煉鋼工藝流程及典型案例介紹課件

煉鋼培訓講義

唐山港陸鋼鐵有限公司2013年9月10日1煉鋼培訓講義唐山港陸鋼鐵有限公司目錄第一章：煉鋼主要任務、反應原理及工藝流程第二章：氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務、附屬設備第三章:精煉爐第四章：連鑄（鐵包、鋼包、中間包）第五章：氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制2目錄2

煉鋼的主要任務是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼，并使其具有一定的物理化學性能和力學性能，主要的任務概括為“四脫、兩去、兩調(diào)整”

“四脫”：脫碳、脫硫、脫磷、脫氧；“兩去”:去除有害氣體、去除有害雜質(zhì)；“兩調(diào)整”：調(diào)整鋼液溫度，調(diào)整合金料成分。⑴脫碳并將其含量調(diào)整到一定的范圍。鋼中含碳量增加，則硬度、強度、脆性都將提高，而延展性能將下降；反之，含碳量減少，則硬度、強度下降，而延展性提高。所以，煉鋼過程必須按鋼種規(guī)格將碳氧化至一定范圍。⑵去除雜質(zhì)，主要包括：①脫磷、脫硫：對絕大多數(shù)鋼種來說，P、S均為有害雜質(zhì)，P可引起鋼的冷脆，而S則引起鋼的熱脆，因此，要求在煉鋼過程中盡量除之。第一章煉鋼的主要任務硫、磷、氧、氮和夾雜物3煉鋼的主要任務是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求

②脫氧：由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，向熔池中輸入大量的氧以氧化雜質(zhì)，致使鋼液中溶入一定量的氧，它將大大影響鋼的質(zhì)量。因此，需降低鋼中的含氧量。一般是向鋼液中加入比鐵有更大親氧力的元素來完成（如Al、Si、Mn等合金）。③去除氣體和非金屬夾雜物：鋼中氣體主要指溶解在鋼中的氫和氮；非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它們所形成的復雜化合物。在轉(zhuǎn)爐冶煉中，主要靠碳—氧反應時產(chǎn)生CO氣泡的逸出，引起熔池沸騰來降低鋼中氣體和非金屬夾雜物。

⑶調(diào)整鋼液成份和溫度。為保證鋼的各種物理、化學性能，除控制鋼液的碳含量和降低雜質(zhì)含量外，還應加入適量的合金元素使其含量達到鋼種規(guī)格范圍；為保證鋼液能順利澆鑄，根據(jù)冶煉過程的要求不斷將鋼液溫度調(diào)整到合適的范圍。

⑷將鋼液澆鑄成質(zhì)量合格的鋼坯。通過連鑄，將鋼液澆鑄成各種不同斷面、不同尺寸的質(zhì)量合格的鋼坯。

煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、升溫、攪拌等手段完成煉鋼基本任務第一章煉鋼的主要任務4②脫氧：由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，向熔池脫碳主要任務脫磷、脫硫脫氧合金化去氣和夾雜提高溫度措施煉鋼過程使用氧化劑，如吹入氧氣，加入鐵礦石等措施措施措施措施使用造渣劑造好渣加入脫氧劑、合金料利用碳氧反應氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼：鐵水的物理熱和化學熱，不需外來熱源第一章煉鋼的主要任務：5脫碳主脫磷、脫硫脫氧合金化去氣和夾雜提高溫度措施煉鋼過程使用1.2煉鋼反應的原理煉鋼的化學反應：（1）硅的氧化與還原[Si]+{O2}＝(SiO2)[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2[Fe]（2）錳的氧化與還原[Mn]+[FeO]＝(MnO)+[Fe]（3）脫碳反應[C]+[O]＝{CO}（4）脫磷反應[P]+2(FeO)=(P2O5)+2Fe

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe（5）脫硫反應[FeS]+(CaO)＝(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)＝(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)＝(MgO)+(FeO)61.2煉鋼反應的原理煉鋼的化學反應：6項目鋼生鐵碳(質(zhì)量分數(shù))≤2％，一般0.04～1.7％＞2％，一般2.5～4.3％硅、錳、磷、硫含量較少較多熔點1450～1530℃1100～1150℃機械性能強度、塑性、韌性好硬而脆，耐磨性好可鍛性好差焊接性好差熱處理性能好差鑄造性好更好1.3鋼和生鐵的主要區(qū)別

鋼和生鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同，鋼中含碳量≤2％，生鐵含碳量＞2％。7項目鋼生鐵碳(質(zhì)量分數(shù))≤2％，一般0.04～1.7％＞1.4煉鋼生產(chǎn)工藝及主要設備流程圖81.4煉鋼生產(chǎn)工藝及主要設備流程圖8工藝流程圖合格廢鋼（計量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（150）t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐外精煉爐外精煉5流方坯連鑄機雙流板坯連鑄機合格鐵水（計量后）造渣(合金)料1.5煉鋼生產(chǎn)工藝流程9工藝流程圖合格廢鋼（計量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（15第二章氧氣轉(zhuǎn)爐主要任務氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務：以鐵水和廢鋼為原料，向轉(zhuǎn)爐熔池吹入氧氣，使雜質(zhì)氧化，雜質(zhì)元素氧化熱提高鋼水溫度，一般在25-35分鐘內(nèi)完成一次精煉的快速煉鋼法。包括混鐵爐、頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐和爐后喂絲機三個部分。特點：鋼中氣體含量少Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等殘余元素含量低原材料消耗少，熱效率高，成本低10第二章氧氣轉(zhuǎn)爐主要任務氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務：鋼中氣體含量少N2.1氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備混鐵爐：

高爐和轉(zhuǎn)爐之間的煉鋼輔助設備。主要用于調(diào)節(jié)和均衡高爐和轉(zhuǎn)爐之間鐵水供求的設備，保證不間斷地供給轉(zhuǎn)爐需要的鐵水，鐵水在混鐵爐中儲存和混勻鐵水成份及均勻溫度，對轉(zhuǎn)爐煉鋼非常有利。鐵出鐵鐵爐轉(zhuǎn)爐兌鐵112.1氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備混鐵爐：鐵出鐵鐵爐轉(zhuǎn)爐兌鐵112.1氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（主體結構）

122.1氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（主體結構）

12

爐底結構有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。爐殼要具有足夠的強度和剛度，一般采用低合金鋼容器鋼板制作。托圈、耳軸是用以支撐爐體和傳遞動力矩的機構。轉(zhuǎn)爐和托圈的全部載荷都通過耳軸經(jīng)軸承座傳遞給地基爐底結構有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構13爐底結構有兩種類型，即固定式

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（傾動機構）傾動機構：能使轉(zhuǎn)爐爐體正反旋轉(zhuǎn)360度，在啟動、旋轉(zhuǎn)和制動時，能保持平穩(wěn)，并能準確的停在要求的位置上，安全可靠。

電動機

減速裝置內(nèi)襯：

絕熱層永久層填充層工作層14

2.3氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備（氧槍）氧槍由噴頭、槍身和槍尾組成，通常吹氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只備用。槍身由三層同心圓鋼管組成，槍尾與進水管、出水管和進氧管相連。噴頭：是將壓力能轉(zhuǎn)換成動能的能量器，目前氧槍使用的噴頭多為拉瓦噴頭。氧槍：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要工藝設備之一15

2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備

爐料噴補設備：噴補方法分為濕法和干法兩種。噴補機的驅(qū)動電機經(jīng)減速器帶動攪拌器旋轉(zhuǎn)，將料斗內(nèi)的補爐料進行攪拌，并通壓縮空氣使其攪拌充分、混合均勻。在輸送膠管的出口接一根鋼管并通水；混有補爐料的高速空氣流將水霧化，被浸濕的補爐料由壓縮空氣噴射到爐襯需要修補的各個部位。拆爐機：轉(zhuǎn)爐爐襯在吹煉過程中，由于機械、化學和熱力作用而逐漸被侵蝕變薄，直到無法修補時，必須停止吹煉。此時，轉(zhuǎn)爐即結束了一個爐役的使用周期，稱一個爐役期，只有重新修砌爐襯才能繼續(xù)煉鋼。修爐操作包括爐襯的冷卻、拆除舊爐襯和砌筑新爐襯等爐料噴補162.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備爐料噴補設備：噴補方法分2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的作用是承載鋼包、接受鋼水并運送鋼包過跨172.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的2.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體一、氧氣氧氣是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達到99.5%以上，并脫除水分與皂液。工業(yè)用氧是通過制氧機把空氣中的氧氣分離、提純來實現(xiàn)的。煉鋼用氧由制氧廠供給，用管道輸送到爐前。要求氧壓穩(wěn)定，滿足吹煉所要求的最低壓力，并且安全可靠。二、氮氣和氬氣氮氣和氬氣是制氧機制取氧氣過程中的副產(chǎn)物，由于氮氣和氬氣的沸點都比氧氣低，因此在液態(tài)空氣加熱精餾時，通過不同的分離塔，精確地控制精餾溫度和壓力，就可以得到工業(yè)氮氣和氬氣。氬氣與氧氣的沸點十分接近，制取氬氣更困難一些。182.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體一、氧氣182.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體五、液化天然氣天然氣是蘊藏在地下的烴和非烴氣體混合物，通常所稱的天然氣多指油、氣田氣。絕大多數(shù)的天然氣主要成分為甲烷，其含量達80%-90%以上，是一種可燃性氣體。192.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體五、液化天然氣192.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備四、一氧化碳一氧化碳是可燃性氣體，它在燃氣中得到廣泛應用。要求其純度很高。轉(zhuǎn)爐煤氣回收要求：含氧量小于于2%（公司執(zhí)行小于1.2%）；一氧化碳含量高于20%；總之，主要的問題是防止爆炸和中毒，故應謹慎對待。202.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備四、一氧化碳202.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備轉(zhuǎn)爐煤氣柜：作用收儲轉(zhuǎn)爐煤氣，平衡管網(wǎng)壓力。212.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備轉(zhuǎn)爐煤氣柜：212.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料轉(zhuǎn)爐對鐵水進行冶煉操作轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是：靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進行化學反應所產(chǎn)生的熱量，使金屬達到出鋼要求的成分和溫度。

轉(zhuǎn)爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。轉(zhuǎn)爐煉鋼的原材料分為金屬料、非金屬料和氣體。金屬料包括鐵水、廢鋼、鐵合金，非金屬料包括造渣料、熔劑、冷卻劑，氣體包括氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳等。

222.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料轉(zhuǎn)爐對鐵水進行冶煉操作222.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料

煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼（生鐵塊）。煉鋼用輔原料通常指造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、冷卻劑（鐵礦石、氧化鐵皮、燒結礦、球團礦）、增碳劑以及氧氣、氮氣、氬氣等。煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。一、鐵水鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料，一般占入爐量的70%-100%。鐵水的物理熱和化學熱是轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本熱源,，應努力保證入爐鐵水溫度大于1300攝氏度，以保證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速鐵水成分：硅是重要的發(fā)熱元素之一。錳是弱發(fā)熱元素、磷是強發(fā)熱元素

鐵水帶渣量高爐渣中含s、A2o3量較高，過多的高爐渣進入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會導致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，容易造成噴濺，降低爐襯壽命。因此，兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量不得超過0.5%。232.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料232.7氧氣轉(zhuǎn)爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼目前我國的鋼鐵積累量達六億多噸，按循環(huán)期“9”年計算，每年有廢鋼)3000萬噸，若廢鋼的回收利用率以80%計算，則可供使用的廢鋼將有2400萬噸。近年來，為了降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼加入量是其主要措施之一。特別是頂?shù)讖秃洗禑掁D(zhuǎn)爐工藝的出現(xiàn)，使廢鋼加入量進一步提高。用普通吊車加入廢鋼，將吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼料槽，像兌鐵水那樣依靠主、副鉤的聯(lián)合動作把廢鋼加入轉(zhuǎn)爐。242.7氧氣轉(zhuǎn)爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼242.7氧氣轉(zhuǎn)爐的合金料（散裝料）轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金是錳鐵、硅鐵和鋁。其它鐵合金有釩鐵、鈦鐵、硼鐵、鎳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等。對它們的基本要求是成分、數(shù)量準確，粒度適中（一般為15-50mm），干燥、無雜質(zhì)。決不允許不明成分的鐵合金入倉。冶煉優(yōu)質(zhì)鋼或高合金時加入的鐵合金需經(jīng)加熱。252.7氧氣轉(zhuǎn)爐的合金料（散裝料）轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金是錳鐵2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）輕燒石灰廢鋼粒輕燒白云石262.7氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）輕燒石灰廢鋼粒輕燒白云石22.8氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）有的轉(zhuǎn)爐車間還設計了向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)。向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)包括加料機構，熔化合金的電爐和運送鐵合金的自行式鐵合金平車。有的鋼廠冶煉鋼種加鋁量大，為改善鋁的分布和準確控制鋼中含鋁量，設置了向鋼水罐專門使用的插鋁機。鋁絲直徑為5-20mm，鋁絲插入速度為10-30米每秒，在加鋁的同時還向鋼液中吹入惰性氣體。272.8氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）有的轉(zhuǎn)爐車間還設計2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程重要的工藝節(jié)點：兌鐵投料吹氧出鋼扒渣282.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程重要的工藝節(jié)點：282.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程4轉(zhuǎn)爐加廢鋼1、混鐵爐兌入鐵水2、混鐵爐出鐵3轉(zhuǎn)爐兌鐵水292.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程4轉(zhuǎn)爐加廢鋼1、混鐵爐兌入鐵水2、混2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程轉(zhuǎn)爐吹煉5、轉(zhuǎn)爐吹煉6出鋼7出渣302.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程轉(zhuǎn)爐吹煉5、轉(zhuǎn)爐吹煉6出鋼7出渣302.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝1、吹煉過程

吹煉前期，也稱硅錳氧化期；

吹煉中期，也稱碳的氧化期；

終點控制，確保溫度、成份、終渣。2、轉(zhuǎn)爐冶煉的五大制度

煉鋼過程冶煉工藝分為五大制度：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制度。

3、供氧制度

a、噴嘴的類型及特點

根據(jù)噴嘴的孔數(shù)可以分為單孔噴嘴和多孔噴嘴。大型轉(zhuǎn)爐一般不用單孔氧槍，多孔氧槍有三、四、五、六孔等類型。

b、供氧制度中的幾個工藝參數(shù)

氧氣流量與供氧強度、氧壓、槍位等

c、供氧操作

恒壓變槍操作

恒槍變壓操作312.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝1、吹煉過程

吹煉前期，也稱硅錳氧化期；2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝4、造渣制度

造渣就是要確定合適的造渣方法、渣料的加入數(shù)量和時間以及如何快速成渣。

轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣的目的是：去除磷、硫，減少噴濺，保護爐襯，減少終點氧含量。

1、造渣方法

有單渣法、雙渣法、留渣操作等。

2、渣料加入量的確定

石灰加入量（t）=

鐵礬土的加入量：

冶煉低碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.0噸；

冶煉中高碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.5噸。322.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝4、造渣制度

造渣就是要確定合適2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝5、溫度制度

溫度制度主要是指過程溫度控制和終點溫度控制，過程溫度是確保終點溫度合格的關鍵。

a、熱量的來源

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱量的主要來源是鐵水的物理熱和化學熱。

b、出鋼溫度的確定

終點鋼水溫度主要根據(jù)以下原則確定：

1）鋼種的凝固溫度；2）澆注溫度；3）鋼水溫降數(shù)值；

4）澆注方式5）二次精煉方式及時間。6、終點控制

鋼水達到鋼種成分和溫度要求的時刻，稱之為“終點”。

1）鋼中碳含量達到所煉鋼種控制要求；

2）鋼中P、S含量低于規(guī)格以下的一定范圍；

3）出鋼溫度能保證進行精煉和澆鑄；

4）對于沸騰鋼，鋼水應具有一定的氧化性。

另外，終渣粘度、(FeO)含量、堿度等也應控制在合理范圍內(nèi)。

332.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝5、溫度制度

溫度制度主要是指過程2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝終點控制方法

終點控制方法有三種：一次拉碳法、增碳法及高拉補吹法。

人工判斷方法

碳的判斷——看火焰、看火花、取鋼樣

溫度的判斷——火焰判斷、取樣判斷、氧槍冷卻水判斷、根據(jù)爐膛情況判斷

自動化煉鋼

將鐵水、原材料的溫度和成份，副槍和質(zhì)譜儀取得的數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)爐煉鋼模型后，由計算機自動控制冶煉終點。7、脫氧及合金化制度

鋼水中氧含量超標，影響鋼坯質(zhì)量，降低鋼的性能，加劇鋼的熱脆，因此鋼水必須脫氧，并調(diào)整鋼水成分同時進行脫氧合金化。

1、脫氧方法：沉淀脫氧、擴散脫氧和真空脫氧

目前普遍采用沉淀脫氧，可用單獨脫氧法和復合脫氧法。

2、脫氧合金加入原則：脫氧劑條件，脫氧劑加入原則：先弱后強

3、脫氧操作

鋼包內(nèi)脫氧合金化、真空精煉爐內(nèi)脫氧合金化342.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝終點控制方法

終點控制方法有三種2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝8、煉鋼的基本反應

1.成渣過程

[Si]+[O]→(SiO2)Fe+[O]→(FeO)[Mn]+[O]→(MnO)

(FeO)+(SiO2)+CaO→(CaO·FeO·SiO2)

2.脫磷反應

2[P]+5(FeO)+n(CaO)→(nCaO·P2O5)+5Fe

3.脫硫反應

[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)

4.脫碳反應

[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2↑

5.脫氧反應

2Al+3[O]=(Al2O3)352.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝8、煉鋼的基本反應

1.成渣過程

采用的基本手段

渣洗：脫氧、脫硫、去夾雜

真空：脫氫、脫氮、脫氧、去夾雜

攪拌：調(diào)溫、混勻、凈化

加熱：防止鋼液冷卻

噴吹：脫氧、脫硫、去夾雜近30年來，爐外精煉發(fā)展迅速，具體方法有30多種第三章煉鋼爐外精煉36采用的基本手段渣洗：脫氧、脫硫、去夾雜近30年來，爐外精第三章煉鋼爐外精煉

按傳統(tǒng)工藝，將在常規(guī)煉鋼爐中完成的精煉任務，如去除雜質(zhì)、成分和溫度的調(diào)整和均勻化等任務，部分或全部地移到鋼包或其他容器中進行。作用：提高質(zhì)量擴大品種的主要手段優(yōu)化冶金生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率煉鋼-爐外精煉-連鑄-熱軋制工序銜接37第三章煉鋼爐外精煉按傳統(tǒng)工藝，將在常規(guī)煉鋼爐中完成鋼包精煉爐(LF)

加熱與溫度控制

白渣精煉工藝

合金微調(diào)與窄成分控制當代最主要的爐外精煉設備第三章煉鋼爐外精煉38鋼包精煉爐(LF)加熱與溫度控制當代最主要的爐外精煉設備第真空吹氧脫碳

將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹氧脫碳，同時從鋼包底部向上吹氬攪拌。第三章煉鋼爐外精煉39真空吹氧脫碳將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹第四章煉鋼連鑄連鑄是通過連鑄機將鋼液連續(xù)地鑄成鋼坯，然后直接送軋鋼車間軋制成鋼材。連鑄與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄相比有很大的技術經(jīng)濟優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：簡化工序40第四章煉鋼連鑄連鑄是通過連鑄機將鋼液連續(xù)簡化工序401、轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水經(jīng)過脫氧合金化和溫度、成分的調(diào)整，調(diào)運到連鑄平臺，鋼液由鋼包注入中間包內(nèi)，中間包暫時儲存鋼液，再澆注到結晶器內(nèi)，鋼液在結晶器內(nèi)迅速冷卻，形成外表為凝固坯殼內(nèi)部未凝固的鋼水的鑄坯，隨著拉輥緩慢地將帶液心的鑄坯從結晶器拉出，中間包內(nèi)的鋼水也連續(xù)地注入結晶器內(nèi)，帶液芯的鑄坯在二次冷卻區(qū)接受噴水的強制冷卻，當拉到規(guī)定位置時，鑄坯內(nèi)部完卻凝固，然后將鑄坯切割成規(guī)定的尺寸，由出坯裝置送到熱軋廠進行軋制。2、連鑄機流程圖圖連鑄流程示意圖4.1煉鋼連鑄工藝流程411、轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水經(jīng)過脫氧合金化和溫度、成分的提高金屬的收得率節(jié)約能量消耗改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化鑄坯質(zhì)量好4.1煉鋼連鑄工藝流程立式立彎式弧形橢圓形水平連鑄機的未來應用最廣泛42提高金屬的收得率節(jié)約能量消耗改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化鑄坯4.2煉鋼連鑄的設備和設施鋼包回轉(zhuǎn)臺中間包434.2煉鋼連鑄的設備和設施鋼包回轉(zhuǎn)臺4.2煉鋼連鑄的設備和設施去渣減壓穩(wěn)流分流貯鋼作用:444.2煉鋼連鑄的設備和設施去渣減壓穩(wěn)流分流貯鋼4.2煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）454.2煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）454.2煉鋼連鑄的設備（鋼包旋轉(zhuǎn)臺）

旋轉(zhuǎn)臺可承托一個或兩個鋼包，一包在澆注位置時，另一包備用。采用旋轉(zhuǎn)臺以后，大大縮短了換包時間，為實現(xiàn)多爐連澆創(chuàng)造了條件。動畫視頻464.2煉鋼連鑄的設備（鋼包旋轉(zhuǎn)臺）旋轉(zhuǎn)臺可承4.2煉鋼連鑄的設備（扇形段）

扇形段：包括彎曲段、弧形段、矯直段和水平段彎曲段為0段，其設計型式為連續(xù)彎曲型，輥數(shù)17對，輥徑150mm，輥型為三分節(jié)輥；弧形段為1-3段，弧形半徑5m，輥數(shù)7對，輥徑和矯直段、水平段相同，均為200mm，輥型為三分節(jié)輥；矯直段為4-5段，弧形半徑為5m，7對自由輥，1對驅(qū)動輥；水平段為6-10段，其中6段和10段為6個自由輥，2個驅(qū)動輥，其它為7個自由輥，1個驅(qū)動輥。動態(tài)輕壓下示意圖474.2煉鋼連鑄的設備（扇形段）

扇形段：包括彎曲段、弧形段、4.2煉鋼連鑄的設備（結晶器）作用：規(guī)定鑄坯形狀強制鋼液迅速冷卻保證形成足夠強度和厚度較均勻的坯殼結晶器的冷卻亦稱為一次冷卻484.2煉鋼連鑄的設備（結晶器）作用：484.2煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統(tǒng)）

二冷區(qū)的長度應能使鑄坯在該區(qū)內(nèi)全部凝固，而鑄坯溫度不低于800-900℃。

二冷裝置包括冷卻水噴嘴和夾輥。我國基本上都用壓力噴嘴。494.2煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統(tǒng)）二冷裝置包

作用是拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機還要把引錠送到結晶器內(nèi)。澆注開始后鑄坯拉至切割機處時，再把引錠桿脫掉。4.2煉鋼連鑄的設備（拉坯矯直機）50作用是拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機還4.2煉鋼連鑄的設備切坯裝置）火切機

火焰切割

514.2煉鋼連鑄的設備切坯裝置）火切機火焰切割5

引錠裝置由引錠頭和引錠桿兩部分組成。常用的引錠頭主要有燕尾槽式和鉤頭式兩種。4.2煉鋼連鑄的設備（引錠裝置）52引錠裝置由引錠頭和引錠桿兩部分組成。常用的引4.2煉鋼連鑄的設備弧形連鑄機的生產(chǎn)流程534.2煉鋼連鑄的設備弧形連鑄機的生產(chǎn)流程534.2煉鋼連鑄的設備連鑄機的生產(chǎn)流程

544.2煉鋼連鑄的設備連鑄機的生產(chǎn)流程

54

噴濺是轉(zhuǎn)爐吹煉過程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們把隨爐氣攜走、從爐口滋出或噴出爐渣與金屬的現(xiàn)象稱為噴濺。噴濺的產(chǎn)生，造成大量的金屬和熱量損失，引起對爐襯的沖刷加劇，可造成粘槍、燒槍、爐口和煙罩粘渣，增大清渣處理的勞動。1、噴濺的類型：1）爆發(fā)性噴濺2）泡沫渣噴濺3）金屬噴濺2、噴濺的控制與預防

2.1爆發(fā)性噴濺2.1.1爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因

熔池內(nèi)碳氧反應不均衡，瞬時產(chǎn)生大量的CO氣體。這是發(fā)生爆發(fā)性噴濺的根本原因。在正常情況下，碳均勻氧化，生成的CO氣體均勻排出，不致產(chǎn)生猛烈的噴濺。2.1.3爆發(fā)性噴濺的預防和處理1）控制好熔池溫度。前期溫度不過低，中后期溫度不過高，均勻升溫，嚴禁突然冷卻熔池，碳氧反應均衡進行，消除爆發(fā)性的碳氧反應。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

55噴濺是轉(zhuǎn)爐吹煉過程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們2.1.2噴濺的控制:

碳在激烈氧化時，對于溫度的變化非常敏感，如果由于操作上的原因使熔池驟然冷卻，溫度下降，抑制了正在迅速進行的碳氧反應，供入的氧氣開始積聚。一旦熔池溫度升高到一定程度，TFe積聚到20%以上時，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行，瞬時間排出大量具有巨大能量的氣體，從爐口奪路而出。同時，還挾帶著大量的鋼水和熔渣，造成較大的噴濺。2）控制好熔渣中TFe含量，保證不出現(xiàn)積聚現(xiàn)象，以避免造成爐渣過分發(fā)泡或引起爆發(fā)性的碳氧反應。具體講應注意以下情況：片面強調(diào)前期快化渣，采用了過高的槍位操作，使前期溫度上升緩慢，TFe積聚過多，一旦碳開始激烈氧化時，往往會引起大噴。因此，凡是前期爐渣化得早，就應及時降槍以控制渣中TFe，同時促進熔池升溫，碳得以均勻的氧化。避免碳焰上來后的大噴。二批料加入不當時，使熔池溫度明顯下降，抑制了碳的氧化，等溫度再度提高后，也會產(chǎn)生大噴。最好采用小批量多次加入的方式，有利于消除因二批渣料加入冷卻熔池而引起的大噴。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

562.1.2噴濺的控制:第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

56

在處理爐渣“返干”或加速終點渣形成時，加入了過量的螢石，或者采用了過高的槍位操作，使終點渣化得過早，或TFe積聚，此時碳的氧化還很激烈，也會造成大噴。終點爐渣基本化好，降槍過早、過低時，由于熔池內(nèi)碳含量還較高，碳的氧化速度猛增，也會產(chǎn)生大噴。所以應控制好終點的降槍時機。爐役前期爐膛小，前期溫度低，渣中TFe偏高，要注意及時降槍，不使TFe過高，以免噴濺。補爐后，爐襯溫度偏低，前期吹煉溫度隨之降低，造成氧化性強，要注意及時降槍，控制渣中TFe含量，以免噴濺。對此現(xiàn)場總結為：前期噴渣，爐溫過低；中期噴渣，爐溫過高。若采用留渣操作，所留熔渣TFe較高，兌鐵前如果沒有采取冷凝熔渣的措施，也可能產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺。吹煉過程一旦發(fā)生噴濺就不要輕易降槍，因為降槍以后，碳的氧化反應更加激烈，反而會加劇噴濺。此時可適當?shù)奶針專@樣一方面可以降低碳的氧化反應速度和熔池升溫速度，另一方面也可以借助于氧氣之流股的沖擊作用吹開熔渣，促進氣體的排出。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

57第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴582.2.1泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因

有時各爐吹煉情況差不多，碳的氧化速度也不相上下。但有的爐次有大噴，有的就沒有。這說明除了碳的氧化不均衡外，還有其他原因引起噴濺，如爐容比的大小、渣量多少、熔渣泡沫化程度等。在鐵水Si含量高，渣中SiO2含量較高，渣量大時，再加上熔渣內(nèi)TFe較高，熔渣表面張力降低，熔渣泡沫太多，阻礙著氣體通暢排出，使渣層厚度增加，嚴重時能夠上漲到爐口。爐內(nèi)有大量泡沫渣存在，說明在熔渣中保留了大量的氣體。當熔渣起泡沫時，渣面上漲到接近于爐口。此時，只要有一個不大的沖擊力，就能把熔渣從爐口推出，熔渣所夾帶的金屬液也隨之而出，造成較大的噴濺。同時泡沫渣對熔池液面覆蓋良好，對氣體的排出有阻礙作用。因此嚴重的泡沫渣就是造成泡沫性噴濺的原因。顯然，渣量大比較容易產(chǎn)生噴濺；爐容比大的轉(zhuǎn)爐，氣體排出通暢，發(fā)生較大噴濺的可能性小些。2.2.2預防

泡沫性噴濺由于渣中TFe較高，往往伴隨著爆發(fā)性噴濺。泡沫性噴濺的預防和處理根據(jù)泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因，預防的措施如下：1）控制好鐵水中的Si含量，Si含量高采用雙渣操作。2）控制好熔渣中TFe含量，適當降低槍位，控制礦石加入量，不出現(xiàn)TFe積聚現(xiàn)象，以免熔渣過分發(fā)泡。6.2泡沫性噴濺58582.2.1泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因6.2泡沫性噴濺58592.3.1金屬噴濺產(chǎn)生的原因

渣中TFe過低，熔渣流動性不好，氧氣流直接接觸金屬液面，由于碳氧反應生成的氣體排出時，帶動金屬液滴飛出爐外，形成金屬噴濺。金屬噴濺又稱為返干性噴濺?？梢?，金屬噴濺產(chǎn)生的原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。當長時間低槍位操作、二批料加入過早、爐渣未化透就急于降槍脫碳等，都有可能產(chǎn)生金屬噴濺。

2.3.2金屬噴濺的預防和處理 1）避免超裝，防止熔池過深。濺渣護爐引起的爐底上漲應及時處理；經(jīng)常測量爐液面，以防槍位控制不當。2）控制好槍位，化好渣，避免槍位過低、TFe含量過低，均有利于預防金屬噴濺。6.3金屬噴濺59596.3金屬噴濺5960

半鋼冶煉，由于鐵水Si低熱量不足，前期無法加入氧化鐵造渣，渣量少，冶煉前期渣中TFe不足，平時多發(fā)生金屬噴濺，造成爐嘴粘鋼不宜處理。改善金屬噴濺主要從以下方面入手：1）前期高槍位吹煉，提高渣中TFe含量；2）兌鐵前加入適當冷固球團增加渣中TFe；3）熱量不足時，加入Si質(zhì)發(fā)熱劑，改善熱量情況；4）采用留渣操作，促進早化渣；5）研究適宜的氧槍噴頭，適應高供氧強度。

6.4京唐噴濺的主要類型6060半鋼冶煉，由于鐵水Si低熱量不足，前期無法6.4典型事故案例序事故經(jīng)過原因措施責任1自動方式控制氧槍下槍開吹，氧槍噴頭距離液面3.5米左右停止不動，高槍位吊吹時間長，(FeO)聚集產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺。爐前平臺一片火海。死1人、燙傷4人。操作工對自動、手動操作方式不熟練。緊急情況下及時關閉氧氣切斷閥停止吹煉控制噴濺。操作工班長主任2吹煉過程發(fā)生噴濺，降槍壓噴氧槍噴頭漏水嚴重放炮，一文水倒流在爐內(nèi)，造成”凍爐“。吹煉槍位控制不當產(chǎn)生大噴，采用壓槍控制加劇了噴濺，造成氧槍噴頭漏水、放炮，沖擊波將煙道一文喉口冷卻水管變形。發(fā)生大噴或爆噴時必須立即提槍聽吹操作工班長主任

616.4典型事故案例序事故經(jīng)過原因措施責任1自動方式控制氧槍下6.4典型事故案例序事故經(jīng)過原因措施責任3吹煉過程化渣不好，金屬噴濺嚴重，氧槍槍體粘鋼渣較粗，吹煉結束提槍時氧槍卡死在氧槍孔水套內(nèi)，處理事故過程中降氧槍，造成氧槍鋼絲繩松弛出槽，最后導致氧槍鋼絲繩斷氧槍墜槍，氧槍小車、滑道損壞。1）化渣不好；2）處理方法不當；1）控制好槍位化好渣；2）氧槍粘粗到一定程度，嚴禁提出氧槍水套，應采用加螢石化渣涮槍方法，或抹槍。操作工作業(yè)長主任廠長4吹煉氧氣流量顯示正常，但一爐鋼供氧時間比正常情況下縮短2-3分鐘，化渣不好嚴重金屬“返干”，爐口返煙。打開煙道檢查發(fā)現(xiàn)斜煙道入口處，被鋼渣堵80%。罩裙橫移車燒變形、停產(chǎn)處理48小時。氧氣計量出現(xiàn)問題：1）氧氣溫度值由正常變化為100℃；2）使用的氧氣流量是經(jīng)過假氧氣溫度補償后的流量，而實際流量比較大，供氧強度大造成大的金屬噴濺。氧氣流量是經(jīng)過計量基礎上，加上氧氣壓力、溫度補償計算出，要經(jīng)常檢查氧氣壓力、溫度真實性，有問題及時處理。操作工626.4典型事故案例序事故經(jīng)過原因措施責任吹煉過程化渣不好，金衷心感謝！敬請指正！63衷心感謝！敬請指正！63

煉鋼培訓講義

唐山港陸鋼鐵有限公司2013年9月10日64煉鋼培訓講義唐山港陸鋼鐵有限公司目錄第一章：煉鋼主要任務、反應原理及工藝流程第二章：氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務、附屬設備第三章:精煉爐第四章：連鑄（鐵包、鋼包、中間包）第五章：氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制65目錄2

煉鋼的主要任務是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼，并使其具有一定的物理化學性能和力學性能，主要的任務概括為“四脫、兩去、兩調(diào)整”

“四脫”：脫碳、脫硫、脫磷、脫氧；“兩去”:去除有害氣體、去除有害雜質(zhì)；“兩調(diào)整”：調(diào)整鋼液溫度，調(diào)整合金料成分。⑴脫碳并將其含量調(diào)整到一定的范圍。鋼中含碳量增加，則硬度、強度、脆性都將提高，而延展性能將下降；反之，含碳量減少，則硬度、強度下降，而延展性提高。所以，煉鋼過程必須按鋼種規(guī)格將碳氧化至一定范圍。⑵去除雜質(zhì)，主要包括：①脫磷、脫硫：對絕大多數(shù)鋼種來說，P、S均為有害雜質(zhì)，P可引起鋼的冷脆，而S則引起鋼的熱脆，因此，要求在煉鋼過程中盡量除之。第一章煉鋼的主要任務硫、磷、氧、氮和夾雜物66煉鋼的主要任務是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求

②脫氧：由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，向熔池中輸入大量的氧以氧化雜質(zhì)，致使鋼液中溶入一定量的氧，它將大大影響鋼的質(zhì)量。因此，需降低鋼中的含氧量。一般是向鋼液中加入比鐵有更大親氧力的元素來完成（如Al、Si、Mn等合金）。③去除氣體和非金屬夾雜物：鋼中氣體主要指溶解在鋼中的氫和氮；非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它們所形成的復雜化合物。在轉(zhuǎn)爐冶煉中，主要靠碳—氧反應時產(chǎn)生CO氣泡的逸出，引起熔池沸騰來降低鋼中氣體和非金屬夾雜物。

⑶調(diào)整鋼液成份和溫度。為保證鋼的各種物理、化學性能，除控制鋼液的碳含量和降低雜質(zhì)含量外，還應加入適量的合金元素使其含量達到鋼種規(guī)格范圍；為保證鋼液能順利澆鑄，根據(jù)冶煉過程的要求不斷將鋼液溫度調(diào)整到合適的范圍。

⑷將鋼液澆鑄成質(zhì)量合格的鋼坯。通過連鑄，將鋼液澆鑄成各種不同斷面、不同尺寸的質(zhì)量合格的鋼坯。

煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、升溫、攪拌等手段完成煉鋼基本任務第一章煉鋼的主要任務67②脫氧：由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，向熔池脫碳主要任務脫磷、脫硫脫氧合金化去氣和夾雜提高溫度措施煉鋼過程使用氧化劑，如吹入氧氣，加入鐵礦石等措施措施措施措施使用造渣劑造好渣加入脫氧劑、合金料利用碳氧反應氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼：鐵水的物理熱和化學熱，不需外來熱源第一章煉鋼的主要任務：68脫碳主脫磷、脫硫脫氧合金化去氣和夾雜提高溫度措施煉鋼過程使用1.2煉鋼反應的原理煉鋼的化學反應：（1）硅的氧化與還原[Si]+{O2}＝(SiO2)[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2[Fe]（2）錳的氧化與還原[Mn]+[FeO]＝(MnO)+[Fe]（3）脫碳反應[C]+[O]＝{CO}（4）脫磷反應[P]+2(FeO)=(P2O5)+2Fe

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe（5）脫硫反應[FeS]+(CaO)＝(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)＝(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)＝(MgO)+(FeO)691.2煉鋼反應的原理煉鋼的化學反應：6項目鋼生鐵碳(質(zhì)量分數(shù))≤2％，一般0.04～1.7％＞2％，一般2.5～4.3％硅、錳、磷、硫含量較少較多熔點1450～1530℃1100～1150℃機械性能強度、塑性、韌性好硬而脆，耐磨性好可鍛性好差焊接性好差熱處理性能好差鑄造性好更好1.3鋼和生鐵的主要區(qū)別

鋼和生鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同，鋼中含碳量≤2％，生鐵含碳量＞2％。70項目鋼生鐵碳(質(zhì)量分數(shù))≤2％，一般0.04～1.7％＞1.4煉鋼生產(chǎn)工藝及主要設備流程圖711.4煉鋼生產(chǎn)工藝及主要設備流程圖8工藝流程圖合格廢鋼（計量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（150）t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐外精煉爐外精煉5流方坯連鑄機雙流板坯連鑄機合格鐵水（計量后）造渣(合金)料1.5煉鋼生產(chǎn)工藝流程72工藝流程圖合格廢鋼（計量后）高爐鐵水600噸混鐵爐75（15第二章氧氣轉(zhuǎn)爐主要任務氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務：以鐵水和廢鋼為原料，向轉(zhuǎn)爐熔池吹入氧氣，使雜質(zhì)氧化，雜質(zhì)元素氧化熱提高鋼水溫度，一般在25-35分鐘內(nèi)完成一次精煉的快速煉鋼法。包括混鐵爐、頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐和爐后喂絲機三個部分。特點：鋼中氣體含量少Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等殘余元素含量低原材料消耗少，熱效率高，成本低73第二章氧氣轉(zhuǎn)爐主要任務氧氣轉(zhuǎn)爐的主要任務：鋼中氣體含量少N2.1氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備混鐵爐：

高爐和轉(zhuǎn)爐之間的煉鋼輔助設備。主要用于調(diào)節(jié)和均衡高爐和轉(zhuǎn)爐之間鐵水供求的設備，保證不間斷地供給轉(zhuǎn)爐需要的鐵水，鐵水在混鐵爐中儲存和混勻鐵水成份及均勻溫度，對轉(zhuǎn)爐煉鋼非常有利。鐵出鐵鐵爐轉(zhuǎn)爐兌鐵742.1氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備混鐵爐：鐵出鐵鐵爐轉(zhuǎn)爐兌鐵112.1氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（主體結構）

752.1氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（主體結構）

12

爐底結構有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。爐殼要具有足夠的強度和剛度，一般采用低合金鋼容器鋼板制作。托圈、耳軸是用以支撐爐體和傳遞動力矩的機構。轉(zhuǎn)爐和托圈的全部載荷都通過耳軸經(jīng)軸承座傳遞給地基爐底結構有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活底。

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構76爐底結構有兩種類型，即固定式

2.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐體結構（傾動機構）傾動機構：能使轉(zhuǎn)爐爐體正反旋轉(zhuǎn)360度，在啟動、旋轉(zhuǎn)和制動時，能保持平穩(wěn)，并能準確的停在要求的位置上，安全可靠。

電動機

減速裝置內(nèi)襯：

絕熱層永久層填充層工作層77

2.3氧氣轉(zhuǎn)爐主要設備（氧槍）氧槍由噴頭、槍身和槍尾組成，通常吹氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只備用。槍身由三層同心圓鋼管組成，槍尾與進水管、出水管和進氧管相連。噴頭：是將壓力能轉(zhuǎn)換成動能的能量器，目前氧槍使用的噴頭多為拉瓦噴頭。氧槍：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要工藝設備之一78

2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備

爐料噴補設備：噴補方法分為濕法和干法兩種。噴補機的驅(qū)動電機經(jīng)減速器帶動攪拌器旋轉(zhuǎn)，將料斗內(nèi)的補爐料進行攪拌，并通壓縮空氣使其攪拌充分、混合均勻。在輸送膠管的出口接一根鋼管并通水；混有補爐料的高速空氣流將水霧化，被浸濕的補爐料由壓縮空氣噴射到爐襯需要修補的各個部位。拆爐機：轉(zhuǎn)爐爐襯在吹煉過程中，由于機械、化學和熱力作用而逐漸被侵蝕變薄，直到無法修補時，必須停止吹煉。此時，轉(zhuǎn)爐即結束了一個爐役的使用周期，稱一個爐役期，只有重新修砌爐襯才能繼續(xù)煉鋼。修爐操作包括爐襯的冷卻、拆除舊爐襯和砌筑新爐襯等爐料噴補792.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備爐料噴補設備：噴補方法分2.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的作用是承載鋼包、接受鋼水并運送鋼包過跨802.4氧氣轉(zhuǎn)爐的輔助設備鐵水包魚雷鐵包車爐渣盆鐵（鋼）包車的2.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體一、氧氣氧氣是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達到99.5%以上，并脫除水分與皂液。工業(yè)用氧是通過制氧機把空氣中的氧氣分離、提純來實現(xiàn)的。煉鋼用氧由制氧廠供給，用管道輸送到爐前。要求氧壓穩(wěn)定，滿足吹煉所要求的最低壓力，并且安全可靠。二、氮氣和氬氣氮氣和氬氣是制氧機制取氧氣過程中的副產(chǎn)物，由于氮氣和氬氣的沸點都比氧氣低，因此在液態(tài)空氣加熱精餾時，通過不同的分離塔，精確地控制精餾溫度和壓力，就可以得到工業(yè)氮氣和氬氣。氬氣與氧氣的沸點十分接近，制取氬氣更困難一些。812.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體一、氧氣182.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體五、液化天然氣天然氣是蘊藏在地下的烴和非烴氣體混合物，通常所稱的天然氣多指油、氣田氣。絕大多數(shù)的天然氣主要成分為甲烷，其含量達80%-90%以上，是一種可燃性氣體。822.5氧氣轉(zhuǎn)爐的氣體五、液化天然氣192.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備四、一氧化碳一氧化碳是可燃性氣體，它在燃氣中得到廣泛應用。要求其純度很高。轉(zhuǎn)爐煤氣回收要求：含氧量小于于2%（公司執(zhí)行小于1.2%）；一氧化碳含量高于20%；總之，主要的問題是防止爆炸和中毒，故應謹慎對待。832.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備四、一氧化碳202.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備轉(zhuǎn)爐煤氣柜：作用收儲轉(zhuǎn)爐煤氣，平衡管網(wǎng)壓力。842.6氧氣轉(zhuǎn)爐附屬設備轉(zhuǎn)爐煤氣柜：212.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料轉(zhuǎn)爐對鐵水進行冶煉操作轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是：靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進行化學反應所產(chǎn)生的熱量，使金屬達到出鋼要求的成分和溫度。

轉(zhuǎn)爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。轉(zhuǎn)爐煉鋼的原材料分為金屬料、非金屬料和氣體。金屬料包括鐵水、廢鋼、鐵合金，非金屬料包括造渣料、熔劑、冷卻劑，氣體包括氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳等。

852.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料轉(zhuǎn)爐對鐵水進行冶煉操作222.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料

煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼（生鐵塊）。煉鋼用輔原料通常指造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、冷卻劑（鐵礦石、氧化鐵皮、燒結礦、球團礦）、增碳劑以及氧氣、氮氣、氬氣等。煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。一、鐵水鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料，一般占入爐量的70%-100%。鐵水的物理熱和化學熱是轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本熱源,，應努力保證入爐鐵水溫度大于1300攝氏度，以保證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速鐵水成分：硅是重要的發(fā)熱元素之一。錳是弱發(fā)熱元素、磷是強發(fā)熱元素

鐵水帶渣量高爐渣中含s、A2o3量較高，過多的高爐渣進入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會導致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，容易造成噴濺，降低爐襯壽命。因此，兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量不得超過0.5%。862.7氧氣轉(zhuǎn)爐的主要原料（鐵水）一、煉鋼用原材料232.7氧氣轉(zhuǎn)爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼目前我國的鋼鐵積累量達六億多噸，按循環(huán)期“9”年計算，每年有廢鋼)3000萬噸，若廢鋼的回收利用率以80%計算，則可供使用的廢鋼將有2400萬噸。近年來，為了降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼加入量是其主要措施之一。特別是頂?shù)讖秃洗禑掁D(zhuǎn)爐工藝的出現(xiàn)，使廢鋼加入量進一步提高。用普通吊車加入廢鋼，將吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼料槽，像兌鐵水那樣依靠主、副鉤的聯(lián)合動作把廢鋼加入轉(zhuǎn)爐。872.7氧氣轉(zhuǎn)爐的金屬料（廢鋼）二、廢鋼242.7氧氣轉(zhuǎn)爐的合金料（散裝料）轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金是錳鐵、硅鐵和鋁。其它鐵合金有釩鐵、鈦鐵、硼鐵、鎳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等。對它們的基本要求是成分、數(shù)量準確，粒度適中（一般為15-50mm），干燥、無雜質(zhì)。決不允許不明成分的鐵合金入倉。冶煉優(yōu)質(zhì)鋼或高合金時加入的鐵合金需經(jīng)加熱。882.7氧氣轉(zhuǎn)爐的合金料（散裝料）轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金是錳鐵2.7氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）輕燒石灰廢鋼粒輕燒白云石892.7氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）輕燒石灰廢鋼粒輕燒白云石22.8氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）有的轉(zhuǎn)爐車間還設計了向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)。向鋼水罐加入液態(tài)鐵合金的系統(tǒng)包括加料機構，熔化合金的電爐和運送鐵合金的自行式鐵合金平車。有的鋼廠冶煉鋼種加鋁量大，為改善鋁的分布和準確控制鋼中含鋁量，設置了向鋼水罐專門使用的插鋁機。鋁絲直徑為5-20mm，鋁絲插入速度為10-30米每秒，在加鋁的同時還向鋼液中吹入惰性氣體。902.8氧氣轉(zhuǎn)爐的非金屬料（散裝料）有的轉(zhuǎn)爐車間還設計2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程重要的工藝節(jié)點：兌鐵投料吹氧出鋼扒渣912.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程重要的工藝節(jié)點：282.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程4轉(zhuǎn)爐加廢鋼1、混鐵爐兌入鐵水2、混鐵爐出鐵3轉(zhuǎn)爐兌鐵水922.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程4轉(zhuǎn)爐加廢鋼1、混鐵爐兌入鐵水2、混2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程轉(zhuǎn)爐吹煉5、轉(zhuǎn)爐吹煉6出鋼7出渣932.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝過程轉(zhuǎn)爐吹煉5、轉(zhuǎn)爐吹煉6出鋼7出渣302.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝1、吹煉過程

吹煉前期，也稱硅錳氧化期；

吹煉中期，也稱碳的氧化期；

終點控制，確保溫度、成份、終渣。2、轉(zhuǎn)爐冶煉的五大制度

煉鋼過程冶煉工藝分為五大制度：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制度。

3、供氧制度

a、噴嘴的類型及特點

根據(jù)噴嘴的孔數(shù)可以分為單孔噴嘴和多孔噴嘴。大型轉(zhuǎn)爐一般不用單孔氧槍，多孔氧槍有三、四、五、六孔等類型。

b、供氧制度中的幾個工藝參數(shù)

氧氣流量與供氧強度、氧壓、槍位等

c、供氧操作

恒壓變槍操作

恒槍變壓操作942.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝1、吹煉過程

吹煉前期，也稱硅錳氧化期；2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝4、造渣制度

造渣就是要確定合適的造渣方法、渣料的加入數(shù)量和時間以及如何快速成渣。

轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣的目的是：去除磷、硫，減少噴濺，保護爐襯，減少終點氧含量。

1、造渣方法

有單渣法、雙渣法、留渣操作等。

2、渣料加入量的確定

石灰加入量（t）=

鐵礬土的加入量：

冶煉低碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.0噸；

冶煉中高碳鋼時鐵礬土加入量不大于1.5噸。952.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝4、造渣制度

造渣就是要確定合適2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝5、溫度制度

溫度制度主要是指過程溫度控制和終點溫度控制，過程溫度是確保終點溫度合格的關鍵。

a、熱量的來源

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱量的主要來源是鐵水的物理熱和化學熱。

b、出鋼溫度的確定

終點鋼水溫度主要根據(jù)以下原則確定：

1）鋼種的凝固溫度；2）澆注溫度；3）鋼水溫降數(shù)值；

4）澆注方式5）二次精煉方式及時間。6、終點控制

鋼水達到鋼種成分和溫度要求的時刻，稱之為“終點”。

1）鋼中碳含量達到所煉鋼種控制要求；

2）鋼中P、S含量低于規(guī)格以下的一定范圍；

3）出鋼溫度能保證進行精煉和澆鑄；

4）對于沸騰鋼，鋼水應具有一定的氧化性。

另外，終渣粘度、(FeO)含量、堿度等也應控制在合理范圍內(nèi)。

962.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝5、溫度制度

溫度制度主要是指過程2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝終點控制方法

終點控制方法有三種：一次拉碳法、增碳法及高拉補吹法。

人工判斷方法

碳的判斷——看火焰、看火花、取鋼樣

溫度的判斷——火焰判斷、取樣判斷、氧槍冷卻水判斷、根據(jù)爐膛情況判斷

自動化煉鋼

將鐵水、原材料的溫度和成份，副槍和質(zhì)譜儀取得的數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)爐煉鋼模型后，由計算機自動控制冶煉終點。7、脫氧及合金化制度

鋼水中氧含量超標，影響鋼坯質(zhì)量，降低鋼的性能，加劇鋼的熱脆，因此鋼水必須脫氧，并調(diào)整鋼水成分同時進行脫氧合金化。

1、脫氧方法：沉淀脫氧、擴散脫氧和真空脫氧

目前普遍采用沉淀脫氧，可用單獨脫氧法和復合脫氧法。

2、脫氧合金加入原則：脫氧劑條件，脫氧劑加入原則：先弱后強

3、脫氧操作

鋼包內(nèi)脫氧合金化、真空精煉爐內(nèi)脫氧合金化972.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝終點控制方法

終點控制方法有三種2.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝8、煉鋼的基本反應

1.成渣過程

[Si]+[O]→(SiO2)Fe+[O]→(FeO)[Mn]+[O]→(MnO)

(FeO)+(SiO2)+CaO→(CaO·FeO·SiO2)

2.脫磷反應

2[P]+5(FeO)+n(CaO)→(nCaO·P2O5)+5Fe

3.脫硫反應

[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)

4.脫碳反應

[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2↑

5.脫氧反應

2Al+3[O]=(Al2O3)982.8氧氣轉(zhuǎn)爐的工藝8、煉鋼的基本反應

1.成渣過程

采用的基本手段

渣洗：脫氧、脫硫、去夾雜

真空：脫氫、脫氮、脫氧、去夾雜

攪拌：調(diào)溫、混勻、凈化

加熱：防止鋼液冷卻

噴吹：脫氧、脫硫、去夾雜近30年來，爐外精煉發(fā)展迅速，具體方法有30多種第三章煉鋼爐外精煉99采用的基本手段渣洗：脫氧、脫硫、去夾雜近30年來，爐外精第三章煉鋼爐外精煉

按傳統(tǒng)工藝，將在常規(guī)煉鋼爐中完成的精煉任務，如去除雜質(zhì)、成分和溫度的調(diào)整和均勻化等任務，部分或全部地移到鋼包或其他容器中進行。作用：提高質(zhì)量擴大品種的主要手段優(yōu)化冶金生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率煉鋼-爐外精煉-連鑄-熱軋制工序銜接100第三章煉鋼爐外精煉按傳統(tǒng)工藝，將在常規(guī)煉鋼爐中完成鋼包精煉爐(LF)

加熱與溫度控制

白渣精煉工藝

合金微調(diào)與窄成分控制當代最主要的爐外精煉設備第三章煉鋼爐外精煉101鋼包精煉爐(LF)加熱與溫度控制當代最主要的爐外精煉設備第真空吹氧脫碳

將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹氧脫碳，同時從鋼包底部向上吹氬攪拌。第三章煉鋼爐外精煉102真空吹氧脫碳將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹第四章煉鋼連鑄連鑄是通過連鑄機將鋼液連續(xù)地鑄成鋼坯，然后直接送軋鋼車間軋制成鋼材。連鑄與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄相比有很大的技術經(jīng)濟優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：簡化工序103第四章煉鋼連鑄連鑄是通過連鑄機將鋼液連續(xù)簡化工序401、轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水經(jīng)過脫氧合金化和溫度、成分的調(diào)整，調(diào)運到連鑄平臺，鋼液由鋼包注入中間包內(nèi)，中間包暫時儲存鋼液，再澆注到結晶器內(nèi)，鋼液在結晶器內(nèi)迅速冷卻，形成外表為凝固坯殼內(nèi)部未凝固的鋼水的鑄坯，隨著拉輥緩慢地將帶液心的鑄坯從結晶器拉出，中間包內(nèi)的鋼水也連續(xù)地注入結晶器內(nèi)，帶液芯的鑄坯在二次冷卻區(qū)接受噴水的強制冷卻，當拉到規(guī)定位置時，鑄坯內(nèi)部完卻凝固，然后將鑄坯切割成規(guī)定的尺寸，由出坯裝置送到熱軋廠進行軋制。2、連鑄機流程圖圖連鑄流程示意圖4.1煉鋼連鑄工藝流程1041、轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水經(jīng)過脫氧合金化和溫度、成分的提高金屬的收得率節(jié)約能量消耗改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化鑄坯質(zhì)量好4.1煉鋼連鑄工藝流程立式立彎式弧形橢圓形水平連鑄機的未來應用最廣泛105提高金屬的收得率節(jié)約能量消耗改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化鑄坯4.2煉鋼連鑄的設備和設施鋼包回轉(zhuǎn)臺中間包1064.2煉鋼連鑄的設備和設施鋼包回轉(zhuǎn)臺4.2煉鋼連鑄的設備和設施去渣減壓穩(wěn)流分流貯鋼作用:1074.2煉鋼連鑄的設備和設施去渣減壓穩(wěn)流分流貯鋼4.2煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）1084.2煉鋼連鑄的設備（弧形連鑄機）454.2煉鋼連鑄的設備（鋼包旋轉(zhuǎn)臺）

旋轉(zhuǎn)臺可承托一個或兩個鋼包，一包在澆注位置時，另一包備用。采用旋轉(zhuǎn)臺以后，大大縮短了換包時間，為實現(xiàn)多爐連澆創(chuàng)造了條件。動畫視頻1094.2煉鋼連鑄的設備（鋼包旋轉(zhuǎn)臺）旋轉(zhuǎn)臺可承4.2煉鋼連鑄的設備（扇形段）

扇形段：包括彎曲段、弧形段、矯直段和水平段彎曲段為0段，其設計型式為連續(xù)彎曲型，輥數(shù)17對，輥徑150mm，輥型為三分節(jié)輥；弧形段為1-3段，弧形半徑5m，輥數(shù)7對，輥徑和矯直段、水平段相同，均為200mm，輥型為三分節(jié)輥；矯直段為4-5段，弧形半徑為5m，7對自由輥，1對驅(qū)動輥；水平段為6-10段，其中6段和10段為6個自由輥，2個驅(qū)動輥，其它為7個自由輥，1個驅(qū)動輥。動態(tài)輕壓下示意圖1104.2煉鋼連鑄的設備（扇形段）

扇形段：包括彎曲段、弧形段、4.2煉鋼連鑄的設備（結晶器）作用：規(guī)定鑄坯形狀強制鋼液迅速冷卻保證形成足夠強度和厚度較均勻的坯殼結晶器的冷卻亦稱為一次冷卻1114.2煉鋼連鑄的設備（結晶器）作用：484.2煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統(tǒng)）

二冷區(qū)的長度應能使鑄坯在該區(qū)內(nèi)全部凝固，而鑄坯溫度不低于800-900℃。

二冷裝置包括冷卻水噴嘴和夾輥。我國基本上都用壓力噴嘴。1124.2煉鋼連鑄的設備（二次冷卻系統(tǒng)）二冷裝置包

作用是拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機還要把引錠送到結晶器內(nèi)。澆注開始后鑄坯拉至切割機處時，再把引錠桿脫掉。4.2煉鋼連鑄的設備（拉坯矯直機）113作用是拉坯并將鑄坯矯直。澆注前，拉坯矯直機還4.2煉鋼連鑄的設備切坯裝置）火切機

火焰切割

1144.2煉鋼連鑄的設備切坯裝置）火切機火焰切割5

引錠裝置由引錠頭和引錠桿兩部分組成。常用的引錠頭主要有燕尾槽式和鉤頭式兩種。4.2煉鋼連鑄的設備（引錠裝置）115引錠裝置由引錠頭和引錠桿兩部分組成。常用的引4.2煉鋼連鑄的設備弧形連鑄機的生產(chǎn)流程1164.2煉鋼連鑄的設備弧形連鑄機的生產(chǎn)流程534.2煉鋼連鑄的設備連鑄機的生產(chǎn)流程

1174.2煉鋼連鑄的設備連鑄機的生產(chǎn)流程

54

噴濺是轉(zhuǎn)爐吹煉過程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們把隨爐氣攜走、從爐口滋出或噴出爐渣與金屬的現(xiàn)象稱為噴濺。噴濺的產(chǎn)生，造成大量的金屬和熱量損失，引起對爐襯的沖刷加劇，可造成粘槍、燒槍、爐口和煙罩粘渣，增大清渣處理的勞動。1、噴濺的類型：1）爆發(fā)性噴濺2）泡沫渣噴濺3）金屬噴濺2、噴濺的控制與預防

2.1爆發(fā)性噴濺2.1.1爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因

熔池內(nèi)碳氧反應不均衡，瞬時產(chǎn)生大量的CO氣體。這是發(fā)生爆發(fā)性噴濺的根本原因。在正常情況下，碳均勻氧化，生成的CO氣體均勻排出，不致產(chǎn)生猛烈的噴濺。2.1.3爆發(fā)性噴濺的預防和處理1）控制好熔池溫度。前期溫度不過低，中后期溫度不過高，均勻升溫，嚴禁突然冷卻熔池，碳氧反應均衡進行，消除爆發(fā)性的碳氧反應。第六章氧氣轉(zhuǎn)爐噴濺的控制

118噴濺是轉(zhuǎn)爐吹煉過程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們2.1.2噴濺的控制:

碳在激烈氧化時，對于溫度的變化非常敏感，如果由于操作上的原因使熔池驟然冷卻，溫度下降，抑制了正在迅速進行的碳氧反應，供入的氧氣開始積聚。一旦熔池溫度升高到一定程度，TFe積聚到20%以上時，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行，瞬時間排出大量具有巨大能量的氣體，從爐口奪路而出。同時，還挾帶著大量的鋼水和熔渣，造成較大的噴濺。2）控制好熔渣中TFe含量，保證不出現(xiàn)積聚現(xiàn)象，以避免造成爐渣過分發(fā)泡或引起爆發(fā)性的碳氧反應。具體講應注意以下情況：片面強調(diào)前期快化渣，采用了過高的槍位操作，使前期溫度上升緩慢，TFe積聚過多，一旦碳開始激烈氧化時，往往會引起大噴。因此，凡是前期爐渣化得早，就應及時降槍以控制渣中TFe，同時促進熔池升溫，碳得以均勻的氧化。避免碳焰上來后的大噴。二批料加入不當時，