氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件

氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼1

氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐爐型氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐爐型2

9.3.1全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶金過程9.3.1吹煉過程的基本控制和工藝國內(nèi)3～8t全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，基本上保持空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐搖爐控制制度，可通過控制裝入角度和合理搖爐，實(shí)行對(duì)造渣和冶金過程的靈活控制。圖10—20為上鋼一廠8t全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐兩爐鋼的控制示例。全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中熔池成分的變化規(guī)律基本上與堿性氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和平爐相似，可以進(jìn)行前期脫磷。圖10—21為轉(zhuǎn)爐三種吹氧煉鋼典型的熔池成分變化規(guī)律。9.3.1全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶金過程3

氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件49.2.3氧氣底吹轉(zhuǎn)爐與頂吹轉(zhuǎn)爐的比較

9.2.3氧氣底吹轉(zhuǎn)爐與頂吹轉(zhuǎn)爐的比較59.4頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法

·1978年4月，法國鋼鐵研究院(IRSID)在頂吹轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了底吹惰性氣體攪拌的實(shí)驗(yàn)并獲得成功;·1979年4月,日本住友發(fā)表了轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉的報(bào)告。到1981年底，全世界采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐達(dá)81座?！の覈卒摗颁摲謩e在1980年和1981年開始進(jìn)行復(fù)吹的實(shí)驗(yàn)研究，并于1983年分別在首鋼30噸轉(zhuǎn)爐和鞍鋼180噸轉(zhuǎn)爐上推廣使用。9.4頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法6頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐7頂?shù)讖?fù)合吹煉法的冶金特點(diǎn)

(1)由于增加了底部供氣，加強(qiáng)了熔池的攪拌力①使熔池內(nèi)成分和溫度的不均勻性得到了改善。②改善了渣-金屬間的平衡條件，減少了鋼和渣的過氧化現(xiàn)象，③提高了鋼液中的殘錳含量，④降低了鋼液中的磷含量，減少了噴濺。⑤金屬中的碳氧更接近于平衡，對(duì)降低鋼中的溶解氧有明顯效果。這對(duì)冶煉低碳鋼十分有利。(2)通過改變頂槍槍位和頂?shù)状抵贫?，可以控制化渣，有利于充分發(fā)揮爐渣的作用。頂?shù)讖?fù)合吹煉法的冶金特點(diǎn)8氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件9底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系10圖30為各種復(fù)吹方法底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系。由圖可看出，底部僅吹惰性氣體或中性及弱氧化性氣體攪拌時(shí)，供氣強(qiáng)度一般小于或等于0.5m3／t·min；而使用氧氣時(shí)其底吹強(qiáng)度較高。

由圖30還可看出，采用底吹法時(shí)熔池混合時(shí)間約10秒左右；而頂吹法則需要100秒以上。說明頂吹法對(duì)熔池缺乏足夠的攪拌，而底吹對(duì)熔池起顯著的攪拌作用。但是，頂?shù)讖?fù)合吹煉，由于減少了Fe、Mn、C等元素的氧化放熱，同時(shí)吹入的攪拌氣體如Ar、N2、CO2等要吸收熔池的顯熱，以及吹入的CO2代替了部分工業(yè)氧，使熔池中放熱量減少，因此，導(dǎo)致廢鋼裝入量的減少，鐵水用量增加。圖30為各種復(fù)吹方法底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間119.4.1頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的類型

歸納起來主要有四類：

(1)底部攪拌型

LD—KG、

頂部100％供氧氣，底部吹煉前期供氮?dú)?，后期為氬氣，底部多使用集管式、多孔塞磚或多層環(huán)縫管式供氣元件。(2)頂、底吹氧型

LD一OB、LD—HC、

頂部供氧比為60％～95％，底部40％～5％，底部中心管供氧，環(huán)管供冷卻劑。(3)噴吹石灰型K—BOP在吹氧的同時(shí)，還可以噴吹石灰等熔劑。4）噴吹燃料型頂?shù)讉?cè)三向以氧氣作載流噴吹煤粉、燃油或燃?xì)狻?.4.1頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的類型129.3.1頂?shù)讖?fù)合吹煉法的種類及其特征

頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐按底部供氣方式分為兩大類；(1)頂吹氧氣、底吹惰性或中性或弱氧化性氣體的轉(zhuǎn)爐。此法除底部全程恒流量供氣和頂吹槍位適當(dāng)提高外，冶煉工藝制度基本與頂吹相同。底部供氣強(qiáng)度屬于弱攪拌型。由于底部供氣的作用，強(qiáng)化了熔池?cái)嚢?。圖27a、b分別為頂吹和復(fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐主要元素的濃度變化。(2)頂、底均吹氧的轉(zhuǎn)爐。20～40％的氧由底部吹入熔池，其余的氧由頂槍吹入。9.3.1頂?shù)讖?fù)合吹煉法的種類及其特征(1)頂吹13氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件14氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件15氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件16氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件179.4.2頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的反應(yīng)

1成渣速度

復(fù)吹轉(zhuǎn)爐與頂吹、底吹兩種轉(zhuǎn)爐相比，熔池?cái)嚢璺秶?，而且?qiáng)烈，從底部噴入石灰粉造渣，成渣速度快。通過調(diào)節(jié)氧槍槍位化渣，加上底部氣體的攪動(dòng)，形成高堿度、流動(dòng)性良好和一定氧化性的爐渣，需要的時(shí)間比頂吹轉(zhuǎn)爐或底吹轉(zhuǎn)爐的都短。

9.4.2頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的反應(yīng)18復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)從吹煉初期開始到中期逐漸降低，中期變化平穩(wěn)，后期又稍有升高，其變化的曲線與頂吹轉(zhuǎn)爐有某些相似之處。2復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)含量變化復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)從吹煉初期開始到中期逐漸降19

就渣中(FeO)含量而言，頂吹轉(zhuǎn)爐>復(fù)吹轉(zhuǎn)爐>底吹轉(zhuǎn)爐。2頂吹.復(fù)吹.底吹轉(zhuǎn)爐渣中(FeO)比較就渣中(FeO)含量而言，頂吹轉(zhuǎn)爐>復(fù)吹轉(zhuǎn)爐>底吹轉(zhuǎn)爐。201)從底部吹入的氧，生成的FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；2)有底吹氣體攪拌，渣中∑ω(FeO)低，也能化渣，不需要高的∑ω(FeO)；3)上部有頂槍吹氧，所以它的(FeO)含量比底吹氧氣的還是要高。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣∑ω(FeO)低于頂吹原因1)從底部吹入的氧，生成的FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；213鋼水中的碳

復(fù)吹轉(zhuǎn)爐鋼水的脫碳速度高而且比較均勻，原因是從頂部吹入大部分氧。從底部吹入少量氧，供氧比較均勻，脫碳反應(yīng)也就比較均勻，使渣中∑ω(FeO)含量始終不高。在熔池底部生成的FeO與[C]有更多的機(jī)會(huì)反應(yīng)，F(xiàn)eO不易聚集，從而很少產(chǎn)生噴濺。3鋼水中的碳22復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線。在相同含碳量下。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐金屬收得率高于頂吹轉(zhuǎn)爐。復(fù)吹.頂吹.底吹轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)ω[C]和ω[O]復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐23吹入惰性氣體后，鋼水中[C]-[O]的關(guān)系線下移，原因是吹入熔池中的N或Ar氣泡降低CO的分壓，為脫碳反應(yīng)提供場(chǎng)所。因此，在相同含碳量時(shí)，復(fù)吹含氧量低于頂吹。復(fù)吹底部吹惰性氣體后鋼水中[O]-[O]關(guān)系吹入惰性氣體后，鋼水中[C]-[O]的關(guān)系線下移，24復(fù)吹(FeO)低，吹煉初期，鋼水中的[Mn]只有30%～40％被氧化，待溫度升高后，在吹煉中后期，又開始回錳,殘錳較頂吹高。

4鋼水中的錳復(fù)吹(FeO)低，吹煉初期，鋼水中的[Mn]只有30%～425從爐底吹入氧氣，可與金屬液反應(yīng)生成FeO，F(xiàn)eO與[P]反應(yīng)，氧也有可能直接氧化[P]生成P2O5。從反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)看，強(qiáng)有力的攪拌有利脫磷，在吹煉初期．脫磷率可達(dá)40%～60%，以后保持平穩(wěn)，吹煉后期．脫磷加快。復(fù)吹磷的分配系數(shù)相當(dāng)于底吹，而比頂吹高。5鋼水中的磷從爐底吹入氧氣，可與金屬液反應(yīng)生成FeO，F(xiàn)e266鋼水中的硫

復(fù)吹脫硫條件較好，原因有四個(gè)方面：1)底噴石灰粉、頂吹氧，形成高堿爐渣；2)渣中∑ω(FeO)比頂吹低；3)底噴石灰粉，改善脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件；4)熔池?cái)嚢韬?，反?yīng)界面大，脫硫動(dòng)力學(xué)條件好。

6鋼水中的硫27頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的特點(diǎn)①復(fù)吹轉(zhuǎn)爐石灰單耗低；②渣量少；③單耗相當(dāng)于底吹轉(zhuǎn)爐；④

氧耗介于頂吹與底吹之間；⑤復(fù)吹能形成高堿度氧化性爐渣，提前脫磷；⑥直接拉碳，生產(chǎn)低碳鋼種。氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件28氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展①轉(zhuǎn)爐大型化②少渣冶煉③鐵水預(yù)處理④長壽轉(zhuǎn)爐⑤負(fù)能煉鋼⑥全自動(dòng)吹煉氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展299.4.3頂?shù)讖?fù)合吹少渣冶煉技術(shù)

鐵水經(jīng)預(yù)脫硅、預(yù)脫磷和預(yù)脫硫處理后，轉(zhuǎn)爐內(nèi)只進(jìn)行脫碳和升溫操作。這就是轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的基本含義。·SMP法－1979年，新日鐵室蘭廠開發(fā)了脫硅鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的小渣量冶煉法?！RP法－在上基礎(chǔ)上，新日鐵君津廠1982年采用石灰熔劑脫磷、脫硫預(yù)處理方法?！ARP法－同年，日本住友金屬也投產(chǎn)采用了蘇打粉進(jìn)行水預(yù)處理方法?！LTPS法－1983年，神戶制鋼開發(fā)了石灰和蘇打粉聯(lián)合預(yù)處理鐵水方法。9.4.3頂?shù)讖?fù)合吹少渣冶煉技術(shù)301.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的冶金特性：

(1)還原性功能渣量少，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐∑ω(FeO)低，底部吹A(chǔ)r或N，使渣、鋼的氧分壓都降低，具有還原性功能。吹入的錳礦粉MnO直接還原，提高鋼液錳含量。(2)鋼中的氫明顯減少由于散裝料及鐵合金消耗量減少，少渣精煉時(shí)鋼水和爐渣的氫含量明顯減少，可以穩(wěn)定地得到終點(diǎn)ω[H]％＜2.0×10-6的鋼水。(3)鐵損明顯減少由于渣量減少，渣帶走的鐵損少。但渣層薄，煙氣帶走的煙塵量增多。1.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的冶金特性：319.4.4鐵水預(yù)處理技術(shù)定義：鐵水在兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的脫硫、脫磷或脫硅操作叫做鐵水預(yù)處理。目的：減輕高爐、轉(zhuǎn)爐的負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)率。9.4.4鐵水預(yù)處理技術(shù)32一對(duì)鐵水的質(zhì)量要求1）溫度≥1250℃而且穩(wěn)定一般應(yīng)保證入爐時(shí)仍在1250℃～1300℃以上。2）成分合適而且波動(dòng)小

（1）國標(biāo)規(guī)定鐵水的含磷量小于0.4%。（2）因此國標(biāo)規(guī)定鐵水含硫量≤0.07%。（3）含硅量高于0.8%應(yīng)進(jìn)行預(yù)脫硅處理。（4）我國鐵水含錳都不高，多為0.2%～0.4%。（5）≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右，故一般不做要求。3）帶渣量≤0.5%高爐渣含有大量S、SiO2，帶渣量不得超0.5%。一對(duì)鐵水的質(zhì)量要求33鐵種煉鋼用生鐵鐵號(hào)牌號(hào)煉04煉08煉10代號(hào)L04L08L10煉鋼用生鐵化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)（GB717—82）C≥3.50Si≤0.45>0.45～0.85>0.85～1.25Mn一組≤0.30二組>0.30～0.50三組>0.50P一級(jí)≤0.15二級(jí)>0.15～0.25三級(jí)>0.25～0.40特類≤0.02S一類>0.02～0.03二類>0.03～0.05三類>0.05～0.07鐵種煉鋼用生鐵鐵號(hào)34廠家化學(xué)成分ω/%入爐溫度/℃SiMnPSV首鋼0.20～0.400.40～0.50≤0.10<0.0501310鞍鋼三煉0.520.45(≤0.10)①0.013(>1250)①武鋼二煉0.67≤0.30≤0.0150.0241220～1310包鋼0.721.730.5800.047>1200攀鋼0.0640.0520.0500.323寶鋼0.40～0.80≥0.40≤0.120≤0.040表1-2我國一些鋼廠用鐵水成分廠家化學(xué)成分ω/%入35國家或廠名化學(xué)成分ω/%SiMnPS美國0.80～1.200.60～1.00≤0.15≤0.030日本大分廠0.55～0.600.097～0.1050.020～0.023英國托爾伯特廠0.650.75<0.150.030聯(lián)邦德國布魯豪克森廠0.580.710.2～0.30.023表1-3國外一些廠家用鐵水平均成分國家或廠名化學(xué)成分ω/%Si36二鐵水中各元素含量對(duì)工藝的影響（1）高爐內(nèi)不能去磷如果鐵水的含磷量超過0.4%,或者吹煉低磷鋼，則需采用雙渣法冶煉或?qū)﹁F水進(jìn)行預(yù)脫磷處理。（2）鐵水的含硫量≤0.07%轉(zhuǎn)爐的脫硫效果不理想，單渣法冶煉時(shí)的脫硫率僅為30%～35%。二鐵水中各元素含量對(duì)工藝的影響37（3）鐵水的含硅量硅是主要發(fā)熱元素之一，硅量每增0.1%，廢鋼比可增1.3%～1.5%。含硅量低于0.5%,鐵水化學(xué)熱不足。含硅量高于0.8%,會(huì)增加造渣材料消耗，渣量大，引起噴濺，增加金屬損失，爐襯侵蝕加??；同時(shí)，渣中的FeO、MnO含量相對(duì)降低，易在石灰塊表面生成一層熔點(diǎn)2130℃的2CaO·SiO2外殼，不利于早期的去磷。（3）鐵水的含硅量38（4）鐵水的含錳量

鐵水中的錳是一種有益元素，主要體現(xiàn)在錳氧化后生成的氧化錳能促使石灰溶解，有利于提高爐齡和減輕氧槍粘鋼。我國鐵水含錳量都不高，多為0.2%～0.4%?？上蚋郀t的原料中配加錳礦石，但這將會(huì)焦比升高和高爐的生產(chǎn)率下降。（5）鐵水的含碳量

碳也是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要發(fā)熱元素，≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右（4）鐵水的含錳量391）鐵水爐外脫硫鐵水脫硫的條件比鋼水優(yōu)越，鐵水中碳、硅、磷等元素的含量高，硫的活度系數(shù)大，同時(shí)鐵水中的氧含量低，脫硫效率比鋼水脫硫高4～6倍，?；舅悸罚合蜩F水中加入脫硫劑使之化合入渣。1）鐵水爐外脫硫40（1）脫硫劑①電石粉（CaC2）脫硫反應(yīng)：CaC2（S）+[S]=CaS(S)+2[C]脫硫能力強(qiáng)，但有少量CO逸出，并帶出電石粉，污染環(huán)境，必須安裝除塵裝置。②石灰粉（CaO）脫硫反應(yīng)：2CaO+[S]+1/2[Si]=CaS(S)+1/22CaO·SiO2成本低，脫硫能力差，且石灰表面會(huì)出現(xiàn)C2S，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，常配鋁或蘇打粉避免C2S的生成：CaO(S)+[S]+2/3[Al]=CaS(S)+1/3Al2O3（S）使脫硫速度和效率明顯提高（1）脫硫劑41③蘇打粉（Na2CO3）脫硫反應(yīng)：Na2CO3+[S]+[Si]=Na2S+SiO2+{CO}特點(diǎn)：脫硫能力很強(qiáng)，且產(chǎn)生的氣體具有攪拌作用，脫硫速度快，但價(jià)格貴且污染嚴(yán)重，常與其它粉劑配成復(fù)合脫硫劑。③蘇打粉（Na2CO3）42④金屬鎂脫硫反應(yīng)：金屬鎂的沸點(diǎn)僅為1107℃，鐵水溫度下為氣體，故脫硫反應(yīng)為：{Mg}+[S]=MgS特點(diǎn)：金屬鎂直接加入鐵水時(shí)，會(huì)發(fā)生爆發(fā)式氣化反應(yīng)，因此不能單獨(dú)使用，常與其它粉劑組成復(fù)合脫硫劑。脫硫劑的能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘a2CO3、CaC2、Mg、CaO復(fù)合脫硫劑：如電石粉+石灰粉、金屬鎂+電石粉、石灰粉+蘇打粉、金屬鎂+石灰粉等。④金屬鎂43（2）脫硫方法及效果：機(jī)械攪拌法和噴吹法。①機(jī)械攪拌法混合方式：將脫硫劑加入鐵水罐中，攪拌器插入鐵水?dāng)嚢琛＞哂写硇缘氖侨毡镜腒R法（電石粉為主），武鋼二煉79年引進(jìn)，經(jīng)消化改造使用以石灰粉為主的脫硫劑。KR法脫硫裝置示意圖1—攪拌器.2—脫硫劑輸入3—鐵水包，4—鐵水，5—排煙煙道（2）脫硫方法及效果：KR法脫硫裝置示意圖44②噴吹法以氣體為載體，利用噴槍將粉狀脫硫劑噴射到鐵水中。寶鋼80年代由日本引進(jìn)，噴吹電石粉。

噴吹法脫硫裝置示意圖②噴吹法噴吹法脫硫裝置示意圖45氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件462）鐵水預(yù)脫硅（1）脫硅劑：氧化鐵皮和燒結(jié)礦粉為主，配加少量石灰和螢石以降低渣子的黏度。2）鐵水預(yù)脫硅47（2）脫硅方法：有投入法和頂噴法兩種。投入法：將脫硅劑投到鐵水溝中，鐵水流入鐵水罐時(shí)，沖擊攪拌使之充分混合、反應(yīng)。脫硅效率較低，50%左右。頂噴法：是用空氣通過噴槍從（鐵溝或流入鐵水灌的鐵水流）鐵水液面以上一定高度將脫硅劑噴入，使之混合、反應(yīng)。脫硅效率高達(dá)70～80%，鐵水含硅可達(dá)0.1～0.15%以下。（2）脫硅方法：48

頂噴法脫硅頂噴法脫硅493）鐵水預(yù)脫磷加脫磷劑使磷氧化進(jìn)入渣中。（1）脫磷劑：蘇打系脫磷劑：2[P]+5[O]+3Na2CO3(S)=(Na2O·P2O5)+3{CO}石灰系脫磷劑2[P]+5[O]+4CaO(S)=(4CaO·P2O5)常配有氧化鐵皮或燒結(jié)礦粉和螢石粉助熔劑。（2）脫磷需先脫硅使用蘇打系脫磷時(shí)要求[Si]＜0.1%，使用石灰系處理時(shí)要求[Si]＜0.15%。（3）鐵水爐外脫磷方法：主要為噴吹法，它是以氣體作載體將脫磷劑噴吹到鐵水包中。3）鐵水預(yù)脫磷503）鐵水同時(shí)脫硫和脫磷蘇打和石灰既是脫硫劑也是脫磷劑，因此鐵水同時(shí)進(jìn)行脫硫和脫磷不僅成本低而且生產(chǎn)率高。（1）首先進(jìn)行脫硅處理，當(dāng)[Si]＜0.1%后扒出爐渣，然后噴吹19kg/t蘇打粉，脫硫率可達(dá)96%，脫磷率可達(dá)95%。該法的特點(diǎn)是，脫硫磷效率高，但處理成本高、耐火材料侵蝕嚴(yán)重，同時(shí)有氣體（CO）污染。（2）也是先進(jìn)行脫硅處理，當(dāng)[Si]＜0.15%后扒出爐渣，噴吹52kg/t石灰基粉料，脫硫率可達(dá)80%，脫磷率可達(dá)88%。該法的特點(diǎn)是成本低，但渣量大而鐵損多。

3）鐵水同時(shí)脫硫和脫磷519.4.5轉(zhuǎn)爐的長壽技術(shù)1.爐襯類型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐都是用堿性耐火材料砌筑。曾經(jīng)用過白云石質(zhì)耐火材料，制成焦油結(jié)合磚，爐齡一般在幾百爐。直到70年代興起了以死燒或電熔鎂砂和碳素材料為原料，用各種碳質(zhì)結(jié)合劑，制成鎂碳磚。鎂碳磚的抗渣性強(qiáng)，導(dǎo)熱性能好，避免了鎂砂顆粒產(chǎn)生熱裂；由于有結(jié)合劑固化后形成的碳網(wǎng)絡(luò)，將氧化鎂顆粒緊密牢固地連接在一起。用鎂碳磚砌筑轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯，大幅度提高了爐襯使用壽命，爐襯壽命可達(dá)到萬爐以上。9.4.5轉(zhuǎn)爐的長壽技術(shù)522.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)技術(shù)噴補(bǔ)是利用高壓氣體將耐火材料噴射到紅熱的爐襯表面，進(jìn)而燒結(jié)成一體。1）濕法噴補(bǔ)

2）半干法噴補(bǔ)噴補(bǔ)方法噴補(bǔ)料成分/%粒度分度/%水分/%MgOCaOSiO2＞1.0mm＜1.0mm濕法9113109015～17半干法9052.5257510～17粘結(jié)劑:曾用過水玻璃（NaO·nSiO2）和磷酸鹽，高溫強(qiáng)度低，現(xiàn)改為多聚磷酸鹽（Na5P3O11）效果不錯(cuò)。3）火焰噴補(bǔ)火焰噴補(bǔ)是將噴補(bǔ)料送入水冷噴槍內(nèi)與燃料和氧氣混合燃燒呈熔融狀噴向侵蝕嚴(yán)重的部位，并與爐襯燒結(jié)在一起的補(bǔ)爐方法。2.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)技術(shù)噴補(bǔ)料成分/%粒度分度/%水分/533.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐1)濺渣護(hù)爐的基本原理利用MgO含量達(dá)到飽和或過飽和的煉鋼終點(diǎn)渣，通過高壓氮?dú)獾拇禐R，在爐襯表面形成一層高熔點(diǎn)的濺渣層，并與爐襯很好地?zé)Y(jié)附著。這個(gè)濺渣層耐蝕性較好，從而保護(hù)了爐襯磚，減緩其損壞程度，爐襯壽命得到提高。3.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐542)濺渣層的分熔現(xiàn)象當(dāng)溫度升高時(shí)，濺渣層中低熔點(diǎn)物首先熔化，與高熔點(diǎn)相相分離，并緩慢地從濺渣層流淌下來；而殘留于爐襯表面的濺渣層為高熔點(diǎn)礦物。這種現(xiàn)象就是爐渣的分熔現(xiàn)象，也叫選擇性熔化或異相分流。在反復(fù)地濺渣過程中濺渣層存在著選擇性熔化，使濺渣層MgO結(jié)晶和C2S等高熔點(diǎn)礦物逐漸富集，從而提高了濺渣層的抗高溫性能，爐襯得到保護(hù)。2)濺渣層的分熔現(xiàn)象553)思考與啟示需要指出的是：通過濺渣護(hù)爐和噴補(bǔ)可以顯著提高爐齡。但并非爐齡越高越好，因?yàn)闉R渣護(hù)爐和噴補(bǔ)也要消耗一定的耐火材料，而且占用生產(chǎn)時(shí)間。于是日本最先提出了最佳爐齡的概念——耐火材料的總消耗最少、生產(chǎn)率最高、生產(chǎn)成本最低的爐齡。不同的廠家，生產(chǎn)條件不同，其最佳爐齡也不相同，需在實(shí)際生產(chǎn)中摸索。3)思考與啟示562005年我國復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)現(xiàn)狀寶鋼300t轉(zhuǎn)爐在1990年采用頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)，現(xiàn)復(fù)吹比例達(dá)100%2005年我國復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)現(xiàn)狀57氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼操作1裝料制度三種裝料制度：定量加入：在整個(gè)爐齡期內(nèi)，保持每爐的裝入量不變。定深加入：在整個(gè)爐齡期內(nèi)，保持每爐的金屬熔池深度不變。分階段定量加入：在一個(gè)爐齡期內(nèi)按爐膛容積擴(kuò)大程度分幾個(gè)階段，每個(gè)階段實(shí)行定量裝入。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼操作1裝料制度582.供氧制度(1)供氧制度中的幾個(gè)工藝參數(shù)氧氣流量供氧強(qiáng)度氧壓噴槍高度(2)氧槍操作三種操作方式:恒槍變壓、變壓變槍、恒壓變槍2.供氧制度593.造渣制度(1)爐渣堿度和石灰加入量的確定一般終渣堿度控制在3以上.當(dāng)鐵水含磷較低時(shí),僅考慮含硅量當(dāng)鐵水含磷較低時(shí),假定金屬料90%的磷進(jìn)入爐渣,則3.造渣制度60(2)白云石造渣及螢石化渣(3)造渣方法和操作包括單渣法、雙渣法和雙渣留渣法（4）噴濺現(xiàn)象及預(yù)防產(chǎn)生噴濺的重要原因是吹煉過程中“泡沫渣”的形成。操作中防止噴濺的基本措施是：控制好熔池溫度、前期不過低，中、后期不過高。嚴(yán)格避免強(qiáng)烈冷卻溶池，以確保脫碳反應(yīng)均衡進(jìn)行，消除爆發(fā)式的C-O反應(yīng)，同時(shí)控制好渣中FeO的含量，使渣中FeO不出現(xiàn)明顯聚集現(xiàn)象，防止?fàn)t渣過分發(fā)泡引起噴濺。(2)白云石造渣及螢石化渣614.溫度控制主要通過調(diào)整冷卻劑的種類和加入量來控制吹煉溫度。冷卻劑的種類主要有：廢鋼、鐵礦石、氧化鐵皮。

表9不同冷卻劑的冷卻效果冷卻劑與廢鋼相比的冷卻效果加入1%冷卻劑的金屬溫度降低值，℃廢鋼18.5-9.5鐵礦石、鐵皮4-4.535-40石灰石4.2534-384.溫度控制冷卻劑與廢鋼相比的冷卻效果加入1%冷卻劑的金屬溫625.終點(diǎn)控制和出鋼基本要求是：在吹氧結(jié)束時(shí)，使金屬的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到出鋼的要求。主要是終點(diǎn)含碳量和終點(diǎn)鋼水溫度控制。常用的經(jīng)驗(yàn)控制終點(diǎn)方法有兩種：拉碳法和增碳法。拉碳法：在熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)停止吹氧，不但熔池中的磷、硫和溫度符合出鋼要求，而且熔池中的碳加上鐵合金帶入金屬的碳也符合所煉鋼種的規(guī)格。不需要添加增碳劑增碳。增碳法：在吹煉平均含碳量>0.08%的鋼種時(shí),采取吹到0.05-0.06%停吹,然后按所煉鋼種的規(guī)格,在鋼包內(nèi)增碳。5.終點(diǎn)控制和出鋼63氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼64

氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐爐型氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐爐型65

9.3.1全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶金過程9.3.1吹煉過程的基本控制和工藝國內(nèi)3～8t全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，基本上保持空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐搖爐控制制度，可通過控制裝入角度和合理搖爐，實(shí)行對(duì)造渣和冶金過程的靈活控制。圖10—20為上鋼一廠8t全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐兩爐鋼的控制示例。全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中熔池成分的變化規(guī)律基本上與堿性氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和平爐相似，可以進(jìn)行前期脫磷。圖10—21為轉(zhuǎn)爐三種吹氧煉鋼典型的熔池成分變化規(guī)律。9.3.1全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶金過程66

氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件679.2.3氧氣底吹轉(zhuǎn)爐與頂吹轉(zhuǎn)爐的比較

9.2.3氧氣底吹轉(zhuǎn)爐與頂吹轉(zhuǎn)爐的比較689.4頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法

·1978年4月，法國鋼鐵研究院(IRSID)在頂吹轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了底吹惰性氣體攪拌的實(shí)驗(yàn)并獲得成功;·1979年4月,日本住友發(fā)表了轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉的報(bào)告。到1981年底，全世界采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐達(dá)81座?！の覈卒?、鞍鋼分別在1980年和1981年開始進(jìn)行復(fù)吹的實(shí)驗(yàn)研究，并于1983年分別在首鋼30噸轉(zhuǎn)爐和鞍鋼180噸轉(zhuǎn)爐上推廣使用。9.4頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法69頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐70頂?shù)讖?fù)合吹煉法的冶金特點(diǎn)

(1)由于增加了底部供氣，加強(qiáng)了熔池的攪拌力①使熔池內(nèi)成分和溫度的不均勻性得到了改善。②改善了渣-金屬間的平衡條件，減少了鋼和渣的過氧化現(xiàn)象，③提高了鋼液中的殘錳含量，④降低了鋼液中的磷含量，減少了噴濺。⑤金屬中的碳氧更接近于平衡，對(duì)降低鋼中的溶解氧有明顯效果。這對(duì)冶煉低碳鋼十分有利。(2)通過改變頂槍槍位和頂?shù)状抵贫龋梢钥刂苹?，有利于充分發(fā)揮爐渣的作用。頂?shù)讖?fù)合吹煉法的冶金特點(diǎn)71氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件72底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系73圖30為各種復(fù)吹方法底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間的關(guān)系。由圖可看出，底部僅吹惰性氣體或中性及弱氧化性氣體攪拌時(shí)，供氣強(qiáng)度一般小于或等于0.5m3／t·min；而使用氧氣時(shí)其底吹強(qiáng)度較高。

由圖30還可看出，采用底吹法時(shí)熔池混合時(shí)間約10秒左右；而頂吹法則需要100秒以上。說明頂吹法對(duì)熔池缺乏足夠的攪拌，而底吹對(duì)熔池起顯著的攪拌作用。但是，頂?shù)讖?fù)合吹煉，由于減少了Fe、Mn、C等元素的氧化放熱，同時(shí)吹入的攪拌氣體如Ar、N2、CO2等要吸收熔池的顯熱，以及吹入的CO2代替了部分工業(yè)氧，使熔池中放熱量減少，因此，導(dǎo)致廢鋼裝入量的減少，鐵水用量增加。圖30為各種復(fù)吹方法底部供氣強(qiáng)度和熔池混合時(shí)間749.4.1頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的類型

歸納起來主要有四類：

(1)底部攪拌型

LD—KG、

頂部100％供氧氣，底部吹煉前期供氮?dú)?，后期為氬氣，底部多使用集管式、多孔塞磚或多層環(huán)縫管式供氣元件。(2)頂、底吹氧型

LD一OB、LD—HC、

頂部供氧比為60％～95％，底部40％～5％，底部中心管供氧，環(huán)管供冷卻劑。(3)噴吹石灰型K—BOP在吹氧的同時(shí)，還可以噴吹石灰等熔劑。4）噴吹燃料型頂?shù)讉?cè)三向以氧氣作載流噴吹煤粉、燃油或燃?xì)狻?.4.1頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的類型759.3.1頂?shù)讖?fù)合吹煉法的種類及其特征

頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐按底部供氣方式分為兩大類；(1)頂吹氧氣、底吹惰性或中性或弱氧化性氣體的轉(zhuǎn)爐。此法除底部全程恒流量供氣和頂吹槍位適當(dāng)提高外，冶煉工藝制度基本與頂吹相同。底部供氣強(qiáng)度屬于弱攪拌型。由于底部供氣的作用，強(qiáng)化了熔池?cái)嚢?。圖27a、b分別為頂吹和復(fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐主要元素的濃度變化。(2)頂、底均吹氧的轉(zhuǎn)爐。20～40％的氧由底部吹入熔池，其余的氧由頂槍吹入。9.3.1頂?shù)讖?fù)合吹煉法的種類及其特征(1)頂吹76氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件77氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件78氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件79氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件809.4.2頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的反應(yīng)

1成渣速度

復(fù)吹轉(zhuǎn)爐與頂吹、底吹兩種轉(zhuǎn)爐相比，熔池?cái)嚢璺秶螅覐?qiáng)烈，從底部噴入石灰粉造渣，成渣速度快。通過調(diào)節(jié)氧槍槍位化渣，加上底部氣體的攪動(dòng)，形成高堿度、流動(dòng)性良好和一定氧化性的爐渣，需要的時(shí)間比頂吹轉(zhuǎn)爐或底吹轉(zhuǎn)爐的都短。

9.4.2頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的反應(yīng)81復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)從吹煉初期開始到中期逐漸降低，中期變化平穩(wěn)，后期又稍有升高，其變化的曲線與頂吹轉(zhuǎn)爐有某些相似之處。2復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)含量變化復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)從吹煉初期開始到中期逐漸降82

就渣中(FeO)含量而言，頂吹轉(zhuǎn)爐>復(fù)吹轉(zhuǎn)爐>底吹轉(zhuǎn)爐。2頂吹.復(fù)吹.底吹轉(zhuǎn)爐渣中(FeO)比較就渣中(FeO)含量而言，頂吹轉(zhuǎn)爐>復(fù)吹轉(zhuǎn)爐>底吹轉(zhuǎn)爐。831)從底部吹入的氧，生成的FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；2)有底吹氣體攪拌，渣中∑ω(FeO)低，也能化渣，不需要高的∑ω(FeO)；3)上部有頂槍吹氧，所以它的(FeO)含量比底吹氧氣的還是要高。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐渣∑ω(FeO)低于頂吹原因1)從底部吹入的氧，生成的FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；843鋼水中的碳

復(fù)吹轉(zhuǎn)爐鋼水的脫碳速度高而且比較均勻，原因是從頂部吹入大部分氧。從底部吹入少量氧，供氧比較均勻，脫碳反應(yīng)也就比較均勻，使渣中∑ω(FeO)含量始終不高。在熔池底部生成的FeO與[C]有更多的機(jī)會(huì)反應(yīng)，F(xiàn)eO不易聚集，從而很少產(chǎn)生噴濺。3鋼水中的碳85復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線。在相同含碳量下。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐金屬收得率高于頂吹轉(zhuǎn)爐。復(fù)吹.頂吹.底吹轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)ω[C]和ω[O]復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關(guān)系線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐86吹入惰性氣體后，鋼水中[C]-[O]的關(guān)系線下移，原因是吹入熔池中的N或Ar氣泡降低CO的分壓，為脫碳反應(yīng)提供場(chǎng)所。因此，在相同含碳量時(shí)，復(fù)吹含氧量低于頂吹。復(fù)吹底部吹惰性氣體后鋼水中[O]-[O]關(guān)系吹入惰性氣體后，鋼水中[C]-[O]的關(guān)系線下移，87復(fù)吹(FeO)低，吹煉初期，鋼水中的[Mn]只有30%～40％被氧化，待溫度升高后，在吹煉中后期，又開始回錳,殘錳較頂吹高。

4鋼水中的錳復(fù)吹(FeO)低，吹煉初期，鋼水中的[Mn]只有30%～488從爐底吹入氧氣，可與金屬液反應(yīng)生成FeO，F(xiàn)eO與[P]反應(yīng)，氧也有可能直接氧化[P]生成P2O5。從反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)看，強(qiáng)有力的攪拌有利脫磷，在吹煉初期．脫磷率可達(dá)40%～60%，以后保持平穩(wěn)，吹煉后期．脫磷加快。復(fù)吹磷的分配系數(shù)相當(dāng)于底吹，而比頂吹高。5鋼水中的磷從爐底吹入氧氣，可與金屬液反應(yīng)生成FeO，F(xiàn)e896鋼水中的硫

復(fù)吹脫硫條件較好，原因有四個(gè)方面：1)底噴石灰粉、頂吹氧，形成高堿爐渣；2)渣中∑ω(FeO)比頂吹低；3)底噴石灰粉，改善脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件；4)熔池?cái)嚢韬?，反?yīng)界面大，脫硫動(dòng)力學(xué)條件好。

6鋼水中的硫90頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的特點(diǎn)①復(fù)吹轉(zhuǎn)爐石灰單耗低；②渣量少；③單耗相當(dāng)于底吹轉(zhuǎn)爐；④

氧耗介于頂吹與底吹之間；⑤復(fù)吹能形成高堿度氧化性爐渣，提前脫磷；⑥直接拉碳，生產(chǎn)低碳鋼種。氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件91氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展①轉(zhuǎn)爐大型化②少渣冶煉③鐵水預(yù)處理④長壽轉(zhuǎn)爐⑤負(fù)能煉鋼⑥全自動(dòng)吹煉氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展929.4.3頂?shù)讖?fù)合吹少渣冶煉技術(shù)

鐵水經(jīng)預(yù)脫硅、預(yù)脫磷和預(yù)脫硫處理后，轉(zhuǎn)爐內(nèi)只進(jìn)行脫碳和升溫操作。這就是轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的基本含義?！MP法－1979年，新日鐵室蘭廠開發(fā)了脫硅鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的小渣量冶煉法。·ORP法－在上基礎(chǔ)上，新日鐵君津廠1982年采用石灰熔劑脫磷、脫硫預(yù)處理方法。·SARP法－同年，日本住友金屬也投產(chǎn)采用了蘇打粉進(jìn)行水預(yù)處理方法?！LTPS法－1983年，神戶制鋼開發(fā)了石灰和蘇打粉聯(lián)合預(yù)處理鐵水方法。9.4.3頂?shù)讖?fù)合吹少渣冶煉技術(shù)931.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的冶金特性：

(1)還原性功能渣量少，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐∑ω(FeO)低，底部吹A(chǔ)r或N，使渣、鋼的氧分壓都降低，具有還原性功能。吹入的錳礦粉MnO直接還原，提高鋼液錳含量。(2)鋼中的氫明顯減少由于散裝料及鐵合金消耗量減少，少渣精煉時(shí)鋼水和爐渣的氫含量明顯減少，可以穩(wěn)定地得到終點(diǎn)ω[H]％＜2.0×10-6的鋼水。(3)鐵損明顯減少由于渣量減少，渣帶走的鐵損少。但渣層薄，煙氣帶走的煙塵量增多。1.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的冶金特性：949.4.4鐵水預(yù)處理技術(shù)定義：鐵水在兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的脫硫、脫磷或脫硅操作叫做鐵水預(yù)處理。目的：減輕高爐、轉(zhuǎn)爐的負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)率。9.4.4鐵水預(yù)處理技術(shù)95一對(duì)鐵水的質(zhì)量要求1）溫度≥1250℃而且穩(wěn)定一般應(yīng)保證入爐時(shí)仍在1250℃～1300℃以上。2）成分合適而且波動(dòng)小

（1）國標(biāo)規(guī)定鐵水的含磷量小于0.4%。（2）因此國標(biāo)規(guī)定鐵水含硫量≤0.07%。（3）含硅量高于0.8%應(yīng)進(jìn)行預(yù)脫硅處理。（4）我國鐵水含錳都不高，多為0.2%～0.4%。（5）≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右，故一般不做要求。3）帶渣量≤0.5%高爐渣含有大量S、SiO2，帶渣量不得超0.5%。一對(duì)鐵水的質(zhì)量要求96鐵種煉鋼用生鐵鐵號(hào)牌號(hào)煉04煉08煉10代號(hào)L04L08L10煉鋼用生鐵化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)（GB717—82）C≥3.50Si≤0.45>0.45～0.85>0.85～1.25Mn一組≤0.30二組>0.30～0.50三組>0.50P一級(jí)≤0.15二級(jí)>0.15～0.25三級(jí)>0.25～0.40特類≤0.02S一類>0.02～0.03二類>0.03～0.05三類>0.05～0.07鐵種煉鋼用生鐵鐵號(hào)97廠家化學(xué)成分ω/%入爐溫度/℃SiMnPSV首鋼0.20～0.400.40～0.50≤0.10<0.0501310鞍鋼三煉0.520.45(≤0.10)①0.013(>1250)①武鋼二煉0.67≤0.30≤0.0150.0241220～1310包鋼0.721.730.5800.047>1200攀鋼0.0640.0520.0500.323寶鋼0.40～0.80≥0.40≤0.120≤0.040表1-2我國一些鋼廠用鐵水成分廠家化學(xué)成分ω/%入98國家或廠名化學(xué)成分ω/%SiMnPS美國0.80～1.200.60～1.00≤0.15≤0.030日本大分廠0.55～0.600.097～0.1050.020～0.023英國托爾伯特廠0.650.75<0.150.030聯(lián)邦德國布魯豪克森廠0.580.710.2～0.30.023表1-3國外一些廠家用鐵水平均成分國家或廠名化學(xué)成分ω/%Si99二鐵水中各元素含量對(duì)工藝的影響（1）高爐內(nèi)不能去磷如果鐵水的含磷量超過0.4%,或者吹煉低磷鋼，則需采用雙渣法冶煉或?qū)﹁F水進(jìn)行預(yù)脫磷處理。（2）鐵水的含硫量≤0.07%轉(zhuǎn)爐的脫硫效果不理想，單渣法冶煉時(shí)的脫硫率僅為30%～35%。二鐵水中各元素含量對(duì)工藝的影響100（3）鐵水的含硅量硅是主要發(fā)熱元素之一，硅量每增0.1%，廢鋼比可增1.3%～1.5%。含硅量低于0.5%,鐵水化學(xué)熱不足。含硅量高于0.8%,會(huì)增加造渣材料消耗，渣量大，引起噴濺，增加金屬損失，爐襯侵蝕加??；同時(shí)，渣中的FeO、MnO含量相對(duì)降低，易在石灰塊表面生成一層熔點(diǎn)2130℃的2CaO·SiO2外殼，不利于早期的去磷。（3）鐵水的含硅量101（4）鐵水的含錳量

鐵水中的錳是一種有益元素，主要體現(xiàn)在錳氧化后生成的氧化錳能促使石灰溶解，有利于提高爐齡和減輕氧槍粘鋼。我國鐵水含錳量都不高，多為0.2%～0.4%?？上蚋郀t的原料中配加錳礦石，但這將會(huì)焦比升高和高爐的生產(chǎn)率下降。（5）鐵水的含碳量

碳也是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要發(fā)熱元素，≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右（4）鐵水的含錳量1021）鐵水爐外脫硫鐵水脫硫的條件比鋼水優(yōu)越，鐵水中碳、硅、磷等元素的含量高，硫的活度系數(shù)大，同時(shí)鐵水中的氧含量低，脫硫效率比鋼水脫硫高4～6倍，?；舅悸罚合蜩F水中加入脫硫劑使之化合入渣。1）鐵水爐外脫硫103（1）脫硫劑①電石粉（CaC2）脫硫反應(yīng)：CaC2（S）+[S]=CaS(S)+2[C]脫硫能力強(qiáng)，但有少量CO逸出，并帶出電石粉，污染環(huán)境，必須安裝除塵裝置。②石灰粉（CaO）脫硫反應(yīng)：2CaO+[S]+1/2[Si]=CaS(S)+1/22CaO·SiO2成本低，脫硫能力差，且石灰表面會(huì)出現(xiàn)C2S，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，常配鋁或蘇打粉避免C2S的生成：CaO(S)+[S]+2/3[Al]=CaS(S)+1/3Al2O3（S）使脫硫速度和效率明顯提高（1）脫硫劑104③蘇打粉（Na2CO3）脫硫反應(yīng)：Na2CO3+[S]+[Si]=Na2S+SiO2+{CO}特點(diǎn)：脫硫能力很強(qiáng)，且產(chǎn)生的氣體具有攪拌作用，脫硫速度快，但價(jià)格貴且污染嚴(yán)重，常與其它粉劑配成復(fù)合脫硫劑。③蘇打粉（Na2CO3）105④金屬鎂脫硫反應(yīng)：金屬鎂的沸點(diǎn)僅為1107℃，鐵水溫度下為氣體，故脫硫反應(yīng)為：{Mg}+[S]=MgS特點(diǎn)：金屬鎂直接加入鐵水時(shí)，會(huì)發(fā)生爆發(fā)式氣化反應(yīng)，因此不能單獨(dú)使用，常與其它粉劑組成復(fù)合脫硫劑。脫硫劑的能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘a2CO3、CaC2、Mg、CaO復(fù)合脫硫劑：如電石粉+石灰粉、金屬鎂+電石粉、石灰粉+蘇打粉、金屬鎂+石灰粉等。④金屬鎂106（2）脫硫方法及效果：機(jī)械攪拌法和噴吹法。①機(jī)械攪拌法混合方式：將脫硫劑加入鐵水罐中，攪拌器插入鐵水?dāng)嚢?。具有代表性的是日本的KR法（電石粉為主），武鋼二煉79年引進(jìn)，經(jīng)消化改造使用以石灰粉為主的脫硫劑。KR法脫硫裝置示意圖1—攪拌器.2—脫硫劑輸入3—鐵水包，4—鐵水，5—排煙煙道（2）脫硫方法及效果：KR法脫硫裝置示意圖107②噴吹法以氣體為載體，利用噴槍將粉狀脫硫劑噴射到鐵水中。寶鋼80年代由日本引進(jìn)，噴吹電石粉。

噴吹法脫硫裝置示意圖②噴吹法噴吹法脫硫裝置示意圖108氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專題培訓(xùn)課件1092）鐵水預(yù)脫硅（1）脫硅劑：氧化鐵皮和燒結(jié)礦粉為主，配加少量石灰和螢石以降低渣子的黏度。2）鐵水預(yù)脫硅110（2）脫硅方法：有投入法和頂噴法兩種。投入法：將脫硅劑投到鐵水溝中，鐵水流入鐵水罐時(shí)，沖擊攪拌使之充分混合、反應(yīng)。脫硅效率較低，50%左右。頂噴法：是用空氣通過噴槍從（鐵溝或流入鐵水灌的鐵水流）鐵水液面以上一定高度將脫硅劑噴入，使之混合、反應(yīng)。脫硅效率高達(dá)70～80%，鐵水含硅可達(dá)0.1～0.15%以下。（2）脫硅方法：111

頂噴法脫硅頂噴法脫硅1123）鐵水預(yù)脫磷加脫磷劑使磷氧化進(jìn)入渣中。（1）脫磷劑：蘇打系脫磷劑：2[P]+5[O]+3Na2CO3(S)=(Na2O·P2O5)+3{CO}石灰系脫磷劑2[P]+5[O]+4CaO(S)=(4CaO·P2O5)常配有氧化鐵皮或燒結(jié)礦粉和螢石粉助熔劑。（2）脫磷需先脫硅使用蘇打系脫磷時(shí)要求[Si]＜0.1%，使用石灰系處理時(shí)要求[Si]＜0.15%。（3）鐵水爐外脫磷方法：主要為噴吹法，它是以氣體作載體將脫磷劑噴吹到鐵水包中。3）鐵水預(yù)脫磷1133）鐵水同時(shí)脫硫和脫磷蘇打和石灰既是脫硫劑也是脫磷劑，因此鐵水同時(shí)進(jìn)行脫硫和脫磷不僅成本低而且生產(chǎn)率高。（1）首先進(jìn)行脫硅處理，當(dāng)[Si]＜0.1%后扒出爐渣，然后噴吹19kg/t蘇打粉，脫硫率可達(dá)96%，脫磷率可達(dá)95%。該法的特點(diǎn)是，脫硫磷效率高，但處理成本高、耐火材料侵蝕嚴(yán)重，同時(shí)有氣體（CO）污染。（2）也是先進(jìn)行脫硅處理，當(dāng)[Si]＜0.15%后扒出爐渣，噴吹52kg/t石灰基粉料，脫硫率可達(dá)80%，脫磷率可達(dá)88%。該法的特點(diǎn)是成本低，但渣量大而鐵損多。

3）鐵水同時(shí)脫硫和脫磷1149.4.5轉(zhuǎn)爐的長壽技術(shù)1.爐襯類型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐都是用堿性耐火材料砌筑。曾經(jīng)用過白云石質(zhì)耐火材料，制成焦油結(jié)合磚，爐齡一般在幾百爐。直到70年代興起了以死燒或電熔鎂砂和碳素材料為原料，用各種碳質(zhì)結(jié)合劑，制成鎂碳磚。鎂碳磚的抗渣性強(qiáng)，導(dǎo)熱性能好，避免了鎂砂顆粒產(chǎn)生熱裂；由于有結(jié)合劑固化后形成的碳網(wǎng)絡(luò)，將氧化鎂顆粒緊密牢固地連接在一起。用鎂碳磚砌筑轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯，大幅度提高了爐襯使用壽命，爐襯壽命可達(dá)到萬爐以上。9.4