炼钢讲义21-40.ppt

1、铁水温度：12001300 钢水温度：16401720,主要化学反应：,C1/2O2CO CO2CO2 SiO2(SiO2) Mn1/2O2(MnO) 2P5/2O23(CaO)(3CaOP2O5) Fe1/2O2(FeO) S(CaO)(CaS)O,不需外供热源,电弧炉炼钢,主原料：废钢、DRI、 HBI 辅助原料：石灰、萤石、 铁矿石等 吨位：25150t 功率：5001500kVA/t 冶炼时间：45min1.5h 供热：电弧加热 类型：交流、直流,主要化学反应：,C1/2O2CO CO2CO2 SiO2(SiO2) Mn1/2O2(MnO) 2P5/2O23(CaO)(3CaOP2O5

2、) Fe1/2O2(FeO) S(CaO)(CaS)O,炼钢工序功能的演变,1) 脱碳； 2) 升温； 3) 脱磷； 4) 脱硫； 4) 脱氧、氮、氢等； 5) 合金化。,基本任务,炉外精炼,炉外精炼,第二章、炼钢的基本反应,第一节、铁的氧化和熔池传氧方式,1、氧流对金属熔池的作用,顶吹氧枪O2出口速度通常 可达300350m/s； 氧流与熔池作用，将动量 传递给金属液； 金属熔池产生循环运动。,作用区温度2200 2700； 光亮较强的中心 (区域I)； 光亮较弱的外围 (区域II)。,氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区 (火点区),氧气炼钢中还存在乳化和泡沫现象,在氧流强冲击和熔池沸腾

3、 作用下，部分金属微小液 滴弥散在熔渣中； 乳化的程度与熔渣粘度、 表面张力等性质有关； 乳化可以极大地增加渣 铁间接触面积，因而可以 加快渣铁间反应。,乳化造成的渣铁间接触面积可达0.61.5 m2/kg。,熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气 体熔渣金属乳化相，是吹氧炼钢的特点。,1氧枪 2乳化相 3CO气泡 4金属熔池 5火点 6金属液滴 7作用区释放出的 CO气泡 8溅出的金属液滴 9烟尘,2、铁的氧化和还原,向熔池吹氧时,第二步，吸附的氧溶解于铁液中：,tFeOFetO,第一步，气体氧分子分解并吸附在铁的表面：,1/2O2O吸附,由于氧势高，Fe与O反应，生成铁氧化物。,O吸

4、附O,炼钢条件下铁氧化物稳定性比较,FeOFeO G11244246.56 T 1,2 2/3Fe+O=1/3Fe2O3 G15298887.94 T 1,2 3/4Fe+O=Fe3O4 G17723292.96 T 1,2,1Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 2J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-Wesley 1963,Fe3O4可以看作 为FeOFe2O3； FeO最稳定； Fe2O3/F

5、eO平均 为0.8。,炉渣的氧化作用,炉渣中FeO与氧 化性气氛接触， 被氧化成高价氧 化物Fe2O3； 渣铁界面，高 价Fe2O3被还原 成低价FeO； 气相中的氧因此 被传递给金属熔 池。,当传氧过程达到平衡时，铁液中O达到饱和， O饱和含量由炉渣的氧化性所确定。,FeOFeO G11244246.56 T 1,2,1Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 2J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-

6、Wesley 1963,1650下钢液中最高O含量,aFeO1，,温度 1500 1550 1600 1700 %O饱和 0.13% 0.16% 0.20% 0.29%,杂质的氧化方式 直接氧化和间接氧化,间接氧化：,气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。,直接氧化：,气体氧优先同铁发生反应，待生成FetO以后再同其它杂质进行反应。,直接氧化在氧流金属表面处进行：,氧流同熔池作用区的表面； 悬浮于作用区的金属液滴的表面； 作用区周围的氧气泡的表面上； 凡是氧气能直接同金属液接触的表面。,O2 2Fe 2(FeO) O2 2Mn 2(MnO) O2 Si (SiO2) 5O2 4P 2(P2O5) O2 2C 2CO O2 C CO2,间接氧化方式 在氧气泡直接同铁液接触的表面上， 氧首先同铁结合，然后