轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝1氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐21、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼

特點生產(chǎn)率高（冶煉時間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因為CO的反應(yīng)攪拌，將N、H除去）可以生產(chǎn)超純凈鋼；有害成份（S、P、N、H、O）〈80PPm；冶煉成本低，耐火材料用量比平爐電爐用量低；原材料適應(yīng)性強，高P、低P都可以；設(shè)備少，平爐的2/3，比電爐多。1、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼特點3氧氣射流及熔池攪拌氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過及冶煉結(jié)果；氧槍的心藏是氧槍噴頭；有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計，在單元設(shè)計中闡述氧氣射流屬于氣體動力學的范疇。氧氣射流及熔池攪拌4氧槍噴頭的種類直簡型收縮型拉瓦爾型多孔拉瓦爾型。氧槍噴頭的種類直簡型5基本概念槍位操作氧壓氧氣流量射流穿透深度基本概念6氧氣射流對熔池的物理作用

轉(zhuǎn)爐實際上是一個黑箱，對爐內(nèi)的運動狀態(tài)是冷態(tài)實驗的分析結(jié)果。氧流作用下熔池的循環(huán)運動，動量傳遞，氧壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。氧氣射流對熔池的物理作用

7操作俗語軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高、有利于脫磷；硬吹：高壓低槍位(與軟吹相反)，脫P不好，但脫C好，穿透能力強，脫C反應(yīng)激烈。操作俗語軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高8軟吹與硬吹對熔池的影響軟吹與硬吹對熔池的影響9吹煉過程熔池變化吹煉過程熔池變化10吹煉過程爐渣及槍位吹煉過程爐渣及槍位11冶煉過程渣、鋼成份變化冶煉過程渣、鋼成份變化12

氧氣射流對熔池的化學作用

直接氧化與間接氧化直接氧化與間接氧化是針對除鐵元素之外的元素氧化的（即所謂的雜質(zhì)）。直接氧化---氧氣射流直接與雜質(zhì)元素產(chǎn)生氧化反應(yīng)；間接氧化---氧氣射流先與Fe反應(yīng)生成后FeO，F(xiàn)eO傳氧給雜質(zhì)元素。是直接氧化還是間接氧化為主呢？是間接氧化為主，最主要一點是由于氧流是集中于作用區(qū)附近，而不是高度分散在熔池中。

氧氣射流對熔池的化學作用直接氧化與間接氧化13頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程

上爐出鋼----倒完爐渣(或加添加劑)----補爐或濺渣----堵出鋼口----兌鐵水----裝廢鋼----下槍----加渣料（石灰、鐵皮）----點火----熔池升溫----脫P、Si、Mn----降槍脫碳。（看爐口的火，聽聲音，看渣中稠不稠）看爐口的火，聽聲音。看火亮度----加第二批（渣料）----倒爐----取樣測溫。技術(shù)水平高的爐長，一次命中率高。50%。（寶鋼是付槍）根據(jù)分析取樣結(jié)果----決定出鋼（或補吹）---合金化。不要補吹的就是通常說的一次命中。頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程14冶煉技巧鋼液碳的判斷方法取樣分析、磨樣、看火花、付槍。鋼液磷的判斷方法取樣分析、渣的顏色及氣孔；鋼液溫度判斷方法接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、讀秒表。鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色冶煉技巧鋼液碳的判斷方法15頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程的操作制度裝料制度裝料是指裝鐵水及廢鋼。裝入量是由爐容比(V/T,m3/t)決定的。裝入量過大，噴濺增加，冶煉時間延長。裝入量小生產(chǎn)能力下降，通常爐容比為0.7-1.05。

定量裝入優(yōu)點：便于穩(wěn)定操作，自動控制，適合大型轉(zhuǎn)爐。一定的物料量。缺點：前期熔池深，后期熔池淺，氧槍不易控制。

定深裝入優(yōu)點：主要是熔池深度不變，氧槍操作穩(wěn)定缺點：裝入量變化，輔料也變。分階段定量裝入分階段定量裝入。1－50爐，51－200爐，200爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程的操作制度裝料制度16廢鋼量的確定

轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要外來熱源；熱量來源于：鐵水物理熱及元素氧化化學熱。鐵水及廢鋼的合理配比須根據(jù)爐子的熱平衡計算確定。硅的作用優(yōu)點：因發(fā)熱量大，增大廢鋼加入量，一般鐵水中Si增加0.1%，廢鋼比增大1%。缺點：增大渣量，侵蝕爐襯一般控制在0.4－0.6％以下。廢鋼量的確定轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要外來熱源；17供氧制度

氧氣流量大小(Nm3/h)：裝入量，C、Mn、Si的含量，由物料平衡計算得到，50-65Nm3/h。氧壓(Mpa)噴頭的喉口及馬赫數(shù)一定，P大，流量大,有一范圍0.8－1.1Mpa。槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2。供氧強度(Nm3/t.min)決定冶煉時間，但太大，噴濺可能性增大，一般3.0-4.0。供氧制度氧氣流量大小(Nm3/h)：18氧槍操作方式氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。氧槍的操作方式：衡槍變壓：壓力控制不穩(wěn)定，閥門控制不好；恒壓變槍：壓力不變，槍位變化。氧槍操作方式氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。19造渣制度煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P。石灰的熔解：開始吹氧時渣中主要是SiO，MnO，F(xiàn)eO,是酸性渣，加石灰后，石灰溶解速度，可用下式表J＝K（CaO+1.35MgO-1.09SiO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1）2CaO*SiO2，難熔渣，F(xiàn)eO,MnO,MgO加速石灰熔化是因為：降低爐渣粘度，破壞了2CaO*SiO2的存在。加礦石，吹氧。

造渣制度煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P。20成渣途徑

鈣質(zhì)成渣低槍位操作，渣中FeO含量下降很快，碳接近終點時，渣中鐵才回升。適用于低磷鐵水、對爐襯壽命有好處。

鐵質(zhì)成渣過程

高槍位操作，渣中FeO含量保持較高水平，碳接近終點時，渣中鐵才下降。適用于高磷鐵水、對爐襯侵蝕嚴重；FeO高，爐渣泡沫化嚴重，易產(chǎn)生噴濺。成渣途徑鈣質(zhì)成渣21CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O5)相圖ABC鈣質(zhì)成渣ADC鐵質(zhì)成渣CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O522白云石造渣提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；渣中飽和MgO的概念；一般根據(jù)冶煉情況，MgO控制在6－10％。白云石造渣提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；23大噴濺選擇逃跑路線噴濺的產(chǎn)生低溫吹氧，氧位較高，吹入的氧成為FeO，而C反應(yīng)較慢當溫度升高后C-O反應(yīng)激烈；操作中防止噴濺的措施：控制溫度，不能一直高槍位操作。大噴濺選擇逃跑路線24轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件25吹煉過程的溫度控制

升溫降槍、脫C、氧化熔池金屬鐵。金屬收到率低；降溫加冷卻劑(礦石、球團礦、氧化鐵皮、廢鋼)；廢鋼冶煉時一般不加。吹煉過程的溫度控制26終點成份控制

終點成份控制的元素：MnSiPCS；NHO的控制；合金的加入方式。終點成份控制27

脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫C速度逐漸增大，Si、Mn的反應(yīng)控制了脫C反應(yīng)、先脫Si、Mn，后脫C。Vc＝－d[C]/dt=K1t第二階段：脫C速度與C含量基本無關(guān)。如Vc變快，說明脫C速度隨氧流量的變化而變化。Vc=－d[C]/dt=K2＝k2QO2

K2=(1.89QO2-0.048h槍位-28.5)×10-3(試驗數(shù)據(jù))3.第三階段：碳下降到一定后，碳的傳質(zhì)成了限制環(huán)節(jié)。Vc＝－d[C]/dt=K3[%C]脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫C速度逐漸增大，Si28脫碳速度與時間的關(guān)系脫碳速度與時間的關(guān)系29轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標，提高爐齡不僅降低了生產(chǎn)成本而且提高了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率。九十年代，美國開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)，創(chuàng)造了25000爐的世界最高爐齡紀錄。濺渣護爐在中國推廣也取得顯著的經(jīng)濟效益：爐齡普遍提高3～4倍，最高爐齡已達到20,000爐，噸鋼爐襯耐火材料消耗降低0.2～1.0kg，補爐料消耗減少0.5～1.0kg/t，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)提高2～3％。國內(nèi)鋼廠采用濺渣護爐工藝后的平均經(jīng)濟效益為4.0元/t，每年全國可獲經(jīng)濟效益l.8億元。轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標，提高爐齡不僅降低了30濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣把成分調(diào)整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面形成濺渣層。濺渣層固化了鎂碳磚表層的脫碳層，抑制了爐襯表層的氧化，并減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣把成分調(diào)整后的剩余爐渣噴濺在31濺渣護爐示意圖濺渣護爐示意圖32轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件33轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件34轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件35濺渣護爐技術(shù)今后研究工作的重點

開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工藝提高底吹噴嘴壽命的核心技術(shù)是控制噴咀前端生成透氣蘑菇頭，避免噴咀燒損；在爐役中后期，應(yīng)嚴格控制蘑菇頭生長高度，防止噴咀堵塞。濺渣護爐技術(shù)今后研究工作的重點開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工36開發(fā)爐體冷卻工藝,進一步提高爐襯壽命濺渣后，爐齡升高爐襯減薄，會使爐殼變形更為嚴重，開發(fā)爐殼冷卻技術(shù)，抑制爐殼變形，使爐殼壽命提高到10～15年。優(yōu)化濺渣工藝，研究濺渣層與爐襯磚的結(jié)合機理。進一步提高轉(zhuǎn)爐爐齡，使其能與軋鋼加熱爐、制氧機等設(shè)備同步運行，同步檢修，以獲得更好的經(jīng)濟效益。研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等輔屬設(shè)備，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐整體設(shè)備長壽化。開發(fā)爐體冷卻工藝,進一步提高爐襯壽命濺渣后，爐齡升高爐襯減薄37頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝特點

頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點：反應(yīng)速度快，熱效率高，可實現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒吹煉后期強化熔池攪拌，使鋼—渣反應(yīng)接近平衡保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點進一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果冶煉低碳鋼（C=0.01～0.02%），避免了鋼渣過氧化

頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝特點頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹38頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝：代表方法有：LBE、LD-KG、LD-OTB、NK-CB、LD-AB等。技術(shù)特征：

頂吹100%氧氣，可采用二次燃燒技術(shù)提高熔池熱效率；

底吹惰性氣體攪拌，前期吹N2氣后期切換為Ar氣；供氣強度波動在0.03～0.12Nm3/t.min范圍。頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝：技術(shù)39頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝

代表方法：BSC-BAP、LD-OB、LD-HC、STB、STB-P、K-BOP等技術(shù)特征：頂吹氧60～95%；底吹氧5～40%；供氣強度波動在0.2～2.0Nm3/t.min范圍。底吹供氣元件采用雙層套管結(jié)構(gòu)，中心管吹O2，環(huán)縫吹天然氣或Ar氣冷卻保護噴咀。

頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝代表方法：40復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益

渣中含鐵量降低2.5～5.0%金屬收得率提高0.5～1.5%殘錳提高0.02～0.06%磷含量降低0.002%石灰消耗降低3～10kg/t氧氣消耗減少4～6Nm3/t提高爐齡，減少耐火材料消耗復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益，因冶煉的品種、爐子的大小和各鋼廠的具體情況下同而有差異。一般說來，在歐洲約為2～3.6馬克/t；在美國約為0.25～1.5美元/t；在中國為6～15元/t。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益渣中含鐵量降低2.5～5.0%41轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件42轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件43轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件44轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件45轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件46轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件47頂吹轉(zhuǎn)爐的自動控制1．對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求①鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，能準確知道鐵水成份和重量；②廢鋼量穩(wěn)定，有害殘余元素含量低；③石灰等其他造渣劑的化學成份及塊度穩(wěn)定。2.控制方案靜態(tài)控制模型動態(tài)控制模型全自動控制模型頂吹轉(zhuǎn)爐的自動控制1．對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求48靜態(tài)控制模型

靜態(tài)控制是動態(tài)控制的基礎(chǔ)，根據(jù)物料平衡和熱量平衡；靜態(tài)控制的原理是：質(zhì)量守恒；先確定出終點的目標成份和溫度及出鋼量，并選擇適當?shù)牟僮鳁l件，進行裝入量的計算；確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計算機；鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等；可計算需要的氧氣量，在單位時間內(nèi)的氧氣流量，從所需的氧量可計算出所需要的冶煉時間；用熱收支方面進行分析定論。靜態(tài)控制模型靜態(tài)控制是動態(tài)控制的基礎(chǔ)，根據(jù)物料平衡和熱量平49動態(tài)模型控制是在運行途中對軌道進行計算和檢測。并給予修正的一種控制方法。鋼液中的[C]和溫度測定，鋼液中的[C]和溫度是隨時間推移而變化的。動態(tài)控制的條件：點測的條件,部份連續(xù)檢測；控制主要項目：

能測定其軌道（途中測定鋼液中[C]和溫度）；途中測定時，如果測定值和預(yù)測的值不同應(yīng)當采取什么樣修正的手段；

動態(tài)模型控制是在運行途中對軌道進行計算和檢測。并給予修正的50控制軌道修正手段1、溫度、碳合適，按原軌道控制；2、溫度低及碳低，脫碳升溫、當溫度合適，終點碳低，加增碳劑；3、溫度高碳高，脫碳升溫、當終點碳合適，終點溫度太高，加冷卻劑；控制軌道修正手段1、溫度、碳合適，按原軌道控制；51計算機系統(tǒng)控制過程計算機系統(tǒng)控制過程522.7全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)轉(zhuǎn)爐吹煉過程控制是實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐正常冶煉的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)爐吹煉的技術(shù)特點：①脫碳速度快，準確控制吹煉終點比較困難：②熱效率高，升溫速度快；③容易發(fā)生爐渣或金屬噴濺；④吹煉后期脫碳速度減慢，金屬—爐渣之間遠離平衡，容易造成鋼渣過氧化。2.7全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)轉(zhuǎn)爐吹煉過程控制是實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐正常53轉(zhuǎn)爐自動化控制的具體要求（1）能實現(xiàn)遠程預(yù)報，根據(jù)目標鋼種要求和鐵水條件，能確定基本命中終點的吹煉工藝方案；（2）能精確命中吹煉終點，通常采用動態(tài)校正方法，修正計算誤差，保證終點控制精度和命中率：（3）具備容錯性，可消除各種系統(tǒng)誤差，隨機誤差和檢測誤差；（4）響應(yīng)迅速，系統(tǒng)安全可靠。轉(zhuǎn)爐自動化控制的具體要求（1）能實現(xiàn)遠程預(yù)報，根據(jù)目標鋼種要54轉(zhuǎn)爐自動控制發(fā)展的三個階段轉(zhuǎn)爐自動控制發(fā)展的三個階段55動態(tài)控制采用的兩種方法副槍動態(tài)控制技術(shù)在吹煉接近終點時（供O2量85％左右），插入副槍測定熔池[C]和溫度，校正靜態(tài)模型的計算誤差并計算達到終點所需的供O2量或冷卻劑加入量。爐氣分析動態(tài)控制技術(shù)通過連續(xù)檢測爐口逸出的爐氣成分，計算熔池瞬時脫碳速度和Si、Mn、P氧化速度，進行動態(tài)連續(xù)校正，提高控制精度和命中率。動態(tài)控制采用的兩種方法副槍動態(tài)控制技術(shù)56轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件57采用動態(tài)控制技術(shù)存在以下缺點不能對吹煉造渣過程進行有效監(jiān)測和控制，不能降低轉(zhuǎn)爐噴濺率；不能對終點[S]、[P]進行準確控制，由于[S]、[P]成分不合格，造成“后吹”；不能實現(xiàn)計算機對整個吹煉過程進行閉環(huán)在線控制。采用動態(tài)控制技術(shù)存在以下缺點不能對吹煉造渣過程進行有效監(jiān)測58全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)彌補了動態(tài)控制的上述缺點，全自動吹煉控制技術(shù)，通常包括以下控制模型：靜態(tài)模型——確定吹煉方案，保證基本命中終點；吹煉控制模型——利用爐氣成分信息，校正吹煉誤差，全程預(yù)報金屬熔池成分（C、Si、Mn、P、S）和爐渣成分變化；造渣控制模型——利用爐渣檢測信息，動態(tài)調(diào)整頂槍槍位和造渣工藝，避免吹煉過程“噴濺”和“返干”。終點控制模型——通過終點融槍校正或爐氣分析校正，精確控制終點，保證命中率。采用人工智能技術(shù)，提高模型的自學習和自適應(yīng)能力。全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)彌補了動態(tài)控制的上述缺點，全自動59轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝60氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐611、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼

特點生產(chǎn)率高（冶煉時間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因為CO的反應(yīng)攪拌，將N、H除去）可以生產(chǎn)超純凈鋼；有害成份（S、P、N、H、O）〈80PPm；冶煉成本低，耐火材料用量比平爐電爐用量低；原材料適應(yīng)性強，高P、低P都可以；設(shè)備少，平爐的2/3，比電爐多。1、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼特點62氧氣射流及熔池攪拌氧槍吹煉參數(shù)決定轉(zhuǎn)爐的冶煉過及冶煉結(jié)果；氧槍的心藏是氧槍噴頭；有關(guān)氧槍及氧槍噴頭設(shè)計，在單元設(shè)計中闡述氧氣射流屬于氣體動力學的范疇。氧氣射流及熔池攪拌63氧槍噴頭的種類直簡型收縮型拉瓦爾型多孔拉瓦爾型。氧槍噴頭的種類直簡型64基本概念槍位操作氧壓氧氣流量射流穿透深度基本概念65氧氣射流對熔池的物理作用

轉(zhuǎn)爐實際上是一個黑箱，對爐內(nèi)的運動狀態(tài)是冷態(tài)實驗的分析結(jié)果。氧流作用下熔池的循環(huán)運動，動量傳遞，氧壓或氧速越高，凹坑越深，攪拌加劇。氧氣射流對熔池的物理作用

66操作俗語軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高、有利于脫磷；硬吹：高壓低槍位(與軟吹相反)，脫P不好，但脫C好，穿透能力強，脫C反應(yīng)激烈。操作俗語軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高67軟吹與硬吹對熔池的影響軟吹與硬吹對熔池的影響68吹煉過程熔池變化吹煉過程熔池變化69吹煉過程爐渣及槍位吹煉過程爐渣及槍位70冶煉過程渣、鋼成份變化冶煉過程渣、鋼成份變化71

氧氣射流對熔池的化學作用

直接氧化與間接氧化直接氧化與間接氧化是針對除鐵元素之外的元素氧化的（即所謂的雜質(zhì)）。直接氧化---氧氣射流直接與雜質(zhì)元素產(chǎn)生氧化反應(yīng)；間接氧化---氧氣射流先與Fe反應(yīng)生成后FeO，F(xiàn)eO傳氧給雜質(zhì)元素。是直接氧化還是間接氧化為主呢？是間接氧化為主，最主要一點是由于氧流是集中于作用區(qū)附近，而不是高度分散在熔池中。

氧氣射流對熔池的化學作用直接氧化與間接氧化72頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程

上爐出鋼----倒完爐渣(或加添加劑)----補爐或濺渣----堵出鋼口----兌鐵水----裝廢鋼----下槍----加渣料（石灰、鐵皮）----點火----熔池升溫----脫P、Si、Mn----降槍脫碳。（看爐口的火，聽聲音，看渣中稠不稠）看爐口的火，聽聲音。看火亮度----加第二批（渣料）----倒爐----取樣測溫。技術(shù)水平高的爐長，一次命中率高。50%。（寶鋼是付槍）根據(jù)分析取樣結(jié)果----決定出鋼（或補吹）---合金化。不要補吹的就是通常說的一次命中。頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程73冶煉技巧鋼液碳的判斷方法取樣分析、磨樣、看火花、付槍。鋼液磷的判斷方法取樣分析、渣的顏色及氣孔；鋼液溫度判斷方法接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、讀秒表。鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色冶煉技巧鋼液碳的判斷方法74頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程的操作制度裝料制度裝料是指裝鐵水及廢鋼。裝入量是由爐容比(V/T,m3/t)決定的。裝入量過大，噴濺增加，冶煉時間延長。裝入量小生產(chǎn)能力下降，通常爐容比為0.7-1.05。

定量裝入優(yōu)點：便于穩(wěn)定操作，自動控制，適合大型轉(zhuǎn)爐。一定的物料量。缺點：前期熔池深，后期熔池淺，氧槍不易控制。

定深裝入優(yōu)點：主要是熔池深度不變，氧槍操作穩(wěn)定缺點：裝入量變化，輔料也變。分階段定量裝入分階段定量裝入。1－50爐，51－200爐，200爐以上，槍位每天要校正。交接班看槍位。頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程的操作制度裝料制度75廢鋼量的確定

轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要外來熱源；熱量來源于：鐵水物理熱及元素氧化化學熱。鐵水及廢鋼的合理配比須根據(jù)爐子的熱平衡計算確定。硅的作用優(yōu)點：因發(fā)熱量大，增大廢鋼加入量，一般鐵水中Si增加0.1%，廢鋼比增大1%。缺點：增大渣量，侵蝕爐襯一般控制在0.4－0.6％以下。廢鋼量的確定轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要外來熱源；76供氧制度

氧氣流量大小(Nm3/h)：裝入量，C、Mn、Si的含量，由物料平衡計算得到，50-65Nm3/h。氧壓(Mpa)噴頭的喉口及馬赫數(shù)一定，P大，流量大,有一范圍0.8－1.1Mpa。槍位，由沖擊深度決定，1/3-1/2。供氧強度(Nm3/t.min)決定冶煉時間，但太大，噴濺可能性增大，一般3.0-4.0。供氧制度氧氣流量大小(Nm3/h)：77氧槍操作方式氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。氧槍的操作方式：衡槍變壓：壓力控制不穩(wěn)定，閥門控制不好；恒壓變槍：壓力不變，槍位變化。氧槍操作方式氧槍操作就是調(diào)節(jié)氧壓和槍位。78造渣制度煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P。石灰的熔解：開始吹氧時渣中主要是SiO，MnO，F(xiàn)eO,是酸性渣，加石灰后，石灰溶解速度，可用下式表J＝K（CaO+1.35MgO-1.09SiO2+2.75FeO+1.9MnO-39.1）2CaO*SiO2，難熔渣，F(xiàn)eO,MnO,MgO加速石灰熔化是因為：降低爐渣粘度，破壞了2CaO*SiO2的存在。加礦石，吹氧。

造渣制度煉鋼就是煉渣。通過造渣，控制脫P。79成渣途徑

鈣質(zhì)成渣低槍位操作，渣中FeO含量下降很快，碳接近終點時，渣中鐵才回升。適用于低磷鐵水、對爐襯壽命有好處。

鐵質(zhì)成渣過程

高槍位操作，渣中FeO含量保持較高水平，碳接近終點時，渣中鐵才下降。適用于高磷鐵水、對爐襯侵蝕嚴重；FeO高，爐渣泡沫化嚴重，易產(chǎn)生噴濺。成渣途徑鈣質(zhì)成渣80CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O5)相圖ABC鈣質(zhì)成渣ADC鐵質(zhì)成渣CaO(+MgO)-FeO(+MnO)-SiO2(+P2O581白云石造渣提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；渣中飽和MgO的概念；一般根據(jù)冶煉情況，MgO控制在6－10％。白云石造渣提高渣中MgO的含量，延長爐襯壽命；82大噴濺選擇逃跑路線噴濺的產(chǎn)生低溫吹氧，氧位較高，吹入的氧成為FeO，而C反應(yīng)較慢當溫度升高后C-O反應(yīng)激烈；操作中防止噴濺的措施：控制溫度，不能一直高槍位操作。大噴濺選擇逃跑路線83轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件84吹煉過程的溫度控制

升溫降槍、脫C、氧化熔池金屬鐵。金屬收到率低；降溫加冷卻劑(礦石、球團礦、氧化鐵皮、廢鋼)；廢鋼冶煉時一般不加。吹煉過程的溫度控制85終點成份控制

終點成份控制的元素：MnSiPCS；NHO的控制；合金的加入方式。終點成份控制86

脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫C速度逐漸增大，Si、Mn的反應(yīng)控制了脫C反應(yīng)、先脫Si、Mn，后脫C。Vc＝－d[C]/dt=K1t第二階段：脫C速度與C含量基本無關(guān)。如Vc變快，說明脫C速度隨氧流量的變化而變化。Vc=－d[C]/dt=K2＝k2QO2

K2=(1.89QO2-0.048h槍位-28.5)×10-3(試驗數(shù)據(jù))3.第三階段：碳下降到一定后，碳的傳質(zhì)成了限制環(huán)節(jié)。Vc＝－d[C]/dt=K3[%C]脫C曲線及冶煉控制模型第一階段：脫C速度逐漸增大，Si87脫碳速度與時間的關(guān)系脫碳速度與時間的關(guān)系88轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標，提高爐齡不僅降低了生產(chǎn)成本而且提高了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率。九十年代，美國開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)，創(chuàng)造了25000爐的世界最高爐齡紀錄。濺渣護爐在中國推廣也取得顯著的經(jīng)濟效益：爐齡普遍提高3～4倍，最高爐齡已達到20,000爐，噸鋼爐襯耐火材料消耗降低0.2～1.0kg，補爐料消耗減少0.5～1.0kg/t，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)提高2～3％。國內(nèi)鋼廠采用濺渣護爐工藝后的平均經(jīng)濟效益為4.0元/t，每年全國可獲經(jīng)濟效益l.8億元。轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標，提高爐齡不僅降低了89濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣把成分調(diào)整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面形成濺渣層。濺渣層固化了鎂碳磚表層的脫碳層，抑制了爐襯表層的氧化，并減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣把成分調(diào)整后的剩余爐渣噴濺在90濺渣護爐示意圖濺渣護爐示意圖91轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件92轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件93轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件94濺渣護爐技術(shù)今后研究工作的重點

開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工藝提高底吹噴嘴壽命的核心技術(shù)是控制噴咀前端生成透氣蘑菇頭，避免噴咀燒損；在爐役中后期，應(yīng)嚴格控制蘑菇頭生長高度，防止噴咀堵塞。濺渣護爐技術(shù)今后研究工作的重點開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工95開發(fā)爐體冷卻工藝,進一步提高爐襯壽命濺渣后，爐齡升高爐襯減薄，會使爐殼變形更為嚴重，開發(fā)爐殼冷卻技術(shù)，抑制爐殼變形，使爐殼壽命提高到10～15年。優(yōu)化濺渣工藝，研究濺渣層與爐襯磚的結(jié)合機理。進一步提高轉(zhuǎn)爐爐齡，使其能與軋鋼加熱爐、制氧機等設(shè)備同步運行，同步檢修，以獲得更好的經(jīng)濟效益。研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等輔屬設(shè)備，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐整體設(shè)備長壽化。開發(fā)爐體冷卻工藝,進一步提高爐襯壽命濺渣后，爐齡升高爐襯減薄96頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝特點

頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點：反應(yīng)速度快，熱效率高，可實現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒吹煉后期強化熔池攪拌，使鋼—渣反應(yīng)接近平衡保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點進一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果冶煉低碳鋼（C=0.01～0.02%），避免了鋼渣過氧化

頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝特點頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹97頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝：代表方法有：LBE、LD-KG、LD-OTB、NK-CB、LD-AB等。技術(shù)特征：

頂吹100%氧氣，可采用二次燃燒技術(shù)提高熔池熱效率；

底吹惰性氣體攪拌，前期吹N2氣后期切換為Ar氣；供氣強度波動在0.03～0.12Nm3/t.min范圍。頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝：技術(shù)98頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝

代表方法：BSC-BAP、LD-OB、LD-HC、STB、STB-P、K-BOP等技術(shù)特征：頂吹氧60～95%；底吹氧5～40%；供氣強度波動在0.2～2.0Nm3/t.min范圍。底吹供氣元件采用雙層套管結(jié)構(gòu)，中心管吹O2，環(huán)縫吹天然氣或Ar氣冷卻保護噴咀。

頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝代表方法：99復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益

渣中含鐵量降低2.5～5.0%金屬收得率提高0.5～1.5%殘錳提高0.02～0.06%磷含量降低0.002%石灰消耗降低3～10kg/t氧氣消耗減少4～6Nm3/t提高爐齡，減少耐火材料消耗復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益，因冶煉的品種、爐子的大小和各鋼廠的具體情況下同而有差異。一般說來，在歐洲約為2～3.6馬克/t；在美國約為0.25～1.5美元/t；在中國為6～15元/t。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟效益渣中含鐵量降低2.5～5.0%100轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件101轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件102轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件103轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件104轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件105轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝課件106頂吹轉(zhuǎn)爐的自動控制1．對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求①鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，能準確知道鐵水成份和重量；②廢鋼量穩(wěn)定，有害殘余元素含量低；③石灰等其他造渣劑的化學成份及塊度穩(wěn)定。2.控制方案靜態(tài)控制模型動態(tài)控制模型全自動控制模型頂吹轉(zhuǎn)爐的自動控制1．對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求107靜態(tài)控制模型

靜態(tài)控制是動態(tài)控制的基礎(chǔ)，根據(jù)物料平衡和熱量平衡；靜態(tài)控制的原理是：質(zhì)量守恒；先確定出終點的目標成份和溫度及出鋼量，并選擇適當?shù)牟僮鳁l件，進行裝入量的計算；確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計算機；鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等；可計算需要的氧氣量，在單位時間內(nèi)的氧氣流量，從所需的氧量可計算出所需要的冶煉時間；用熱收支方面進行分析定論。靜態(tài)控制模型靜態(tài)控制是