一般管理干部班鋼與管知識(shí)講座.ppt

1、1,鋼與管知識(shí)講座 （煉鋼部分）,伍曉波,2,目錄 一、煉鋼技術(shù)發(fā)展概況 二、煉鋼的基本任務(wù) 三、煉鋼基本原理 四、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 五、電爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 六、連續(xù)鑄鋼,3,煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù),一、煉鋼技術(shù)發(fā)展概況 煉鋼過(guò)程主要是一個(gè)氧化過(guò)程。煉鋼按冶煉方法分為電爐法、轉(zhuǎn)爐法和平爐法。 1、電弧爐煉鋼 電弧爐煉鋼是以電能作為熱源，靠電極和爐料之間的放電產(chǎn)生電弧，通過(guò)輻射和電弧的直接作用使電能在弧光中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱并熔化金屬和爐渣的一種煉鋼方法。,4,2、轉(zhuǎn)爐煉鋼 反應(yīng)速度快、熱效率高、含氮量低、可使用達(dá)30%的廢鋼。因此生產(chǎn)率高、成本低、鋼質(zhì)好、投資比平爐少、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。公司煉鋼廠

2、80t轉(zhuǎn)爐即采用頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)。 3 、平爐煉鋼 公司的平爐于1999年4月9日正式關(guān)停。,5,公司煉鋼廠主要由80t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線、30t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線和70t超高功率電弧爐生產(chǎn)線組成?？偟哪晟a(chǎn)能力可達(dá)200萬(wàn)t 左右。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線配備連鑄生產(chǎn)，超高功率電弧爐生產(chǎn)線既配備了連鑄生產(chǎn)，又配備了模注生產(chǎn)。,6,二、煉鋼的基本任務(wù) （1）脫碳：將鐵水中的碳氧化脫除到所煉鋼種要求的范圍內(nèi)。 （2）脫磷脫硫：通過(guò)造成分合適的爐渣，去除鐵水中的磷、硫。 （3）脫氧和合金化：加入脫氧劑和鐵合金，降低鋼液中的氧，使鋼液達(dá)到鋼種所要求的合金成分。,7,（4）脫氣(氫、氮)和脫夾雜物：將溶解在鋼液中的氣體和來(lái)不及上浮

3、排除的非金屬夾雜物，通過(guò)一定的方法去除。 （5）升溫：將冶煉過(guò)程的金屬液溫度升高至出鋼溫度。 （6）澆注：將成分和溫度合格的鋼水澆鑄成坯。,8,三、煉鋼基本原理 鋼液中元素的氧化方式 A直接氧化。是指氧氣直接與鐵液中的應(yīng)該去除的元素發(fā)生氧化反應(yīng)。 B間接氧化。吹入的氧氣首先與鐵液中的鐵原子反應(yīng)生成氧化鐵FeO，進(jìn)入爐渣并同時(shí)使鐵液中溶解氧。(FeO)和O再與應(yīng)去除的元素發(fā)生氧化。 在渣-金界面上常發(fā)生元素的間接氧化反應(yīng)。,9, 1、碳的氧化 碳的氧化反應(yīng)式為： 在氣-金界面上： C + O2 = CO 在渣-金界面上： C + O = CO C + (FeO) = CO + Fe 可見(jiàn)碳含量越

4、低，則氧含量越高，脫氧劑和合金消耗也越高。因此，煉鋼過(guò)程中為了提高鋼的質(zhì)量和降低消耗，要求控制煉鋼爐中鋼液的終點(diǎn)碳含量，使之不能太低。,10,脫碳反應(yīng)的作用 （1）脫碳產(chǎn)生的CO上浮排出，給煉鋼過(guò)程帶來(lái)了獨(dú)特的作用。 （2）促進(jìn)熔池成分和溫度均勻。CO上浮排出時(shí)，使熔池產(chǎn)生強(qiáng)烈沸騰和攪拌，強(qiáng)化了熱量和質(zhì)量傳遞，促進(jìn)了成分和溫度均勻。 （3）提高了化學(xué)反應(yīng)速度。熔池的強(qiáng)烈沸騰和攪拌，增加了渣-金反應(yīng)接觸面積，有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。,11,（4）降低了鋼中氣體含量和夾雜物數(shù)量。CO氣泡中的H2和N2的分壓極低，對(duì)這些氣體來(lái)說(shuō)，CO氣泡是一個(gè)小真空室。小顆粒夾雜物會(huì)附著在CO氣泡的表面上浮排除。 （

5、5）造成噴濺和溢出。CO氣泡排除不均和造成的熔池上漲，是產(chǎn)生噴濺和溢出的主要原因。當(dāng)然這與生產(chǎn)操作不穩(wěn)定關(guān)系很大。這將帶來(lái)金屬的損失和造渣材料消耗過(guò)大。,12,2、硅與錳的氧化 煉鋼爐使用的鐵水、生鐵、廢鋼中都含有相當(dāng)數(shù)量的硅與錳。 不論是在電弧爐還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，它們大部分都會(huì)被氧化而進(jìn)入爐渣，使得初煉鋼液出鋼時(shí)只含有少量的硅與錳。硅的氧化同樣存在直接氧化和間接氧化兩種方式。,13,Si + O2 = (SiO2) Si + 2O = (SiO2) Si + 2FeO = (SiO2) +2Fe 硅氧化的熱力學(xué)條件 溫度：Si的氧化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，溫度升高，反映的平衡常數(shù)降低，不利于S

6、i的氧化。 爐渣堿度：Si氧化生成的(SiO2)，在堿性渣中與(CaO)將發(fā)生如下反應(yīng)：,14,(SiO2) + 2(CaO) = (2CaOSiO2) (SiO2) + 3(CaO) = (3CaOSiO2) 爐渣堿度:爐渣堿度提高，有利于Si的氧化。 爐渣的氧化性：爐渣的氧化性可用爐渣中總氧化鐵的活度來(lái)表示。爐渣的氧化性強(qiáng)，則爐渣中氧化鐵的活度高。爐渣的氧化性高有利于Si的氧化。,15,硅的氧化對(duì)煉鋼的影響 Si的氧化產(chǎn)生大量的化學(xué)熱，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源之一，可使吹煉初期熔池溫度較快地升高，有利于增加廢鋼加入量和使初期渣熔化。 Si的氧化產(chǎn)物是(SiO2)，它影響到石灰的加入量和堿度，對(duì)

7、爐襯有侵蝕作用。,16,錳的氧化與還原 鐵液中的錳在高溫下能生產(chǎn)穩(wěn)定的(MnO)。其反應(yīng)式為： 在氣-金界面上： Mn + 0.5O2 =(MnO) 在渣-金界面上：Mn + O = (MnO) Mn + FeO = (MnO) + Fe Mn氧化還原熱力學(xué)條件: 溫度：Mn的氧化也是放熱反應(yīng),低溫有利于Mn的氧化。,17,爐渣堿度：(MnO)為堿性氧化物，在酸性渣中，Mn的氧化比較徹底，不易發(fā)生錳的還原。但在高堿度渣中，爐渣中的錳將發(fā)生還原。比如，轉(zhuǎn)爐吹煉中期，由于溫度升高，爐渣氧化性弱，堿度提高，(MnO)將被C還原，而產(chǎn)生回錳現(xiàn)象。 爐渣的氧化性：Mn的氧化需要提供氧，故爐渣的氧化性強(qiáng)，

8、有利于Mn的氧化。,18,錳的氧化還原對(duì)煉鋼的影響 Mn氧化產(chǎn)生化學(xué)熱，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱源之一。(MnO)為堿性氧化物，在冶煉初期可形成低熔點(diǎn)的多元系爐渣，能降低爐渣的熔化性溫度，有利于化渣。 在堿性煉鋼法中，MnO的還原有利于提高鋼水中的殘余錳量。鋼中的錳可提高鋼的品質(zhì)，降低鋼的脆性，對(duì)鋼有強(qiáng)化作用。,19,3、脫磷 （1）磷對(duì)鋼材性能的影響 磷在鋼中是有害元素，易使鋼發(fā)生“冷脆”現(xiàn)象， 在室溫下使鋼的沖擊韌性急劇下降。磷的有益影響：在某些鋼中磷以合金元素的形式加入。如炮彈鋼。耐蝕鋼中，除含有Cu外，還可加入小于0.1%的P，以增加鋼的抗大氣腐蝕的能力。,20,(2) 脫磷 用堿性爐渣脫磷的反

9、應(yīng)為： 在渣-金界面： 3(CaO) + 2P + 5O = (3CaO P2O5) 3(CaO) + 2P + 5FeO = (3CaO P2O5) + 5Fe 在渣-金-氣界面： 3(CaO) + 2P + 5/2O2 = (3CaO P2O5),21,煉鋼過(guò)程中的脫磷反應(yīng)式為： 2P + 5O + 4(CaO) =（4CaO P2O5）+ Q 2P + 5O + 3(CaO) =（3CaO P2O5）+ Q 影響爐渣脫磷的主要因素有： 溫度：脫磷反映是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，低溫有利于脫磷。溫度對(duì)脫磷的影響應(yīng)在保證爐渣具有一定堿度和流動(dòng)性的較低溫度下才能有效脫磷。,22,脫磷反應(yīng)式： 2(e)(

10、a) (aOO) e 脫磷要求具有以下基本條件： 低溫高堿度高（eO） 大渣量,23,爐渣的堿度： 堿度提高，可以提高爐渣的脫磷能力和增加磷的分配系數(shù)。與溫度一樣，堿度對(duì)脫磷的影響也要辯證考慮。堿度過(guò)高，爐渣的粘度和熔點(diǎn)升高，脫磷效果變差。煉鋼爐渣合適的堿度為2.5-3.5。 爐渣的氧化性：提高爐渣的氧化性，即提高爐渣中FeO的活度，可提高磷的分配系數(shù)。但FeO對(duì)脫磷有雙重影響。,24,金屬液的成分：鐵液中C、Si、O、N、S的存在，將使增加，從而有利于脫磷。但有些元素的氧化產(chǎn)物對(duì)渣的物化性質(zhì)有影響。如Si的增加，其脫氧產(chǎn)物將影響爐渣的堿度。Mn影響不大，有助于石灰的溶解，從而促進(jìn)脫磷。 渣量

11、：增加渣量，可降低鋼水中的磷含量，從而有利于脫磷。冶煉中、高磷鐵水時(shí)，常采用大渣量脫磷，但一次造渣量過(guò)大會(huì)給操作帶來(lái)困難，此時(shí)可采用雙渣法造渣脫磷。,25,(3)回磷 磷從渣中回到鋼中，使鋼中含磷量增加的現(xiàn)象。 爐內(nèi)脫氧回磷：爐內(nèi)脫氧時(shí)，其強(qiáng)氧化劑Fe-Si、Al等將使?fàn)t渣與鋼水的氧化性下降。且脫氧產(chǎn)物還將降低爐渣的堿度。如果爐渣中存在(P2O5)組元時(shí)，將使磷的分配系數(shù)下降引起回磷。 鋼包內(nèi)脫氧回磷：出鋼過(guò)程中，如果含(P2O5)的渣進(jìn)入鋼包中，在進(jìn)行包內(nèi)脫氧時(shí)將可能發(fā)生包內(nèi)回磷的現(xiàn)象。,26,4、脫硫 （1） 硫?qū)︿摬男阅艿挠绊?鋼中的硫主要來(lái)自于鐵水、廢鋼、鐵合金、造渣劑如石灰、鐵礦石等

12、。硫的危害主要表現(xiàn)為鋼的“熱脆”現(xiàn)象。低溫下，鋼中硫高，也會(huì)使鋼的沖擊值或沖擊韌性顯著降低。較高的硫含量，還使鋼的抗腐蝕性能降低。硫在鋼中的有利之處：改善鋼的切削性能，改善工件的表面質(zhì)量、節(jié)省動(dòng)力。,27,（2） 硫在鐵液和熔渣中存在的形式 硫在鐵液中以FeS形式存在，但通常做熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，將S看作一個(gè)組元溶 于鐵液中。煉鋼中，硫在渣中以(S2-)的形式存在。 （3）影響脫硫反應(yīng)的因素 脫硫反應(yīng)為：FeS + (CaO) = (CaS) + (FeO) 影響脫硫的因素有： 溫度：脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，反映的平衡常數(shù)和硫的分配系數(shù)增加，有利于脫硫。,28,堿度：堿度提高有利脫硫，

13、但應(yīng)注意保持爐渣良好的流動(dòng)性。 氧化性：渣中不同的(FeO)含量，對(duì)脫硫有不同的影響。但總的說(shuō)來(lái)，低的(FeO)含量的爐渣中的硫分配比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高(FeO)含量的爐渣中的硫分配比。因此，常常需要降低爐渣的氧化性來(lái)進(jìn)行脫硫。 渣量：增大渣量，可使鋼水中的硫含量降低。,29, 脫硫要求具有以下基本條件： 高溫高堿度低（eO） 大渣量,30,5、脫氧 (1) 氧對(duì)鋼材性能的影響 在室溫下，鋼中氧含量的增加將使鋼的延伸率和斷面收縮率顯著降低。在較低溫度和氧含量極低時(shí)，鋼的強(qiáng)度和塑性隨氧含量的增加而急劇降低。隨氧含量增加，鋼的抗沖擊性能下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度很快升高。氧在鋼種與其它元素形成氧化物夾雜，對(duì)鋼的塑

14、性、韌性和疲勞強(qiáng)度均有不利影響。當(dāng)FeO 與其它夾雜形成低熔點(diǎn)的復(fù)合化合物聚集在晶界上時(shí)，也可能造成熱脆。,31,(2) 脫氧方法 脫氧是向煉鋼熔池或鋼水中加入脫氧劑。進(jìn)行脫氧反應(yīng)，脫氧產(chǎn)物進(jìn)入渣中或成為氣相排出。根據(jù)脫氧發(fā)生的地點(diǎn)的不同，其脫氧方法沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧、真空脫氧。 沉淀脫氧：又稱為直接脫氧。將塊狀脫氧劑加入到鋼液中，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)入渣中的脫氧方法稱為沉淀脫氧。出鋼時(shí)向鋼包內(nèi),32,加入硅鐵、錳鐵、鋁鐵或鋁塊就是沉淀脫氧。這種脫氧方法脫氧速度快，但脫氧產(chǎn)物有可能難以全部上浮排除而成為鋼中的夾雜。 擴(kuò)散脫氧：又稱為間接脫氧。它是將粉狀脫氧劑

15、如C粉、Fe-Si粉、CaSi粉、Al粉加到爐渣中，降低爐渣中的氧勢(shì)，使鋼液中的氧向爐渣中擴(kuò)散，從而降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法。在電爐的還原期和爐外精煉中向渣中加入粉狀脫氧劑進(jìn)行的脫氧就是擴(kuò)散脫氧。,33,擴(kuò)散脫氧的特點(diǎn)是：脫氧反應(yīng)在渣中進(jìn)行；鋼液中的氧向渣中轉(zhuǎn)移，脫氧速度慢；脫氧時(shí)間長(zhǎng)；不會(huì)在鋼中形成非金屬夾雜物。 真空脫氧：是利用降低系統(tǒng)的壓力來(lái)降低鋼液中氧含量的方法。只適用于脫氧產(chǎn)物為氣體的脫氧，如C-O反應(yīng)。如RH真空處理、VAD、VD等精煉方法。真空脫氧不會(huì)造成非金屬夾雜物的污染，但需要專門(mén)的設(shè)備。,34,6、鋼中氣體與非金屬夾雜物 鋼中氣體：鋼中氣體是指溶解在鋼中的氫和氮。 鋼

16、中氣體來(lái)源： 一、金屬料如廢鋼和鐵合金中的氫和氮； 二、潮濕的造渣劑分解水蒸氣； 三、耐火材料用的焦油、泥青、樹(shù)脂粘結(jié)劑中含有的氫(8-9%)；,35,四、與空氣接觸的鋼液吸氫； 五、煉鋼用不純的氧氣中含有的氮?dú)狻?氣體對(duì)鋼的危害：氫以原子的形式固溶于鋼中，與鐵形成間隙式固溶體。氫使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)，又稱發(fā)裂，造成脆斷，在使用過(guò)程中將造成極為嚴(yán)重的意外事故。氫在冷凝過(guò)程中因溶解度降低而析出，產(chǎn)生點(diǎn)狀偏析。具有點(diǎn)狀偏析的鋼材，質(zhì)量極差，不能使用而報(bào),36,廢。隨氫含量的增加，鋼的抗拉強(qiáng)度下降，塑性和斷面收縮率急劇降低。 氮固溶于鐵，形成間隙式固溶體。氮在鐵中溶解度在590達(dá)到最大值，約為0.1%；在室

17、溫時(shí)則降至0.001%以下。含氮高的鋼從高溫快速冷卻時(shí)，鐵素體會(huì)被氮飽和，此種鋼在高溫下防止，氮將以Fe4N的形式逐漸析出，使鋼的強(qiáng)度和硬度上升，塑性和韌性下降，此種現(xiàn)象稱為時(shí)效硬化。,37,氮是導(dǎo)致鋼產(chǎn)生藍(lán)脆現(xiàn)象的主要原因。鋼中的氮易形成氣泡和疏松，與鋼中的Ti、Al等元素形成脆性?shī)A雜物。 氮有時(shí)也作為合金元素使用。普通低合金鋼中，氮和釩形成氮化釩可以起到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用。滲氮用鋼中，氮與鋼表層中的鉻、鋁等合金元素形成氮化物，增加鋼表層的硬度、強(qiáng)化、耐磨性及抗蝕性。氮可代替部分Ni用于不銹耐酸鋼中。,38,降低鋼中氣體的措施： （1） 提高煉鋼原材料質(zhì)量，如使用含氣體量低的廢鋼和鐵合

18、金；對(duì)含水份的原材料進(jìn)行烘烤干燥；采用高純度的氧氣。 （2）不影響其它操作時(shí)，盡量降低出鋼溫度,減小氣體在鋼中的溶解度。 （3）冶煉中，應(yīng)充分利用脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的溶池沸騰來(lái)降低鋼水中的氣體含量。,39,（4）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、真空脫氣、微氣泡脫氣等方法進(jìn)行脫氣處理。 （5）采用保護(hù)澆鑄技術(shù)，防止鋼水吸收氣體。如采用保護(hù)渣、長(zhǎng)水口、伸入式水口等技術(shù)。 鋼中的非金屬夾雜物 概念：鋼中的硫、磷、氧、氮等雜質(zhì)元素，與鋼中的合金元素如硅、錳、鋁、鈦、釩,40,等將形成非金屬氧化物、硫化物、氮化物等。這些未能從鋼液中排出的化合物就稱為非金屬夾雜物。另外，煉鋼中爐渣和

19、爐襯中的化合物進(jìn)入(卷入)到鋼液中，也會(huì)形成夾雜物。 夾雜物的分類： A、按化學(xué)成分分。有氧化物、硫化物和氮化物夾雜。氧化物夾雜可分為簡(jiǎn)單氧化物夾雜、復(fù)雜氧化物夾雜、硅酸鹽夾雜。 B、按夾雜物的形態(tài)分。有塑性?shī)A雜、脆性?shī)A雜、不變形夾雜。,41,C、按夾雜物的來(lái)源分。 夾雜物可分為外來(lái)夾雜和內(nèi)生夾雜。 外來(lái)夾雜由熔渣、耐火材料在冶煉、出鋼、澆鑄過(guò)程帶入，其特征是外形不規(guī)則，尺寸較大，出現(xiàn)地點(diǎn)不確定。內(nèi)生夾雜是在液態(tài)或固態(tài)鋼中，由于脫氧和凝固時(shí)發(fā)生的各種物理化學(xué)反應(yīng)形成的，主要是鋼中氧、硫、氮的反應(yīng)產(chǎn)物，鋼中的大部分夾雜是在脫氧和凝固時(shí)產(chǎn)生的。,42,降低鋼中夾雜物數(shù)量的措施： （1）冶煉中采取各

20、種手段降低鋼中雜質(zhì)元素O、S、N、P等的含量，提高鋼的潔凈度。 （2）提高耐火材料質(zhì)量，提高抗沖擊和耐侵蝕的能力，減少外生夾雜。 （3）采取合理的脫氧制度，使脫氧產(chǎn)物易于聚集上浮。 （4）采用鋼包冶金技術(shù)、中間包冶金技術(shù)去除鋼水中的夾雜物。 （5）采用保護(hù)澆鑄技術(shù)。防止鋼液吸氧、氫、氮。,43,四、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 1、轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料 A金屬料：鐵水、廢鋼、鐵合金等。 鐵水：我國(guó)溫度一般應(yīng)大于1250-1350，國(guó)外鐵水溫度一般為1370-1430。 B造渣材料 石灰：堿性煉鋼的造渣材料。 螢石：主要用于化渣，是良好的助熔劑，能在短時(shí)間內(nèi)改善改善渣的流動(dòng)性。,44,生白云石和輕燒白云石：

21、 其主要成分為CaCO3MgCO3。 合成渣料：主要是高堿度的球團(tuán)礦和燒結(jié)礦?？娠@著改善造渣過(guò)程，但吸熱較大。 C氧化劑 氧氣：是煉鋼最重要的氧化劑。O298%，冶煉含氮低的鋼時(shí)O299.5%，使用前應(yīng)除水。 鐵礦石和氧化鐵皮：使用前應(yīng)去除水和油污。,45,D冷卻劑 常用富鐵礦、團(tuán)礦、燒結(jié)礦作冷卻劑，降低爐內(nèi)的溫度。也有助熔劑的作用。 2、頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，根據(jù)底吹氣體種類的不同，可分為底吹非氧化性氣體和氧化性氣體兩種。在我國(guó)，主要采用前一種工藝，即底部吹入氮?dú)?、氬氣?lái)攪拌熔池。,46,其工藝主要包括裝料、供氧、底部供氣、造渣、溫度及終點(diǎn)控制、脫氧及合金化等內(nèi)容。 (

22、1) 裝料制度 裝料次序：一般是先加廢鋼再兌鐵水?？杀苊鈴U鋼沖擊鐵水，造成噴濺； 如果爐內(nèi)有未倒凈的液渣，先加廢鋼可使其冷凝，防止噴濺。爐役后期，廢鋼加入量較多時(shí)，可先兌鐵水后加廢鋼。這主要是由于后期爐襯工作層較薄，先加廢鋼會(huì)對(duì)爐襯沖擊過(guò)大。,47,氧氣轉(zhuǎn)爐合適的金屬料裝入量應(yīng)考慮如下因素：合適的爐容比(V/T)。爐容比為轉(zhuǎn)路內(nèi)部自由空間的體積(V)與金屬裝入量變(T)之比。一般爐容比為0.8-1.0m3/t左右。 合適的熔池深度。熔池深度是指在平靜狀態(tài)時(shí)，金屬液面到爐底最低點(diǎn)的距離。 裝入制度： A定量裝入。 整個(gè)爐役中，每爐裝入量不變。,48,B定深裝入。整個(gè)爐役中，每爐熔池深度不變。 C

23、分階段定量裝入。是根據(jù)爐襯侵蝕情況，將一個(gè)爐役分為若干階段，每一階段定量裝入。公司轉(zhuǎn)爐實(shí)行的是分階段定量裝入。實(shí)行轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐后，一般裝入順序?yàn)橄燃訌U鋼，后兌鐵水。 (2) 供氧制度 在底部吹入非氧化性氣體的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中，全,49,部氧氣通過(guò)頂槍提供。 氧氣射流對(duì)熔池的攪拌作用： A. 形成沖擊坑。 B熔池運(yùn)動(dòng)。 C槍位影響。 槍位是指噴頭到靜止金屬熔池液面的距離。硬吹是氧槍槍位低或氧壓高時(shí)的供氧方式。軟吹為槍位高或氧壓低時(shí)的供氧方式。 D噴頭結(jié)構(gòu)參數(shù)。,50,(3) 造渣制度：造渣方法由鐵水成分和所煉鋼種確定。 單渣法：吹煉過(guò)程中不倒渣，適用于低S、P鐵水的冶煉；特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，冶煉時(shí)間短，金

24、屬損失少，熱量損失少，脫磷率90%左右，脫硫率30-40%左右。 雙渣法：吹煉中途倒一次渣，重新加渣料造渣。適用于高磷(0.5%重量百分比)鐵水，冶煉低磷的中、高碳鋼，在爐內(nèi)加入大量易氧,51,化元素的合金鋼。特點(diǎn)：去P、S效果好，可消除大渣量引起的噴濺，初期酸性渣倒出后對(duì)爐襯的侵蝕少。但金屬收得率低，熱效率低，冶煉時(shí)間長(zhǎng)。脫磷效果達(dá)92-95%，脫硫率60%左右。 雙渣留渣法：是將雙渣法的高堿度、高氧化性終渣一部分或全部留在爐內(nèi)供下一爐冶煉的造渣方法。特點(diǎn)：高堿度、高氧化性的初渣成渣快，有利于前期脫P(yáng)、S。,52,缺點(diǎn)是若操作不當(dāng)，易引起兌鐵水時(shí)的噴濺事故。采用濺渣護(hù)爐工藝，將終渣濺到爐壁上

25、凝固，可避免這一缺點(diǎn)。留渣法的脫硫率可達(dá)60-70%。 (4) 溫度控制 煉鋼的重要任務(wù)之一就是將鋼水溫度升至出鋼溫度。轉(zhuǎn)爐出鋼溫度的控制是指正確地控制一爐鋼的升溫過(guò)程和吹煉終點(diǎn)的鋼水溫度。吹煉的正確控制與吹煉過(guò)程中熱量的來(lái)源和消耗有關(guān)。,53,(5) 終點(diǎn)控制和出鋼 終點(diǎn)控制方法：一是拉碳法。拉碳法是指吹煉終點(diǎn)，鋼水的成分和溫度滿足出鋼要求，熔池的C加上鐵合金帶入的C達(dá)到鋼種的規(guī)格要求，不用在出鋼后加入增碳劑增碳。優(yōu)點(diǎn)是終點(diǎn)鋼水氧含量低，終渣(FeO)含量低，殘錳高，耗氧少，金屬收得率高。 二是增碳法。是指在吹煉終點(diǎn)，將熔池中的碳降到較低的水平(0.05%-0.06%)，出鋼時(shí),54,在鋼包

26、內(nèi)增碳，使鋼水的C含量達(dá)到鋼種的要求。優(yōu)點(diǎn)是：省去了倒?fàn)t取樣和補(bǔ)吹時(shí)間，生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)是渣中(FeO)含量高，耗氧量高。 出鋼控制：當(dāng)鋼水成分和溫度達(dá)到出鋼要求后，就可出鋼。為減少爐渣進(jìn)入鋼包，應(yīng)采用擋渣技術(shù) 。 目前常用的擋渣方法有：擋渣球擋渣、氣動(dòng)擋渣。,55,(6) 脫氧及合金化 轉(zhuǎn)爐煉鋼中，吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼水中的氧含量一般較高 。為保證鋼的質(zhì)量和順利澆鑄， 為使鋼的性能達(dá)到要求，必須進(jìn)行脫氧合金化。不同的鋼種，由于允許的氧含量不同，因此出鋼時(shí)加入的脫氧劑種類和數(shù)量也不一樣。沸騰鋼一般采用Fe-Mn合金弱脫氧，鎮(zhèn)靜鋼用Fe-Si合金、Al進(jìn)行較完全的脫氧。,56,轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫氧操作根據(jù)脫氧

27、劑加入地點(diǎn)的不同分為兩種。 A爐內(nèi)預(yù)脫氧，包內(nèi)補(bǔ)充脫氧。適合于合金加入多、有難熔合金的合金鋼冶煉。 特點(diǎn)：爐內(nèi)脫氧，夾雜在鋼包內(nèi)上浮的多；包內(nèi)合金收得率高，氧含量顯著降低，鋼的清潔度高；占用冶煉時(shí)間，生產(chǎn)率低；脫氧劑或合金的收得率低。,57,B包內(nèi)預(yù)脫氧。目前采用爐外精煉，故大部分均采用包內(nèi)脫氧。 特點(diǎn)：產(chǎn)量高，回磷量小，收得率高。在大多數(shù)情況下，脫氧和合金化是同時(shí)進(jìn)行的。大多數(shù)的合金元素，在合金化的同時(shí)，必然有一定的脫氧作用。合金元素的加入應(yīng)根據(jù)與氧親和力的大小、熔點(diǎn)高低、密度及物理性質(zhì)等，確定合金的加入時(shí)間、地點(diǎn)、必需采取的助熔和防氧化措施。,58,3、轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)概況 概念：出完鋼后

28、，利用高壓N2將轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣(或加入調(diào)質(zhì)劑后改性的爐渣)濺到爐壁上，形成一定厚度的濺渣層，作為下一爐煉鋼的爐襯，這一工藝就稱為濺渣護(hù)爐。這一工藝的采用，可以減小爐襯的侵蝕速度，大幅度地提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。,59,4、公司80t轉(zhuǎn)爐主要工藝參數(shù) 轉(zhuǎn)爐公稱容量 80t 平均爐產(chǎn)鋼液量 80t 有效工作容積 60.58m3 爐容比 0.75m3 /t 凈空高度 6.4m 總裝入量 75-92t 5、公司30t轉(zhuǎn)爐主要工藝參數(shù) 轉(zhuǎn)爐公稱容量 30t 平均出鋼量 27.5t,60,五、電爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 電爐煉鋼原材料 、鋼鐵料: 廢鋼（要求如下：） （1）經(jīng)過(guò)處理后不允許混有合金鋼、生鐵和鐵合金等。同時(shí)

29、表面要清潔。 （2）廢鋼中S、P含量不大于0.1%。 （3）廢鋼的塊度要適宜。 （4）渣鋼含渣量不大于15%。,61,（5）廢武器應(yīng)做安全處理。 返回廢鋼 生鐵 2、氧化劑 鐵礦石、氧化鐵皮、氧氣。 3、脫氧劑和鐵合金 4、造渣材料 石灰、螢石、粘土磚塊。 5、增碳劑 碳粉、碎電極塊。,62,補(bǔ)爐和裝料 1、爐襯及補(bǔ)爐 爐襯是指爐壁、爐底、和爐頂。壽命最低的是爐壁，它的工作條件最差，距電弧近，溫度高，又受爐渣的嚴(yán)重浸蝕。 補(bǔ)爐方法可以用高溫、快速、薄補(bǔ)六個(gè)字加以概括。 補(bǔ)爐材料：鎂砂和煅燒白云石。攀成鋼用鎂砂。,63,2、裝料 裝料是將鋼鐵料和造渣材料合理裝入爐內(nèi) 的過(guò)程和操作。為了保證熔化期

30、的順利進(jìn)行，必須裝得密實(shí)。 3、 熔化期 熔化期是從通電開(kāi)始到爐料全部熔清為止這段時(shí)間。主要任務(wù)是快速熔化爐料、造渣脫磷、脫碳、去除氣體等。按照爐料熔化和電極,64,升降的情況，可將熔化過(guò)程分為起弧、穿井、電極回升和熔畢4個(gè)階段。為了縮短熔化時(shí)間，采用了吹氧助熔、氧燃燒嘴、爐外預(yù)熱廢鋼等技術(shù)。70t超高功率電弧爐采用了爐門(mén)氧槍、預(yù)埋吹氧管進(jìn)行吹氧助熔。 熔化期的主要物化反應(yīng)： 元素的揮發(fā)和元素的氧化及鋼液的吸氣。 P一般為有害元素，造成“冷脆”。,65,煉鋼過(guò)程中的脫磷反應(yīng)： 2（e） （a） （aOO） e 脫磷要求具有以下基本條件： 低溫 高堿度 高（eO） 大渣量 4、氧化期 氧化期是指

31、爐料熔清取樣分析到扒除氧化渣這一工藝階段。,66, 氧化期的任務(wù)： 去除鋼液中的磷到規(guī)定的限度。 去除鋼液中的氣體（氫氣和氮?dú)猓?去除鋼液中的氧化物夾雜。 升高鋼水溫度。 調(diào)整鋼液的碳含量。 氧化期的主要物化反應(yīng)： 1）、鋼液的脫碳,67,（1）加入鐵礦石氧化脫碳。 （2）吹氧脫碳。 2）、鋼液的脫磷 3）、排除鋼液中的氣體及非金屬夾雜物 （1）鋼液中氣體的來(lái)源 a、來(lái)源于原材料 b、來(lái)源于耐火材料 c、來(lái)源于操作過(guò)程,68,（2）H、N對(duì)鋼性能的危害 鋼中氣體通常指的是H和N。 H不但使鋼的機(jī)械性能變壞（塑性降低），還會(huì)出現(xiàn)白點(diǎn)，點(diǎn)狀偏析和氫脆的缺陷。N使鋼出現(xiàn)“藍(lán)脆”現(xiàn)象，增加鋼的時(shí)效敏

32、感性。所謂 “藍(lán)脆”是指在250 4500C這一溫度區(qū)間，鋼的強(qiáng)度升高，沖擊韌性降低。由于鋼在這一溫度區(qū)間下加熱時(shí)表面發(fā)藍(lán)，故稱“藍(lán)脆”。 （3）鋼液中非金屬夾雜物的去除,69,5、還原期 還原期：是指氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間。 還原期主要任務(wù)： （1）去除鋼液中的氧。 （2）去除鋼液中的硫。 （3）調(diào)整鋼液成分到規(guī)格范圍。 （4）調(diào)整鋼液溫度到出鋼溫度。,70,氧化物夾雜的來(lái)源： 鋼中氧化物夾雜除了脫氧所生成的Al203、SiO2 以外，還有幾種不同的來(lái)源。 （1）原材料帶入。 （2）耐火材料帶入。 （3）出鋼過(guò)程中鋼液的二次氧化。 （4）爐渣受鋼液沖擊而乳化，鎮(zhèn)靜時(shí)來(lái)不及上浮的細(xì)微粒

33、會(huì)增加鋼中的球狀?yuàn)A雜。,71,脫氧方法： （1）鋼渣界面脫氧 鋼液中的碳、硅、錳等元素和渣中、鋼液中的氧在鋼渣界面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。 （2）沉淀脫氧 直接向鋼液加入塊狀脫氧劑（硅鐵、硅鈣、鋁、硅錳鋁等）。 （3）爐渣脫氧 用脫氧劑直接脫除渣中不穩(wěn)定性氧化物。,72,脫硫 鋼中硫的來(lái)源主要是金屬料（鐵水、廢鋼和鐵合金）、造渣材料（石灰）和燃料。硫在鋼中與鐵無(wú)限互溶，產(chǎn)生熱脆。 煉鋼過(guò)程的脫硫反應(yīng)： FeS +（CaO）= （CaS）+（FeO） 脫硫要求具有以下基本條件： 高溫 高堿度 低（eO） 大渣量,73,還原期的操作工藝 從爐渣脫氧的性質(zhì)分白渣法和電石渣法。 白渣是電爐煉鋼中經(jīng)常造的一種堿性渣，爐渣冷卻后呈白色，白渣堿度高，極易與鋼水分離上浮，較少玷污鋼水，通常規(guī)定在白渣下出鋼。電石渣增碳嚴(yán)重，表面張力小，易被鋼液潤(rùn)濕。使出鋼時(shí)，鋼渣不易分離，增加鋼中的爐渣夾雜。為此，規(guī)定了在電石渣下不能出鋼。在出鋼前必須破壞電石渣，使其變?yōu)榘自?74,6、出鋼 出鋼條件： （1）鋼水脫氧良好，看收縮樣。 （2）鋼水化學(xué)成分合符要求。 （3）爐渣為流動(dòng)性良好的白渣。 （4）溫度合格。 出鋼操作：通常情況