搜索
炼钢生产目前一般情况下，炼钢厂主要设备是转炉和连铸，也有炼钢厂使用电炉和连铸；我们唐山建龙的炼钢工艺流程如下：铁水预处理→混铁炉→顶底复吹转炉→炉后喂丝→精炼炉→连铸→热送热轧工艺流程图合格废钢（计量后）高炉铁水600吨混铁炉50吨氧气顶吹转炉LF炉精炼吹氩+喂线5流方坯连铸机双流板坯连铸机合格铁水（计量后）造渣料（一）转炉炼钢1、定义：所谓转炉炼钢法就是使用鸭梨型的转炉（converter），以铁水作为原料，以空气或者纯氧作为氧化剂，靠杂质的氧化热提高钢水温度，30～45min内完成一次精炼的快速炼钢方法。2、分类：根据其送风形式、氧化剂及生成的渣，可分为若干种方法，如下表所示。3、原材料：转炉炼钢的金属料主要是铁水、废钢和铁合金。（1）铁水是转炉炼钢的主要金属料，占金属装入量的70%以上。转炉在吹炼过程中不需要外加热源，是依靠铁水本身所具有的物理热和铁水内所含元素的化学反应热来炼钢的。因此，对铁水的化学成分和温度都必须符合一定的标准要求。（2）废钢是炼钢用的另一种金属料，也是转炉炼钢用的冷却剂，一般允许加入金属装入量的30％以下。（3）转炉炼钢吹炼到终点时，为了去除钢液中多余的氧，并使其化学成分和质量符合所炼钢种的要求，必须加入一部分铁合金，以达到脱氧和合金化的目的。转炉炼钢所应用的非金属料主要有造渣剂、冷却剂、氧化剂等。4、炼钢反应（1）硅的氧化与还原[Si]+{O2}＝(SiO2)[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2[Fe]（2）锰的氧化与还原[Mn]+[FeO]＝(MnO)+[Fe]（3）脱碳反应[C]+[O]＝{CO}（4）脱磷反应[P]+2(FeO)=(P2O5)+2Fe2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe（5）脱硫反应[FeS]+(CaO)＝(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)＝(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)＝(MgO)+(FeO)转炉炼钢图片（二）铁水预处理1、发展历程：铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛应用于各国，用于提高铁水质量，其技术也已经得到迅速发展，目前可用于铁水预处理的技术不下二、三十种。2、铁水预处理工艺方法主要有：（1）机械搅拌法；（2）吹气搅拌法，包括顶吹喷粉法和底吹法；（3）喂丝法3、铁水预处理定义铁水预处理是指高炉铁水在进入转炉之前预先脱除某些杂质的预备处理过程。它包括预脱硫、预脱硅、预脱磷。其中铁水预脱硫是最先发展成熟的工艺，我厂铁水预处理应用的是喷粉（钝化镁粉）脱硫工艺。4、喷粉脱硫工艺过程图12—1喷粉脱硫工艺过程示意图5、铁水脱硫过程示意图图12—2铁水喷粉脱硫过程示意图（三）二次精炼所谓的二次精炼即是在预熔炼炉后在真空或非真空条件下对钢水进行脱气、脱碳、脱硫、夹杂物形态控制、合金和温度的调整、提高钢水的纯净度等处理的一种冶炼过程。由于二次精炼将炼钢的一部分任务移到炉外进行，实际把炼钢过程分为二步完成，即在初炼钢中进行熔炼，在精炼设备中进行精炼及温度、成份的调整。炉外精炼方法可分为以下五类：①真空脱气；②钢包精炼；③钢包吹氩；④钢包喷粉；⑤喂丝技术。一、LF精炼炉基本功能1、均匀钢水成份和温度。2、精确控制钢水成份和温度。3、脱氧、脱硫。4、脱气。5、去除钢中夹杂物。6、夹杂物形态的控制。7、特殊元素的合金化。二、LF钢包精炼炉主要设备钢包炉有以下主要设备组成：机械设备（包括炉下钢包车、炉盖及其升降装置、电极臂及其升降装置、电极夹持器和测温、取样装置等）；液压设备（包括液压缸等）；喂丝机；钢包底部吹氩装置；电极接长装置；散状料加料系统设备；除尘系统设备；供电和电控系统设备；仪表设备。（四）连铸钢水直接铸成接近最终产品尺寸的钢坯。这一想法经过一百多年的努力探索，终于使该技术在上世纪70年代开始大规模用于实际，并逐步形成了今天的连铸技术。主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。连铸过程连铸钢水的温度要求：钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。连铸平台第一部分基础知识第一章、转炉炼钢原材料第二章、转炉炼钢基本概念第三章、转炉炼钢基本原理及各元素的化学反应第四章、造渣、枪位控制、脱氧合金化的作用第五章、转炉炼钢造渣制度第六章、铁水预处理和精炼炉第一章转炉炼钢原材料原材料是炼钢的基础，原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。倘若原材料质量不符合技术要求，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。国内外实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提高经济效益的基础。当前我国许多炼钢厂家，尤其是一些小型炼钢厂对炼钢用原材料质量的重要性认识不足，重视不够，特别是铁水和石灰的质量较差，给转炉产带来很大困难，使其技术经济指标也较落后。若不彻底扭转这种局面，很难提高钢的质量，扩大钢的品种。炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。学习目标了解转炉炼钢对主原料、辅原料和各种铁合金的要求标准，在生产中根据原料的实际情况调整冶炼操作。知识要求1、了解转炉炼钢对主原料铁水、废钢的要求。2、了解转炉炼钢对造渣材料的成分块度要求。3、了解炼钢用铁合金成分标准。第一章转炉炼钢原材料第一节炼钢铁水、废钢及散状料的化学成分及其表示符号一、氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢1、转炉炼钢对铁水的要求铁水一般占转炉装入量的70%～100%。铁水的物理热与化学热是氧气顶吹转炉炼钢的基本热源。因此，对入炉铁水温度和化学成分必须有一定要求。（1）铁水的温度转炉炼钢用铁水，绝大部分由高炉直接供应。高炉供应铁水主要有两种方式：一种是高炉→铁水罐车→转炉；另一种是高炉→混铁炉→转炉。由于混铁炉供应的铁水成分、温度均匀、稳定，所以绝大多数钢厂采用后种方式。（2）铁水的化学成分铁水中各元素的含量要求适当和稳定，只有这样，才能保证转炉的正常冶炼和获得良好的技术经济指标。①硅（Si）硅是炼钢过程的重要发热元素之一，硅含量高，热来源增多，能够提高废钢比；铁水硅含量是石灰消耗量的决定因素；铁水硅含量0.50﹪－0.80﹪为宜。②锰（Mn）铁水锰含量高对冶炼有益，可以促进初期渣早化，改善炉渣流动性，利于脱硫和提高炉衬寿命；减少氧枪粘钢；提高金属收得率；终点钢中余锰高，能够减少合金用量。铁水锰含量一般为0.20﹪－0.40﹪。③磷（P）磷是强发热元素，通常是冶炼过程要去除的有害元素。氧气顶吹转炉的脱磷效率在85﹪－95﹪。铁水中根据磷含量的多少分为三类：Wp＜0.30﹪低磷铁水Wp＝0.30﹪-1.0﹪中磷铁水Wp＜1.50﹪高磷铁水④硫（S）硫除了易切钢以外，绝大多数钢中是有害元素。转炉脱硫率为35﹪－40﹪。（3）铁水除渣铁水带来的高炉渣随铁水进入转炉后增加石灰消耗量，渣量增大，喷溅加剧，损坏炉衬，降低金属收得率，损失热量等。铁水带渣量要求低于0.50﹪。2、转炉炼钢对废钢的要求（1）不同性质废钢应分类存放，以避免贵重合金元素损失或造成熔炼废品。（2）废钢入炉前仔细检查，严防混入封闭器皿、爆炸物和毒品；严防混入有色金属。（3）废钢应清洁干燥，避免带入泥土沙石、耐火材料和炉渣等杂质。（4）废钢应具有合适的外形尺寸和单重。3、造渣材料（1）石灰①成分：要求石灰CaO含量高，Si和S含量尽可能低。a、CaO：是石灰主要成分，含量越高越好。b、SiO2:石灰中SiO2含量低，意味着石灰有效CaO含量高，有利于降低石灰消耗，减少渣量和喷溅。有效CaO（CaO有效）的概念：CaO有效=CaO石灰-SiO2*R在终点碱度为3时，石灰中SiO2含量增加1%，就使有效CaO减少约3%。c、S:石灰中含S高，使炉渣含S量增加，甚至引起炉内增S现象，也意味着石灰本身脱S能力降低。d、块度：要求石灰的块度均匀合适。e、过大：融化速度慢，冶炼时间长，转炉卡料。f、过小：石灰容易被废气带走。转炉块度20—50mm。②活性：石灰与炉渣的反应能力，可用石灰的“活性”表示。a、活性石灰的气孔率高，体积密度小，加入转炉后，熔渣能迅速延石灰空隙渗入石灰块内部。b、活性石灰晶粒细小，表面积大，使液体熔渣与石灰接触的表面积增大，加速了炉渣与石灰之间的传质和传热。（2）白云石包括生白云石和轻烧白云石两种。①用途：用于提高渣中MgO含量。a、MgO促使石灰融化：MgO与炉渣形成Mg矿物，减少C2S的形成。b、保护炉衬：渣中MgO高，减少Mg碳砖中的MgO向渣中溶解；后期碱度升高，MgO溶解度下降，从渣中析出MgO，保持后期炉渣粘度，保护炉衬；前期促使石灰融化，碱度提高快，减少了前期酸性渣的侵蚀程度；配合溅渣工艺。②使用：一般采用生白云石和轻烧白云石。a、生白云石：CaCO3.MgCO3，属于原矿，在炉内分解生成MgO和CaO，吸热较大。b、轻烧白云石：CaO.MgO，生白云石低温煅烧而成，融化速度快，吸热少。（3）冷却剂①必要性：氧气转炉炼钢时，元素氧化带来的热量除满足化渣和升温外，还有很大富余。必须加入适量的冷却剂来平衡热量，否则温度过高。富铁矿、球团矿②原理：这些物质含有氧化铁，氧化铁脱碳反应时吸热反应，而起到冷却作用。③加入方式：一般放在高位料仓中，和石灰等造渣材料一样，在冶炼过程中从炉口加入转炉。④应用：一般用于冶炼过程中调整炉温，加入量随炉温随时确定。⑤效果：节约时间、使用方便；助溶剂，有利于化渣；容易喷溅（用量多时，带来温度波动和渣量增加）思考题1、氧气顶吹转炉炼钢用主原料是什么？2、转炉炼钢对铁水的要求？3、转炉炼钢对废钢的要求？4、氧气顶吹转炉造渣材料是哪几种？5、块状合金的粒度要求是多少？第二章转炉炼钢基本概念学习目标通过本章的学习掌握钢与铁的区分标准，钢的分类标准及常炼钢种的化学成分及钢号标准，有害元素对钢材质量的影响。知识要求1、了解钢与铁的划分标准。2、了解钢的分类标准。3、掌握有害元素对钢材质量的影响。第一节钢和铁的概念严格来说钢和铁并没有一定的划分标准，主要成分都是铁元素，（元素符号：Fe）。根据世界工业协会的规定，以生铁中含碳元素的的多少来划分的。一般来说碳元素含量在0.03%--2.00%之间的为钢，而碳元素含量在2.00%——4.30%的是铁，主要来说铁中含有较多的碳C，而钢中较少。铁是炼钢的主要原料，炼钢的过程，一是除去铁中过多的碳和一些渣滓，另外再添加一些其他成分。同时，钢有分各种用途，不同用途的钢，会在其中加入一些特殊的添加剂，如不锈钢中添加铬元素为主的元素，锰钢中主要添加锰元素等。但的总来说，化学主成分是一样的，都具有一定的磁性。第二节钢的分类，常炼钢种的化学成分及钢号名称一、钢的分类钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种：1、钢材按品质分类(1)普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2)优钢材质钢（P、S均≤0.035%）(3)高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2、按化学成份分类(1)碳素钢：①低碳钢（C≤0.25%）；②中碳钢（C≤0.25~0.60%）；③高碳钢（C≤0.60%）。(2)合金钢：①低合金钢（合金元素总含量≤5%）；②中合金钢（合金元素总含量＞5～10%）；③高合金钢（合金元素总含量＞10%）。3、钢材按成形方法分类：(1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢；(4)冷拉钢。4、钢材按金相组织分类(1)退火状态的：①亚共析钢（铁素体+珠光体）；②共析钢（珠光体）；③过共析钢（珠光体+渗碳体）；④莱氏体钢（珠光体+渗碳