数Ma，气体的流速v与音速a的比值，MaV1为亚音速，Ma1为超音速。2 ）供氧强度是指单位时间内每吨金属由喷头

8、提供的氧气量，m3/min to3）供氧操作有两种类型：恒压变枪、恒枪变压。确定合适的枪位考虑两个因素， 有一定的冲击面积和冲击深度。4）过程枪位控制的原则是化好渣、不Ill喷溅、快速脱碳、熔池均匀升温。3、造渣制度：就是要确定合适的造渣 方法，渣料的加入数量和时间，以及如何 加速成渣。1）转炉炼钢造渣目的是：去除P、S， 减少喷溅，保护炉衬、减少终点氧。2）根据铁水成份及吹炼钢种的要求来确定造渣方法。造渣方法有单渣操作，双 渣操作等。留渣操作一般当铁水Si V 1.4%时采用单渣操 作，SiN1.4%时采用双渣操作。我厂的留 渣操作技术，在降低石灰单耗和钢铁料消 耗方面取得较大进步。3）石灰

9、加量根据铁水Si、P含量及炉 渣碱度来确定。当铁水磷含量较低w回V0.3。%时，按 下式计算石灰量：石灰加入量(kg/t)=(2.14 XW )SiXRX1000/ WcaO有效hihi4、温度制度：主要是指过程温度控制 和终点温度控制。热量来源：铁水物理热、元素化学热冷却效应：矿石3.4；废钢1；石灰 0.95-1.0 ；生铁块 0.6-0.7。III过程温度控制就是确定冷却剂加入的 数量和时间。5、终点控制及脱氧合金化制度1）终点控制主要是指终点温度和成份 的控制。终点碳控制的方法有三种，即一 次拉碳法、增碳法和高拉补吹法。2 ）脱氧合金化是钢水冶炼过程的最后 一项操作，也是炼好一炉钢成败

10、的关键之O常用的脱氧方法有：沉淀脱氧，扩散 脱氧和真空脱氧等。五、氧气顶吹转炉炉衬及炉龄：1、转炉的炉型11转炉由炉帽、炉身和炉底三部分组成。常见的氧气顶吹转炉炉型有筒型球、 锥球型和截锥型三种，我厂转炉炉型属于 截锥型。2、转炉的炉衬：通常有永久层、填充层和工作层组成3、转炉溅渣护炉是在转炉出完钢后不 倒渣的条件下利用氧枪向炉内吹入高压氮气，用高速氮气流把钢溅起来悬挂于炉壁 上，使之粘上一层钢渣，达到对炉衬的保 护和提高炉龄的目的。连铸概况III1、连铸：用结晶器等一系列冷却装置通过 强制冷却，把高温钢水直接地、连续不断 地浇铸成钢坯。2、主要工艺参数:（1）拉坯速度：单位m/min，单位时

11、间 内通过结晶器的钢坯米数。（2）冶金长度: 指连铸机结晶器液面至铸坯凝固未端的长 度。最大拉速时计算的液芯长度。（3）铸 机弧形半径：指铸坯外弧的曲率半径。（4） 台数、机数、流数：在连铸生产中，凡是共用一个钢包同时浇注一流或多流铸坯的 一套连铸设备，称为一台连铸机。机组： 就是在一台连铸机具有独立的传动系统和 工作系统，当其它铸机出事故时仍可照常 工作的一套连铸设备称为一个机组。流数: 对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的 总根数叫连铸机流数。（5）生产能力：指 一台或一流连铸机在单位时间的铸坯产量，以小时产量或年产量来表示。（6）铸 尺寸。坯断面：指常温下连铸坯横断面的形状和III3、连

12、铸机的主要优点：（与横铸相比）（1）提高金属收得率（可提高8-15%）。（2）节约能源。连铸工艺可省掉一些加热 工序，可热送。（3）提高铸坯质量。（4）有利于实现钢液成型工艺的机械化和自动 化。4、连铸机的分类:按机型分类：a：立式连铸机：厂房 高度大，建设投资多，操作不方便，劳动 条件较差，而且大断面，长定尺生产难度 大。b：立弯式连铸机，设备总高度有所减少，铸坯定尺可以不受限制。铸坯一次性弯曲 变形量大，容易产生裂纹，影响铸坯质量。 c：弧型连铸机：设备总高度与前两种机型 相比，有较大的降低，断面范围扩大，拉 速提高，生产能力有较大幅度增加。d：水平连铸机。e：其他型式连铸机(旋转式、履带

13、式连铸机）（2）按断面形状分：a：方坯连铸机b：板坯连铸机c：坯连铸机d：矩形坯连铸机，宽/厚V2.5e :异型坯连铸机炼钢质量的影响因素质量是一个企业的生存之本，以下就 影响钢质量的因素从原料条件、转炉冶炼 工艺、精炼工艺、连铸工艺四个方面分析 对炼钢质量的影响情况及应对措施。原料对钢质量的影响耐火材料对钢质量的影响耐火材料不是一种纯物质，冶炼过程 中，若耐火材料质量不好，则侵蚀后部分 进入钢水而成为非金属夹杂物，降低了钢 的质量。一般认为：炉衬寿命低，炉衬侵蚀蚀 损严重，钢水污染严重，钢质量差。废钢对钢质量的影响2.1废钢对钢质量影响废钢内若混有泥沙、耐材、油污或橡 胶等杂物，会使熔池内S

14、i。?、叫盯 P、S等杂质增加，增加冶炼的难度， 增加熔剂等消耗，降低钢的质量。2.2炼钢对废钢的要求(1)所炼钢种对S、P有较高的要求，宜选用含硫、磷低等级的块铁。所炼钢种对夹杂物有严格要求， 不得混有泥沙、油污、有色金属、橡胶等 物。铁水成份对钢质量的影响主要是硫、磷对钢质量的影响，硫 高时使钢产生热脆，磷高产生冷脆。氧气纯度对钢质量的影响氧气是炼钢主要的氧化剂，其纯度要 求在99.5%以上，纯度高，则其氮含量及 水分等就低，有利于钢质量的提高。冶炼过程对钢质量的影响2.1拉后吹对钢质量的影响III后吹：氧气顶吹转炉吹炼过程中的脱 碳速度Vc随着温度的升高而逐渐加快，达 到最大Vc后又随着

15、钢水中碳的减少而逐 渐下降，当碳减少至一定小的含量（约 0.07%0.10%）时，Vc已经很小了，此时 供入的氧气主要不是用来氧化碳而是氧化 钢水中的铁元素，若由于某种原因继续供 氧，此后的吹炼称为后吹，后吹使钢水氧 化性过强，在浇注过程中因氧化反应生成 的产物会有部分滞留在钢水中，成为钢中夹杂物，从而降低钢的质量，而且钢水氧 化性强，降低了合金回收率，容易造成成 份出格。III2.2出钢温度对钢质量的影响IIIIII出钢温度过低，连铸中间包水口结瘤， 钢包结包底，甚至钢包水口结瘤，整包无 法浇注，出钢温度过高，会使注速慢、漏 钢，甚至于停浇。同时，会使钢中气体含 量增加，夹杂增加，偏析严重，

16、产生裂纹 等降低钢质量。2.3出钢口对钢质量的影响出钢口过大使出钢时间缩短，往往来 不及加合金或挡渣效果差致使大量下渣， 使部分合金滞留在渣中，回收率不稳或成 份偏析而造成号外。2.4出钢过程下渣加合金对钢质量的影响 下渣后补加合金，一方面合金回收率 降低，且不稳定；在出钢已结束，无钢流 冲击情况下搅拌差，加入包内合金结块造 成钢水偏析大，少数20MnSi钢筋发生脆断 即与成份偏析有关，而且合金加入渣中， 易造成回磷，影响成品合格率和内在质量。 2.5氧枪、炉口、烟道漏水对钢质量的影 响水进入转炉严重影响安全的同时，会使 钢中氢含量升高，影响钢的质量。2.6吹氩精炼对钢质量的影响吹氩的作用(1

17、)均匀钢水温度和成份。III(2)吹氩形成的钢水搅拌，加速了钢中夹杂物的上浮速度，有利于去除夹杂。吹氩形成钢水搅拌促使氩气泡和夹 杂碰撞，氩气泡就会吸附夹杂，使夹杂随 氩气泡上浮而进入渣中。钢水搅拌运动中夹杂也会互相碰 撞，使夹杂颗粒变大。夹杂半径越大，上 浮速度就越快。而当吹氩增加了夹杂物碰 撞机会时，促使夹杂物颗粒度增大，即可 增加夹杂物的上浮速度，加快夹杂物从钢 中被排出的速度。去除氧、氢等气体，吹氩后在钢水 中形成的氩泡中氧、氢的含量非常少，它 们的分压几乎等于零，即是说氩泡相当于 一个这些气体的真空室，致使这些气体不 断的向氩泡扩散。氩泡不断增大，不断吸收氧、氢，又不断上浮，最后将这些气体 带出钢水而进入炉渣。连铸过程对钢质量的影响3.1中间包对钢质量的影响中间包耐材质量不佳，烧烤不达标， 可能性引起翻包、铸坯内部部夹杂升级， 产生皮下气泡等缺陷。III3.2注温对钢质量的影响III（1）注温过低，会在钢包或中间包中 结瘤冻结,导致浇注中断,并恶化铸坯表面