1、1 鋼鐵是怎樣煉成的鋼鐵是怎樣煉成的 川亞技術川亞技術 左曉東左曉東 2015年11月6日2 煉鋼的主要任務是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼，并使其具有一定的物理化學性能和力學性能，主要的任務概括為“四脫、兩去、兩調整” “四脫四脫”： 脫碳、脫硫、脫磷、脫氧；脫碳、脫硫、脫磷、脫氧； “ “兩去兩去”: : 去除有害氣體、去除有害雜質；去除有害氣體、去除有害雜質； “ “兩調整兩調整”：調整鋼液溫度，調整合金料成分。：調整鋼液溫度，調整合金料成分。 脫碳并將其含量調整到一定的范圍。鋼中含碳量增加，則硬度、強度、脆性都將提高，而延展性能將下降；反之，含碳量減少，則硬度、強度下降，而延

2、展性提高。所以，煉鋼過程必須按鋼種規格將碳氧化至一定范圍。 去除雜質，主要包括： 脫磷、脫硫：對絕大多數鋼種來說，P、S均為有害雜質，P可引起鋼的冷脆，而S則引起鋼的熱脆，因此，要求在煉鋼過程中盡量除之。第一章第一章 煉鋼的主要任務煉鋼的主要任務硫、磷、氧、氮和夾雜物3 脫氧：脫氧：由于在轉爐冶煉過程中，向熔池中輸入大量的氧以氧化雜質，致使鋼液中溶入一定量的氧，它將大大影響鋼的質量。因此，需降低鋼中的含氧量。一般是向鋼液中加入比鐵有更大親氧力的元素來完成（如Al、Si、Mn等合金）。 去除氣體和非金屬夾雜物：鋼中氣體主要指溶解在鋼中的氫和氮；非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它

3、們所形成的復雜化合物。在轉爐冶煉中，主要靠碳氧反應時產生CO氣泡的逸出，引起熔池沸騰來降低鋼中氣體和非金屬夾雜物。 調整鋼液成份和溫度。調整鋼液成份和溫度。 為保證鋼的各種物理、化學性能，除控制鋼液的碳含量和降低雜質含量外，還應加入適量的合金元素使其含量達到鋼種規格范圍；為保證鋼液能順利澆鑄，根據冶煉過程的要求不斷將鋼液溫度調整到合適的范圍。 將鋼液澆鑄成質量合格的鋼坯。將鋼液澆鑄成質量合格的鋼坯。 通過連鑄，將鋼液澆鑄成各種不同斷面、不同尺寸的質量合格的鋼坯。 煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、升溫、攪拌等手段完成煉鋼基本任務4脫碳脫碳主主要要任任務務脫磷、脫硫脫磷、脫硫脫氧合金化脫氧合金化去

4、氣和夾雜去氣和夾雜提高溫度提高溫度措施措施煉鋼過程使用氧化劑，如吹入氧煉鋼過程使用氧化劑，如吹入氧氣，加入鐵礦石等氣，加入鐵礦石等措施措施措施措施措施措施措施措施使用造渣劑造好渣使用造渣劑造好渣加入脫氧劑、合金料加入脫氧劑、合金料利用碳氧反應利用碳氧反應氧氣轉爐煉鋼：氧氣轉爐煉鋼：鐵水的物理熱和化鐵水的物理熱和化學熱，不需外來熱學熱，不需外來熱源源561.21.2煉鋼反應的原理煉鋼反應的原理煉鋼的化學反應：煉鋼的化學反應：（1 1）硅的氧化與還原）硅的氧化與還原Si+OSi+O2 2 (SiO(SiO2 2) ) Si+2(FeO) Si+2(FeO)(SiO(SiO2 2)+2Fe )+2F

5、e （2 2）錳的氧化與還原）錳的氧化與還原 Mn+FeOMn+FeO(MnO)+Fe (MnO)+Fe （3 3）脫碳反應）脫碳反應 C+OC+OCO CO （4 4）脫磷反應）脫磷反應 P+2(FeO)=(PP+2(FeO)=(P2 2O O5 5)+2Fe )+2Fe 2P+5(FeO)+4(CaO)=(4Ca2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO PO P2 2O O5 5)+5Fe)+5Fe（5 5）脫硫反應）脫硫反應 FeS+(CaO)FeS+(CaO)(CaS)+(FeO)(CaS)+(FeO) FeS+(MnO) FeS+(MnO)(MnS)+(FeO) (MnS)+(F

6、eO) FeS+(MgO) FeS+(MgO)(MgO)+(FeO) (MgO)+(FeO) 7項 目鋼生鐵碳(質量分數)2，一般，一般0.041.72，一般2.54.3硅、錳、磷、硫含量較少較少較多熔點1450153011001150機械性能強度、塑性、韌性好強度、塑性、韌性好硬而脆，耐磨性好可鍛性好好差焊接性好好差熱處理性能好好差鑄造性好更好1.3 1.3 鋼和生鐵的主要區別鋼和生鐵的主要區別鋼和生鐵最根本的區別是含碳量不同，鋼中含碳量鋼和生鐵最根本的區別是含碳量不同，鋼中含碳量2，生鐵含碳量生鐵含碳量2。81.4 1.4 煉鋼生產工藝及主要設備流程圖煉鋼生產工藝及主要設備流程圖9工藝流程

7、圖工藝流程圖合 格 廢 鋼（計量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（150）t氧氣頂吹轉爐爐外精煉爐外精煉爐外精煉5流方坯連鑄機雙流板坯連鑄機合格鐵水（計量后）造渣(合金)料1.51.5煉鋼生產工藝流程煉鋼生產工藝流程10第二章第二章 氧氣轉爐主要任務氧氣轉爐主要任務氧氣轉爐的主要任務：氧氣轉爐的主要任務： 以鐵水和廢鋼為原料，向轉爐熔池吹入氧氣，使雜質氧化，雜質元素氧化熱提高鋼水溫度，一般在25-35分鐘內完成一次精煉的快速煉鋼法。包括混鐵爐、頂底吹轉爐和爐后喂絲機三個部分。特點：特點：112.12.1氧氣轉爐主要設備氧氣轉爐主要設備混鐵爐：混鐵爐： 高爐和轉爐之間的煉鋼輔助設備。高爐和轉爐之間

8、的煉鋼輔助設備。主要用于調節和均衡高爐和轉爐之間主要用于調節和均衡高爐和轉爐之間鐵水供求的設備，保證不間斷地供給鐵水供求的設備，保證不間斷地供給轉爐需要的鐵水，鐵水在轉爐需要的鐵水，鐵水在混鐵爐中儲混鐵爐中儲存和混勻鐵水成份及均勻溫度存和混勻鐵水成份及均勻溫度，對轉，對轉爐煉鋼非常有利。爐煉鋼非常有利。鐵出鐵鐵混爐轉爐兌鐵12132.1 氧氣轉爐爐體結構（氧氣轉爐爐體結構（）14 爐底結構有兩種類型，即爐底結構有兩種類型，即固定式固定式爐底爐底和和可拆卸式活底可拆卸式活底。爐殼要具有足。爐殼要具有足 夠的強度和剛度，一般采用夠的強度和剛度，一般采用低合金鋼低合金鋼容器鋼板容器鋼板制作制作 。

9、托圈托圈、耳軸耳軸是用以支撐爐體和傳是用以支撐爐體和傳遞動力矩的機構。轉爐和托圈的全部遞動力矩的機構。轉爐和托圈的全部載荷都通過耳軸經載荷都通過耳軸經軸承座軸承座傳遞給地基傳遞給地基爐底結構有兩種類型，即爐底結構有兩種類型，即固定式爐底固定式爐底和和可拆卸式活底可拆卸式活底。 2.2 2.2 氧氣轉爐爐體結構氧氣轉爐爐體結構15 2.2 2.2 氧氣轉爐爐體結構（氧氣轉爐爐體結構（） 傾動機構：能使轉爐爐體正反旋轉傾動機構：能使轉爐爐體正反旋轉360度，在啟動、旋轉和制動時，能保持平穩，度，在啟動、旋轉和制動時，能保持平穩，并能準確的停在要求的位置上，安全可靠。并能準確的停在要求的位置上，安全

10、可靠。 電動機電動機 減速裝置減速裝置內襯：內襯： 絕熱層絕熱層永久層永久層填充層填充層工作層工作層16 2.32.3氧氣轉爐主要設備（氧氣轉爐主要設備（） 氧槍由氧槍由噴頭噴頭、槍身槍身和和槍尾槍尾組成，通常吹組成，通常吹氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只備用。備用。 槍身槍身由三層同心圓鋼管組成，槍尾與由三層同心圓鋼管組成，槍尾與進水管、出水管和進氧管相連。進水管、出水管和進氧管相連。噴頭噴頭 ：是將是將壓力能轉換成動能壓力能轉換成動能的能量器，的能量器，目前氧槍使用的噴頭多為目前氧槍使用的噴頭多為拉瓦噴頭。拉瓦噴頭。氧槍：氧氣轉爐煉鋼中的主要工藝設備之一

11、氧槍：氧氣轉爐煉鋼中的主要工藝設備之一172.42.4氧氣轉爐的輔助設備氧氣轉爐的輔助設備 爐料噴補設備：噴補方法分為濕法和爐料噴補設備：噴補方法分為濕法和干法兩種。噴補機的驅動電機經減速器帶干法兩種。噴補機的驅動電機經減速器帶動攪拌器旋轉，將料斗內的補爐料進行攪動攪拌器旋轉，將料斗內的補爐料進行攪拌，并通壓縮空氣使其攪拌充分、混合均拌，并通壓縮空氣使其攪拌充分、混合均勻。在輸送膠管的出口接一根鋼管并通水；勻。在輸送膠管的出口接一根鋼管并通水；混有補爐料的高速空氣流將水霧化，被浸混有補爐料的高速空氣流將水霧化，被浸濕的補爐料由壓縮空氣噴射到爐襯需要修濕的補爐料由壓縮空氣噴射到爐襯需要修補的各個

12、部位。補的各個部位。 拆爐機：轉爐爐襯在吹煉過程中，由拆爐機：轉爐爐襯在吹煉過程中，由于機械、化學和熱力作用而逐漸被侵蝕變于機械、化學和熱力作用而逐漸被侵蝕變薄，直到無法修補時，必須停止吹煉。此薄，直到無法修補時，必須停止吹煉。此時，轉爐即結束了一個爐役的使用周期，時，轉爐即結束了一個爐役的使用周期，稱一個爐役期，只有重新修砌爐襯才能繼稱一個爐役期，只有重新修砌爐襯才能繼續煉鋼。修爐操作包括爐襯的冷卻、拆除續煉鋼。修爐操作包括爐襯的冷卻、拆除舊爐襯和砌筑新爐襯等舊爐襯和砌筑新爐襯等爐料噴補182.42.4氧氣轉爐的輔助設備氧氣轉爐的輔助設備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的作用是承載鋼包、接

13、受鋼水并運送鋼包過跨192.52.5氧氣轉爐的氣體氧氣轉爐的氣體一、氧氣一、氧氣 氧氣是氧氣轉爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達到氧氣是氧氣轉爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達到99.5%99.5%以以上，并脫除水分與皂液。上，并脫除水分與皂液。 工業用氧是通過制氧機把空氣中的氧氣分離、提純來實現的。工業用氧是通過制氧機把空氣中的氧氣分離、提純來實現的。煉鋼用氧由制氧廠供給，用管道輸送到爐前。要求氧壓穩定，滿足煉鋼用氧由制氧廠供給，用管道輸送到爐前。要求氧壓穩定，滿足吹煉所要求的最低壓力，并且安全可靠。吹煉所要求的最低壓力，并且安全可靠。二、氮氣和氬氣二、氮氣和氬氣 氮氣和氬氣是制氧機制取氧氣過程

14、中的副產物，由于氮氣和氮氣和氬氣是制氧機制取氧氣過程中的副產物，由于氮氣和氬氣的沸點都比氧氣低，因此在液態空氣加熱精餾時，通過不同的氬氣的沸點都比氧氣低，因此在液態空氣加熱精餾時，通過不同的分離塔，精確地控制精餾溫度和壓力，就可以得到工業氮氣和氬氣。分離塔，精確地控制精餾溫度和壓力，就可以得到工業氮氣和氬氣。氬氣與氧氣的沸點十分接近，制取氬氣更困難一些。氬氣與氧氣的沸點十分接近，制取氬氣更困難一些。202.52.5氧氣轉爐的氣體氧氣轉爐的氣體五、液化天然氣五、液化天然氣 天然氣是蘊藏在地下的烴和非烴天然氣是蘊藏在地下的烴和非烴氣體混合物，通常所稱的天然氣多指油、氣體混合物，通常所稱的天然氣多指

15、油、氣田氣。絕大多數的天然氣主要成分為氣田氣。絕大多數的天然氣主要成分為甲烷，其含量達甲烷，其含量達80% - 90%80% - 90%以上，是一以上，是一種可燃性氣體。種可燃性氣體。212.62.6氧氣轉爐附屬設備氧氣轉爐附屬設備四、一氧化碳四、一氧化碳 一氧化碳是可燃性氣體，它一氧化碳是可燃性氣體，它在燃氣中得到廣泛應用。要求其在燃氣中得到廣泛應用。要求其純度很高。純度很高。 轉爐煤氣回收要求：轉爐煤氣回收要求：含氧量含氧量小于于小于于2%2%（公司執行小于（公司執行小于1.2%1.2%）；）；一氧化碳含量高于一氧化碳含量高于20%20%；總之，；總之，主要的問題是防止爆炸和中毒，主要的問

16、題是防止爆炸和中毒，故應謹慎對待。故應謹慎對待。222.62.6氧氣轉爐附屬設備氧氣轉爐附屬設備轉爐煤氣柜：轉爐煤氣柜： 作用收儲轉爐煤氣，平衡作用收儲轉爐煤氣，平衡管網壓力。管網壓力。232.72.7氧氣轉爐的主要原料氧氣轉爐的主要原料 轉爐對鐵水進行冶煉操作轉爐對鐵水進行冶煉操作 轉爐煉鋼主要是以液態生鐵為原料的煉鋼方法。其轉爐煉鋼主要是以液態生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是：靠轉爐內液態生鐵的物理熱和生鐵內各組主要特點是：靠轉爐內液態生鐵的物理熱和生鐵內各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內的氧進行化學反分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內的氧進行化學反應所產生的熱量，使金屬達到出鋼要求

17、的成分和溫度。應所產生的熱量，使金屬達到出鋼要求的成分和溫度。 轉爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石轉爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調整溫度，（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。 轉爐煉鋼的原材料分為金屬料、非金屬料和氣體。金屬轉爐煉鋼的原材料分為金屬料、非金屬料和氣體。金屬料包括鐵水、廢鋼、鐵合金，料包括鐵水、廢鋼、鐵合金， 非金屬料包括造渣料、熔劑、冷卻劑

18、，非金屬料包括造渣料、熔劑、冷卻劑， 氣體包括氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳等。氣體包括氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳等。 242.72.7氧氣轉爐的主要原料（鐵水）氧氣轉爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料 煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣頂吹轉爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼（生鐵塊）。煉鋼用輔原料通常指造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、冷卻劑（鐵礦石、氧化鐵皮、燒結礦、球團礦）、增碳劑以及氧氣、氮氣、氬氣等。煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。一、鐵水 鐵水鐵水是轉爐煉鋼的主要原料，一般占入爐量的70%-100%。鐵水的物理熱和化學熱是轉爐煉鋼的基本熱源,

19、 ，應努力保證入爐鐵水溫度大于1300攝氏度，以保證爐內熱源充足和成渣迅速鐵水成分：硅是重要的發熱元素之一。錳是弱發熱元素、磷是強發熱元素 鐵水帶渣量高爐渣中含s、A2o3量較高，過多的高爐渣進入轉爐內會導致轉爐鋼渣量大，石灰消耗增加，容易造成噴濺，降低爐襯壽命。因此，兌入轉爐的鐵水要求帶渣量不得超過0.5%。252.72.7氧氣轉爐的金屬料（廢鋼）氧氣轉爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼二、廢鋼近年來，為了降低轉爐煉鋼的能耗，提高轉爐廢鋼加入量是其主要措施之一。特別是頂底復合吹煉轉爐工藝的出現，使廢鋼加入量進一步提高。 用普通吊車加入廢鋼，將吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼料槽，像兌鐵水那樣依靠主、副鉤的聯

20、合動作把廢鋼加入轉爐。262.72.7氧氣轉爐的合金料（散裝料）氧氣轉爐的合金料（散裝料） 轉爐常用的鐵合金是錳鐵、硅鐵和鋁。其它鐵合金有釩鐵、鈦鐵、硼鐵、鎳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等。對它們的基本要求是成分、數量準確，粒度適中（一般為15-50mm），干燥、無雜質。決不允許不明成分的鐵合金入倉。冶煉優質鋼或高合金時加入的鐵合金需經加熱。272.72.7氧氣轉爐的非金屬料（散裝料）氧氣轉爐的非金屬料（散裝料）輕輕燒燒石石灰灰廢廢鋼鋼粒粒輕輕燒燒白白云云石石282.82.8氧氣轉爐的非金屬料（散裝料）氧氣轉爐的非金屬料（散裝料） 有的轉爐車間還設計了向有的轉爐車間還設計了向鋼水罐加入液態鐵合金的系統

21、。鋼水罐加入液態鐵合金的系統。向鋼水罐加入液態鐵合金的系向鋼水罐加入液態鐵合金的系統包括加料機構，熔化合金的統包括加料機構，熔化合金的電爐和運送鐵合金的自行式鐵電爐和運送鐵合金的自行式鐵合金平車。合金平車。 有的鋼廠冶煉鋼種加鋁量有的鋼廠冶煉鋼種加鋁量大，為改善鋁的分布和準確控大，為改善鋁的分布和準確控制鋼中含鋁量，設置了向鋼水制鋼中含鋁量，設置了向鋼水罐專門使用的插鋁機。鋁絲直罐專門使用的插鋁機。鋁絲直徑為徑為5-20mm5-20mm，鋁絲插入速度為，鋁絲插入速度為10-3010-30米每秒米每秒 ，在加鋁的同時，在加鋁的同時還向鋼液中吹入惰性氣體。還向鋼液中吹入惰性氣體。292.82.8氧

22、氣轉爐的工藝過程氧氣轉爐的工藝過程 重要的工藝節點：重要的工藝節點： 兌鐵兌鐵 投料投料 吹氧吹氧 出鋼出鋼 扒渣扒渣302.82.8氧氣轉爐的工藝過程氧氣轉爐的工藝過程4轉轉爐爐加加廢廢鋼鋼1、混鐵爐兌入鐵水、混鐵爐兌入鐵水2、混鐵爐出鐵、混鐵爐出鐵3轉轉爐爐兌兌鐵鐵水水312.82.8氧氣轉爐的工藝過程氧氣轉爐的工藝過程轉爐吹煉轉爐吹煉5、轉爐吹煉、轉爐吹煉6出出鋼鋼7出出渣渣322.82.8氧氣轉爐的工藝氧氣轉爐的工藝1 1、吹煉過程、吹煉過程吹煉前期，也稱硅錳氧化期；吹煉中期，也稱碳的氧化期； 終點控制，確保溫度、成份、終渣。2 2、轉爐冶煉的五大制度、轉爐冶煉的五大制度 煉鋼過程冶煉

23、工藝分為五大制度：裝入制度供氧制度、造渣制度、溫度制度、 終點控制及脫氧合金化制度。 3 3、供氧制度、供氧制度a、噴嘴的類型及特點 根據噴嘴的孔數可以分為單孔噴嘴和多孔噴嘴。大型轉爐一般不用單孔氧槍，多孔氧槍有三、四、五、六孔等類型。b、供氧制度中的幾個工藝參數 氧氣流量與供氧強度、氧壓、槍位等 c、供氧操作 恒壓變槍操作 恒槍變壓操作 332.82.8氧氣轉爐的工藝氧氣轉爐的工藝4 4、造渣制度、造渣制度 造渣就是要確定合適的造渣方法、渣料的加入數量和時間以及如何快速成渣。 轉爐煉鋼造渣的目的是：去除磷、硫，減少噴濺，保護爐襯，減少終點氧含量。1、造渣方法 有單渣法、雙渣法、留渣操作等。2

24、、渣料加入量的確定 石灰加入量（t）= 鐵礬土的加入量： 冶煉低碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.0噸； 冶煉中高碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.5噸。 342.82.8氧氣轉爐的工藝氧氣轉爐的工藝5 5、溫度制度、溫度制度 溫度制度主要是指過程溫度控制和終點溫度控制，過程溫度是確保終點溫度合格的關鍵。a、熱量的來源 氧氣頂吹轉爐熱量的主要來源是鐵水的物理熱和化學熱。b、出鋼溫度的確定 終點鋼水溫度主要根據以下原則確定： 1）鋼種的凝固溫度；2）澆注溫度；3）鋼水溫降數值； 4）澆注方式 5）二次精煉方式及時間。6 6、終點控制、終點控制鋼水達到鋼種成分和溫度要求的時刻，稱之為“終點”。 1）鋼中碳含量

25、達到所煉鋼種控制要求； 2）鋼中P、S含量低于規格以下的一定范圍； 3）出鋼溫度能保證進行精煉和澆鑄； 4）對于沸騰鋼，鋼水應具有一定的氧化性。另外，終渣粘度、(FeO)含量、堿度等也應控制在合理范圍內。352.82.8氧氣轉爐的工藝氧氣轉爐的工藝終點控制方法 終點控制方法有三種：一次拉碳法、增碳法及高拉補吹法。人工判斷方法 碳的判斷看火焰、看火花、取鋼樣 溫度的判斷火焰判斷、取樣判斷、氧槍冷卻水判斷、根據爐膛情況判斷自動化煉鋼 將鐵水、原材料的溫度和成份，副槍和質譜儀取得的數據輸入轉爐煉鋼模型后，由計算機自動控制冶煉終點。7 7、脫氧及合金化制度、脫氧及合金化制度 鋼水中氧含量超標，影響鋼坯

26、質量，降低鋼的性能，加劇鋼的熱脆，因此鋼水必須脫氧，并調整鋼水成分同時進行脫氧合金化。1、脫氧方法：沉淀脫氧、擴散脫氧和真空脫氧 目前普遍采用沉淀脫氧，可用單獨脫氧法和復合脫氧法。2、脫氧合金加入原則：脫氧劑條件，脫氧劑加入原則：先弱后強3、脫氧操作 鋼包內脫氧合金化 、真空精煉爐內脫氧合金化 362.82.8氧氣轉爐的工藝氧氣轉爐的工藝8 8、煉鋼的基本反應、煉鋼的基本反應1.1.成渣過程成渣過程 Si+O(SiO2) Fe+O(FeO) Mn+O(MnO) (FeO)+(SiO2)+CaO(CaOFeOSiO2) 2.2.脫磷反應脫磷反應 2P+5(FeO)+n(CaO)(nCaOP2O5

27、)+5Fe3.3.脫硫反應脫硫反應 FeS+(CaO)(CaS)+(FeO)4.4.脫碳反應脫碳反應 C+O=CO C+2O=CO25. .脫氧反應脫氧反應 2Al+3O=(Al2O3)37采用的基本手段采用的基本手段 渣渣 洗洗：脫氧、脫硫、去夾雜 真真 空空：脫氫、脫氮、脫氧、去夾雜 攪攪 拌拌：調溫、混勻、凈化 加加 熱熱：防止鋼液冷卻 噴噴 吹吹：脫氧、脫硫、去夾雜第三章煉鋼爐外精煉第三章煉鋼爐外精煉38第三章煉鋼爐外精煉第三章煉鋼爐外精煉 按傳統工藝，將在常規煉鋼爐按傳統工藝，將在常規煉鋼爐中完成的精煉任務，如中完成的精煉任務，如去除雜質、去除雜質、成分和溫度的調整和均勻化成分和溫度

28、的調整和均勻化等任等任務，部分或全部地移到鋼包或其務，部分或全部地移到鋼包或其他容器中進行。他容器中進行。作用：39鋼包精煉爐(LF) 加熱與溫度控制 白渣精煉工藝 合金微調與窄成分控制第三章煉鋼爐外精煉第三章煉鋼爐外精煉40真空吹氧脫碳 將鋼包放入真空罐內從頂部的氧槍向鋼包內吹氧脫碳，同時從鋼包底部向上吹氬攪拌。第三章煉鋼爐外精煉第三章煉鋼爐外精煉41第四章煉鋼連鑄第四章煉鋼連鑄 連鑄連鑄是通過連鑄機將鋼液連續是通過連鑄機將鋼液連續地鑄成鋼坯，然后直接送軋鋼車間地鑄成鋼坯，然后直接送軋鋼車間軋制成鋼材。軋制成鋼材。連鑄與傳統的鋼錠模澆鑄相比連鑄與傳統的鋼錠模澆鑄相比有很大的有很大的技術經濟優

29、越性技術經濟優越性，主要表，主要表現在：現在：簡化工序簡化工序42 1、轉爐冶煉的鋼水經過脫氧合金化和溫度、成分的調整，調運到連鑄平臺，鋼液由鋼包注入中間包內，中間包暫時儲存鋼液，再澆注到結晶器內，鋼液在結晶器內迅速冷卻，形成外表為凝固坯殼內部未凝固的鋼水的鑄坯，隨著拉輥緩慢地將帶液心的鑄坯從結晶器拉出，中間包內的鋼水也連續地注入結晶器內，帶液芯的鑄坯在二次冷卻區接受噴水的強制冷卻，當拉到規定位置時，鑄坯內部完卻凝固，然后將鑄坯切割成規定的尺寸，由出坯裝置送到熱軋廠進行軋制。 2、連鑄機流程圖圖連鑄流程示意圖圖連鑄流程示意圖4.14.1煉鋼連鑄工藝流程煉鋼連鑄工藝流程43提高金屬的收得率提高金

30、屬的收得率節約能量消耗節約能量消耗改善勞動條件，易于實改善勞動條件，易于實現自動化現自動化鑄坯質量好鑄坯質量好4.14.1煉鋼連鑄工藝流程煉鋼連鑄工藝流程立 式立彎式弧 形橢圓形水 平連鑄機的未來應用最廣泛444.24.2煉鋼連鑄的設備和設施煉鋼連鑄的設備和設施鋼包回轉臺鋼包回轉臺 中間包中間包454.2煉鋼連鑄的設備和設施煉鋼連鑄的設備和設施去去 渣渣減壓穩流減壓穩流分分 流流貯貯 鋼鋼 作用作用: :464748打好干式料，裝好擋渣墻、穩流器，等待上連鑄機；49504.24.2煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）514.24.2煉鋼連鑄的設備（鋼包旋轉臺）煉鋼連鑄的設備

31、（鋼包旋轉臺） 旋轉臺可承托一個旋轉臺可承托一個或兩個鋼包，一包在澆注或兩個鋼包，一包在澆注位置時，另一包備用。采位置時，另一包備用。采用旋轉臺以后，大大縮短用旋轉臺以后，大大縮短了換包時間，為實現了換包時間，為實現多爐多爐連澆連澆創造了條件。創造了條件。 動畫視頻5253545556574.2煉鋼連鑄的設備（煉鋼連鑄的設備（扇形段扇形段）扇形段：包括彎曲段、弧形段、扇形段：包括彎曲段、弧形段、矯直段和水平段矯直段和水平段彎曲段為0段，其設計型式為連續彎曲型，輥數17對，輥徑150mm，輥型為三分節輥；弧形段為1-3段，弧形半徑5m，輥數7對，輥徑和矯直段、水平段相同，均為200mm，輥型為三

32、分節輥；矯直段為4-5段，弧形半徑為5m，7對自由輥，1對驅動輥；水平段為6-10段，其中6段和10段為6個自由輥，2個驅動輥，其它為7個自由輥，1個驅動輥。動態輕壓下示意圖動態輕壓下示意圖584.24.2煉鋼連鑄的設備（結晶器）煉鋼連鑄的設備（結晶器）作用：作用： 規定鑄坯形狀規定鑄坯形狀 強制鋼液迅速冷卻強制鋼液迅速冷卻 保證形成足夠強度和厚度較保證形成足夠強度和厚度較均勻的坯殼均勻的坯殼 結晶器的冷卻亦稱為結晶器的冷卻亦稱為一次冷一次冷卻卻594.24.2煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統）煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統） 二冷區二冷區的長度應能的長度應能使鑄坯在該區內全部凝固，使鑄坯在該區內全

33、部凝固，而鑄坯溫度不低于而鑄坯溫度不低于800800-900900。 二冷裝置包括二冷裝置包括冷卻冷卻水噴嘴水噴嘴和和夾輥夾輥。我國基本上都用壓力噴我國基本上都用壓力噴嘴。嘴。60 作用是作用是拉坯并將鑄坯矯直拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機還要把引錠送到。澆注前，拉坯矯直機還要把引錠送到結晶器內。澆注開始后鑄坯拉至切割機處時，再把引錠桿脫掉。結晶器內。澆注開始后鑄坯拉至切割機處時，再把引錠桿脫掉。4.24.2煉鋼連鑄的設備（煉鋼連鑄的設備（614.24.2煉鋼連鑄的設備煉鋼連鑄的設備 火焰切割火焰切割 62 引錠裝置由引錠裝置由引錠頭引錠頭和和引錠桿引錠桿兩部分組成。常用的引錠頭主要有兩

34、部分組成。常用的引錠頭主要有燕尾燕尾槽式槽式和和鉤頭式鉤頭式兩種兩種 。4.24.2煉鋼連鑄的設備煉鋼連鑄的設備634.2煉鋼連鑄的設備煉鋼連鑄的設備644.2煉鋼連鑄的設備煉鋼連鑄的設備65 噴濺是轉爐吹煉過程中經常發生的一種現象，通常人們把隨爐氣攜噴濺是轉爐吹煉過程中經常發生的一種現象，通常人們把隨爐氣攜走、從爐口滋出或噴出爐渣與金屬的現象稱為噴濺。噴濺的產生，造成走、從爐口滋出或噴出爐渣與金屬的現象稱為噴濺。噴濺的產生，造成大量的金屬和熱量損失，引起對爐襯的沖刷加劇，可造成粘槍、燒槍、大量的金屬和熱量損失，引起對爐襯的沖刷加劇，可造成粘槍、燒槍、爐口和煙罩粘渣，增大清渣處理的勞動。爐口和

35、煙罩粘渣，增大清渣處理的勞動。1、噴濺的類型：、噴濺的類型： 1）爆發性噴濺）爆發性噴濺 2）泡沫渣噴濺）泡沫渣噴濺 3）金屬噴濺）金屬噴濺2、噴濺的控制與預防、噴濺的控制與預防2.1爆發性噴濺爆發性噴濺2.1.1爆發性噴濺產生的原因爆發性噴濺產生的原因 熔池內碳氧反應不均衡，熔池內碳氧反應不均衡， 瞬時產生大量的瞬時產生大量的CO氣體。這是發生爆發性氣體。這是發生爆發性噴濺的根本原因。在正常情況下，碳均勻氧化，噴濺的根本原因。在正常情況下，碳均勻氧化， 生成的生成的CO氣體均勻排氣體均勻排出，不致產生猛烈的噴濺。出，不致產生猛烈的噴濺。2.1.3爆發性噴濺的預防和處理爆發性噴濺的預防和處理

36、1） 控制好熔池溫度。前期溫度不過低，控制好熔池溫度。前期溫度不過低， 中后期溫度不過高，中后期溫度不過高， 均勻均勻升溫，升溫， 嚴禁突然冷卻熔池，嚴禁突然冷卻熔池， 碳氧反應均衡進行，碳氧反應均衡進行， 消除爆發性的碳氧反消除爆發性的碳氧反應。應。第六章氧氣轉爐第六章氧氣轉爐噴濺的控制噴濺的控制662.1.2噴濺的控制噴濺的控制: 碳在激烈氧化時，對于溫度的變化非常敏感，如果由于操作上的原碳在激烈氧化時，對于溫度的變化非常敏感，如果由于操作上的原因使熔池驟然冷卻，因使熔池驟然冷卻， 溫度下降，溫度下降， 抑制了正在迅速進行的碳氧反應，抑制了正在迅速進行的碳氧反應， 供供入的氧氣開始積聚。一

37、旦熔池溫度升高到一定程度，入的氧氣開始積聚。一旦熔池溫度升高到一定程度，TFe積聚到積聚到20%以以上時，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行，上時，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行， 瞬時間排出大量具有巨大瞬時間排出大量具有巨大能量的氣體，能量的氣體， 從爐口奪路而出。同時，從爐口奪路而出。同時， 還挾帶著大量的鋼水和熔渣，還挾帶著大量的鋼水和熔渣， 造成較大的噴濺。造成較大的噴濺。2）控制好熔渣中）控制好熔渣中TFe含量，保證不出現積聚現象，以避免造成爐渣過含量，保證不出現積聚現象，以避免造成爐渣過分發泡或引起爆發性的碳氧反應。具體講應注意以下情況：片面強調分發泡或引起爆發性的碳氧反應。具體講應注

38、意以下情況：片面強調前期快化渣，采用了過高的槍位操作，使前期溫度上升緩慢，前期快化渣，采用了過高的槍位操作，使前期溫度上升緩慢， TFe積積聚過多，聚過多， 一旦碳開始激烈氧化時，往往會引起大噴。因此，一旦碳開始激烈氧化時，往往會引起大噴。因此， 凡是前期凡是前期爐渣化得早，爐渣化得早， 就應及時降槍以控制渣中就應及時降槍以控制渣中TFe， 同時促進熔池升溫，同時促進熔池升溫， 碳碳得以均勻的氧化。避免碳焰上來后的大噴。得以均勻的氧化。避免碳焰上來后的大噴。 二批料加入不當時，二批料加入不當時， 使熔池溫度明顯下降，使熔池溫度明顯下降， 抑制了碳的氧化，抑制了碳的氧化， 等溫度再度提高后，也會

39、產生大噴。最好采用小批量多次加入的方式，等溫度再度提高后，也會產生大噴。最好采用小批量多次加入的方式， 有利于消除因二批渣料加入冷卻熔池而引起的大噴。有利于消除因二批渣料加入冷卻熔池而引起的大噴。第六章氧氣轉爐第六章氧氣轉爐噴濺的控制噴濺的控制67 在處理爐渣在處理爐渣 “返干返干” 或加速終點渣形成時，或加速終點渣形成時， 加入了過量的螢石，加入了過量的螢石， 或者或者采用了過高的槍位操作，使終點渣化得過早，采用了過高的槍位操作，使終點渣化得過早， 或或TFe積聚，積聚， 此時碳的氧化此時碳的氧化還很激烈，還很激烈， 也會造成大噴。也會造成大噴。 終點爐渣基本化好，終點爐渣基本化好， 降槍過

40、早、過低時，降槍過早、過低時， 由于熔池內碳含量還較高，由于熔池內碳含量還較高，碳的氧化速度猛增，也會產生大噴。所以應控制好終點的降槍時機。碳的氧化速度猛增，也會產生大噴。所以應控制好終點的降槍時機。爐役前期爐膛小，爐役前期爐膛小， 前期溫度低，前期溫度低， 渣中渣中TFe偏高，偏高， 要注要注意及時降槍，不使意及時降槍，不使TFe過高，過高， 以免噴濺。以免噴濺。 補爐后，爐襯溫度偏低，前期吹煉溫度隨之降低，造成氧化性強，補爐后，爐襯溫度偏低，前期吹煉溫度隨之降低，造成氧化性強， 要注要注意及時降槍，控制渣中意及時降槍，控制渣中TFe含量，以免噴濺。含量，以免噴濺。 對此現場總結為：前期噴渣

41、，爐溫過低；中期噴渣，爐溫過高。若采用對此現場總結為：前期噴渣，爐溫過低；中期噴渣，爐溫過高。若采用留渣操作，留渣操作， 所留熔渣所留熔渣TFe較高，兌鐵前如果沒有采取冷凝熔渣的措施，也較高，兌鐵前如果沒有采取冷凝熔渣的措施，也可能產生爆發性噴濺。可能產生爆發性噴濺。 吹煉過程一旦發生噴濺就不要輕易降槍，吹煉過程一旦發生噴濺就不要輕易降槍， 因為降槍以后，碳的氧化反應因為降槍以后，碳的氧化反應更加激烈，更加激烈， 反而會加劇噴濺。此時可適當的提槍，反而會加劇噴濺。此時可適當的提槍， 這樣一方面可以降低碳這樣一方面可以降低碳的氧化反應速度和熔池升溫速度，的氧化反應速度和熔池升溫速度， 另一方面也

42、可以借助于氧氣之流股的沖另一方面也可以借助于氧氣之流股的沖擊作用吹開熔渣，擊作用吹開熔渣， 促進氣體的排出。促進氣體的排出。 第六章氧氣轉爐噴濺的控制第六章氧氣轉爐噴濺的控制68682.2.1泡沫性噴濺產生的原因泡沫性噴濺產生的原因 有時各爐吹煉情況差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有的爐次有時各爐吹煉情況差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有的爐次有大噴，有大噴， 有的就沒有。這說明除了碳的氧化不均衡外，還有其他原因有的就沒有。這說明除了碳的氧化不均衡外，還有其他原因引起噴濺，如爐容比的大小、渣量多少、引起噴濺，如爐容比的大小、渣量多少、 熔渣泡沫化程度等。熔渣泡沫化程度等。 在鐵水在鐵水 S

43、i含量高，含量高， 渣中渣中SiO2含量較高，含量較高， 渣量大時，渣量大時， 再加上熔渣再加上熔渣內內TFe較高，熔渣表面張力降低，較高，熔渣表面張力降低， 熔渣泡沫太多，熔渣泡沫太多， 阻礙著氣體通暢排阻礙著氣體通暢排出，使渣層厚度增加，嚴重時能夠上漲到爐口。出，使渣層厚度增加，嚴重時能夠上漲到爐口。爐內有大量泡沫渣存在，爐內有大量泡沫渣存在， 說明在熔渣中保留了大量的氣體。當熔渣起泡沫說明在熔渣中保留了大量的氣體。當熔渣起泡沫時，渣面上漲到接近于爐口。此時，只要有一個不大的沖擊力，時，渣面上漲到接近于爐口。此時，只要有一個不大的沖擊力， 就能把熔就能把熔渣從爐口推出，渣從爐口推出， 熔渣

44、所夾帶的金屬液也隨之而出，熔渣所夾帶的金屬液也隨之而出， 造成較大的噴濺。同時造成較大的噴濺。同時泡沫渣對熔池液面覆蓋良好，泡沫渣對熔池液面覆蓋良好， 對氣體的排出有阻礙作用。因此嚴重的泡沫對氣體的排出有阻礙作用。因此嚴重的泡沫渣就是造成泡沫性噴濺的原因。顯然，渣就是造成泡沫性噴濺的原因。顯然， 渣量大比較容易產生噴濺；爐容比渣量大比較容易產生噴濺；爐容比大的轉爐，氣體排出通暢，大的轉爐，氣體排出通暢， 發生較大噴濺的可能性小些。發生較大噴濺的可能性小些。2.2.2預防預防 泡沫性噴濺由于渣中泡沫性噴濺由于渣中TFe較高，較高， 往往伴隨著爆發性噴濺。泡沫性噴濺的往往伴隨著爆發性噴濺。泡沫性噴濺的預防和處理根據泡沫性噴濺產生的原因，預防和處理根據泡沫性噴濺產生的原因， 預防的措施如下：預防的措施如下： 1）控制好鐵水中的）控制好鐵水中的Si含量，含量， Si含量高采用雙渣操作。含量高采用雙渣操作。 2）控制好熔渣中）控制好熔渣中TFe含量，適當降低槍位，控制礦石加入量，含量，適當降低槍位，控制礦石加入量， 不出現