发布时间 : 星期四 文章年产200万吨合格连铸坯的转炉炼钢系统设计毕业设计更新完毕开始阅读466e9ea8112de2bd960590c69ec3d5bbfd0adaf1
池的已很有限，因而导致熔池的浓度和温度梯度，诱发间断性喷溅。
2）顶吹炼钢的氧化反应\特别是脱碳反应\在熔池内金属—渣—气混合成的乳化相中进行，熔渣是从炉口投入的石灰块经溶解后在熔池上方形成的。
3）能将金属和渣击碎成极细的熔滴，进而促成乳化液的生成，这是顶吹法的一个重要特征。
4）视顶吹氧枪位置的不同\在熔池表面上总有一些氧供给由熔池逸出的CO，使其二次燃烧成CO2,通过控制二次燃烧量,可在一定范围内改变废钢+铁水装入比\也可在一定范围内控制(FeO)含量以控制脱碳反应。
1.4.2.2底吹法
底吹法的主要冶金特征：
1）能更有效地将直接吹入熔池的氧转变成搅拌力，其强度至少是顶吹法的10倍，因此消除了熔池内造成喷溅的浓度与温度梯度，氧的利用效率极高。
2）只有极少量的CO在炉内烧成CO2.
3)氧气从底部供给并穿过熔池上升,在熔池上部缺少顶吹法的乳化液区,因此成渣困难.
4)底吹吹炼操作使冶炼中的化学反应非常接近平衡,因而消除了渣和铁的过氧化。
1.4.2.3 复合吹炼法
顶吹法和底吹法有各自的优缺点,然而这却使炼钢界认识到最佳的冶炼条件或许介于顶吹与底吹之间!事实亦如此,正是从这两个截然相反的方向出发而找到了前进的目标!既能使顶吹法保持原有的优点,同时还能吸收某些底吹法的优点以弥补顶吹法的不足,这就是各种顶底复合吹炼法发展的基础和动力.顶底复合吹转炉炼钢是在吸收顶吹和底吹氧气转炉炼钢法的各自优势而发展起来的炼钢新工艺 ,所谓复合吹炼工艺,对氧气顶吹转炉而言,就是除了从原有的顶部氧气喷枪保持一定距离向金属熔池喷吹氧气外,为了强化对金属熔池的搅拌,还通过炉底向金属熔池喷吹一定量的气体,以加快冶金反应,并使之趋近于平衡状态。
与顶吹相比复合吹炼的目的在于以下几点：
1）减少熔池的浓度与温度梯度,以改善吹炼的可控性,从而减少喷溅和提高供氧强度。
2）减少渣和金属的过氧化,从而提高钢水和铁合金的收得率。
3）使吹炼进行得更接近于平衡,从而改善脱硫和脱磷率,使炉子更适宜于吹炼低碳钢。[8]
1.4.3氧气顶吹转炉炼钢过程简述
吹炼过程的操作步骤
上炉钢出完并倒出炉渣后，检查炉体正常，堵好出钢口，然后进行下一炉操作操作。
把转炉向加料一侧倾动30度-45度，用起重机将铁水和废钢装入炉内。装料顺序一般是先装废钢后兑铁水。防止因废钢含有水分而可能引起的爆炸。也可以先兑铁水后加废钢。减缓废钢对炉底的撞击。摇正炉体开始降枪吹氧。与此同时从炉口上方的散状料系统加入第一批造渣材料（石灰、白云石、萤石、铁皮或铁矿石等）加入量约为全部造渣料的1/2-1/3,为了迅速化渣。应采用高枪位操作。增加渣中的氧化铁含量。约3-4min第一批渣料熔化以后。加入第二批渣料。加入量为剩余料的1/3-1/.2,第二批料也可以视炉渣熔化情况分成几小批加入。视炉渣熔化情况决定每小批加入量,每次不宜加入太多,维持炉温均匀上升,防止产生爆发性碳\氧反应引起喷溅#根据判断确定钢水含碳量和温度同时到达终点时,立即提枪停止吹氧.当氧枪提出炉口后倒炉测温,取样,进行炉前化学成分快速分析#钢水温度用装有铂\铑快速热电偶的测温枪插入钢液内测量，也可以通过秒表测量样模内钢水的结膜时间确定。炉前化验室主要分析钢水中的磷、硫含量，含碳量通过钢花的分叉多少凭经验判断确定。当钢水温度和成分合格后便组织出钢，出钢过程中向钢包内加入铁合金进行脱氧和合金化操作，然后镇静或送去炉外精炼，之后进行连铸。[7]
1.5冶炼的五大制度
转炉冶炼通常采用的五大制度是装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度、终点控制及脱氧合金化制度。这五大制度执行的好坏，对冶炼过程控制、钢种质量、炉衬寿命都有很大影响。
1.5.1装入制度
装入制度是指确定转炉合理的装入量和合适的铁水废钢比。
装入量是指铁水和废钢的装入数量。它是决定转炉产量、炉龄及其他技术经济指标的重要因素之一。若装入量过小时，产量下降，同时因熔池过浅，容易使炉底受冲击损坏。反之，会使熔池搅拌不好，成渣慢而且喷溅严重，延长冶炼时间。合适的铁水废钢比根据热平衡计算确定，通常为70％～90％。从节能和合理利用废钢的观点看，应尽量提高废钢比例。
确定装入量时必须考虑转炉要有合适的炉容比（转炉内自由空间的容积与金属装入量的比）、合适的熔池深度和与浇注工艺相配合。国内外转炉的装入制度有三种：定量装入、定深装入和阶段定量装入。定量装入，生产组织简单，操作稳定，但不利于发挥转炉的生产能力。定深装入，有利于发挥转炉的生产能力，但装入量变化频繁，生产组织困难。阶段定量装入吸取二者的长处，是常用的装料方法。
1.5.2供氧制度
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。供氧制度的内容包括确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位。
供氧强度是指单位时间内每吨金属的供氧量，目前多数转炉控制在2.5～4.0m3/(t·min)，少数转炉控制在4.0m3/(t·min)以上。供氧操作多采用恒压变枪位操作。
1.5.3造渣制度
造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料的加入数量和时间，以及如何快速成渣。提高石灰成渣速度，即石灰溶解速度，是转炉造渣的关键。影响石灰溶解速度的因素很多，主要有石灰质量、熔池温度、炉渣氧化性等。
据研究，吹炼初期由于Si、Mn和Fe的大量氧化，石灰溶解较快，初期渣的主要矿物相为含FeO、MnO很高的钙镁橄榄石2(FeO、MnO、MgO、CaO）·SiO2，熔点较低。随着冶炼时间的延长，石灰溶解量增加，渣中氧化铁量下降，CaO逐渐取代钙镁橄榄石中的其他的碱性氧化物，在石灰表面形成高熔点(2403K)的硅酸二钙(CaO·SiO2)，在石灰表面形成坚硬致密的外壳，阻碍熔渣
向石灰内部的连续渗入，从而影响石灰溶解。在冶炼末期，随熔池温度的升高和渣中氧化铁含量的增加，硅酸二钙层被破坏，石灰溶解速度又加快。显然，加速石灰溶解的关键首先是避免形成硅酸二钙壳层，当其形成后，应设法迅速破坏掉，以保证熔渣组分不断地向石灰表面和内部渗透。提高成渣速度的途径是：
（1）提高造渣材料的质量，使用块度合适的活性石灰。这种石灰气孔率高，
比表面积大，可以加快石灰的渣化。
（2）适当改变助熔剂的成分，增加MnO、CaO2和少量MgO，都有利于石灰的
渣化。
（3）适当提高开吹温度。使冷却剂矿石分批加入，有利于前期炉温提高，
利于前期成渣。
（4）使用温度较高、硅含量合适的铁水。
（5）采用合适的枪位既能促进石灰渣化，又可避免喷溅。 （6）采用合成渣料可以促进熔渣的快速形成。
1.5.4温度制度
温度控制主要是指过程温度控制和终点温度控制。它对炉内化学反应的方向和速度、冶炼操作、浇注操作及钢的质量都有重要影响。为加速废钢熔化、提高成渣速度和杂质的去除速度，减少喷溅，提高炉龄及保证顺利浇注和提高钢的质量，必须控制好吹炼过程升温速度和终点温度（出钢温度）。出钢温度一般比钢的熔点高70-120℃。
由于转炉炼钢热量有富余，为了控制过程和终点温度，必须向炉内加入冷却剂。常用的冷却剂有废钢、铁矿石和氧化铁皮等，它们可以单独使用，也可以搭配使用。冷却剂的加入量主要按熔池富余热量和冷却剂的冷却效果来计算，对炼钢车间来说，这只能作一次性计算，主要还是靠经验数据作简单计算。冷却剂数量确定后，废钢在开吹前加入炉内，铁矿石和氧化铁皮多在冶炼过程中分批加入。
1.5.5终点控制、脱氧及出钢
终点控制主要指终点的温度及化学成分的控制。由于磷、硫的去除通常比脱碳复杂，因此总是尽可能提前让磷、硫达到钢号规格要求。这样终点的控制简化为钢水碳含量和温度的控制。终点控制法有拉碳法和增碳法，前者是当钢水碳含量和温度符合所炼钢种的要求时，即可停止吹炼，即“拉碳”；后者是把碳吹到0.005%～0.006%时停吹，然后按钢种规格在钢包内增碳。
转炉炼钢通常在出钢期间进行钢液的脱氧和合金化，一般在钢水流出总量的1/4时开始向钢液中加入铁合金，至流出钢液总量的3/4时全部加完。[10]
1.5.6现代转炉炼钢工艺流程
现在钢铁联合企业是一个庞大而复杂的综合生产部门。在这个钢铁联合企业中，钢铁材料的生产包括采矿、选矿、烧结（球团）、焦化、炼铁、炼钢和各种轧钢等过程。由于各种钢材质量主要决定于炼钢工艺过程和设备，所以炼钢成为钢铁工业生产流程中的中心环节。目前主要得炼钢方式是转炉炼钢，我国现在转