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第四章 氧气转炉炼钢

第四章 氧气转炉炼钢. 炼钢的基本任务 炼钢方法的变迁 炼钢生产流程的变迁. 第四章 氧气转炉炼钢. 本章目的：. 第四章、氧气转炉炼钢. 顶吹转炉： 炉渣 Fe t O 含量高； 吹炼前期、中期能够较好地脱磷； 搅拌差，反应距平衡远。 底吹转炉； 搅拌强、脱碳快、喷溅少； 渣中 Fe t O 低，吹炼前期基本不能脱磷。 顶底复吹转炉： 成渣较底吹转炉好； 搅拌较顶吹转炉强； 反应平衡程度高； 大多数大中型转炉采用了复吹转炉炼钢。. 底吹搅拌强度. [C] － [O] 关系. 底吹气体、透气元件. 底吹元件示意图. 一、主要设备. 渣料系统.

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第四章 氧气转炉炼钢

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Presentation Transcript

  1. 第四章 氧气转炉炼钢 • 炼钢的基本任务 • 炼钢方法的变迁 • 炼钢生产流程的变迁

  2. 第四章 氧气转炉炼钢 • 本章目的：

  3. 第四章、氧气转炉炼钢 顶吹转炉： • 炉渣FetO含量高； • 吹炼前期、中期能够较好地脱磷； • 搅拌差，反应距平衡远。 底吹转炉； • 搅拌强、脱碳快、喷溅少； • 渣中FetO低，吹炼前期基本不能脱磷。 顶底复吹转炉： • 成渣较底吹转炉好； • 搅拌较顶吹转炉强； • 反应平衡程度高； • 大多数大中型转炉采用了复吹转炉炼钢。

  4. 底吹搅拌强度

  5. [C]－[O]关系

  6. 底吹气体、透气元件

  7. 底吹元件示意图

  8. 一、主要设备 渣料系统 氧枪系统 烟气净化系统 主原料装入系统 倾动系统 出钢、出渣系统

  9. 炉衬

  10. 出钢挡渣装置

  11. 底吹元件布置

  12. 转炉炉体

  13. 转炉炉体

  14. 倾动机构

  15. 氧枪

  16. 氧气喷头

  17. 烟气冷却、除尘、煤气回收系统

  18. 干法(静电)除尘系统

  19. 干法(静电)除尘系统

  20. 干法除尘

  21. 二、转炉吹炼工艺

  22. 工艺操作

  23. 投入与产出

  24. Input

  25. Input

  26. Input

  27. Input

  28. Output

  29. Output

  30. Output

  31. 吹炼操作

  32. 金属、炉渣成分变化

  33. 1、原材料 • 铁水： • 比率：80～97％； • 温度：1230～1400℃； • 化学成分： • [C]：4.0～4.8％； • [Si]：0.18～0.7％； • [P]：0.08～0.12％； • [S]：0.004～0.025％。 • 废钢： • 比率：3～20％; • 分类（重量、形状、成分等）。

  34. 造渣材料与冷却剂 10分钟内，50克石灰溶于40摄氏度恒温水中所消耗的4mol／L盐酸的毫升数表示，一般石灰活性度平均值超过300ml。 • 石灰： • 加入量：15～55kg/t； • 品质要求： • CaO含量高； • SiO2含量低； • 活性度高(活性石灰)； • 生、过烧率低。 • 熔剂： • 白云石、萤石等； • 冷却剂： • 铁矿石、氧化铁皮。

  35. 铁矿石与氧化铁皮

  36. 2、氧枪操作和氧气喷头设计

  37. 氧枪操作 • 提高射流对熔池的冲击能： • 降低枪位； • 提高使用氧压； • 采用高M数喷头； • 有利于脱碳，对成渣和脱磷等有影响。 • 减少射流对熔池的冲击能： • 提高枪位； • 降低使用氧压； • 采用低M数喷头； • 有利于成渣和脱磷等。 • 氧枪操作： • “恒枪变压” • “恒压变枪”。 Hard Blow Soft Blow

  38. 氧气喷头设计

  39. 氧气喷头设计与计算 • 供氧量计算； • 供氧强度选择（吹炼时间）； • 喷头出口气体速度（马赫数）选择； • 氧气压力选择； • 喷头喉口直径计算； • 喷头出口直径计算等。

  40. 供氧量计算 • 金属装入量（铁水90％，废钢10％）； • 脱碳反应： • 90％产物为CO； • 10％产物为CO2。 • 脱硅反应； • 脱磷反应； • 脱锰反应； • Fe氧化反应： • 渣量为金属装入量10％； • 炉渣FetO：20％。

  41. 供氧量计算 钢水量/金属装入量≈1000/1080＝0.92 吨钢氧气耗量＝47.253/0.92＝51.4Nm3/t

  42. 供氧强度 • 供氧强度（Nm3/min/t）； • 范围：3.2～3.8 Nm3/min/t； • 供氧强度选择： • 氧气供应条件； • 原材料条件； • 造渣； • 操作水平（防止喷溅、粘枪等）。

  43. 氧气喷头设计（250t转炉）

  44. (1)确定氧气流量 • 氧气总用量(Q)：吨钢耗氧量×平均出钢量 51.4×250＝12850Nm3 • 吹炼时间(T：14～17min) 取：吹炼时间为15min • 氧气流量： W＝Q/T＝12850/15＝857Nm3/min ＝51400Nm3/h

  45. (2)确定马赫数M • 马赫数选取范围：1.4～2.2 • M数大： • 熔池搅拌强烈； • 有利于脱碳反应； • 对化渣有影响（脱磷、脱硫）； • 提高枪位(喷枪寿命)。 • 选取：M＝2.0

  46. (3)确定氧压 P0：0.75MPa 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

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