冶金煉鋼培訓(xùn)手冊

1、冶金煉鋼培訓(xùn)手冊一、鋼與鐵的區(qū)別鋼與鐵區(qū)別主要表達(dá)在碳含量的不同上， 鋼與鐵之間沒有很明 確的一致公認(rèn)的界限。煉鋼教科書對鋼的定義是 ,以鐵為主要元素， 碳含量一般在 2% 以下 0.02%以上，并含有其它元素的統(tǒng)稱。根據(jù) Fe-O 相圖的劃分， 碳含量在 2.11%以下的成為鋼，在 2.11%以上的成為鐵。碳含量大于 1.4%的鋼很少使用，碳含量小于 0.02% 的鋼稱為 工業(yè)純鐵，它是電器、電訊、電工儀表用的磁性材料。根本知識1、GB 國家標(biāo)準(zhǔn)代號YB 原冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)2、Q235A :其中Q:屈服強度，235:屈服強度值。HRB 335： H 、 R、 B 分別為熱軋、帶肋、鋼筋英文首位

2、字 母， HRB :熱軋帶肋鋼筋 335:屈服強度值3、碳含量小于 0.25%是低碳鋼，在 0.25-0.60%之間為中碳鋼，大 于 0.60% 是高碳鋼4、合金鋼分為低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼合金含量總量小于 3% 稱低合金鋼，在 5-10% 稱中合金鋼， 大于 10% 稱高合金鋼。5、鋼的微合金化通常指在原有主加合金元素的根底上再添加微量的鈮Nb、釩V、鈦Ti等碳氮物形成元素，使其對鋼的力學(xué) 性能有影響或耐蝕性、耐熱性起有力作用。6、不銹鋼不銹鋼不生銹，原因是鋼中含鉻，含鉻12.5%，低于此量就不叫不 銹鋼。工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼含鉻在12-30%之間。通常把能夠抵抗大 氣腐蝕的含鉻在13%

3、的鋼叫不銹鋼，含鉻在17%以上的鋼叫耐酸鋼, 統(tǒng)稱不銹耐酸鋼。7、夾雜物評級中A、B、C、D類夾雜物分別屬硫化物類、氧化鋁 類、硅酸鹽類、球狀氧化物類。每類夾雜物按厚度或直徑分為細(xì)系、 粗系兩系列，用字母e表示粗系夾雜物。每個系列由表示夾雜物含 量遞增的五級圖片1級至5級組成。二、煉鋼方法分類平爐煉鋼法、電爐煉鋼法、轉(zhuǎn)爐煉鋼法，轉(zhuǎn)爐煉鋼法是當(dāng)前國內(nèi)外 最主要的煉鋼法。三、轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程石灰、白云石、瑩石等轉(zhuǎn)爐產(chǎn)品代表品種 低碳拉絲用鋼：Q215A、Q195、H08A、LS、棉打鋼 低合金低合金高強度： Q345A、 LZ 等普碳：HPB235、Q235A、Q175、擋板專用鋼等 低合金類建筑

4、用鋼： HRB335、 HRB400 等四、煉鋼根本原理1、礦石- 鐵Fe2O3+3CO=2Fe+3CO 2,FeO +C=Fe+CO2、 鐵- 鋼：脫碳、磷、硫、氧，去除有害氣體和夾雜；提 高溫度；調(diào)整成分。碳溶于鐵的反響：FeC3=3Fe+C脫碳反響： O2 +2C=2COO2 +Si=Si O 2O2 +Mn=Mn O 2脫磷反響： 2P+ 5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P 2O5)+5Fe 脫硫反響： FeS+ (CaO)= (FeO)+ CaS 2CaS+ 3O2 =2S O2+2CaO脫硫、脫磷都需高堿度、大渣量，不同的是脫硫需要高溫，低氧化鐵，而脫磷那么需要低溫，高氧化

5、鐵脫氧反響：02 +Si=Si O2O2 +Mn=Mn O 22AL+0 3=AL 2O3 五、煉鋼根本任務(wù)煉鋼就是通過冶煉降低生鐵中的碳和去除有害雜質(zhì)， 再根據(jù)對 鋼性能的要求參加適量的合金元素，使其成為具有高的強度、韌性 或其它特殊性能的鋼。? 去除雜質(zhì)：脫磷、脫硫、去除氣體脫氧、氫、氮和非金屬夾雜物。? 脫碳并將其含量調(diào)整到一定范圍。? 調(diào)整鋼液成份和溫度。? 將鋼液澆鑄成質(zhì)量合格的鋼坯。1 鋼中硫硫在晶界產(chǎn)生低熔點的共晶化合物 FeO-FeS熔點940 C,低于軋、鍛溫度 1150 左右，因此熱加工時在鋼坯內(nèi)液體處開裂，稱 之為熱脆。2 鋼中磷磷的突出危害是產(chǎn)生冷脆，在低溫下，磷越高，

6、沖擊性能降低 越大。3 鋼中氧一般測定的鋼中的氧是全氧，包括氧化物中的和溶解的氧， 使用濃差法定氧時測定鋼液中溶解的氧，在鋼坯、材取樣分析的是 全氧。在標(biāo)準(zhǔn)中一般不規(guī)定含量值。4 鋼中氮 在低碳鋼中，增大氮會降低沖擊值 ak, 產(chǎn)生老化現(xiàn)象。5 鋼中氫鋼中氫可使鋼產(chǎn)生白點發(fā)裂 、疏松、氣泡，使鋼變脆。6 夾雜物隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的開展 ,人們對鋼的純潔度要求越來越高。 由于生產(chǎn)過程環(huán)境及工藝自身的影響 ,鋼中存在非金屬夾雜物是不可 防止的。非金屬夾雜的存在破壞了鋼的連續(xù)性和致密性,對鋼的性能有著重要的影響 ,甚至是決定性的影響。所謂潔凈鋼或純潔鋼是指鋼中純潔度控制嚴(yán)格，雜質(zhì)元素 S 、P、H、

7、N、O含量低，總量在100ppm以下;而且要嚴(yán)格控制鋼 中非金屬夾雜物，數(shù)量少、尺寸小、形態(tài)要控制為點球狀不變形夾 雜，潔凈鋼高。夾雜物分內(nèi)生夾雜物、外來夾雜物鋼中內(nèi)在夾雜的主要來源是： 冶煉過程元素被氧化及脫氧形成氧 化物。內(nèi)生夾雜物的特征是：分布相對來說較均勻 、顆粒相對而言 較細(xì)小、較晚形成的夾雜物多沿初生晶粒的晶界分布 廣義上講，把澆注過程中鋼水與空氣、耐火材料、爐渣之間的相互化學(xué)反響生成的氧化產(chǎn)物 .使鋼水重新被污染的過程叫二次氧 化。留在鋼中的二次氧化產(chǎn)物一般稱為外來夾雜。冶煉潔凈鋼應(yīng)根據(jù)品種和用途要求，在鐵水預(yù)處理-煉鋼 -精煉 -連鑄的操作都應(yīng)處于嚴(yán)格的控制之下， 煉鋼環(huán)節(jié)主要

8、控制技術(shù)如下：(1) 鐵水預(yù)處理，入 爐鐵水硫含量應(yīng) 小于 0.005%甚至小于 0.002% 。(2) 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉和煉鋼終點控制，改善脫磷條件，提高終點成 分和溫度一次命中率，降低鋼中溶解氧含量，減少鋼中非金屬夾雜 物數(shù)量。(3) 擋渣出鋼，防止出鋼下渣可防止回磷和提高合金吸收率。(4) 鋼包渣改質(zhì)，出鋼過程向鋼流參加爐渣改質(zhì)劑，復(fù)原 FeO 并 調(diào)整鋼包渣成分。在實際生產(chǎn)中 ,由于鋼中非金屬夾雜的存在 ,還會產(chǎn)生一些現(xiàn)場廢 品和質(zhì)量降級的判斷 ,造成企業(yè)的經(jīng)濟損失 ,因此 ,對于連鑄坯中的非 金屬夾雜研究必須給予高度重視。碳(C)：是對鋼的性能影響最大的根本元素。假設(shè)多爐澆注時， 各爐之

9、間鋼水中碳含量差異要求小于 0.02%。鋼中C=0120.17%, 連鑄坯易產(chǎn)生縱裂、角裂，甚至造成漏鋼事故。為了減少這類鋼對 裂紋的敏感性,通常在保證機械性能的前提下,把鋼的含碳量控制 在0.160.22%范圍內(nèi)，而把錳(Mn?)含量提高到0.70.8%。有害元素硫S、磷P含量：S、P是由原料中帶入的。S對 鋼的熱裂紋敏感性有突出的影響，S大于0.025%時，鋼的延展性有 明顯的下降，鑄坯裂紋加重； P 會使鋼的晶界脆性增加，裂紋敏感 性增強。因此，對于連鑄鋼水要求S小于0.03%,最好S小于0.025%, 或 S+P 小于 0.05%才能防止鑄坯產(chǎn)生熱裂紋。鋼中錳能抑制硫的有害影響，消除S

10、的熱脆傾向，增大Mn/S 可有效降低裂紋敏感性。MnS的熔點是1610C。剩余元素含量：鋼中剩余元素如銅、錫、鉛、銻等,通常是由 廢鋼帶入的,而在冶煉中不能去除而殘留在鋼中。連鑄坯在冷卻過 程中由于鐵的氧化,這些元素在晶界富集,造成鑄坯外表裂紋。因 此應(yīng)精選廢鋼或廢鋼搭配使用,控制鋼中銅小于 0.2%,錫、砷、銻 含量小于 0.10%。微量元素：為了改善鋼的使用性能,出鋼合金化時,有意參加 微合金元素,使其在鋼水中保持其一定含量,如鋼中含有微合金元 素鈮Nb、釩V，可提高鋼的韌性，增加抗硫化氫腐蝕能力。7 鋼中剩余元素及其對鋼性能的影響1 剩余元素在鋼中的偏析許多剩余元素在鋼中是以偏析的形式存

11、在并發(fā)揮作用的。 除周期 表中與鐵靠近的幾個過渡金屬鎳、鈷、鎢、鉬、錳、鉻外,多數(shù)殘 余元素在鋼中均有較強的偏析能力；這種元素的偏析過程,既可以發(fā)生于鋼液的凝固過程，也可以發(fā)生于隨后的固態(tài)相變，后者需要 較長的擴散時間。不同的剩余元素其偏析能力可以用偏析系數(shù)定量比較， 凝固偏析 系數(shù)取決于剩余元素在固相和液相兩相之間的分配因數(shù)，一般先結(jié) 晶的固相中含有剩余元素較少， 而后結(jié)晶的局部所含剩余元素較多， 最后形成典型的鑄錠偏析宏觀結(jié)構(gòu)。不同剩余元素在鋼中的凝固偏 析因數(shù)見表1，它是一個無量綱量，等于 C/C，即不偏析時，偏析 因數(shù)為零。在正常凝固條件下，凝固偏析因數(shù)小于 0.5 一般不會產(chǎn)生嚴(yán)重

12、的宏觀偏析，因此在鑄錠的冒口局部主要偏析元素是硫、磷、碳， 其次有銻、氮、砷、氫、錫，相應(yīng)這一局部材料的硬度也將高于鑄 錠的其它部份。相應(yīng)于凝固偏析， 剩余元素在固態(tài)相變或加熱中， 也可能產(chǎn)生晶 界偏析，鋼的第二類回火脆性主要就是磷、錫、砷、銻在晶界上偏 析脆化引起的。與凝固偏析相比，由于剩余元素只能做近程擴散， 所以這種偏析一般需要特定的溫度和時間，偏析的位置一般在原始 奧氏體晶界等晶體缺陷位置。幾種剩余元素在晶界上的晶界富集因 數(shù)亦列于表 3，它是一個無量綱量，定義為晶界濃度與晶內(nèi)濃度之 比。根據(jù) Seah-Hondros 模型，晶界富集因數(shù)與剩余元素在鋼中溶 解度成反比。利用經(jīng)驗關(guān)系lg

13、 Blgcm+b ，如果知道一種剩余元 素在鋼中的固溶度，就可以大致估計它的晶界富集因數(shù)。 式中B為晶界富集因數(shù)，cm為剩余元素的溶解度，a和b均為常數(shù)，其中a =-0.868 , b = 0.898。表1剩余元素在鋼中凝固偏析的傾向和晶界富集因數(shù)兀素名稱凝固偏析因數(shù)晶界富集因數(shù)硫0.9825000磷0.87200 750碳0.8710000銻0.801000氮0.72砷0.70250氫0.68錫0.50250 750銅0.44100 200鎳、鉬0.20錳0.16鎢0.10鉆0.10鉻0.05鋼中第三組元對剩余元素在晶界偏析的影響很大，根據(jù)Guttma nn的工作，鎳、錳、鉻、釩、鎢、鉬、鈦

14、、鋯對磷偏析的影響依序增強。而鎳、鉻對銻在鋼中的偏析程度亦有相當(dāng)加強。由于硅、錳對 剩余元素在晶界偏析的影響很大，在現(xiàn)代超純潔鋼概念中，已將硅、 錳列入應(yīng)控的雜質(zhì)元素，含量可控制在 0.05 % 以下。2剩余元素對鋼材高溫塑性的影響在生產(chǎn)實踐中，人們早已發(fā)現(xiàn)鋼材的熱加工性能與鋼中的剩余元 素硫及銅含量有重要關(guān)系，鋼中這些剩余元素含量一旦升高，鋼的 鍛造性能或熱軋性能將嚴(yán)重惡化，即所謂熱脆現(xiàn)象。由熱力學(xué)數(shù)據(jù)可知， 所有全保存剩余元素在適宜的氧化性氣氛下 加熱，由于選擇性氧化的結(jié)果，均會富集于鋼的外表。這由于伴隨 鐵的氧化及氧的擴散過程，未發(fā)生氧化的剩余元素將逐漸沉積于金 屬基體與氧化皮的界面，鋼

15、材加熱時間越長，氧化皮亦越厚，相應(yīng) 在外表富集的剩余元素也將越多。除了銅以外，大局部富集的剩余元素會逐漸溶入鋼材的外表形成 富集層而不是形成低熔點液相。然而，由于銅在鋼中的溶解度低， 生產(chǎn)中經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)鋼外表有時可以形成一層沉積銅。如果鋼的熱 加工鍛造或熱軋溫度在銅的熔點1083 C以上那么外表沉積的這 層銅將形成液膜，將潤濕鋼的外表并沿晶界向鋼內(nèi)部浸潤，最后導(dǎo) 致嚴(yán)重的銅裂，這是目前已發(fā)現(xiàn)的最嚴(yán)重的加工熱脆性機制之一。 銅在鋼外表富集的程度，取決于鋼中的殘銅量和鋼坯加熱時的氧化 程度，對傳統(tǒng)的鑄錠工藝，鋼材從開坯到最后成型一般至少要經(jīng)二 次高溫加熱時程，而當(dāng)代連鑄工藝中，連鑄坯在步進(jìn)式連續(xù)加

16、熱爐 中長時間的高溫氧化條件都有助于產(chǎn)生銅脆現(xiàn)象。由于鋼材的正常 軋制和鍛造溫度區(qū)間一般在10001150 C,恰好落在銅的熔點范 圍。減輕銅脆的一個有效途徑是提高銅合金的熔點，其中鎳和鉬最 為有效，如果鋼中剩余元素僅有銅，那么只要殘量大于 0.35 % ，在正 常軋制條件下，軋坯外表即會出現(xiàn)嚴(yán)重的銅裂；作為比照，如果鋼 中含少量鎳或鉬，其含量為銅含量的一半，那么含銅 0.75 % 的鋼也可 以順利地進(jìn)行熱軋。反之，鋼中剩余元素錫、砷、銻均會降低銅的 熔點從而加強銅脆敏感性。然而如果鋼中沒有銅，這些剩余元素在 微量情況下，對鋼材熱塑性并未表現(xiàn)有顯著影響。由 Fe-Cu-C 三元 相圖可見，鋼中

17、碳含量越高，奧氏體中銅的溶解度越低，表現(xiàn)為銅 脆敏感性也越高，此外，鋼中碳含量較高，有助于氧化下富集的銅 層不發(fā)生氧化。鋼中硫含量過高時在熱加工中亦會引起嚴(yán)重的熱裂， 但它不是從 外表，而是從內(nèi)局部生開裂，其原因是生成液相的 FeS,其熔點僅 為816 C,這種低熔點相對鋼奧氏體晶界有很好的潤濕性，所以這 種熱裂是一種沿晶裂紋，鋼材熱加工溫度如低于 816 C, FeS為固 相那么不存在熱裂，反之如果熱加工溫度高于 1038 C, FeS將在鐵 中重溶，只有在8161038 C區(qū)間，含硫鋼才進(jìn)入熱脆區(qū)。鋼中 添加足夠的 Mn 元素,將與硫形成高熔點 MnS ,可有效降低或消除 由硫引起的熱脆。

18、對普碳鋼,鋼中碳含量為 0.2 % 時,熱脆最為嚴(yán) 重,碳含量低于 0.2 % 或高于 0.2 % 均可使鋼的熱塑性提高。3) 剩余元素對鋼回火脆性的影響合金鋼中存在的微量剩余元素是產(chǎn)生第二類回火脆性的主要原 因，在中溫回火脆性區(qū)，剩余元素有足夠的擴散能力，如果有足夠 長的時間這些剩余元素將逐漸由晶內(nèi)向晶界偏析，最終導(dǎo)致晶界脆 化。在力學(xué)性能上，反映為鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度上升和沖擊功下降， 在沖擊斷口上，以沿晶斷裂為其微觀特征，用俄歇電鏡分析可以發(fā) 現(xiàn)在斷口外表，有高濃度的剩余元素富集。鋼中含有硅及錳元素時， 將大大促進(jìn)剩余元素引起的第二類回火脆性。這可能是由于硅、錳 促進(jìn)剩余元素在鋼中的擴散及偏

19、析能力。相反，鋼中如果添加適量 的鉬，一般為0.2 %0.5 %，那么可有效地抑制第二類回火脆性。引起第二類回火脆性的剩余元素為磷、錫、砷和銻，其影響強度 亦按上述次序遞減，其原因可能與不同元素在鋼中的擴散和偏析能 力以及它們在鋼晶界上的行為有關(guān)。一些研究結(jié)果說明，可以用加 權(quán)因數(shù)來評價剩余元素對回火脆性的影響，不同鋼種各元素的加權(quán) 因數(shù)亦不同。采用經(jīng)驗公式：K = (Mn+Si)(10P+5Sb+4S n+As),式中濃度采用重量百分比含量可以定量估計剩余元素對回火脆性的 影響，式中 K 值可定義為純潔度。由于一般錫、砷、銻的加權(quán)因數(shù) 均小于磷，故可將四種剩余元素的總量加和，作為鋼材純潔度的

20、一 個指標(biāo)。為了有效防止第二類回火脆性，對于優(yōu)質(zhì)大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子 用鋼35NiCrMoV ，純潔度控制在K = (1.64) X10-3可以有效地避 免第二類回火脆性。由于第三組元對剩余元素晶界偏析致脆的促進(jìn)作用， 這里特別強 調(diào)應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的硅、錳含量。錳含量將涉及鋼的精煉及脫氧工 藝的改進(jìn)。上述四種剩余元素中， 只有磷在煉鋼時可以除去， 其余三種都是 屬于全保存元素。目前由于尚無滿意的技術(shù)可以經(jīng)濟地除去這些殘 余元素，隨著廢鋼的屢次循環(huán)，這些元素的殘量在鋼中將逐漸增多， 這種工業(yè)污染將導(dǎo)致下個世紀(jì)全球鋼材性能的逐漸退化，因此如何 控制含錫廢鋼的使用，如何對高錫或高砷鋼水進(jìn)行預(yù)處理，如何有

21、效控制鋼材的工業(yè)污染問題，即純潔鋼工程，應(yīng)研究其有效對策。4剩余元素對鋼材抗腐蝕性能的影響從熱力學(xué)分析，鋼水中所有全保存剩余元素均傾向于減小鋼在氧 化性酸中的腐蝕速度。其原因是這類元素的氧化勢要低于鐵，隨著 鋼的選擇性溶解，鋼中剩余元素將逐漸在鋼外表沉積，由此逐漸減 小鋼的腐蝕速度。鋼中殘銅量如量超過 0.15 % ，那么酸浸后可以見到 鋼外表沉積一層粉紅色的銅層。然而，剩余元素對鋼材耐蝕性的益處在實際使用中并無明顯作 用，相反剩余元素在鋼材酸洗過程中卻常引起不必要的麻煩。與酸蝕情況不同， 剩余元素可以有效地提高鋼材抗大氣腐蝕的能 力，這是因為它們可有效地影響鋼材外表的銹蝕機制，不含剩余元 素

22、的鋼材在戶外銹蝕，外表會形成一層松軟的黃色銹層，這種多孔的松軟銹層很容易吸水，且一旦吸水，很難枯燥。這種銹層的形成， 不但沒有任何保護作用，相反會加快進(jìn)一步的銹蝕進(jìn)程。鋼中含有 少量銅、磷、鎳、鉻等剩余元素，在大氣腐蝕條件下，外表將形成 一層較硬的黑色銹層，與鋼的粘著性好，且非常致密，不吸水，這 種致密連續(xù)的銹層，對鋼進(jìn)一步銹蝕，具有保護作用。在大氣腐蝕 情況下，鋼材銹蝕的主要原因是在自然條件下外表存在水膜，而無 水的枯燥條件下，鋼材不銹蝕。鋼中剩余元素的作用恰恰可以延長 鋼外表處于枯燥狀態(tài)下的時間，如果鋼外表只是偶然被澆濕，那么這 種作用就尤為明顯，室外掛片試驗的結(jié)果說明，鋼中只要有殘量銅

23、(0.05 %) 就可明顯降低銹蝕速率，在磷與銅共有時更為有效。由于 銅對鋼材耐蝕性方面的有利作用，目前局部鋼種采用銅作為合金元 素。尤其是耐大氣腐蝕鋼的磷銅鋼。然而，由于鋼中的銅不能在冶 煉中除去，是否在冶煉中加銅來生產(chǎn)耐蝕鋼，那么是應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究的 問題。5) 鋼中剩余氮和氫鋼中剩余氮主要以兩種形式存在， 一種是與剩余鋁形成 AlN ，由 于這種彌散的 AlN 粒子可以釘扎奧氏體晶界，使之不易長大，因此 用鋁脫氧的鋼為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。對于純潔鋼，由于采用超純潔冶煉、 真空碳脫氧等一系列工藝手段，鋼中剩余氧和氮很低，而無須采用 鋁脫氧，這時對純潔鋼來講，由于鋼中剩余 AlN 過低的情況下，熱 加

24、工時應(yīng)研究如何減小奧氏體晶粒粗化傾向。另一種是剩余氮作為固溶原子吸附在位錯線上，它是低碳鋼屈服及應(yīng)變時效鋼的主要原 因之一，如果在鋼水中將剩余氮除得很低，或添加足夠的活性元素 鈦，釩或鈮捕集這些固溶氮，就可以得到無應(yīng)變時效鋼，這對冷軋 鋼板的沖壓成型工藝性能十分有利。盡管已有不少關(guān)于鋼中微量氮 的研究，但它對鋼材力學(xué)性能的影響仍然有許多工作要做。鋼中剩余的氫會引起高強度合金鋼的延遲破壞， 這種破壞形式與 氫在鋼中的快速擴散和在缺陷位置的局部富集有關(guān)，防止鋼中的白 點歷史上曾經(jīng)是高強合金鋼生產(chǎn)的主要關(guān)鍵之一。當(dāng)代由于轉(zhuǎn)爐強 沸騰冶煉及鋼水真空處理，鋼中殘氫含量已降到23 X10-6,因此 鋼中氫

25、造成的損壞大局部是由于環(huán)境滲氫而引起。鋼中 15 種常見的剩余元素，這些元素在煉鋼過程中分為全保 留和局部保存元素，其中 8 種全保存元素，由于煉鋼時不能除去， 將隨廢鋼的循環(huán)在鋼中逐漸積累。在 8 種全保存元素中鎳、鈷、鎢、 鉬可以提高鋼的淬透性，屬于有益元素；銅一方面可以引起鋼材高 溫?zé)峒庸r的銅脆， 但另一方面又可以提高鋼材耐大氣腐蝕的能力， 而鋼中剩余的錫、砷、銻屬于有害元素，它不但在鋼中加強銅脆， 更重要的是它會導(dǎo)致合金鋼的第二類回火脆性。在 7 個局部保存元 素中碳、錳、硫、磷是常規(guī)控制元素，氮有利于鋼奧氏體化時的晶 粒控制，但同時也會引起鋼的應(yīng)變時效現(xiàn)象。鋼中的氫是一種有害 無益

26、的元素?？刂其撝械氖Ｓ嘣氐暮浚谴憩F(xiàn)代煉鋼工業(yè)的 先進(jìn)水平標(biāo)志之一。六 煉鋼原材料煉鋼選用原材料的原那么：國內(nèi)外大量生產(chǎn)證明，貫徹精料方針 是實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程自動化的和提高各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的重要途 徑，原材料主要由：鐵水、廢鋼、造渣材料、鐵合金、和氧氣等。 合理的選用原材料是根據(jù)冶煉鋼種、操作工藝及裝備水平使之到達(dá) 低的投入，高質(zhì)量產(chǎn)出的原那么。1、原材料1金屬料鐵水，一般允許裝入量是總金屬料的 70%以上， Mn/Si 為0.81.0時對冶煉的操作控制最有利。廢鋼，一般允許裝入量不超過總金屬料的 30% 。鐵合金：硅鐵、錳鐵、硅錳合金、硅鈣鋇等2非金屬料造渣材料：石灰主要成分 CaO

27、:要求 CaO 85% , SiO2 20% ， P、S 含量低，塊度為 5-40mm生白云石的主要成分 CaMg CO3，焙燒后為熟白云石，主要 成分MgO、CaO，使用輕燒白云石最理想。螢石主要成分 CaF2， CaF285% ， SiO2 4% ， Sv 0.2% ， 塊度為 5-40mm。氧化劑：氧氣，含氧量 99.5%以上。 冷卻劑：廢鋼、生鐵塊、鐵礦石、氧化鐵皮 增碳劑：碳粉等2 耐火材料2.1 耐火材料分類 酸性耐火材料、堿性耐火材料、中性耐火材料2.2 耐火材料性質(zhì) 耐火度和荷重軟化點、高溫抗折強度、熱震穩(wěn)定性、氣孔率和 密度、抗渣性。2.3 連鑄用耐火材料包括鋼包用耐火材料、

28、中間包用耐火材料 和功能用耐火材料。鋼包用耐火材料由永久層、工作層、渣線層、包底層組成。 中間包用耐火材料由保溫層、永久層、工作層、包底層組成。 工作層通常采用涂料和絕熱板。第一煉鋼廠采用的是涂料中間包。功能用耐火材料 鋼包用長水口、透氣磚；中間包用浸入式水 口、定徑水口、塞棒。七、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)備 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝設(shè)備主要有以下四個系統(tǒng)構(gòu)成：1 轉(zhuǎn)爐爐體與傾動系統(tǒng)1轉(zhuǎn)爐爐體金屬結(jié)構(gòu)包括爐殼、托圈、耳軸、軸承座等 四局部。(2) 轉(zhuǎn)爐爐型是由耐火材料所砌成的爐襯內(nèi)型，俗稱轉(zhuǎn)爐 “爐膛的形狀。按金屬熔池形狀的不同，轉(zhuǎn)爐爐型可分為筒球型、錐球型、截錐型。(3) 熔池直徑 D=k(G/t) 1/

29、2其中k:比例常數(shù) 一般取1.85 2.3，下限適于大爐子，上 限適于小爐子。G :轉(zhuǎn)爐裝入量，t:轉(zhuǎn)爐供養(yǎng)時間。(4) 熔池深度H ,近似計算公式筒球型：H=(V+0.046D 3)/0.79 D2,大型轉(zhuǎn)爐多采用這種爐型。 錐球型：H=(V+0.0363D 3)/0.70 D2截錐型：H二V/0.574 D2，小型轉(zhuǎn)爐多采用這種爐型。其中D :熔池直徑 m V:金屬熔池體積 m3(5) 公稱容量：又稱公稱噸位，有三種說法：鐵水廢鋼平 均參加量，平均出鋼量，平均產(chǎn)良坯量，我國通常采用平均出鋼量 為爐子的公稱容量。(6) 爐容比：轉(zhuǎn)爐有效容積 V與公稱容量T的比值。 爐容比過小，會使噴濺和對爐

30、襯的侵蝕加劇，使供氧強度的提高受到限制；過大，設(shè)備廠房投資過大。一般情況下，在0.851.05 m3/t，大爐子取下限，小爐子取上限。(7) 高寬比：指轉(zhuǎn)爐總高度H總與爐殼外徑D殼的比值。在1.351.65之間，大爐子取下限，小爐子取上限。8出鋼口尺寸出鋼口位置：爐帽與爐身的連接處。出鋼口角度：指出鋼口中心線與水平線的夾角，一般為1525 ，出鋼口直徑：d=63+1.75T1 /2，其中T為轉(zhuǎn)爐的爐容量9傾動機構(gòu)傾動機構(gòu)類型：落地式傾動機構(gòu)、半懸掛式傾動機構(gòu)、全懸掛式傾動機構(gòu)2原材料供應(yīng)系統(tǒng)鐵水、廢鋼、造渣材料、鐵合金等原材料供應(yīng)。鐵水有鐵水罐車、混鐵車魚雷罐車、混鐵爐供應(yīng)方式, 鐵水罐車供應(yīng)

31、的特點是設(shè)備簡單、投資少，但熱損失嚴(yán)重，粘罐現(xiàn) 象較嚴(yán)重?；扈F車魚雷罐車供應(yīng)投資比混鐵爐少。以上兩種方 式在儲存、混勻鐵水的作用都不如混鐵爐?；扈F爐的容量一般是轉(zhuǎn)爐噸位的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相 適應(yīng)，混鐵爐作用是：?銜接高爐與轉(zhuǎn)爐的鐵水供應(yīng)?貯存鐵水，穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏?均勻鐵水成份 ?均勻鐵水溫度3 供氧氮系統(tǒng)1制氧系統(tǒng)：制氧機、低壓儲氣罐、壓氧機、中壓儲氣 罐、供氧管道等。2氧槍：拉瓦爾型噴頭、槍身、槍尾。拉瓦爾型噴頭是一個先收縮后擴張的噴嘴，由收縮段、喉 口、擴張段三局部組成。3副槍：快速檢測熔池溫度、定碳、氧含量、液面位置 及取樣。4 煙氣凈化與煤氣回收系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法有燃燒法、

32、未燃法。 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化方法分為：全濕法、干濕結(jié)合法、全干法。未燃全濕法0G法煙氣凈化設(shè)備：煙罩分活動、固定、 煙道、預(yù)熱鍋爐、文氏管、脫水器、除塵風(fēng)機等。煤氣回收系統(tǒng)：靜電除塵器、煤氣柜、 、水封器、煙塵及污 水處理。轉(zhuǎn)爐煙氣中含有大量的一氧化碳，如果采用未燃法，一氧化碳 在煙氣中的含量隨著冶煉時間而增加，到達(dá)峰值后又漸漸降下來。 含量最高可到達(dá) 90% ，平均 70% 左右，當(dāng)一氧化碳含量在 60% 左右 時，其熱值可到達(dá)8000kJ/Nm3，轉(zhuǎn)爐煙氣的溫度為1450C，最高 可到達(dá)1600C。轉(zhuǎn)爐煙氣除塵系統(tǒng)是轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中不可缺少的部分，它對轉(zhuǎn)爐冶煉設(shè)備、冶煉狀況、環(huán)境狀況的影響是不可無

33、視的, 煙氣除塵系統(tǒng)的運行從一個側(cè)面反映了煉鋼廠的設(shè)備管理水平的高 低，它對轉(zhuǎn)爐煉鋼有著直接的影響。轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收系統(tǒng)工藝流 程見圖1：圖1石鋼30t轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收系統(tǒng)流程圖1汽化冷卻煙道 2溢流文氏管 3 一級彎頭脫水器 4 R-D可調(diào) 喉口文氏管 5二級彎頭脫水器 6水霧別離器 7鼓風(fēng)機8液 力偶合器 9電機 10三通網(wǎng) 11回轉(zhuǎn)水封 12 U形水封 13 煤氣柜14煙囪15排水水封；八、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工藝轉(zhuǎn)爐工藝氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)工序主要由裝入制度、供氧制度、造渣制度、溫度制度、終點控制及脫氧合金化等五大制度，以及鋼包精煉、濺渣護爐和爐體維護主要工序組成。吹煉過程中金屬和爐渣成份及溫度變

34、化冶煉過程大致分成三個階段： 吹煉前期：指Si、Mn氧化期。這一階段中，應(yīng)設(shè)法提前 化好渣形成一定堿度、一定FeO和MgO 的流動性良好的 初期渣和均勻升溫，有利于去S、P和減小初期酸性爐渣對爐襯的 侵蝕。吹煉中期：指C氧化期。C劇烈氧化，致使渣中FeO含 量降低，容易出現(xiàn)爐渣 返干并會引起噴濺。同時，CO反響給 脫S、P創(chuàng)造了有利的動力學(xué)條件。煉好鋼，首先要造好渣，才能到達(dá) C符合鋼種要求范圍，去 除S、P有害元素，以及調(diào)整到適宜的出鋼溫度。1. 裝入制度:裝入制度是指轉(zhuǎn)爐合理的裝入量和適宜的鐵水與廢鋼之比。裝入量的選擇依據(jù)：1.爐容比V/T:指爐子的有效容積V與平均出鋼量T 之比，單位是m

35、3/t。2.合理的熔池深度3.與連鑄澆鑄及設(shè)備的匹配國內(nèi)外經(jīng)常采用的裝入制度：1.定量裝入制度2.定深裝入制度3.分階段定量裝入制度根據(jù)爐役情況，轉(zhuǎn)爐根本實行分階段定量裝入制度，根據(jù)鐵水成分和熱富裕程度，適當(dāng)調(diào)整鐵水和廢鋼的入爐比例。2. 供氧制度：?供氧制度是指把氧氣流股最合理地噴向熔池，使氧流與熔液 間的物理化學(xué)反響具有良好的條件。所研究的內(nèi)容包括供氧強度， 供氧壓力，槍位咼低和噴嘴結(jié)構(gòu)等方面。?氧氣流量：指單位時間向熔池供氧的數(shù)量。氧氣流量m3/min二每噸金屬耗氧量m3/t x出鋼量t /供 氧時間min?供氧強度：指單位時間內(nèi)，每噸金屬的耗氧量，即每噸金屬 的氧流量。供氧強度m3/t

36、.min二氧氣流量m3/min/金屬耗裝入量t?氧槍：是向熔池供氧的主要設(shè)備，包括槍身和噴嘴噴頭 兩局部。噴嘴是將高壓低速氣流轉(zhuǎn)化為超音速氧射流的設(shè)備，是一 種壓力一一速度的能量轉(zhuǎn)換器。我廠目前采用的四孔氧槍噴嘴的喉 口直徑是20.6mm,馬赫數(shù)為2,槍孔中心線與氧槍中心軸線夾角是 11。目前國內(nèi)小爐子供氧壓力為，大爐子供氧壓力為。? 氧氣流股對熔池的作用 直接傳氧：氧氣被金屬液直接吸收。 間接傳氧：金屬液被氧氣氧化，生成FeO, 局部FeO 又被氧化成高價氧化鐵。? 槍位對爐渣中 FeO 含量及熔池溫度的影響 槍位與 FeO 的關(guān)系為增加渣中FeO含量，往往降氧槍適當(dāng)提高一些；反之， 可采取

37、低槍位操作。 槍位與熔池溫度的關(guān)系 槍位較低,對熔池攪拌作用強烈,反響速度快,吹煉時間短, 熔池升溫速度加快,溫度較高；槍位較高時,對熔池攪拌作用較弱, 反響速度緩慢,吹煉時間延長,熔池升溫速度慢,溫度較低。槍位確定的經(jīng)驗公式為：H= 25-55 d 喉H ：氧槍噴頭距熔池液面的距離, mmd 喉：氧槍噴頭喉口直徑, mm? 供氧操作： 目前有：恒壓變槍、恒槍變壓、變壓變槍三種操作類型。 恒壓變槍：供氧壓力不變,槍位上下變化。目前國內(nèi)廣泛采用 的供氧操作。恒槍變壓：槍位不變,調(diào)節(jié)供氧壓力大小變壓變槍：在一根本槍位的根底上，調(diào)節(jié)槍位、供氧壓力，達(dá) 到順利冶煉的目的。由于變壓變槍所產(chǎn)生的效果相互影

38、響，操作中 不易做到精確控制。一爐鋼的吹煉一般分三個階段，各階段的脫碳反響規(guī)律如下： 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中碳氧反響主要是在三相乳化液中進(jìn) 行，速度很快，這是轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點之一，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的脫 碳過程大致分為三個變化期。第I期硅錳氧化期,脫碳反響速度隨 著吹煉的進(jìn)行而不斷加快。雖然這時金屬中含碳量很高，有利于碳 的氧化反響，因為此期溫度低、硅錳含量高，而且硅、錳與氧的親 和力大，所以此期以硅、錳的氧化為主，同時通過氧化放出熱量使 熔池的溫度逐漸上升，而脫碳速度隨著溫度的上升和硅錳含量的下 降而逐步提高；第H期碳氧化期脫碳速度穩(wěn)定，因為此期的熔池溫 度已提高到1450C以上，硅、錳已被大量

39、氧化，熔池內(nèi)硅、錳所剩 無幾，此時碳處于活潑狀態(tài)，加之由于碳氧反響產(chǎn)生的沸騰引起的 強烈攪拌形成的乳濁液，更使脫碳速度大為加快，所以此期主要是 碳的氧化，其反響速度快而穩(wěn)定，脫碳速度大小取決于供氧強度； 第皿期冶煉后期碳的氧化速度呈直線下降，因為此時碳經(jīng)過第H期 的劇烈反響后已經(jīng)下降到較低的水平， 到達(dá)反響界面的碳大為減少， 使脫碳反響變得困難，脫碳速度下降，這時碳的氧化速度與吹煉初 期相似，但取決于碳的濃度和擴散速度，并與含碳量成正比。此期 中，脫碳速度取決于碳的多少。根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)需求靈活控制供氧強度，目前20噸轉(zhuǎn)爐的冶煉周期為2123分鐘，40噸轉(zhuǎn)爐的冶煉周期為2325分鐘。 20噸

40、轉(zhuǎn)爐的供氧冶煉時間為1213分鐘，40噸轉(zhuǎn)爐的供氧冶煉時 間為1314分鐘。3. 造渣制度：煉好鋼首先要煉好渣，所有煉鋼任務(wù)的完成幾乎都與熔渣有關(guān)。煉鋼造渣的目的是去除鋼中的有害元素 P、S煉鋼熔渣覆蓋在鋼液外表，保護鋼液不過度氧化、不吸收有害氣體、保溫、減少 有益元素?zé)龘p。吸收上浮的夾雜物及反響產(chǎn)物。保證碳氧反響 順利進(jìn)行。可以減少爐襯蝕損。造渣制度是研究造渣方法，參加渣料的種類、時間和數(shù)量，以及如何快速成渣，到達(dá)最大限度地去除鋼液中的 S、P,緩和冶煉過 程中的造渣速度與脫C速度之間的矛盾，在極短的時間內(nèi)造出具有 一定堿度及氧化鐵含量、適當(dāng)粘度和數(shù)量的爐渣的操作工藝。?爐渣在冶煉過程中的作

41、用?爐渣的主要性質(zhì)爐渣堿度：渣中全部堿性物與全部酸性物之比，R二CaO%/SiO2%。爐渣的氧化性：通常用渣中含氧化鐵的多少來衡量。爐渣的熔化溫度：爐渣的熔點通常是指完全轉(zhuǎn)變成均勻熔體狀態(tài)時的溫度，或在冷卻時開始析出固體物時的溫度爐渣的粘度：爐渣流動性的好壞是以粘度來表示的。爐渣泡沫化：使氣-渣-金屬間界面得到很大提高，從而 加速了爐內(nèi)化學(xué)反響速度，能獲得良好的冶金效果。? 爐渣的形成? 原那么是“初期早化渣，過程渣化透，終渣物化，出鋼掛上 成渣過程加速石灰熔化的途徑轉(zhuǎn)爐一般實行單渣操作。根據(jù)鐵水成分中的硅、硫和鐵水裝入量配加石灰，提供適宜的熔渣堿度 3.5 左右，到達(dá)冶煉要求。渣料主要包括：

42、石灰、白云石、鐵礦石、螢石組成。石灰主要作用是通過化學(xué)反響去除鐵水中的 Si、P、S 等元素 白云石主要用于調(diào)整熔渣中 MgO 含量，到達(dá)保護爐襯和濺渣 護爐的終渣要求。鐵礦石主樣用于降溫作用保證終點溫度命中。螢石主要的作用是化渣，轉(zhuǎn)爐需要造適當(dāng)泡沫化的熔渣，螢石 作為助熔劑的優(yōu)點是化渣快，效果明顯，一般不大于石灰參加量的 10% ，用量過多，對爐襯又侵蝕作用。渣料消耗主要受鐵水和廢鋼的條件影響。鐵水硅低、硫低渣料 消耗就低。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的首要任務(wù) ,便是要求迅速造好具有一定堿度和氧化性、流動性良好和數(shù)量足夠的熔渣。適宜的堿性渣可以延長爐 襯壽命、加速溶池中的傳熱與傳質(zhì)、有效地開展熔體的乳化、

43、減輕 噴濺并到達(dá)早期大量脫除磷和硫的目的。這些均要求塊狀石灰能迅 速溶化 ,并形成適合以上要求的熔渣。 因此,加速石灰的熔解過程是快 速成渣的關(guān)鍵。吹煉初期 ,液態(tài)渣主要來自 Fe、Mn 、Si 的氧化 ,渣量少而渣中 SiO2 的濃度很高。初期渣凝固試樣的礦物組成是含F(xiàn)eO、 MnO 很高的鈣鎂橄欖石、 2FeO、MnO 、MgO 、CaO*SiO2 和玻璃體。大 量的冷態(tài)石灰參加后 ,立即在石灰塊外表生成一層渣殼。渣殼的加熱 和熔化需要一定時間 稱為滯止期 ,對于 40mm 塊度的石灰 ,滯止期一 般約為50s。為了加速成渣過程，應(yīng)該盡量縮短滯止期，可采用預(yù)熱石 灰的方法 ,即先加石灰后兌

44、鐵水。石灰渣化的機理是：開吹后，各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiO2 、MnO、Fe2O3等形成了熔渣。參加的石灰塊就浸泡在初期渣中，被 這些氧化物包圍著。被這些氧化物從石灰外表向其內(nèi)部滲透，并與 CaO 發(fā)生化學(xué)反響，生成一些低熔點的礦物，引起了石灰外表的渣 化。這些反響不僅在石灰塊的外外表進(jìn)行著，而且也在石灰氣孔的 內(nèi)外表進(jìn)行著。石灰在渣化過程中其外表會形成質(zhì)地致密、高熔點 的2CaO SiO2,阻礙著石灰進(jìn)一步的渣化。假設(shè)渣中含有足量的FeO, 可使2CaO SiO2解體。MnO和Fe2O3同樣也能夠破壞2CaO SiO2 的生成。 CaF2 和少量 MgO 能夠擴大 CaO-FeO-SiO

45、2 三元系統(tǒng)的液 區(qū)，對石灰渣化有利。在吹煉前期，由于TFe含量高，雖然爐溫不太高，石灰也 可以局部渣化；在吹煉中期，由于碳的劇烈氧化， TFe 被大量消 耗，熔渣的礦物組成發(fā)生了變化，由 2FeOSiO2-CaO FeO SiO2-2CaO SiO2，熔點升高，石灰的渣化有些停滯，出現(xiàn)返干現(xiàn)象。大約在吹煉的最后的1/3時間內(nèi)，碳氧化的頂峰已過，TFe又有 所增加，因而石灰的渣化加快了，渣量又有增加。影響石灰溶解的因素3.1 熔池溫度通常,一定成份的熔渣當(dāng)升高溫度時能改善其流動性。 這是因為 升高溫度可提供更多液體流動所需要的粘流活化能，而且能使某些復(fù) 雜的復(fù)合陰離子解體，或使固體微粒熔化。但

46、是對于不同成份的熔渣, 粘度受溫度的影響是不同的，適當(dāng)提高熔池溫度和參加熔劑能增加熔 渣的過熱度,以降低熔渣的粘度。3.2螢石螢石的主要成份為 CaF2并含有少量的SiO2、Fe2O3、AI2O3、 CaCO3和少量P、S等雜質(zhì)。螢石的熔點約 930C。螢石參加爐內(nèi) 在高溫下即爆裂成碎塊并迅速熔化，它的主要作用是CaF2與CaO作 用可以形成熔點為1362C的共晶體，直接促使石灰的熔化；螢石能顯 著降低2CaO*SiO2的熔點，使?fàn)t渣在高堿度下有較低的熔化溫 度,CaF2不僅可以降低堿性爐渣的粘度，還由于CaF2在熔渣中生成F 離子能切斷硅酸鹽的鏈狀結(jié)構(gòu)，也為FeO進(jìn)入石灰塊內(nèi)部創(chuàng)造了條3.3

47、 FeO 的作用FeO 對石灰的溶解有較大的影響 ,FeO 能顯著地降低熔渣的粘 度,因而改善了石灰溶解過程中的外部傳質(zhì)條件; 在堿性渣系中 ,FeO屬于外表活性物質(zhì) ,可以改善熔渣對石灰塊的潤濕程度和提高熔渣向 石灰塊縫隙中的滲透能力；FeO和CaO同是立方晶格，而且02-、F3+、 Fe2+離子半徑不大，它在石灰晶格中的遷移、擴散、置換和生成低熔 點相都比較容易 ,促進(jìn)石灰溶解 ；FeO 能減少石灰塊外表 2CaO*SiO2 的生成,同時 FeO 有穿透 2CaO*SiO2 渣殼作用,使 2CaO*SiO2 殼層 松動,有利于 2CaO*SiO2 殼層的熔化。3.4 SiO2 的影響在一定

48、成份的熔渣中，增加Si02在不超過20%的范圍內(nèi)，可以 使熔渣的熔點下降 ,粘度值下降 ,使熔渣對石灰塊的潤濕情況有所改 善,從而導(dǎo)致石灰溶解的推動力 CaO的增大和熔渣對于石灰吸收活性的提高，但當(dāng)Si02超過最正確值時，它促進(jìn)2CaO*SiO2的形成，因 而阻礙熔渣向石灰塊內(nèi)的滲透。當(dāng)Si02超過30%時,由于形成大量 的復(fù)合硅氧陰離子而使熔渣的粘度大大增加。3.5 MgO 的影響采用白云石造渣 ,使渣中 MgO 不超過 6%的條件下 ,提高初期渣 中 MgO 含量 , 有利于早化渣并推遲石灰塊外表形成高熔點致密的 2CaO*SiO2殼層，在CaO-FeO-SiO2三元系爐渣中增加 MgO,

49、有可能 生成一些含鎂的礦物，如鎂黃長石2CaO*MgO*SiO2，熔點1450C, 鎂橄欖石2MgO*SiO2,熔點1890C，透輝石CaO*MgO*2SiO2，熔點 1370C和鎂硅鈣石3CaO*MgO*2SiO2,熔點1550C，它們的熔點均 比 2CaO*SiO2 低得多。 因此有利于初期石灰的熔化。 但是這種作用 是在渣中有足夠的藝FeC且MgO含量不超過6%的條件下發(fā)生的 否那么熔渣粘度增大 ,影響石灰的熔解速度。3.6 MnC 的影響MnO對石灰溶解所起的作用比 FeC差，僅在FeC足夠的情況 下,MnO才能有效地幫助石灰溶解 ，而當(dāng)MnO超過26%時,如果 FeO缺乏，反而會延滯

50、石灰的溶解。? 石灰參加量的計算當(dāng)鐵水含磷較低時0.3%石灰參加量=2.14 xSi% XRxiOOO/CaO% 有效千克/噸鐵CaO%有效二CaO%石灰-RSiO2% 石灰Si 原子量 28 O 原子量 16當(dāng)鐵水含磷較高時 0.3% 石灰參加量 =2.2XSi%+P XRX1000/CaO% 有效千克 /噸 鐵P 原子量 311 千克硅生成 SiO2：2.14 千克 1 千克磷生成 P2O5：2.29 千克平均值：2.14+2.29 /2=2.2? 白云石造渣白云石參加量的計算白云石二渣量X終渣 MgO 的含量/白云石含 MgO 的含量X 100%渣量可用每噸金屬料所產(chǎn)生爐渣重量來稱量，

51、一般占金屬料重量1015% 。4 溫度制度 溫度制度是研究煉鋼過程中的熱化學(xué)和溫度控制的問題， 而溫 度控制主要是指過程溫度及終點溫度的控制。? 1 出鋼溫度確實定t出鋼溫度=t凝固點+t出鋼及過程溫降+t澆鑄所需過熱 溫度? 2 轉(zhuǎn)爐熱量的來源與消耗 轉(zhuǎn)爐煉鋼熱量的來源主要是鐵水的物理熱和化學(xué)熱 。? 3 冷卻劑的種類 常用的冷卻劑有廢鋼、鐵礦石等 。? 4 鋼水溫度控制 鋼水溫度控制就是指對鋼水終點溫度和吹煉過程溫度的控 制。 影響鋼水溫度的主要因素 鐵水的溫度 鐵水的化學(xué)成份 鐵水和廢鋼裝入量 停爐時間與爐齡 操作因素吹煉過程的溫度控制 吹煉過程熔池溫度過高、過低均不好： 溫度過高：難化

52、渣，溫度過高脫碳反響更為劇烈，致使渣中 FeO 保持很低 水平，使石灰溶解更加困難，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重“反干 。爐襯侵蝕嚴(yán)重， 白云石爐襯的耐火溫度并不是很高的， 爐溫升高， 爐襯軟化趨勢大，沖擊侵蝕更加容易。末期去磷困難， 脫磷反響對溫度的敏感性較強， 雖然末期渣的堿 度高，但高溫下磷的分配比下降，致使鋼液中的含磷量較難降到要 求以下。溶解于鋼液中的氣體增加，從而影響鋼的質(zhì)量。 出鋼鋼水溫度過高，容易造成澆鑄事故。溫度過低： 溫度過低，前期化渣不好，后期難造高堿度渣，影響脫磷及脫硫。 為了提高爐溫，要采用一些強制性措施，增加鐵合金消耗、鐵損增 加。使吹煉時間延長。鋼包溫降有那些措施：(1) 鋼包內(nèi)

53、襯砌筑隔熱層，減少散熱(2) 鋼包烘烤采用高效節(jié)能裝置。(3) 加快鋼包熱周轉(zhuǎn)，紅包出鋼。(4) 鋼包加蓋。(5) 鋼包鋼水外表加保溫覆蓋材料。? 終點控制主要是指終點的溫度及成份的控制。? 終點所具有的特點是： 鋼中含 C 量到達(dá)所煉鋼種的控制范圍； 鋼中含 S、 P 量均低于規(guī)格下限所要求的值； 終點溫度能到達(dá)確保順利澆鑄的溫度。? 1 碳的判斷 通過火焰來判斷終點碳 以觀察鋼樣火花和鋼樣外表來判斷終點碳 高拉補吹法? 2 溫度的判斷 火焰判斷 取樣判斷 熱電偶測溫終點控制主要是指終點溫度和成分的控制。轉(zhuǎn)爐兌入鐵水后，通過供氧、造渣等操作，經(jīng)過一系列物理化學(xué)反響，而到達(dá)該鋼種所要求的終點成

54、分和溫度。 20 噸和 40 噸轉(zhuǎn)爐的終點命中率分別在 85和 75左右。主要受鐵水條件和操作工的技能影響。鐵水、廢 鋼等原材料條件好終點命中率的提高空間很大。終點是否命中主要 依靠關(guān)鍵崗位人員的經(jīng)驗判斷和使用測溫槍進(jìn)行測溫后得到的溫度 值決定。6脫氧合金化：把鋼液中的氧去除過程，稱之為 “脫氧 。 影響終點鋼水溶解氧的主要因素： 鋼中氧量主要與含碳量有關(guān)，即終點碳越低，鋼中溶解氧 就越高，后吹能使鋼中氧含量劇烈增加。 在冶煉低 C 鋼的條件下，還與爐渣中的氧化鐵有關(guān)，鋼液 中的溶解氧隨爐渣中氧化鐵的增加而增多。 鋼中的溶解氧隨溫度升高而增加。 合金化：在煉鋼的終點，與脫氧操作的同時，按鋼種規(guī)

55、定成份 范圍配加一定量的合金元素。沉淀脫氧的原理是：在冶煉終點時，向爐內(nèi)或鋼包內(nèi)參加一些 比鐵更易氧化的元素，向 Al、Si 和 Mn 等元素，使之與鋼液中的氧 結(jié)合生成 Al、Si 和 Mn 的氧化物，并因不溶解于鋼液而從中排除出 來，到達(dá)脫氧的目的。各種元素的脫氧能力由弱到強順序排列如下： Mn 、Cr 、Nb、 Si、B、Ti、Al、Zr 、Ca。脫氧合金的參加原那么是先弱后強。鋼包內(nèi)的脫氧和合金化 轉(zhuǎn)爐采用的是沉淀脫氧的脫氧方式。 沉淀脫氧是脫氧劑參加鋼 包鋼水中，使溶于鋼水中的氧結(jié)合成穩(wěn)定的氧化物即脫氧產(chǎn)物，并 與鋼水別離排入熔渣中，從而到達(dá)降低鋼水氧含量的目的。轉(zhuǎn)爐冶 煉終點命中后

56、的下道工序就是脫氧合金化。終點鋼水到達(dá)要求后通 過出鋼口爐內(nèi)鋼水流入鋼包，在出鋼過程中，通過合金流槽參加脫 氧合金化所需的的預(yù)脫氧劑、合金、增碳劑、終脫氧劑等，使鋼水 成分和鋼水氧含量控制在要求范圍之內(nèi)。在鋼水出至鋼包內(nèi) 2/3 時， 向爐內(nèi)參加擋渣球和和出鋼完畢后出鋼口加擋渣塞防止?fàn)t內(nèi)熔渣混 入鋼包。脫氧合金化控制直接影響到鋼水的質(zhì)量，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重 要環(huán)節(jié)之一。 主要受終點控制水平和關(guān)鍵崗位人員的操作技能影響。鐵合金參加量的計算：鐵合金參加量=元素中限成分-終點元素剩余成分合 金元素的含量X元素回收率X出鋼量7、吹損與噴濺 轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程中噴濺掉和燒熔損掉的金屬量占入爐金屬料量的百分比。其公式為：轉(zhuǎn)爐吹損率=入爐金屬料-出爐鋼水 量/入爐金屬料t X100%。吹損組成：化學(xué)燒損、煙塵損失、渣中金屬損失、機械損失吹損二裝入量-出鋼量裝入量X 100%減