冶金概論-3_鐵水預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐煉鋼

1、12022-5-2/3:01:111鐵水預(yù)處理工藝鐵水預(yù)處理工藝p 鐵水預(yù)處理鐵水預(yù)處理是指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前對其進(jìn)行是指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前對其進(jìn)行脫除雜質(zhì)元素脫除雜質(zhì)元素或從鐵水中或從鐵水中回收有價值元素回收有價值元素的一的一種工藝。種工藝。p 鐵水預(yù)處理可分為鐵水預(yù)處理可分為普通鐵水預(yù)處理普通鐵水預(yù)處理和和特殊鐵水特殊鐵水預(yù)處理預(yù)處理，前者有，前者有脫硫、脫硅、脫磷脫硫、脫硅、脫磷或同時脫磷或同時脫磷脫硫；后者有鐵水脫硫；后者有鐵水提釩、提鈮提釩、提鈮等。等。22022-5-2/3:01:112煉 鋼 鐵水預(yù)處理4.1 鐵水在進(jìn)入轉(zhuǎn)爐前，為除去某些有害元素的處理過程。 預(yù)脫硫：電石、石灰、

2、金屬鎂等爐外脫硫劑 預(yù)脫硅：鐵水溝、盛鐵水容器中噴吹氧化劑 預(yù)脫磷：盛鐵水容器中噴吹氧化劑 鐵水預(yù)處理按需要可在鐵水溝、盛鐵水容器(鐵水包、魚雷罐)或轉(zhuǎn)爐中時行。 易引起熱脆，鐵水脫硫條件比鋼水脫硫優(yōu)越減少轉(zhuǎn)爐石灰消耗量，減少渣量和鐵損；預(yù)脫磷的需要使鋼產(chǎn)生冷脆性Hot Metal Pretreatment32022-5-2/3:01:113p 鐵水預(yù)處理的化學(xué)冶金學(xué)意義鐵水預(yù)處理的化學(xué)冶金學(xué)意義化學(xué)冶金學(xué)意義： 創(chuàng)造最佳的冶金反應(yīng)環(huán)境!鋼鐵冶金工藝優(yōu)化： 高爐分離脈石、還原鐵礦石 鐵水預(yù)處理脫硅、脫磷、脫硫 轉(zhuǎn)爐脫碳、升溫 鋼水爐外精煉去夾雜、合金化42022-5-2/3:01:114p 鐵

3、水預(yù)處理(脫硫)的優(yōu)越性(1) 滿足用戶對超低硫、磷鋼的需求，發(fā)展高附加值鋼種：如：船板鋼、油井管鋼：S、P98）；）； 向熔池中加入富鐵礦；向熔池中加入富鐵礦； 爐氣中的氧傳入熔池。爐氣中的氧傳入熔池。p 鐵液中元素的氧化方式有兩種：鐵液中元素的氧化方式有兩種：直接氧化直接氧化(direct oxidation)和和間接氧化間接氧化(indirect oxidation)。272022-5-2/3:01:1227直接氧化方式直接氧化方式p 直接氧化是指氧氣直接與鐵液中的元素產(chǎn)生氧化直接氧化是指氧氣直接與鐵液中的元素產(chǎn)生氧化反應(yīng)反應(yīng)。p 當(dāng)向鐵液中吹入氧氣時，如果在鐵液與氣相界面當(dāng)向鐵液中吹入

4、氧氣時，如果在鐵液與氣相界面有被溶解的元素如有被溶解的元素如SiMnC,雖有大量雖有大量的鐵原子存在，但根據(jù)元素的氧化次序的鐵原子存在，但根據(jù)元素的氧化次序SiMnC將優(yōu)先于鐵而被氧化。將優(yōu)先于鐵而被氧化。p 反應(yīng)可寫為：反應(yīng)可寫為：C+12O=CO Si+O2=（SiO2） Mn+12O2（MnO） 在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼時氧氣流股沖擊鐵液形成一個沖在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼時氧氣流股沖擊鐵液形成一個沖擊坑，氧氣與鐵液直接接觸，易產(chǎn)生元素的直接擊坑，氧氣與鐵液直接接觸，易產(chǎn)生元素的直接氧化。氧化。282022-5-2/3:01:1228p 吹入的氧氣由于動力學(xué)的原因首先與鐵液中的吹入的氧氣由于動力學(xué)的原因首先與

5、鐵液中的Fe原子反應(yīng)形成原子反應(yīng)形成FeO進(jìn)入爐渣同時使鐵液中溶解氧進(jìn)入爐渣同時使鐵液中溶解氧O。爐渣中的（。爐渣中的（FeO）和溶解在鐵液中的）和溶解在鐵液中的O再與元素發(fā)生再與元素發(fā)生間接氧化間接氧化。p 其反應(yīng)為：其反應(yīng)為：O2+Fe=(FeO) (FeO)=Fe+O 如：如： 2O+Si=(SiO2) 或或 2(FeO)+Si=2Fe+(SiO2)在渣在渣-金界面上往往產(chǎn)生元素的間接氧化反應(yīng)。金界面上往往產(chǎn)生元素的間接氧化反應(yīng)。間接氧化方式間接氧化方式292022-5-2/3:01:12293.3.2 煉鋼熔池中元素的氧化次序煉鋼熔池中元素的氧化次序p 溶解在鐵液中的元素的氧化次序可以

6、通過與溶解在鐵液中的元素的氧化次序可以通過與1molO2的氧化反應(yīng)的的氧化反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化來判斷。來判斷。p 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)的在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)的Go負(fù)值越多，該元素負(fù)值越多，該元素被氧化的趨勢就越大，則該元素就優(yōu)先被大量被氧化的趨勢就越大，則該元素就優(yōu)先被大量氧化。氧化。p 鐵液中常規(guī)元素與氧反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能鐵液中常規(guī)元素與氧反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化與溫度的關(guān)系繪制成圖。變化與溫度的關(guān)系繪制成圖。 302022-5-2/3:01:1230 1. CuNiMoW等元素氧化等元素氧化的的Go線都在線都在Fe氧化氧化Go線之上。線之上。從熱力學(xué)角度來說，在

7、煉鋼吹氧過從熱力學(xué)角度來說，在煉鋼吹氧過程中這些元素將受到程中這些元素將受到Fe的保護(hù)而不的保護(hù)而不氧化。氧化。 2. CrMnVNb等元素的氧等元素的氧化程度隨冶煉溫度而定?；潭入S冶煉溫度而定。 3. AlTiSiB等元素氧化的等元素氧化的Go線在圖中位于較低的位置，它線在圖中位于較低的位置，它們最易氧化。在實(shí)際生產(chǎn)中，這些們最易氧化。在實(shí)際生產(chǎn)中，這些元素作為強(qiáng)脫氧劑使用。元素作為強(qiáng)脫氧劑使用。注意：雖然在煉鋼溫度下，注意：雖然在煉鋼溫度下，F(xiàn)e氧化的氧化的Go線高于其它元素氧化的線高于其它元素氧化的Go線，但由于鐵液中大多數(shù)為線，但由于鐵液中大多數(shù)為Fe原子，氧與原子，氧與Fe原子接觸

8、機(jī)會多，故原子接觸機(jī)會多，故在實(shí)際上在實(shí)際上Fe還是會氧化。還是會氧化。312022-5-2/3:01:12313.3.3 脫碳反應(yīng)脫碳反應(yīng)p 煉鋼的一個重要任務(wù)是煉鋼的一個重要任務(wù)是利用氧化方法將鐵液中過多利用氧化方法將鐵液中過多的碳去除，稱為脫碳的碳去除，稱為脫碳。脫碳反應(yīng)是貫穿于冶煉過程。脫碳反應(yīng)是貫穿于冶煉過程。p 在高溫下在高溫下C主要氧化成為主要氧化成為CO。p C與氧的反應(yīng)有：與氧的反應(yīng)有： 在渣在渣-金界面上：金界面上： C+（FeO）=CO+Fe C+O=CO 在氣在氣-金界面上：金界面上： C+12O2=CO322022-5-2/3:01:1232脫碳反應(yīng)的作用脫碳反應(yīng)的作

9、用p 脫碳反應(yīng)除了脫碳反應(yīng)除了調(diào)整鋼液碳含量調(diào)整鋼液碳含量的作用外，的作用外，其反應(yīng)產(chǎn)物其反應(yīng)產(chǎn)物CO氣體的上浮排除氣體的上浮排除使得脫碳使得脫碳反應(yīng)給煉鋼帶來獨(dú)特的作用。反應(yīng)給煉鋼帶來獨(dú)特的作用。 促進(jìn)熔池成分促進(jìn)熔池成分溫度均勻；溫度均勻； 提高化學(xué)反應(yīng)速度；提高化學(xué)反應(yīng)速度； 降低鋼液中的氣體含量和夾雜物數(shù)量：降低鋼液中的氣體含量和夾雜物數(shù)量： 造成噴濺和溢出：造成噴濺和溢出：332022-5-2/3:01:12333.3.4 硅的氧化硅的氧化p 硅的直接氧化和間接氧化反應(yīng)式硅的直接氧化和間接氧化反應(yīng)式 在氣在氣-金界面上金界面上Si+O2=（SiO2） 在渣在渣-金界面上金界面上 Si

10、+2O=（SiO2）Si+2（FeO）=（SiO2）+2Fe342022-5-2/3:01:12343.3.5 錳的氧化與還原錳的氧化與還原p 鐵液中的錳反應(yīng)鐵液中的錳反應(yīng),形成在高溫下是穩(wěn)定的形成在高溫下是穩(wěn)定的MnO。p Mn的氧化反應(yīng)式為：的氧化反應(yīng)式為： 在氣在氣-金界面上金界面上Mn+1/2O2=（MnO） 在渣在渣-金界面上金界面上Mn+O=（MnO）Mn+（FeO）=（MnO）+Fe352022-5-2/3:01:12353.3.6 脫磷反應(yīng)脫磷反應(yīng)p 氧化脫磷：氧化脫磷： 在煉鋼溫度下，在煉鋼溫度下，氣化脫磷反應(yīng)是不能進(jìn)行氣化脫磷反應(yīng)是不能進(jìn)行的的。由于。由于Fe優(yōu)先于優(yōu)先于P

11、氧化，通過氧化，通過直接直接氧化反應(yīng)的氣化脫磷也是難以進(jìn)行的氧化反應(yīng)的氣化脫磷也是難以進(jìn)行的。 通過加入石灰通過加入石灰造堿性渣可以將鐵液中的磷造堿性渣可以將鐵液中的磷脫出到爐渣中脫出到爐渣中。這是由于。這是由于P2O5時是酸性時是酸性氧化物，遇到堿性氧化物如氧化物，遇到堿性氧化物如CaO能生成能生成穩(wěn)定的化合物而進(jìn)入爐渣。穩(wěn)定的化合物而進(jìn)入爐渣。362022-5-2/3:01:1236p 用堿性爐渣進(jìn)行脫磷的反應(yīng)為：用堿性爐渣進(jìn)行脫磷的反應(yīng)為： 在渣在渣-金界面金界面 3(CaO)+2P+5O=(3CaOP2O5) 3(CaO)+2P+5(FeO)=(3CaOP2O5)+5Fe 在渣在渣-金

12、金-氣界面氣界面 3(CaO)+2P+5/2O2=(3CaOP2O5)脫磷反應(yīng)式脫磷反應(yīng)式372022-5-2/3:01:1237p 爐渣脫硫的基本反應(yīng)式爐渣脫硫的基本反應(yīng)式p FeS= (FeS)p +) (CaO)+(FeS)=(CaS)+(FeO) p (CaO)+FeS=(CaS)+(FeO) (吸熱吸熱)p p 從反應(yīng)式中可以看出，脫硫的基本條件是：從反應(yīng)式中可以看出，脫硫的基本條件是：高堿度、高溫、低氧化性。高堿度、高溫、低氧化性。382022-5-2/3:01:1238p影響脫硫反應(yīng)的基本條件分析影響脫硫反應(yīng)的基本條件分析p (1)爐渣堿度研究結(jié)果表明：爐渣堿度在爐渣堿度研究結(jié)果

13、表明：爐渣堿度在3035之間之間最好，過高會使黏度增加，不利硫在鋼最好，過高會使黏度增加，不利硫在鋼渣之間的擴(kuò)散，過低渣之間的擴(kuò)散，過低則不符合脫硫要求。則不符合脫硫要求。p (2)氧化性爐渣氧化性對脫硫的影響較為復(fù)雜，從脫硫反應(yīng)氧化性爐渣氧化性對脫硫的影響較為復(fù)雜，從脫硫反應(yīng)式中可以看出，渣中的還原性越強(qiáng)，即式中可以看出，渣中的還原性越強(qiáng)，即(FeO)越低越有利于越低越有利于脫硫反應(yīng)。但實(shí)際生產(chǎn)中氧氣轉(zhuǎn)爐的氧化渣中也能去除一部分脫硫反應(yīng)。但實(shí)際生產(chǎn)中氧氣轉(zhuǎn)爐的氧化渣中也能去除一部分硫，其主要原因是：硫，其主要原因是：(FeO)的存在改善了渣的流動性，能促的存在改善了渣的流動性，能促進(jìn)石灰的熔

14、化，有利于高堿度渣的形成，從而部分改善了脫硫進(jìn)石灰的熔化，有利于高堿度渣的形成，從而部分改善了脫硫條件。條件。p 盡管氧化渣中也能脫硫，但在其他條件如攪拌、溫度、堿度盡管氧化渣中也能脫硫，但在其他條件如攪拌、溫度、堿度等完全相同的條件下，氧化渣的去硫效果還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于還原渣等完全相同的條件下，氧化渣的去硫效果還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于還原渣的。的。p (3)溫度溫度 高溫有利于吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，即有利于去硫反應(yīng)高溫有利于吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，即有利于去硫反應(yīng)的順利進(jìn)行。的順利進(jìn)行。p(4)鋼鋼渣攪拌情況渣攪拌情況 去硫是鋼去硫是鋼渣界面反應(yīng)，加強(qiáng)鋼渣界面反應(yīng)，加強(qiáng)鋼渣攪渣攪拌擴(kuò)大反應(yīng)界面積有利于去硫。例如電爐拌擴(kuò)大反

15、應(yīng)界面積有利于去硫。例如電爐(還原期還原期)出鋼時，采出鋼時，采用鋼用鋼渣混出的方法，使鋼液和爐渣強(qiáng)烈混合，鋼渣混出的方法，使鋼液和爐渣強(qiáng)烈混合，鋼渣界面大渣界面大大增加，充分發(fā)揮了電爐還原渣的脫硫能力，使脫硫反應(yīng)能夠大增加，充分發(fā)揮了電爐還原渣的脫硫能力，使脫硫反應(yīng)能夠迅速進(jìn)行。迅速進(jìn)行。p (5)渣量渣量 增加渣量可以減少增加渣量可以減少(CaS)的相對濃度，可促進(jìn)去的相對濃度，可促進(jìn)去硫反應(yīng)。硫反應(yīng)。392022-5-2/3:01:1239爐渣脫硫原理爐渣脫硫原理402022-5-2/3:01:1240氣化脫硫氣化脫硫p 氣化脫硫主要通過爐渣中硫的氣化來實(shí)現(xiàn)氣化脫硫主要通過爐渣中硫的氣化

16、來實(shí)現(xiàn)，即：，即：(S2-)+3/2O2=SO2+(O2-)或?qū)憺椋夯驅(qū)憺椋?(Fe3+)+(S2-)+2(O2-)=6(Fe2+)+SO26(Fe2+)+3/2O2=6(Fe3+)+3(O2-) 兩個反應(yīng)式表明，渣中的鐵離子充當(dāng)氣化脫硫所需兩個反應(yīng)式表明，渣中的鐵離子充當(dāng)氣化脫硫所需氧的媒介。氧的媒介。 需要明確的是，氣化脫硫是以爐渣脫硫?yàn)榛A(chǔ)的，需要明確的是，氣化脫硫是以爐渣脫硫?yàn)榛A(chǔ)的，首先硫從金屬液被脫除到爐渣中，然后爐渣中的硫首先硫從金屬液被脫除到爐渣中，然后爐渣中的硫再被氣化脫除進(jìn)入爐氣中。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，有約三再被氣化脫除進(jìn)入爐氣中。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，有約三分之一的硫是以氣化脫硫的方式

17、去除的。分之一的硫是以氣化脫硫的方式去除的。 412022-5-2/3:01:12413.3.8 鋼的脫氧鋼的脫氧p 脫氧是向煉鋼熔池或鋼水中加入脫氧劑，脫脫氧是向煉鋼熔池或鋼水中加入脫氧劑，脫氧元素與氧反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物或進(jìn)入渣氧元素與氧反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物或進(jìn)入渣中或成為氣相排出。中或成為氣相排出。p 脫氧劑應(yīng)具有脫氧元素與氧的親和力大、脫脫氧劑應(yīng)具有脫氧元素與氧的親和力大、脫氧產(chǎn)物易排除、成本低和來源廣等的特點(diǎn)。氧產(chǎn)物易排除、成本低和來源廣等的特點(diǎn)。p 根據(jù)脫氧反應(yīng)發(fā)生的地點(diǎn)不同，脫氧方法分根據(jù)脫氧反應(yīng)發(fā)生的地點(diǎn)不同，脫氧方法分為為沉淀脫氧沉淀脫氧擴(kuò)散脫氧擴(kuò)散脫氧和和真空脫氧真空脫氧。

18、鋼種鋼種轎車面板轎車面板不銹鋼板不銹鋼板軸承鋼軸承鋼管線鋼管線鋼輪胎鋼絲輪胎鋼絲O/0.0030.0040.00050.0020.003422022-5-2/3:01:1242p 鋼中氧的危害性主要表現(xiàn)在以下三個方面。鋼中氧的危害性主要表現(xiàn)在以下三個方面。 p 1 產(chǎn)生夾雜。鋼液凝固時，其中多余的氧與產(chǎn)生夾雜。鋼液凝固時，其中多余的氧與鋼中其他元素結(jié)合生成非金屬夾雜物，進(jìn)而破鋼中其他元素結(jié)合生成非金屬夾雜物，進(jìn)而破壞了鋼基體的連續(xù)性，降低鋼的強(qiáng)度極限、沖壞了鋼基體的連續(xù)性，降低鋼的強(qiáng)度極限、沖擊韌性、伸長率等各種力學(xué)性能和導(dǎo)磁性能、擊韌性、伸長率等各種力學(xué)性能和導(dǎo)磁性能、焊接性能等。焊接性能等

19、。 p 2 形成氣泡。鋼液中的氧含量過高，在澆鑄形成氣泡。鋼液中的氧含量過高，在澆鑄過程中會再次與鋼中碳反應(yīng)，產(chǎn)生過程中會再次與鋼中碳反應(yīng)，產(chǎn)生CO氣體，氣體，從而會使鋼錠（坯）產(chǎn)生氣孔、疏松，甚至上從而會使鋼錠（坯）產(chǎn)生氣孔、疏松，甚至上漲等缺陷，嚴(yán)重時會導(dǎo)致鋼錠（坯）報廢。漲等缺陷，嚴(yán)重時會導(dǎo)致鋼錠（坯）報廢。 p 3 晶界上的晶界上的FeO和和FeS還會形成低熔點(diǎn)還會形成低熔點(diǎn)(910)物質(zhì)，使鋼在熱加工時發(fā)生熱脆。物質(zhì)，使鋼在熱加工時發(fā)生熱脆。 432022-5-2/3:01:1243沉淀脫氧沉淀脫氧p 又叫又叫直接脫氧直接脫氧。把塊狀脫氧劑加入到鋼把塊狀脫氧劑加入到鋼液中，脫氧元素在

20、鋼液內(nèi)部與鋼中氧直液中，脫氧元素在鋼液內(nèi)部與鋼中氧直接反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物上浮進(jìn)入渣中接反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物上浮進(jìn)入渣中的脫氧方法稱為沉淀脫氧的脫氧方法稱為沉淀脫氧。p 出鋼時向鋼包中加入硅鐵出鋼時向鋼包中加入硅鐵錳鐵錳鐵鋁鐵鋁鐵或鋁塊脫氧就是沉淀脫氧?；蜾X塊脫氧就是沉淀脫氧。442022-5-2/3:01:1244擴(kuò)散脫氧擴(kuò)散脫氧p 又叫間接脫氧。又叫間接脫氧。它是將粉狀的脫氧劑如它是將粉狀的脫氧劑如C粉粉Fe-Si粉粉CaSi粉粉Al粉加到爐渣中，降低粉加到爐渣中，降低爐渣中的氧含量，使鋼液中的氧向爐渣中擴(kuò)散，爐渣中的氧含量，使鋼液中的氧向爐渣中擴(kuò)散，從而達(dá)到降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法

21、。從而達(dá)到降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法。p 在電爐煉鋼的還原期和爐外精煉過程向渣中加在電爐煉鋼的還原期和爐外精煉過程向渣中加入粉狀脫氧劑進(jìn)行脫氧操作就是擴(kuò)散脫氧。入粉狀脫氧劑進(jìn)行脫氧操作就是擴(kuò)散脫氧。452022-5-2/3:01:1245p 是利用降低系統(tǒng)的壓力來降低鋼液中氧含是利用降低系統(tǒng)的壓力來降低鋼液中氧含量的脫氧方法量的脫氧方法。它只適用于脫氧產(chǎn)物為氣。它只適用于脫氧產(chǎn)物為氣體的脫氧反應(yīng)如體的脫氧反應(yīng)如C-O反應(yīng)。反應(yīng)。p 這種脫氧方法常用于爐外精煉中，如這種脫氧方法常用于爐外精煉中，如RH真真空處理空處理VADVD等精煉方法都可實(shí)現(xiàn)等精煉方法都可實(shí)現(xiàn)鋼液的真空脫氧。鋼液的真空脫氧

22、。真空脫氧真空脫氧462022-5-2/3:01:12463.3.9 脫氣脫氣p 鋼中氣體（鋼中氣體（H、N）的來源：）的來源： 金屬料如廢鋼和鐵合金中含有的一定量的氫和氮。金屬料如廢鋼和鐵合金中含有的一定量的氫和氮。 潮濕的造渣劑，加入爐內(nèi)后分解，也使鋼中氣體增加。潮濕的造渣劑，加入爐內(nèi)后分解，也使鋼中氣體增加。 耐火材料用粘結(jié)劑含有耐火材料用粘結(jié)劑含有8%9%的氫。的氫。 暴露在空氣中的鋼液，會從空氣中吸收氫和氮。暴露在空氣中的鋼液，會從空氣中吸收氫和氮。 如果煉鋼采用的氧氣不純，也能造成鋼的增氮。如果煉鋼采用的氧氣不純，也能造成鋼的增氮。p 氣體的溶解反應(yīng)為：氣體的溶解反應(yīng)為：H2=H

23、N2=N 472022-5-2/3:01:1247p氫對鋼性能的影響氫對鋼性能的影響p 氫在鋼中基本上有害無利。氫在鋼中的不良影響主要有以下幾氫在鋼中基本上有害無利。氫在鋼中的不良影響主要有以下幾方面：方面：p 1)使鋼產(chǎn)生使鋼產(chǎn)生“氫脆氫脆”。氫能使鋼的塑性和韌性明顯降低，即產(chǎn)。氫能使鋼的塑性和韌性明顯降低，即產(chǎn)生生“氫脆氫脆”現(xiàn)象。對于高強(qiáng)度鋼來講，現(xiàn)象。對于高強(qiáng)度鋼來講，“氫脆氫脆”的影響更嚴(yán)重。的影響更嚴(yán)重。p 鋼中的鋼中的“氫脆氫脆”屬于滯后破壞。表現(xiàn)在應(yīng)力作用下，經(jīng)過一段屬于滯后破壞。表現(xiàn)在應(yīng)力作用下，經(jīng)過一段時間鋼突然發(fā)生脆斷。時間鋼突然發(fā)生脆斷。p 2)使鋼產(chǎn)生使鋼產(chǎn)生“白點(diǎn)白

24、點(diǎn)”。所謂。所謂“白點(diǎn)白點(diǎn)”是指在鋼材斷面上呈銀白是指在鋼材斷面上呈銀白色的斑點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)是一個有鋸齒形邊緣的微小氣泡，又叫發(fā)裂。色的斑點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)是一個有鋸齒形邊緣的微小氣泡，又叫發(fā)裂。它的產(chǎn)生與氫脆不同，它是鋼從高溫冷卻到室溫時產(chǎn)生的。它的產(chǎn)生與氫脆不同，它是鋼從高溫冷卻到室溫時產(chǎn)生的?！鞍装c(diǎn)點(diǎn)”也使鋼的塑性和韌性明顯降低。也使鋼的塑性和韌性明顯降低。p 3)產(chǎn)生石板斷口。其主要原因是：氫含量高的地方會出氣泡，產(chǎn)生石板斷口。其主要原因是：氫含量高的地方會出氣泡，在氣泡的周圍易出現(xiàn)在氣泡的周圍易出現(xiàn)C、P、S和夾雜物的偏析，這些缺陷在鋼材和夾雜物的偏析，這些缺陷在鋼材熱加工時被拉長，但不能焊合

25、，于是形成石板斷口。熱加工時被拉長，但不能焊合，于是形成石板斷口。p 4)產(chǎn)生氫腐蝕。在高溫高壓作用下，鋼中的氫即高壓氫會使鋼產(chǎn)生氫腐蝕。在高溫高壓作用下，鋼中的氫即高壓氫會使鋼產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)狀裂紋，嚴(yán)重時還可以鼓泡，這種現(xiàn)象稱氫腐蝕。產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)狀裂紋，嚴(yán)重時還可以鼓泡，這種現(xiàn)象稱氫腐蝕。482022-5-2/3:01:1248p 氮對鋼的性能有利有弊。氮對鋼的不良影響是：氮對鋼的性能有利有弊。氮對鋼的不良影響是：p 1)氮會使鋼產(chǎn)生氮會使鋼產(chǎn)生“藍(lán)脆藍(lán)脆”。淬火鋼在。淬火鋼在250400回火后，塑韌性不僅不增大，反而下降，這個溫度范圍回火后，塑韌性不僅不增大，反而下降，這個溫度范圍的鋼呈藍(lán)色，故叫的

26、鋼呈藍(lán)色，故叫“藍(lán)脆藍(lán)脆”。p 2)氮和氫綜合作用使鋼產(chǎn)生缺陷。氮和氫的綜合作氮和氫綜合作用使鋼產(chǎn)生缺陷。氮和氫的綜合作用會使鎮(zhèn)靜鋼錠產(chǎn)生結(jié)疤和皮下氣泡，使軋鋼生產(chǎn)中出用會使鎮(zhèn)靜鋼錠產(chǎn)生結(jié)疤和皮下氣泡，使軋鋼生產(chǎn)中出現(xiàn)裂紋和發(fā)紋，影響鋼的質(zhì)量?，F(xiàn)裂紋和發(fā)紋，影響鋼的質(zhì)量。p 氮對鋼有益的一面是：氮對鋼有益的一面是：p 1)鋼中的氮能和鋼中的氮能和Al、Ti等形成等形成AlN、TiN等高熔點(diǎn)等高熔點(diǎn)的細(xì)小顆粒。均勻彌散分布的的細(xì)小顆粒。均勻彌散分布的AlN、TiN等能細(xì)化晶粒，等能細(xì)化晶粒，從而提高鋼的強(qiáng)度和塑性，對改善焊接性能也有良好作從而提高鋼的強(qiáng)度和塑性，對改善焊接性能也有良好作用。用。p

27、 2)能提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。實(shí)際生產(chǎn)中常用滲氮能提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。實(shí)際生產(chǎn)中常用滲氮的方法來改善鋼表面的耐磨性，同時也能使鋼表面的抗的方法來改善鋼表面的耐磨性，同時也能使鋼表面的抗蝕性和疲勞強(qiáng)度有所改善。蝕性和疲勞強(qiáng)度有所改善。492022-5-2/3:01:1249降低鋼中氣體的措施降低鋼中氣體的措施p 提高煉鋼原材料質(zhì)量。如使用含氣體量低的廢鋼提高煉鋼原材料質(zhì)量。如使用含氣體量低的廢鋼和鐵合金；對含水分的原材料進(jìn)行烘烤干燥，采和鐵合金；對含水分的原材料進(jìn)行烘烤干燥，采用高純度的氧氣等。用高純度的氧氣等。 p 盡量降低出鋼溫度，減小氣體在鋼中的溶解度。盡量降低出鋼溫度，減小氣體在鋼中的

28、溶解度。 p 在冶煉過程，應(yīng)充分利用脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的溶池沸在冶煉過程，應(yīng)充分利用脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的溶池沸騰來降低鋼水中的氣體含量。騰來降低鋼水中的氣體含量。 p 用爐外精煉技術(shù)，降低鋼水中的氣體含量。如采用爐外精煉技術(shù)，降低鋼水中的氣體含量。如采用鋼包吹氬攪拌，真空精煉脫氣，微氣泡脫氣等用鋼包吹氬攪拌，真空精煉脫氣，微氣泡脫氣等方法對鋼水進(jìn)行脫氣處理。方法對鋼水進(jìn)行脫氣處理。 p 采用保護(hù)澆注技術(shù)，防止鋼水從大氣中吸收氣體。采用保護(hù)澆注技術(shù)，防止鋼水從大氣中吸收氣體。502022-5-2/3:01:12503.3.10 去除鋼中夾雜物去除鋼中夾雜物p 鋼中夾雜物的來源鋼中夾雜物的來源 鋼中存在著硫鋼

29、中存在著硫磷磷氧氧氮等雜質(zhì)元素，這些氮等雜質(zhì)元素，這些元素與鋼中的合金元素如硅元素與鋼中的合金元素如硅錳錳鋁鋁鈦鈦釩釩等形成非金屬化合物，如氧化物等形成非金屬化合物，如氧化物硫化物硫化物氮氮化物等。鋼中的這些非金屬化合物，統(tǒng)稱為化物等。鋼中的這些非金屬化合物，統(tǒng)稱為非非金屬夾雜物，也稱為內(nèi)生夾雜金屬夾雜物，也稱為內(nèi)生夾雜。 在煉鋼過程中，鋼水與爐渣和爐襯接觸，爐渣在煉鋼過程中，鋼水與爐渣和爐襯接觸，爐渣爐襯中的化合物被卷入到鋼水中，也會造成非爐襯中的化合物被卷入到鋼水中，也會造成非金屬夾雜物，也稱為金屬夾雜物，也稱為外來夾雜外來夾雜。512022-5-2/3:01:1251鋼中夾雜物的分類鋼中

30、夾雜物的分類p 按夾雜物的化學(xué)成分分：氧化物夾雜；硫化物按夾雜物的化學(xué)成分分：氧化物夾雜；硫化物夾雜；氮化物夾雜。夾雜；氮化物夾雜。p 按加工變形后夾雜物的形態(tài)分：塑性夾雜；脆按加工變形后夾雜物的形態(tài)分：塑性夾雜；脆性夾雜；半塑性夾雜。性夾雜；半塑性夾雜。p 按夾雜物的來源分：內(nèi)生夾雜和外來夾雜。按夾雜物的來源分：內(nèi)生夾雜和外來夾雜。522022-5-2/3:01:1252降低鋼中夾雜物的措施降低鋼中夾雜物的措施p 在冶煉中采取各種手段降低鋼中雜質(zhì)元素在冶煉中采取各種手段降低鋼中雜質(zhì)元素OSNP等的含量，提高鋼的潔凈度，從根本上減少內(nèi)等的含量，提高鋼的潔凈度，從根本上減少內(nèi)生夾雜物。生夾雜物。

31、p 提高耐火材料質(zhì)量，提高其抗沖擊和耐侵蝕的能力，減提高耐火材料質(zhì)量，提高其抗沖擊和耐侵蝕的能力，減少外來夾雜物數(shù)量。少外來夾雜物數(shù)量。 p 采用合理的脫氧制度，使脫氧產(chǎn)物易于聚集上浮，從鋼采用合理的脫氧制度，使脫氧產(chǎn)物易于聚集上浮，從鋼液中排除。液中排除。 p 應(yīng)用鋼包冶金如真空脫氧應(yīng)用鋼包冶金如真空脫氧吹吹A(chǔ)r攪拌攪拌噴粉處理等和中噴粉處理等和中間包冶金如采用堰、壩間包冶金如采用堰、壩導(dǎo)流板導(dǎo)流板過濾器過濾器湍流控制器湍流控制器等控流裝置，去除鋼水中的夾雜物。等控流裝置，去除鋼水中的夾雜物。 p 采取保護(hù)澆注技術(shù)，防止鋼水從周圍大氣環(huán)境中吸收氧采取保護(hù)澆注技術(shù)，防止鋼水從周圍大氣環(huán)境中吸收

32、氧氫氫氮。氮。 532022-5-2/3:01:12533.4 煉鋼用原材料煉鋼用原材料3.4.1 金屬料金屬料p 鐵水；鐵水；p 廢鋼；廢鋼；p 鐵合金；鐵合金；3.4.2 輔助材料輔助材料p 造渣材料；造渣材料；p 氧化劑；氧化劑；p 冷卻劑；冷卻劑；p 還原劑和增碳劑。還原劑和增碳劑。542022-5-2/3:01:12543.4.1.1 鐵水（或生鐵塊）鐵水（或生鐵塊）p 鐵水是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本原料，一般占金屬鐵水是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本原料，一般占金屬料的料的70100%。p 鐵水成分鐵水成分和和鐵水溫度鐵水溫度是否適當(dāng)和穩(wěn)定，對簡化是否適當(dāng)和穩(wěn)定，對簡化和穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操作并獲和穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操

33、作并獲 得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo)非常重要。標(biāo)非常重要。552022-5-2/3:01:1255鐵水成分鐵水成分p Si：發(fā)熱元素，轉(zhuǎn)爐熱量來源。根據(jù)：發(fā)熱元素，轉(zhuǎn)爐熱量來源。根據(jù)P，Si一般在一般在0.40.8范圍內(nèi)范圍內(nèi)p Mn：有利元素。：有利元素。Mn一般在一般在0.20.4左左右右p P：有害元素，強(qiáng)發(fā)熱元素。：有害元素，強(qiáng)發(fā)熱元素。P是高爐不能去除是高爐不能去除的元素，故只能要求的元素，故只能要求P穩(wěn)定，采用鐵水預(yù)處穩(wěn)定，采用鐵水預(yù)處理脫磷或相應(yīng)的煉鋼方法來去除。理脫磷或相應(yīng)的煉鋼方法來去除。p S：有害元素。：有害元素。S0.04。采用鐵水預(yù)處。采用鐵水預(yù)處理脫硫，

34、理脫硫， S12001300，且保持穩(wěn)定，且保持穩(wěn)定，以利于爐子熱行，迅以利于爐子熱行，迅 速成渣。速成渣。p 有鐵水預(yù)處理工藝，有鐵水預(yù)處理工藝， 鐵水溫度應(yīng)適當(dāng)提高。鐵水溫度應(yīng)適當(dāng)提高。572022-5-2/3:01:12573.4.1.2 廢鋼廢鋼p 廢鋼是廢鋼是電爐煉鋼電爐煉鋼的基本原料，用量占鋼鐵料的的基本原料，用量占鋼鐵料的7090。對轉(zhuǎn)爐來說，。對轉(zhuǎn)爐來說，既是金屬料也是既是金屬料也是冷卻劑冷卻劑。p 合金鋼廢鋼應(yīng)按所含合金分組堆放。合金鋼廢鋼應(yīng)按所含合金分組堆放。p 應(yīng)嚴(yán)防混入有害雜質(zhì)和危險品，并減少帶入的應(yīng)嚴(yán)防混入有害雜質(zhì)和危險品，并減少帶入的泥沙、耐火材料和爐渣等。泥沙、耐

35、火材料和爐渣等。p 對外形尺寸和單重過大的對外形尺寸和單重過大的 廢鋼，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行解體和廢鋼，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行解體和 切割；對輕薄料要打包或切割；對輕薄料要打包或 壓塊，以縮短裝料時間。壓塊，以縮短裝料時間。582022-5-2/3:01:12583.4.1.3 鐵合金鐵合金p 煉鋼中廣泛使用的各種脫氧和合金化元素與鐵煉鋼中廣泛使用的各種脫氧和合金化元素與鐵的合金的合金。如。如Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Cr；以及復(fù)；以及復(fù)合脫氧劑，如硅錳合金、硅鈣合金、硅錳鋁合合脫氧劑，如硅錳合金、硅鈣合金、硅錳鋁合金；還有鋁、錳、鎳等金屬。金；還有鋁、錳、鎳等金屬。p 鐵合金應(yīng)合理選用以降低成本，使用前應(yīng)烘烤

36、鐵合金應(yīng)合理選用以降低成本，使用前應(yīng)烘烤以減少氣體帶入。另外要純凈，不得混有其它以減少氣體帶入。另外要純凈，不得混有其它夾雜物，塊度要適當(dāng)。夾雜物，塊度要適當(dāng)。592022-5-2/3:01:12593.4.2輔助材料輔助材料3.4.2.1 造渣材料造渣材料p 石灰石灰（CaO）。堿性煉鋼方法的基本造渣材料，）。堿性煉鋼方法的基本造渣材料，有強(qiáng)的脫磷、脫硫能力，對爐襯危害小。石灰要有強(qiáng)的脫磷、脫硫能力，對爐襯危害小。石灰要求含有效求含有效CaO大于大于8085，含，含S和和SiO2低，低，塊度小而均勻，且無細(xì)粉；生燒過燒率要?。徊粔K度小而均勻，且無細(xì)粉；生燒過燒率要?。徊荒艹苯?，應(yīng)保持干燥、新

37、鮮。能潮解，應(yīng)保持干燥、新鮮。p 螢石螢石（CaF2）。熔點(diǎn)低（）。熔點(diǎn)低（1418 ），能使），能使CaO熔點(diǎn)顯著降低，加速化渣，改善渣的流動熔點(diǎn)顯著降低，加速化渣，改善渣的流動性。螢石要求：性。螢石要求：CaF285%。p 白云石白云石（MgO）。增加渣中）。增加渣中Mg含量，以減少含量，以減少爐襯中爐襯中MgO向爐渣中轉(zhuǎn)移，且能促進(jìn)前期化渣。向爐渣中轉(zhuǎn)移，且能促進(jìn)前期化渣。602022-5-2/3:01:12603.4.2.2 氧化劑氧化劑p 氧氣氧氣。煉鋼中氧的重要來源。一般要求氧氣純。煉鋼中氧的重要來源。一般要求氧氣純度應(yīng)大于度應(yīng)大于98，冶煉低氮鋼種時，應(yīng)大于，冶煉低氮鋼種時，應(yīng)大

38、于99.5。還應(yīng)脫除水分。還應(yīng)脫除水分。p 鐵礦石、氧化鐵皮鐵礦石、氧化鐵皮。 鐵礦石要求含鐵高，鐵礦石要求含鐵高，SiO2、P和水分少，使用和水分少，使用前要加熱。前要加熱。 氧化鐵皮要求雜質(zhì)少，不含油污和水分，使用氧化鐵皮要求雜質(zhì)少，不含油污和水分，使用前必須烘烤。前必須烘烤。612022-5-2/3:01:12613.4.2.3 冷卻劑冷卻劑p 廢鋼廢鋼。冷卻效果穩(wěn)定、噴濺少，價格低。冷卻效果穩(wěn)定、噴濺少，價格低。p 富鐵礦、團(tuán)礦、燒結(jié)礦和氧化鐵皮富鐵礦、團(tuán)礦、燒結(jié)礦和氧化鐵皮。利用它們。利用它們所含所含F(xiàn)exOy氧化金屬中的雜質(zhì)時，需要吸收大氧化金屬中的雜質(zhì)時，需要吸收大量的熱而起到冷

39、卻的作用。量的熱而起到冷卻的作用。p 石灰石石灰石。缺少以上冷卻劑時，可以使用，。缺少以上冷卻劑時，可以使用，CaCO3分解時吸收大量熱量。分解時吸收大量熱量。622022-5-2/3:01:12623.4.2.4 還原劑和增碳劑還原劑和增碳劑p 電爐煉鋼使用的還原劑和增碳劑有石墨電極、電爐煉鋼使用的還原劑和增碳劑有石墨電極、木炭、焦炭、電石、硅鐵、硅鈣、鋁等。木炭、焦炭、電石、硅鐵、硅鈣、鋁等。p 氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼時，一般用含灰分很氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼時，一般用含灰分很少的石油焦作增碳劑。少的石油焦作增碳劑。632022-5-2/3:01:12633.6 轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼p 3.6.

40、1 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展p 3.6.2 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備p 3.6.3 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝642022-5-2/3:01:12643.6.1 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展p 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展大致分四個時期：現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展大致分四個時期： 1）頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的創(chuàng)立）頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的創(chuàng)立(19481956) 標(biāo)志性技術(shù)：拉瓦爾型超音速頂吹噴槍。標(biāo)志性技術(shù)：拉瓦爾型超音速頂吹噴槍。 2）頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的成熟與完善）頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的成熟與完善(19561967) 標(biāo)志性技術(shù)：標(biāo)志性技術(shù)：轉(zhuǎn)爐大型化；副槍動態(tài)控制技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型

41、化；副槍動態(tài)控制技術(shù) 3）氧氣煉鋼技術(shù)的繁榮與發(fā)展）氧氣煉鋼技術(shù)的繁榮與發(fā)展(19671993) 標(biāo)志性技術(shù)：標(biāo)志性技術(shù)：氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)；氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)； 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝技術(shù)轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝技術(shù) 4）現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)）現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)(1993) 標(biāo)志性技術(shù)：標(biāo)志性技術(shù)： 濺渣護(hù)爐工藝；濺渣護(hù)爐工藝； 干法除塵與煤氣回收技術(shù)干法除塵與煤氣回收技術(shù) 652022-5-2/3:01:1265頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝最初是沿轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝最初是沿襲頂吹和底吹兩種吹煉工藝逐襲頂吹和底吹兩種吹煉工藝逐步發(fā)展完善：即在步發(fā)展完善：即在頂吹轉(zhuǎn)爐底頂吹轉(zhuǎn)爐底部噴吹惰性氣體和在

42、底吹轉(zhuǎn)爐部噴吹惰性氣體和在底吹轉(zhuǎn)爐上部安裝頂吹氧槍上部安裝頂吹氧槍。 實(shí)踐證明，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐基本保實(shí)踐證明，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐基本保留了頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)留了頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，成為當(dāng)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，成為當(dāng)代轉(zhuǎn)爐的基本操作工藝。代轉(zhuǎn)爐的基本操作工藝。662022-5-2/3:01:13663.6.2 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備p 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備由頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備由4個系統(tǒng)組成，每個個系統(tǒng)組成，每個系統(tǒng)又由各自的設(shè)備組成。系統(tǒng)又由各自的設(shè)備組成。 煉鋼容器的煉鋼容器的爐子系統(tǒng)爐子系統(tǒng)； 提供煉鋼所需的氧氣和底部攪拌氣體的提供煉鋼所需的氧氣和底部攪拌

43、氣體的供氣供氣系統(tǒng)系統(tǒng)； 提供煉鋼所需的金屬料和造渣材料的提供煉鋼所需的金屬料和造渣材料的供料系供料系統(tǒng)；統(tǒng)； 對高溫含塵煙氣進(jìn)行降溫除塵處理，并回收對高溫含塵煙氣進(jìn)行降溫除塵處理，并回收余熱和煤氣的余熱和煤氣的煙氣處理系統(tǒng)。煙氣處理系統(tǒng)。672022-5-2/3:01:13673.6.2.1 3.6.2.1 爐子系統(tǒng)爐子系統(tǒng)p 爐子系統(tǒng)由爐子系統(tǒng)由轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐托圈托圈耳軸耳軸傾動機(jī)構(gòu)傾動機(jī)構(gòu)組成，組成，是裝入原料進(jìn)行吹煉的容器。它由圓臺形是裝入原料進(jìn)行吹煉的容器。它由圓臺形爐帽爐帽圓筒形圓筒形爐身爐身和球缺形或截錐形和球缺形或截錐形爐底爐底三部分組成在三部分組成在爐帽與爐身連接處爐帽與爐身連接處

44、 有有出鋼口。出鋼口。682022-5-2/3:01:13683.6.2.2 供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)p 供氧系統(tǒng)供氧系統(tǒng)由制氧機(jī)由制氧機(jī)儲氣罐儲氣罐壓氧機(jī)壓氧機(jī)輸氣管輸氣管道及閥門、道及閥門、氧槍氧槍和和底部供氣元件底部供氣元件組成。組成。p 氧槍氧槍是供氧設(shè)備中的關(guān)鍵部件。由是供氧設(shè)備中的關(guān)鍵部件。由槍身和噴頭槍身和噴頭組成。組成。 槍身槍身是由三種不同直徑的是由三種不同直徑的無縫鋼管無縫鋼管套裝而成，套裝而成，通水冷卻。通水冷卻。 噴頭用導(dǎo)熱良好的紫銅制成噴頭用導(dǎo)熱良好的紫銅制成，孔形狀一般采用，孔形狀一般采用拉瓦爾管拉瓦爾管的形狀，大型轉(zhuǎn)爐普遍應(yīng)用了三孔的形狀，大型轉(zhuǎn)爐普遍應(yīng)用了三孔四孔四孔五

45、孔噴頭。五孔噴頭。692022-5-2/3:01:1369氧槍結(jié)構(gòu)示意圖氧槍結(jié)構(gòu)示意圖702022-5-2/3:01:1370p 頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)的關(guān)鍵部件是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的底部供頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)的關(guān)鍵部件是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的底部供氣元件。氣元件。p 底部供氣元件分為兩大類，即底部供氣元件分為兩大類，即噴嘴型和磚型噴嘴型和磚型。底部供氣元件底部供氣元件712022-5-2/3:01:13713.6.2.3 供料系統(tǒng)供料系統(tǒng) 1）鐵水供應(yīng)）鐵水供應(yīng)2）廢鋼供應(yīng)）廢鋼供應(yīng)3）造渣劑供應(yīng)）造渣劑供應(yīng)722022-5-2/3:01:13721）鐵水供應(yīng)）鐵水供應(yīng)p 混鐵車（魚雷罐車）方式流程為：高爐鐵水混鐵車（魚雷罐車）方

46、式流程為：高爐鐵水魚魚雷罐車?yán)坠捃囪F水罐鐵水罐轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐。p 這種供應(yīng)方式投資省這種供應(yīng)方式投資省鐵水溫降小和有較好的生鐵水溫降小和有較好的生產(chǎn)環(huán)境。適合于大型高爐向大型轉(zhuǎn)爐（產(chǎn)環(huán)境。適合于大型高爐向大型轉(zhuǎn)爐（100t以以上）供應(yīng)鐵水。上）供應(yīng)鐵水。732022-5-2/3:01:1373p 向轉(zhuǎn)爐供應(yīng)廢鋼一般采用向轉(zhuǎn)爐供應(yīng)廢鋼一般采用廢鋼槽廢鋼槽方式。方式。p 流程：磁盤吊車裝槽流程：磁盤吊車裝槽橋式吊車橋式吊車+廢鋼槽廢鋼槽轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐。2）廢鋼供應(yīng)）廢鋼供應(yīng)742022-5-2/3:01:1374p 轉(zhuǎn)爐的造渣劑采用以下的供應(yīng)方式：地下儲料轉(zhuǎn)爐的造渣劑采用以下的供應(yīng)方式：地下儲料倉倉膠帶運(yùn)

47、輸機(jī)膠帶運(yùn)輸機(jī)高位料倉高位料倉稱量漏斗稱量漏斗匯總漏匯總漏斗斗溜槽溜槽 轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐。p 下圖還給出了下圖還給出了 向鋼包中加入向鋼包中加入 鐵合金的主要鐵合金的主要 設(shè)備。設(shè)備。3） 造渣劑供應(yīng)造渣劑供應(yīng)752022-5-2/3:01:13753.6.2.4 煙氣處理系統(tǒng)煙氣處理系統(tǒng)p 轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)的氣體稱為爐氣，爐氣離開爐口進(jìn)入煙轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)的氣體稱為爐氣，爐氣離開爐口進(jìn)入煙罩后稱為罩后稱為煙氣煙氣。p 氧氣轉(zhuǎn)爐在吹煉期間產(chǎn)生大量含塵爐氣，其氧氣轉(zhuǎn)爐在吹煉期間產(chǎn)生大量含塵爐氣，其溫度溫度高達(dá)高達(dá)14001600，爐氣中含有大量，爐氣中含有大量CO和含和含鐵鐵60左右的粉塵。左右的粉塵。p 轉(zhuǎn)爐爐氣的

48、處理方法主要有燃燒法和未燃燒法。轉(zhuǎn)爐爐氣的處理方法主要有燃燒法和未燃燒法。 未燃法未燃法是在爐口上方采用可以升降的活動煙罩，是在爐口上方采用可以升降的活動煙罩，使?fàn)t氣在收集過程中盡量不與空氣接觸，經(jīng)降使?fàn)t氣在收集過程中盡量不與空氣接觸，經(jīng)降溫除塵凈化后，通過風(fēng)機(jī)抽入煤氣回收系統(tǒng)中。溫除塵凈化后，通過風(fēng)機(jī)抽入煤氣回收系統(tǒng)中。762022-5-2/3:01:1376轉(zhuǎn)爐全濕法（轉(zhuǎn)爐全濕法（OGOG法）煙氣凈化系統(tǒng)法）煙氣凈化系統(tǒng)氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回收法氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回收法(Oxygen Converter Gas Recovery) 772022-5-2/3:01:13773.6.3 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝復(fù)吹

49、轉(zhuǎn)爐吹煉工藝3.6.3.1 吹煉工藝流程吹煉工藝流程3.6.3.2 吹煉過程元素的變化吹煉過程元素的變化3.6.3.3 吹煉工藝制度吹煉工藝制度782022-5-2/3:01:1378792022-5-2/3:01:13793.6.3.1 吹煉工藝流程吹煉工藝流程p 一爐鋼的冶煉過程是一爐鋼的冶煉過程是指從裝料到倒盡渣指從裝料到倒盡渣為止為止。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶煉周期一冶煉周期一般是般是3040min。其中的。其中的純吹氧時間約純吹氧時間約1520min。802022-5-2/3:01:1380812022-5-2/3:01:1381轉(zhuǎn)爐操作進(jìn)程轉(zhuǎn)爐操作進(jìn)程822022-

50、5-2/3:01:13823.6.3.2 吹煉過程元素的變化吹煉過程元素的變化p 根據(jù)根據(jù)C的氧化速度不同，煉鋼過程可分為三的氧化速度不同，煉鋼過程可分為三個時期。個時期。p 氧化初期，脫碳速度由小變大。氧化初期，脫碳速度由小變大。 由于氧化初期熔池溫度低，由于氧化初期熔池溫度低，SiMn氧化量氧化量多，消耗了大部分的氧，多，消耗了大部分的氧，C的氧化受到限的氧化受到限制。制。 脫碳速度脫碳速度dC/dt=-k1t，與吹煉時間成正，與吹煉時間成正比。比。 這一時期稱吹煉初期，又叫硅這一時期稱吹煉初期，又叫硅錳氧化期，錳氧化期，時間從開吹到約時間從開吹到約45min。p 氧化中期氧化中期 Si、

51、Mn氧化結(jié)束，熔池溫度升高，供給的氧幾氧化結(jié)束，熔池溫度升高，供給的氧幾乎全部用于脫碳。乎全部用于脫碳。 脫碳速度達(dá)到最大且?guī)缀醪蛔?。脫碳速度達(dá)到最大且?guī)缀醪蛔儭?這一時期稱為吹煉中期，又叫碳氧化期，這一時期稱為吹煉中期，又叫碳氧化期，wc=3.0%-3.5%時進(jìn)入吹煉中期。時進(jìn)入吹煉中期。p 氧化后期氧化后期 隨著碳含量下降，在鋼液與氣相的邊界層中隨著碳含量下降，在鋼液與氣相的邊界層中,碳碳的濃度梯度逐漸下降，使得脫碳速度越來越小。的濃度梯度逐漸下降，使得脫碳速度越來越小。 脫碳速度由大變小。這一時期稱吹煉末期，又叫脫碳速度由大變小。這一時期稱吹煉末期，又叫碳氧化后期。碳氧化后期。 除碳外其

52、他元素變化不大，主要進(jìn)行終點(diǎn)操作。除碳外其他元素變化不大，主要進(jìn)行終點(diǎn)操作。當(dāng)當(dāng)wc0.3%-0.7%時，進(jìn)入吹煉末期。時，進(jìn)入吹煉末期。842022-5-2/3:01:13843.6.3.3 吹煉工藝制度吹煉工藝制度 p 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，根據(jù)底吹氣體種類的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，根據(jù)底吹氣體種類的不同，可分為不同，可分為底部吹入非氧化性氣體的復(fù)底部吹入非氧化性氣體的復(fù)吹工藝吹工藝和和底部吹入氧化性氣體的復(fù)吹工藝底部吹入氧化性氣體的復(fù)吹工藝。p 我國采用的是前一種工藝進(jìn)行復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉我國采用的是前一種工藝進(jìn)行復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，即底部吹入氮?dú)狻鍤鈦頂嚢枞鄢?。鋼，即底部吹入氮?dú)?、氬氣來攪拌熔池。p 氧氣頂

53、底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括裝料裝料供供氧氧底部供氣、造渣底部供氣、造渣溫度及終點(diǎn)控制溫度及終點(diǎn)控制脫氧及合金化脫氧及合金化等內(nèi)容。等內(nèi)容。 852022-5-2/3:01:13851 裝料制度裝料制度1）裝料次序）裝料次序p 一般來說是先裝廢鋼后兌鐵水，防止加入鐵水一般來說是先裝廢鋼后兌鐵水，防止加入鐵水時造成噴濺。時造成噴濺。p 到了爐役后期，或者廢鋼裝入量比較多的轉(zhuǎn)爐，到了爐役后期，或者廢鋼裝入量比較多的轉(zhuǎn)爐，可以先兌鐵水，后加廢鋼。可以先兌鐵水，后加廢鋼。2）裝入量）裝入量p 不同噸位的轉(zhuǎn)爐以及一座轉(zhuǎn)爐在不同的生產(chǎn)條不同噸位的轉(zhuǎn)爐以及一座轉(zhuǎn)爐在不同的生產(chǎn)條件下，都

54、有其不同的合理金屬裝入量。件下，都有其不同的合理金屬裝入量。p 裝入量過小，產(chǎn)量低，熔池淺，氧流易直接沖裝入量過小，產(chǎn)量低，熔池淺，氧流易直接沖擊爐底，造成爐底破壞。裝入量過大擊爐底，造成爐底破壞。裝入量過大,熔池攪熔池攪拌不充分，吹煉時間增加，易造成噴濺。拌不充分，吹煉時間增加，易造成噴濺。862022-5-2/3:01:13862 供氧制度供氧制度p 當(dāng)氧氣射流作用在金屬熔池上時，一部分氧氣當(dāng)氧氣射流作用在金屬熔池上時，一部分氧氣被金屬液吸收，參與煉鋼反應(yīng)，來不及反應(yīng)的被金屬液吸收，參與煉鋼反應(yīng)，來不及反應(yīng)的氧氣沿沖擊坑表面產(chǎn)生反射流動，另外由氧氣沿沖擊坑表面產(chǎn)生反射流動，另外由C-O反應(yīng)

55、產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體上升排除，使沖擊坑氣體上升排除，使沖擊坑壁面附近的金屬液向上運(yùn)動，造成沖擊坑四周壁面附近的金屬液向上運(yùn)動，造成沖擊坑四周的金屬液不斷向沖擊的金屬液不斷向沖擊 坑底部補(bǔ)充，從而產(chǎn)坑底部補(bǔ)充，從而產(chǎn) 生了循環(huán)流動。生了循環(huán)流動。872022-5-2/3:01:1387p 在實(shí)際吹煉中，噴頭結(jié)構(gòu)在實(shí)際吹煉中，噴頭結(jié)構(gòu)氧氣工作壓力和流量氧氣工作壓力和流量通常保持一定，所以可以通過控制槍位來控制吹通常保持一定，所以可以通過控制槍位來控制吹煉過程向熔池中的供氧和熔池的攪拌。煉過程向熔池中的供氧和熔池的攪拌。p 槍位指噴頭到靜止金屬熔槍位指噴頭到靜止金屬熔 池液面的距離。池液面的距離

56、。高槍位指高槍位指 該距離大，低槍位指該距該距離大，低槍位指該距 離小。離小。p 硬吹硬吹是氧槍槍位低或氧壓是氧槍槍位低或氧壓 高時的供氧方式。高時的供氧方式。p 軟吹軟吹為槍位高或氧壓低時為槍位高或氧壓低時 的供氧方式。的供氧方式。882022-5-2/3:01:13883 造渣制度造渣制度p 造渣的要求造渣的要求 氧氣轉(zhuǎn)爐的冶煉周期短，必須做到氧氣轉(zhuǎn)爐的冶煉周期短，必須做到快速成渣快速成渣，使?fàn)t渣盡快具有適當(dāng)?shù)膲A度、氧化性和流動性，使?fàn)t渣盡快具有適當(dāng)?shù)膲A度、氧化性和流動性，以便迅速把金屬中的雜質(zhì)去除。以便迅速把金屬中的雜質(zhì)去除。 避免爐渣溢出和噴濺避免爐渣溢出和噴濺，減少原材料的損失。，減少原材料的損失。p 在生產(chǎn)中，一般根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種來確在生產(chǎn)中，一般根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種來確定造渣方法，包括定造渣方法，包括單渣法、雙渣法和雙渣留渣單渣法、雙渣法和雙渣留渣法。法。 892022-5-2/3:01:13894 溫度控制溫度控制p 在吹煉過程中，升溫應(yīng)均衡，在前期和中期，在吹煉過程中，升溫應(yīng)均衡，在前期和中期，為了脫磷，溫度可控制低些，但應(yīng)保證爐渣中為了脫磷，溫度可控制低些，但應(yīng)保證爐