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1、转炉冶炼工艺,氧气顶吹转炉的炼钢工艺过程，也就是冶炼采用五大制度的过程。,装入制度,供氧制度,造渣制度,温度制度,终点控制及脱氧合金化制度,在讲几大制度之前我们首先要了解：,炼钢即炼渣 氧化渣过稠，会使钢、渣间反应减慢，流渣困难，对去磷与脱碳反应均不利。氧化渣过稀，不仅对去磷不利，而且钢液难于升温，炉衬侵蚀加剧。如何判断渣样？ 好的氧化渣还应是泡沫状，流出炉门时呈鱼鳞状，冷却后的断面有蜂窝状的小孔，这样的炉渣碱度合适，氧化性强，流动性好，夹杂物易被炉渣吸附，气体易排出，且有利于加热熔池和保护炉衬。氧化渣一般为黑色，有金属光泽，断口致密，在空气中不会自行破裂。 不好的氧化渣取出渣样观察，炉渣表面
2、粗糙呈浅棕色，表明渣中FeO太低，高碳钢易出现这种情况，在操作上应作重补加矿石和铁皮。当炉渣表面呈黑亮色，且粘附的样杆上的渣很薄，表明渣中FeO含量很高，一般低碳易出现这种情况，操作上应重补加石灰。如果炉渣断面光滑甚至呈玻璃状，说明碱度低，也应补加石灰。,一炉钢的吹炼过程,（一）炼钢的基本任务：1、脱碳；2、去除P、S及杂质；3、去除气体及夹杂；4、保证合适的出钢温度；5、脱氧和合金化。,1、碳是决定钢强度的主要元素，各钢种根据性能要求的不同决定成品碳含量不同，C主要以碳化物（Fe3C）形式存在于钢中，同时碳含量是区分工业纯铁、钢、生铁的标准（国家标准规定：碳含量2%为钢和生铁的分界点，小于0
3、.0218%的为工业纯铁）；其次脱碳的目的还是为了升温。 2、磷在钢中以Fe3P或Fe2P形式存在，使钢的塑性、韧性降低，尤其在低温状态下使钢的性能下降，易造成“冷脆”。 硫在钢中以FeS形式存在，硫含量高的钢会产生“热脆”。钢水凝固时，FeS和Fe形成低熔点共晶体（985），因此硫含量高的钢在热轧温度下（800-1200）低熔点共晶体熔化，轧制时产生裂纹。,任务目的：,3、氮在钢中以氮化物（Fe4N)的形式存在，氮含量高的钢长时间放置，性能将变脆，这一现象称为“老化”和“时效”；钢中氮含量高时，易出现“蓝脆”现象。 氢会引起钢材以下缺陷：发裂引起“氢脆”现象、白点等。4、合适的出钢温度是保证
4、精炼过程、连铸连续浇铸过程的首要前提条件。5、氧含量高，连铸坯会产生皮下气泡等缺陷。,（二）吹炼过程,一炉钢的吹炼过程分为：前期、中期和后期,碳氧反应趋势图,脱碳速度,1、吹炼前期（硅锰氧化期）吹炼前期的任务：早化渣、化好渣、均匀升温，及早形成具有一定R、FeO、MgO含量，有适当流动性的初期渣。Si氧化反应如下：Si+O2=(SiO2)Si+2O=( SiO2)Si+2(FeO)=( SiO2)+2FeSi氧化的特点：(1)最初被氧化；(2)完全、彻底；(3)强放热反应。提示：A、铁水含Si量较高时（0.60%），开吹枪位应比正常枪位稍低，并且头批料的加入量要增加，等化开渣温度上来后，要及时
5、提枪，减缓CO反应速度。目的：(1)减少渣中FeO（铁水Si高，化渣容易）；(2)控制好前期温度不能过高。B、根据前期溢渣情况判断前期渣碱度和温度（渣子稀碱度低、渣子亮温度高，反之温度低），相应调整渣料。,Mn的氧化反应如下：Mn+O2=(MnO)Mn+O=(MnO)Mn+(FeO)=(MnO)+FeMn氧化的特点：(1)最初被大量氧化；(2)不完全彻底（残锰是铁水锰的40%）；(3)放热反应。提示：铁水Mn含量较高对冶炼有益，可以促进初期渣早化，改善熔渣流动性，利于脱S和提高炉衬寿命等（及时减少铁矾土用量）。FeS+(MnO)=(FeO)+(MnS)要求：铁水中Mn/Si比值为0.81.0，
6、目前我公司铁水一炼铁Si含量0.60%，Mn含量0.40%，Mn/Si比值为0.67左右；二炼铁Si含量0.30%，Mn含量0.30%，Mn/Si比值为1.0左右。因铁水Mn含量高，对化渣，去S都利，一炼钢的脱S能力在30%左右，二炼钢的脱S能力在20%左右。,2、吹炼中期（碳的剧烈氧化期）这个阶段的主要任务是控制碳的氧化反应均衡进行，在脱碳的同时去除P和S。CO反应过程不仅是脱碳的过程，同时还包含其它作用：加速物理化学反应；搅拌溶池均匀温度和成分；有利于夹杂物的上浮和有害气体的排出；放热升温等。提示：在碳激烈氧化期，(FeO)含量往往较低，容易出现炉渣“返干”现象，因此，操作的关键主要是温度
7、的控制和枪位的控制（这两点在后面的供氧制度和温度制度中再详细讲解），现在不详细讲了。,3、吹炼后期（终点控制）终点的任务是在拉碳的同时确保钢水中C、P、S、温度以及炉渣氧化性、流动性都要符合出钢要求（同样有一个合适的枪位很重要，在后面终点控制中详讲）。,一、装入制度 转炉的装入制度，包括装入量、废钢比及装料顺序。,这样一炉钢的吹炼过程已经简单给大家说了一下.在这里提醒大家一下，要炼好一炉钢必须抓住各阶段的关键，精心操作。下面我们把冶炼过程中的几大制度，分别与大家一块学习一下：思考题：炼钢的基本任务是什么？,（一）确定装入量的依据1、要有合适的炉容比目前，40吨转炉的炉容29 m3 ，炉容比约为
8、0.83 m3/t（35吨装入量）40吨装入量炉容比为0.73m3/t ；120吨转炉的炉内容积为67.5m3，炉容比约为1.04m3/t， 120吨装入量炉容比为0.75m3/t因此，现在遇到铁水温度高（1260）和铁水含Si量较高时（0.60%），容易出现较大溢渣现象，这也是我们要解决的难题之一。,在2008年初40吨，2011年6月份120吨，装入量比现在要少5吨、25吨，虽然前期热量较为富余，但是没有出现大的喷溅和溢渣因此说明，合适的炉容比还是比较关键的。,2、装入量出现大的波动，控制好炉底深度提示：装入量减少10吨左右时，要及时调整氧压，以免造成炉底吃损严重。,3、装入量及新钢包要配
9、合好新包小装入量放不完钢。提示：新包、往里供钢炉次，应及时联系适当减少装入量3吨左右。（二）装入制度的类型转炉装入制度有：定量装入制度、定深装入制度和分阶段定量装入制度（我厂采取的是定量装入制度，开新炉第一炉除外，因为整个炉役炉膛控制都比较稳定）（三）装入顺序我们采取的是先加废钢后兑铁水这样能够降低兑铁时铁水对渣面的冲击，保护渣面。有利于开吹打火避免吃枪。提示：（1）建议加废钢要采取低位加入的方式，这样也避免钢坯等重型废钢冲击渣面而造成对炉衬的损坏；(2)补渣面后第一炉，要尽量避免测液面，以防铁水冲塌补炉料。思考题：1、什么是分阶段定量装入？有何优点？ 2、什么是转炉的炉容比？影响炉容比的因素
10、有 哪些？,二、供氧制度,（一）氧枪喷嘴的类型 氧枪有喷嘴（喷头）和枪身两部分组成。目前所用的氧枪喷嘴都是拉瓦尔管型结构（拉瓦尔管就是收缩-扩张型，能够产生超音速气流的喷嘴）。40吨转炉的喷嘴，夹角10o，喉口直径32mm4；120吨转炉夹角11.5o，喉口直径34.4mm4；5#转炉（公称吨位80吨）。,供氧制度的内容包括确定合理的氧枪喷嘴结构、供氧强度、氧压和枪位操作。,（二）供氧操作目前供氧操作类型用的是变压变枪操作，主要目的是减少前期溢渣，降低钢铁料消耗。开吹、过程、终点枪位的控制 A、开吹枪位控制开吹枪位的确定原则是早化渣、多去P。,(1)铁水成分。铁水中Si含量高，0.50%0.6
11、0%之间，当铁水Si0.60%情况下，（前面已经讲过，不再重复）。铁水中Mn含量较为稳定，一般0.30%左右，加上温度控制较低，对去S有利，只有30%左右，但从Mn含量考虑枪位应稍低些。铁水中P含量，比较稳定，一般在0.120%，S含量在0.050%以下，因此不用考虑。(2)铁水温度。铁水温度偏低时（T1200），第一批料可适当减少，采用低枪位操作，开吹1.5分钟后再加另一半，这样有利于温度的提升和化渣；铁水温度高时（T1270），开吹枪位可稍高，以防提温过快，同时第一批料可适当多加。(3)渣料。石灰粉末多时，化渣速度较快，枪为可稍低些；石灰生烧、过烧较多时，枪位稍高，成渣困难。,影响开吹枪位
12、的因素,提示：(1)降枪操作时一助手必须全神贯注盯住氧枪标尺箭头的运行，一旦箭头停止，立即停止动枪，这样就不会出现氧枪钢绳脱槽事故。（40吨、120吨转炉各出现过此事故）。(2)开吹打不着火时，将枪位比正常开吹枪位稍提高2030cm，20秒后还打不着火，要立刻提枪摇炉倒渣后，再开氧打火。注意摇炉前应当检查枪头是否吃漏及漏点大小后方可摇炉倒渣、打火。渣子要尽量多倒些，打火时间不能过长，造成表面炉渣温度过高，一旦打着容易造成爆喷或吃枪事故。造成打不着火的原因主要有：、留渣较多，、渣钢较多，渣土较多。,B、过程枪位的控制过程枪位控制的原则是均匀升温，化好渣。怎样才能满足这两个要求，必须要做到加料数量
13、及时机与枪位调整配合好，要做到这两点不但要有操作经验，而且要精心观察炉口火焰。提示：(1)过程枪位偏高时，炉口火焰发软无力，容易化渣，时间较长，温度升高后，易造成大喷，因此吊枪时间要适中，渣子化好后及时降枪（有时后期出现小喷现象，也是由于枪位偏高造成的，应当及时采取降低枪位处理）。(2)过程枪位偏低时，炉口火焰冲，有渣粒溅出，炉内伴有“吱啦、吱啦”的声响，表明“返干”现象比较严重，有时还造成粘枪、吃枪事故。出现以上两种情况，抓紧组织下炉测量液面。,C、终点枪位的控制主要目的是均匀钢水成份和温度，稳定火焰，便于终点的判断，同时降低渣中TFe的含量，保证溅渣效果。由于过程枪位控制不当或过程渣较差，
14、导致终点枪位不能及时的按要求控制，因此，要控制好终点枪位，必须保证冶炼中期的效果。提示：在拉碳前1.5分钟，就应当逐渐压枪，也不要压的过急，幅度过大，可以30秒压一次，分3次压到最低枪位（保证最后压枪时间30秒）。思考题：1、什么是供氧强度，确定供氧强度的依据是什么？ 2、转炉炼钢中氧枪枪位对熔池搅动、渣中TFe含量、熔池温度有什么影响？,三、 造渣制度,造渣制度就是要确定合适的造渣方法、渣量的加入数量和时间以及如何加速成渣。转炉炼钢造渣的目的是：去除P、S，减少喷溅，保护炉衬，减少终点氧含量。（一）造渣方法根据铁水成份及冶炼钢种来确定造渣方法。造渣方法有单渣法、双渣法、留渣法。1、单渣操作单
15、渣法是指冶炼过程只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到终点。当铁水Si、P、S含量较低或者钢种对P、S要求不是太低的，一般都采用单渣操作，脱P效率在90%左右，脱S效率在20%左右。,2、双渣操作双渣法是在冶炼过程中倒出一部分或全部熔渣，然后加入渣料重新造渣。当铁水Si、P、S含量较高（Si1.20%、P0.30%、S0.07%），其中有一种元素含量高，都可以采用双渣操作。提示：(1)当铁水Si高或P高，应在头批料基本熔化后（也就是吹炼至4分钟左右），倒出炉渣比较合适。目的是因为渣量大，防止喷溅，再就是前期渣碱度较低，含有较高的（P2O5）、（SiO2）氧化物，可以倒掉一部分（P2O5）、（Si
16、O2）氧化物，才能使去P效果明显。2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaOP2O5)+5Fe 放热(2)当铁水S高时，可在拉碳前3分钟，倒掉部分熔渣，或者采取高拉补吹方法（实际高拉补吹也是一种变相的双渣操作）。,3、留渣操作留渣操作就是将上炉终点熔渣的一部分或全部留给下炉使用。留渣操作有利于去除P、S（初期渣碱度高），保护炉衬，节省石灰。提示：留渣操作易造成打火困难或者过程控制不当造成大喷。,（二）渣料加入量的确定1、石灰加入量的确定石灰加入量是根据铁水Si、P含量及炉渣碱度来确定。铁水P含量（P 0.30%）时，不考虑。废钢中Si含量高时，应计算补加石灰量。采用烧结矿冷却时，应根据烧结矿加入量及成份补加石灰。铁水P含量大于0.30%时，可按下式：石灰加入量(kg/t)=(2.14铁水Si+2.29铁水P)/CaO有效R1000,
