高炉转炉流程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2,钢铁生产主流程,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2.2,废钢电炉炼钢流程,2.3 钢的炉外精炼,2.4 钢的连续浇铸,2.5 长型材加工,2.6 扁平材加工,2.7 钢材的深加工,2.8 物流和总图运输,2024/11/20 周三,1,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,铁矿石,还原剂,(焦炭、煤),熔剂,(石灰石、白云石),燃烧或电热,直接还原炉,高炉,熔融还原炉,铁水,海绵铁,转炉,电炉,钢 水,炉外精炼,连铸或模铸,钢坯或钢锭,轧 机,成品钢材,2024/11/20 周三,2,目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是,传统流程,：,采矿,选矿,铁矿石,原料预处理,高炉炼铁,转炉炼钢,炉外精炼,连续铸钢,轧钢,成品钢材,短流程,Mini-Mill,：,海绵铁或废钢,电炉炼钢,炉外精炼,连续铸钢,轧钢,成品钢材,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,3,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,4,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,5,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,原料是高炉冶炼的基础。“精料”是高炉稳定、顺行、优质、低耗、高产、长寿的主要条件。因此在高炉炼铁生产中，要求尽可能精的原料。,高炉炼铁原料：铁矿石、燃料和熔剂,铁矿石：天然富矿，人造富矿(1.62.0,t/THM),燃料：焦炭，喷吹燃料(如煤粉)(0.40.6,t/THM),熔剂：石灰石，白云石(0.20.4,t/THM),2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,6,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,(1)铁矿石 能从中提取铁或铁的化合物的矿物。,富铁矿：可直接冶炼的，如,:,含铁50%的天然(富)铁矿。,贫铁矿：品位太低，需经选矿加工富集的铁矿石。,铁精矿：经选矿加工处理后获得的高品位铁矿石，通常为粉矿，粒度,200目左右。,脉石：矿中没有利用价值的矿物，通常在矿石处理过程被废弃。,我国铁矿石资源特点：,分布“广”、品位“贫”、成分“杂”,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,7,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,铁矿石分类及特征,：,赤铁矿：,Fe,2,O,3,，,理论含铁量70%、含氧30%，暗红色，还原性好，含,P、S、As,少。又称为红矿。,磁铁矿：,Fe,3,O,4,，,理论含铁量72.4%、含氧27.6%，灰色或黑灰色结构致密，坚硬有磁性，还原性差，含,P、S,较高，如我国海南岛、内蒙古白云鄂博矿。,褐铁矿：,mFe,2,O,3,nH,2,O,，,理论含铁量5566%，暗褐色或黑色，结构疏松，还原性好,。,我国这种矿石不多。,菱铁矿：,FeCO,3,，,含铁48.2%，灰色或黄褐色，焙烧后含铁量提高，变得多孔，还原性好。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,8,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,高炉炼铁对铁矿石要求,：,品位,高：即铁矿石含铁量高,脉石成分少,，且以碱性为主：,CaO、MgO多较好,有害杂质少,，有益元素适中：特别,S、P少,还原性好,：易还原,高温冶金性能好,强度高、粒度均匀,化学成分稳定,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,9,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,人造富矿,：,烧结矿,球团矿,烧结矿：铁矿粉(精矿粉、富矿粉、含铁粉尘和烟尘),。,加入适量的燃料和熔剂烧结成块矿。,优点：可利用粉矿，扩大矿源，冶金性能好,球团矿：把润湿的精矿粉和少量添加剂混合，在造球机中滚成815,mm,的圆球，再经过干燥和焙烧，使生球固结，成为适合高炉使用的含铁原料。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,10,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,(2)燃料：,燃料燃烧给高炉炼铁提供热量和还原剂,焦炭,：,高炉消耗的热量7080%来自焦炭,作用,：发热剂、还原剂、料柱骨架,对焦炭质量要求,：灰分低,，,S、P,杂质少,，,强度高、粒度均匀、粉末少,，,成分稳定，挥发分适当。,喷吹燃料(风口),：,煤粉、重油、天然气,目的：代替焦炭(代替部分焦炭提供热能和化学能),对煤粉要求,：灰分含量低、固定碳高、含硫低、可磨性好、粒度细、燃烧性好、爆炸性弱。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,11,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,炼焦工艺流程,：,煤,洗煤,配煤,炼焦,熄焦,焦炭,高炉,2024/11/20 周三,12,2.1.1,高炉炼铁用原料、燃料,(3)熔剂,目的：形成低熔点的化合物，并能达到完全熔化，且具有良好的流动性，使渣铁容易分离,，并有利于脱硫,。,熔剂种类：碱性熔剂：石灰石、石灰、白云石,(酸性熔剂：石英、硅石),对碱性熔剂要求,：,有效成分含量高。碱性氧化物含量高，酸性氧化物含量低,；,S、P,含量低,；,粒度均匀，强度好，粉末少。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,13,2.1.2,铁矿粉造块,(1)粉矿造块的意义,我国的铁矿大部分是贫矿，必须经过选矿与造块之后才能入高炉。,富矿越来越少，不得不大量利用贫矿。,富矿开采过程产生大量粉矿，粉矿不能直接入高炉冶炼。,充分利用工业废品，如：高炉炉尘、轧钢铁皮、均热炉炉渣等。,改善和控制含铁原料的冶金性能。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,14,2.1.2,铁矿粉造块,造块方法：烧结法和球团法,配加熔剂，去除有害杂质。,人造富矿或熟料：粉矿经造块后获得的烧结矿和球团矿(冶金性能高于天然富块矿)统称人造富矿或熟料。,我国鞍钢、首钢、本钢 95%。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,15,2.1.2,铁矿粉造块,(2)烧结矿生产,将矿粉(富矿粉或精矿粉)、燃料(焦末或无烟煤)、熔剂(石灰粉、石灰石粉、白云石粉等)按一定比例混合，然后放在烧结机上点火进行烧结，利用其中燃料燃烧所产生的热量，使局部生成液相，将矿粉粘结在一起，形成坚实而多孔的烧结矿。,烧结工艺流程,：,原料准备配料混合铺底料布料点火烧结冷却破碎筛分成品烧结矿,高炉,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,16,2024/11/20 周三,17,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,钢铁厂烧结工艺流程,2024/11/20 周三,18,2.1.2,铁矿粉造块,(2)烧结矿生产,抽风烧结设备及产品,：,烧结机本体：布料设备、点火器和抽风除尘系统组成,有效抽风面积=台车有效长度,宽度,料层厚度：300 400,mm，,目前最高已达 700,mm,点火温度：1050 1300，时间0.5 2.0,min,抽风负压：900 1200,mmH,2,O,柱,能耗：64.3,kg,标准煤,t,烧结矿,还原性：目前低温烧结生产的铁酸钙型烧结矿，还原性好，强度也较高。,碱度,：,自熔性,:,1.01.4,；,熔剂性:1.4,；,高碱度:,1.8,2.5,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,19,2.1.2,铁矿粉造块,(3)球团矿生产,将精矿粉、熔剂和少量粘结剂，在造球机中滚成直径815,mm,的生球，然后干燥、焙烧固结成型，成为具有良好冶金性能的含铁原料。,发展球团矿原因,：,过细精矿粉不易烧结易于成球,；,球团矿粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高、易于贮存(冶金性能好),；,可生产氧化球团,、,预还原球团、金属化球团等。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,20,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,球团矿生产工艺流程,2024/11/20 周三,21,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,高炉炼铁是现代钢铁联合企业的重要部门：,高炉冶炼产品,生铁或铁水是炼钢的原料；,高炉产生的大量煤气是重要的二次能源；,高炉是原材料和能量的巨大消耗者：能耗占1/31/2，消耗焦炭80%。,高炉本体及附属系统,：,高炉本体,、,供料系统,、,送风系统,、,煤气净化除尘系统,、,燃料喷吹系统,和,渣铁处理系统,等,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,22,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,高炉生产工艺流程,2024/11/20 周三,23,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,24,2024/11/20 周三,25,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(1)高炉冶炼过程及其特点,高炉冶炼特点：,逆流反应器：在,逆流,(炉料下降及煤气上升)过程中，完成复杂的物理化学反应；,“黑箱”过程：在,投入,(装料)及,产出,(铁、渣、煤气)之外，无法直接观察炉内反应过程；,生产过程的连续性：维持高炉,顺行,(保证煤气流合理分布及炉料均匀下降)是冶炼过程的关键。(热效率高，生产能力大；机械化和自动化水平较高),2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,26,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(1)高炉冶炼过程及其特点,高炉冶炼三大过程：,还原过程,：,实现矿石中金属元素(主要是,Fe),和氧元素的化学分离；,造渣过程,：,实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；,传热及渣铁反应过程,：,实现成分及温度均合格的液态铁水。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,27,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,燃烧反应：,风口回旋区(燃烧带),作用,：,提供热源；,提供还原剂,CO；,提供炉料下降的空间。,燃烧带,：风口前碳被氧化而气化的区域,又叫,风口回旋(循环)区,。它是高炉内唯一的氧化区域,又称,氧化带,。,焦炭75%以上,C,到达风口前燃烧，其它参与还原、气化、渗,C。,风口区为高温,、,过剩,C,离开燃烧带的碳氧化物全为,CO!,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,28,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,燃烧反应：,风口回旋区(燃烧带),燃烧反应及其产物,：,C+O,2,=CO,2,+,33388 kJ/kgC(7980kcal),，,完全燃烧；,C+1/2O,2,=CO+,9791kJ/kgC(2340kcal),不完全燃烧,C,过剩,O,不足,；,CO,2,+C=2CO,13806,kJ/kgC(,3300kcal),碳气化反应(强烈吸热),。,C+H,2,O=H,2,+CO,6911 kJ/kgH,2,O,最终,燃烧,产物,：,CO，H,2,，N,2,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,29,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,铁氧化物还原反应：,间接还原：逐级还原性,：,3Fe,2,O,3,+CO(H,2,)=2Fe,3,O,4,+CO,2,(H,2,O),Fe,3,O,4,+CO(H,2,)=3FeO+CO,2,(H,2,O),FeO+CO(H,2,)=Fe+CO,2,(H,2,O),放热反应！,直接还原,：,FeO+C=Fe+CO,Q,高温区,强烈,吸热反应！,(,CO,2,+C =2CO ),(FeO+CO=Fe+CO,2,),2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,30,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,非铁氧化物还原反应：,全部直接还原：全部吸热,Si,的还原：,SiO,2,+2C=Si+2CO,Q,Mn,的还原：(,MnO)+C=Mn+CO,Q,P,的还原：2,Ca,3,(PO,4,),2,+3SiO,2,+10C=3Ca,2,SiO,4,+4P+10CO,Ti,还原：,TiO,2,+2C=Ti+2CO,Q,V,的还原：,V,2,O,5,+5C=2V+5CO,Q,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,31,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,脱硫反应：,FeS+(CaO)+C=(CaS)+Fe+CO,4660kJ/kgS,有利于脱硫,的因素：,温度：,T,，,炉渣脱硫能力,炉渣碱度：,R,即,炉渣内碱性氧化物,量,有利于脱硫,气氛影响(还原)：,还原性气氛，渣中(,FeO),L,S,提高铁水中,S,的活度系数,f,S,：,铁水中,C,、,Si,、,P,L,S,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,32,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(2)高炉冶炼过程主要反应,渗碳反应与铁水形成：,液,铁渗碳,：,3,Fe,液,+,C,焦,=,Fe,3,C,液,固,液反应，渗碳速度快，渗碳量大，可达终点,C,水平3.04.5%。,铁水形成,：,渗碳、合金元素还原溶入，熔点下降，成液态。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,33,2.1.3,高炉炼铁原理及工艺,(3)高炉造渣过程,“三分炼铁，七分炼渣”,固相反应和矿石软化：,初渣的形成：熔融状态，流动性差，,FeO 1030%。,中间渣：滴落下降过程中的成分、温度都不断变化的炉渣。,终渣：渣、铁口定期排出的炉渣,。FeO,最低0.5%,。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,34,2.1.4,高炉生产主要技术经济指标,质量指标：,生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总产量的百分数。它是衡量生铁质量的指标。,V,=,生铁日产量(,P),有效容积(,Vu)，t/m,3,d,产量指标：,高炉有效容积利用系数(,V,)：,指每,m,3,高炉有效容积，每昼夜生产的合格生铁量。,休风率：高炉休风时间(不包括计划大、中、小修)占日历工作时间的百分数。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,35,2.1.4,高炉生产主要技术经济指标,能源指标：,焦比,K：,每炼一吨生铁消耗的干焦炭量，单位,kg/tFe,煤(油)比：每炼一吨生铁所喷吹的煤粉(重油)量，单位,kg/tFe,煤粉(重油)置换比：喷吹1,kg,煤粉(重油)所能代替的焦炭,kg,数,燃料比：生产一吨生铁消耗的燃料总量，即等于焦比+煤比+油比,综合焦比：焦比+煤比,煤粉置换比+油比,重油置换比,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,36,2.1.4,高炉生产主要技术经济指标,强化指标：,冶炼强度,I：,每立方米高炉有效容积，每昼夜燃烧的焦炭量，,t/m,3,d,V,=I,K,经济指标：,生铁成本：生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用的总和，元/,tFe,炉龄(高炉一代寿命)：从高炉点火到停炉大修之间实际运行的时间或单位,m,3,有效容积生产的生铁总产量,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,37,高炉炼铁设备,高炉炼铁新技术,(1)强化用氧,(2)喷吹燃料,(3)环境保护和热能利用,非高炉炼铁,2024/11/20 周三,38,高炉炼铁设备,2024/11/20 周三,39,高炉炼铁设备,2024/11/20 周三,40,高炉炼铁设备,2024/11/20 周三,41,第一次课程作业,1.冶金的基本概念,钢与铁的主要区别,?,2.一般工业产品生产流程图,;,钢材料生产与国民经济的关系,3.炼铁生产用的原料、燃料,生铁主要技术经济指标,?,4.高炉炼铁的特点及主要化学反应,5.,某高炉容积,2000m,3,，年产,150,万吨炼钢生铁，消耗,60,万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉,150kg,，置换比为,0.9,，计算高炉,有效容积利用系数,、,焦比,、,燃料比,、,综合焦比,及,冶炼强度,各为多少？,2024/11/20 周三,42,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2.1.5,转炉炼钢生产,转炉装铁水,转炉炉体,2024/11/20 周三,43,2.1.5,转炉炼钢生产,(1)炼钢用原材料,主原料(钢铁料),：,生铁,：铁水、冷生铁,废钢,：本厂、外购,辅原料,：,造渣剂,：石灰,、,石灰石,、,萤石,、,白云石,、,合成渣料,冷却剂(氧化剂),：铁矿石,、,氧化铁皮,、,球团,、,烧结矿,脱氧剂(合金料),：,Fe,Si,、,Mn,Fe,、,Al,合金等,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,44,2.1.5,转炉炼钢生产,(2)炼钢基本原理,炼钢基本任务,四脱,(,C,、,P,、,S,、,O)、,二去,(气,、,夹)、,升温,、,合金化,脱,C：(,区分钢铁)，,C,，,硬度、强度、脆性,脱,S、P：,有害元素，,S,热脆，,P,冷脆,脱,O：,钢中氧含量过多变脆,去气、夹杂：气(,H、N)，,非金属夹杂(氧、硫、氮、硫、磷化合物),升温、合金化,完成任务措施,：,供氧,、造渣、升温、加脱氧剂、加合金料,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,45,2.1.5,转炉炼钢生产,(2)炼钢基本原理,炼钢炉渣,炉渣作用,：,控制氧化还原过程,输送氧,吸收夹杂，防止吸气,其它作用：,不利,：,侵蚀炉衬、降低炉衬寿命,降低金属回收率：炼钢渣(,FeO)20%,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,46,2.1.5,转炉炼钢生产,炉渣来源,：,杂质氧化,炉衬侵蚀,造渣材料,、,脉石,废钢带入泥沙,炉渣组成,：氧化物、硫化物、氟化物,基本体系：,CaO,SiO,2,FeO,碱性渣(碱度,CaO/SiO,2,=2.54.0,)、,酸性渣,氧化性渣(,FeO,高,)、还原性渣,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,47,2.1.5,转炉炼钢生产,炼钢炉渣性质,：,碱度,：,CaO/SiO,2,氧化性,：炉渣向金属熔池传氧的能力,O=,O,渣，平,O,实,O 0，,氧化渣,；,O 1530，C,Si,Mn,P,Fe,1530,t 1400，Si,C,V,Mn,P,Fe,t 1400，Si,V,Mn,C,P,Fe,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,49,2.1.5,转炉炼钢生产,炼钢过程中元素的氧化与还原,Fe,的氧化,：炼钢初期,直接氧化：,O,2,+2Fe=2(FeO),间接氧化：,O+Fe=(FeO),传 氧：,炉渣,(,FeO),金属液,Si的氧化与还原,：,炼钢前期全部氧化、强烈放热,Si+O,2,=(SiO,2,),直接氧化(氧流直接吹入金属熔池),Si+2(FeO)=(SiO,2,)+2Fe,间接氧化(,渣金界面),成渣：(,SiO,2,)+2(FeO)=(2FeOSiO,2,),(2,FeOSiO,2,)+2(CaO)=(2CaOSiO,2,)+2(FeO),2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,50,Mn的氧化,：冶炼前期大量氧化，但氧化程度比,Si低,间接氧化：,Mn+(FeO)=(MnO)+Fe,主要反应,脱碳反应,：,作用,：a.,将碳氧化脱除到所炼钢种要求；,b.,产生沸腾,增强搅拌，增大反应接触面，加速传质传热，改善动力学条件，均匀温度、成分，有利于气体夹杂物的排除,；,c.CO,通过渣层产生气,渣,金属三相乳化液。,形式,：,a.C+1/2O,2,=CO,b.C+(FeO)=Fe+CO,c.C+O=CO (,主要反应),2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,一定,T、P,下，碳氧浓度积,m,为,Const.,C%,O%=m=C,p.139,图8,1,2024/11/20 周三,51,炼钢过程中元素的氧化与还原,脱磷反应,：,P,害处：,a.,冷脆；,b.,偏析度大。,P,越低越好，钢,P,0.04%，,高炉不能脱,P，,炼钢造渣目的之一是脱,P。,脱P,地点：炉渣,金属界面：加石灰,2,P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaOP,2,O,5,)+5Fe,脱,P,有利条件：,a.,提高炉渣碱度,：,(,CaO),b.,提高炉渣氧化性,：,(,FeO),c.,较低熔池温度,：脱磷为放热反应,d.,加大渣量,：,降低渣中(,P,2,O,5,),浓度,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,52,炼钢过程中元素的氧化与还原,脱硫反应,：,炼钢脱硫能力、成本高，不宜提倡,S,害处：钢中,FeS,：,无限溶于液体铁中,，,几乎不溶于固态铁中,。,降温时，,FeS,与,Fe,形成低熔点(985)共晶体，,轧制时，形成晶界“偏析”,热,脆,脱,S,反应,：,炉渣脱硫,总反应式：,FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO),脱S有利条件：,a.,提高碱度：但需保证炉渣具有良好的流动性,b.,高温：脱硫为吸热反应,c.,低(,FeO),并加速化渣,d.,大渣量,：,大渣量或多次放渣造新渣，稀释(,CaS),浓度,炼钢脱硫不利方面,：增加炼钢时间，降低生产率；,消耗热量,；,降低金属回收率,。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,53,(2)炼钢基本原理,脱氧和合金化,脱氧：,脱氧目的,：,氧害处,：,a.,破坏钢锭合理结构；,b.,降低钢的机械性能(液,、,固态溶解度差),；,c.,加强热脆倾向。,脱氧方法,：,沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧,脱氧剂：硅铁、锰铁、铝及硅钙等复合脱氧剂(沉淀),合金化,：,加入某一种或几种合金元素，使其在钢中的含量达到成品钢的规格的操作过程。与脱氧同时进行。,不氧化元素：,Ni、Mo、Cu，,装料时加入,弱氧化元素：,W,、,Cr,、,Mn，,以铁合金加入炉内或钢包,易氧化元素：,Al,、,Ti,、,Si,、,B,、,V,、,Nb，,脱氧好后加入,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,54,2.1.5,转炉炼钢生产,(3)氧气顶吹转炉炼钢,氧气顶吹转炉炼钢特点,生产率高,：,原料适应性强：,冶炼的钢质量好、品种多：,基建投资少，建设速度快；,热效率高，成本低,；,利于自动化生产和开展综合利用。,不足之处,：金属损失大；氧利用率不高,；,脱,S、P,能力不强,LD -Linz and Donawitz,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,55,2024/11/20 周三,56,2024/11/20 周三,57,2024/11/20 周三,58,2024/11/20 周三,59,2024/11/20 周三,60,2.1.5,转炉炼钢生产,(3)氧气顶吹转炉炼钢,氧气顶吹转炉车间设备及布置,顶吹转炉炼钢车间,：包括原料系统；,加料,、,冶炼,和,浇注,系统；钢锭模准备系统；此外还包括炉渣处理、除尘、动力系统等。,a.,原料跨：主要组织铁水和废钢的供应,b.,转炉跨：布置转炉及其倾动机构,、氧枪及副枪等,c.,浇注跨：将钢水通过钢锭模车或连铸机，浇注成钢锭或钢坯,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,61,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,62,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,氧气顶吹转炉炼钢主体设备及氧枪,2024/11/20 周三,63,原料供应设备,铁水供应设备,：供应充足及时，铁水成分均匀、温度稳定，称量准确,铁水供应方式,：,a.BF,铁水罐车,混铁炉,铁水罐,称量,转炉,b.BF,铁水罐车,铁水罐,称量,转炉,c.BF,混铁车,铁水罐,称量,转炉,废钢供应设备,：,散状料供应设,备：,铁合金供应设备,：,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,64,转炉主体设备,炉体设备,：转炉炉体、炉体支撑装置,、倾动装置,炉体支撑系统,：,倾动机构,：,氧枪及升降装置、副枪装置,氧枪及升降、换枪装置,：拉瓦尔形，35孔喷头,(,紫铜,),副枪装置,：快速、间断检测吹炼过程中熔池温度、碳、氧含量信息，取样,烟气净化处理设备,煤气处理,：燃烧法、未燃法,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,65,2.1.5,转炉炼钢生产,(3)氧气顶吹转炉炼钢,氧气顶吹转炉的供氧特征,硬吹,：,枪位较低或较高氧压(氧流对液面有较高冲击力，金属液被冲成一深坑)，氧流冲击面积较小,。,特点,：,金属液强烈循环，提高脱碳速度，渣中,FeO,含量低，不利化渣。,软吹,：,枪位较高或较低氧压，冲击面积大,：,特点,：,熔池搅拌较弱，脱碳速度较低，渣中,FeO,含量高，有利化渣,。,所以前期枪位较高。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,66,(3)氧气顶吹转炉炼钢,氧气顶吹转炉的操作过程,a.,补炉,、,装料,：先装废钢，再装铁水,b.,吹炼,：吹,O,2,，加一批渣料。吹炼过程分,三期：,初期：,Si,、,Mn氧化期(23min)，Fe氧化、P氧化,中期：C氧化期，温度,FeO,，,炉渣起泡。加二批渣料,后期：,Fe,取代,C,被氧化，渣中,FeO,，,钢液中,O,浓度,当判断达到终点,T,和,C,时，提升氧枪，停止供氧,c.,出钢,：成分、温度合格时，摇炉出钢,(预脱氧,)，倒渣,转炉,吹炼周期,3045,min，,吹炼时间,1520,min。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,67,2024/11/20 周三,68,2024/11/20 周三,69,2024/11/20 周三,70,2024/11/20 周三,71,氧气顶吹转炉计算机控制,静态控制,：,按,物料,、,热平衡计算铁水,、,废钢,、,造渣材料加入量,动态控制,：,在静态控制的基础上,，进行吹炼过程修正。,氧气顶吹转炉炼钢产品,钢坯(锭)：轧钢原材料(,吨钢耗,O,2,5060,Nm,3,),炉渣：铺路基，有待进一步综合利用研究,煤气：余热可直接利用,(烧锅炉,),回收,：煤气(,CO：5565%)：5060Nm,3,/THM,炉尘：1020,kg(,含铁6070%,，,FeO、Fe,2,O,3,),蒸汽：4060,kg/THM,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,72,2.1.5,转炉炼钢生产,(4)氧气底吹转炉炼钢,底吹转炉结构,pp.181182,在顶吹转炉炉底装有喷嘴，即可拆卸式的活动炉底,喷嘴结构,：,内管,：吹,O,2,或,O,2,与石灰粉混合物，铜管或不锈钢管,外层管,：普通碳素钢的无缝管。,内外管之间,：气体或液体冷却介质,，,如丙烷、天然气、,柴油、煤油等,出钢前吹惰性气体：氮气、氩气,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,73,2024/11/20 周三,74,氧气底吹转炉炼钢特点,吹炼过程中，喷溅少,、,金属收得率高；,吹炼时间短、生产率高,；,(,a),可提高供氧强度；(,b),搅拌强烈，反应速度快。,脱,S、P,效果好,：(,a),后期脱,P，,前期不行。单渣法可处理高,P,铁水,；(,b),底吹：因渣中,FeO,低，搅拌条件好，脱硫效率高。特别是喷吹石灰粉时,(川崎,Q,BOP),。,冶炼钢种广泛。脱碳速度0.40.6%/,min。,基建投资少。(因无氧枪装置，高度降低1/3)。,缺点,：炉底寿命短,；,炉底寿命短,；,冷却介质额外耗氧,。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,75,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2.1.5,转炉炼钢生产,(5)顶底复合吹炼转炉炼钢,复吹转炉结构,除顶吹供氧外，还从炉底吹如惰性气体、氧以及同时喷吹熔剂,卢森堡,、,法国,LBE,日本：,LD,KG(LD,AB),：,底吹,Ar,或,N,2,强化搅拌,LD,OB(K,BOP),底吹供氧占1040%,、,复合吹氧。,STP,CO,2,冷却剂。,宝钢300,t,复吹转炉。,川崎水岛,K,BOP,复吹转炉,2024/11/20 周三,76,2.1.5,转炉炼钢生产,(5)顶底复合吹炼转炉炼钢,复吹转炉炼钢特点,成渣快，吹炼平稳，反应易达到，喷溅少；,熔池,CO,分压低；,降低渣中,FeO,含量，提高了金属收得率,，,减少了钢中非金属夹杂；,终渣中,FeO,含量低，降低了铁合金消耗量；,易于获得低,S、P,和温度、成分均匀的钢水。,2.1,高炉炼铁转炉炼钢流程,2024/11/20 周三,77,转炉贱渣护炉技术,2024/11/20 周三,78,转炉贱渣护炉技术,2024/11/20 周三,79,转炉吹炼控制框图,2024/11/20 周三,80,