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1、第十一章第十一章转转 炉系统炉系统 用用 耐耐 火火 材材 料料PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 目目 录录一、转炉的工作原理一、转炉的工作原理二、转炉的结构组成图二、转炉的结构组成图三、转炉冶炼工艺三、转炉冶炼工艺四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺五、转炉的砌筑、损毁与维护五、转炉的砌筑、损毁与维护六、转炉的应用与发展六、转炉的应用与发展PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、转炉工作原理一、转炉工作原理转炉炼钢法是将主要原料铁水、废钢等装入炉内，转炉炼钢法是将主要原料铁水、废钢等装入炉内，加上生石灰、石
2、灰石、萤石以及氧化铁皮等辅助加上生石灰、石灰石、萤石以及氧化铁皮等辅助原料，从炉口用氧枪吹入高压、高纯度（含原料，从炉口用氧枪吹入高压、高纯度（含 O O2 2为为99.5 99.5 以上）氧气进行冶炼。以上）氧气进行冶炼。转炉炼钢法使用的氧化剂为氧气（另外还有：铁转炉炼钢法使用的氧化剂为氧气（另外还有：铁矿石、氧化铁皮），把氧气鼓入熔融的生铁里，矿石、氧化铁皮），把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含的热量（含1%1%的硅可使生铁的温度升高的硅可使生铁的温度升高200200），），可使炉内达到足够高的温度，因此转
3、炉炼钢不需可使炉内达到足够高的温度，因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。要另外使用燃料。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 、冶炼过程、冶炼过程开始转炉处于水开始转炉处于水平状态，平状态， 向炉内向炉内 注入注入 1300 1300 的液的液态态 生铁，生铁， 并并 加入加入 一定量的生石灰，然后一定量的生石灰，然后 鼓入氧气并转鼓入氧气并转动动 转炉使转炉使 其直立起来。这时液态其直立起来。这时液态 生铁表面表面剧烈的生铁表面表面剧烈的反应反应 ，使铁、硅、锰氧化（，使铁、硅、锰氧化（FeO FeO ，SiOSiO2 2 ， MnO MnO ）生）生 成成炉炉 渣渣 ，
4、 利利 用熔化的钢铁用熔化的钢铁 和和 熔渣的熔渣的 对流作对流作 用，使用，使 反应遍反应遍及及 整个整个 炉内。几分钟后炉内。几分钟后 ， 当钢液当钢液 里只剩下少量的硅与里只剩下少量的硅与锰锰 时时 ， 碳碳 （C C ）开始氧化，生）开始氧化，生 成成CO CO （放热）使钢（放热）使钢 液剧液剧烈沸腾烈沸腾 。炉口由于。炉口由于 溢出的溢出的CO CO 的燃烧而的燃烧而 出现巨出现巨 大的火大的火焰焰 ， 最后磷也发生氧化并最后磷也发生氧化并 进一步进一步 生成磷酸亚铁生成磷酸亚铁(Fe (Fe 3 3 (PO4) (PO4) 2 2 ) ) ，磷酸亚铁，磷酸亚铁 再跟生石灰反应生成
5、稳定的再跟生石灰反应生成稳定的 磷磷酸钙和硫酸钙和硫 化化 钙，一起成为炉渣。钙，一起成为炉渣。 当磷与硫逐渐减少，当磷与硫逐渐减少，火焰减小火焰减小 ，炉口出，炉口出 现四现四 氧化三铁的褐色蒸汽时氧化三铁的褐色蒸汽时 ，表明，表明钢钢 已已 炼炼 成成 。 这时应立即停止鼓风这时应立即停止鼓风 ，并把转炉转到水平，并把转炉转到水平位置位置 ，把钢水倾至，把钢水倾至 钢包内，再加钢包内，再加 脱氧剂进行脱脱氧剂进行脱 氧。氧。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、转炉结构图二、转炉结构图PDF 文件使用
6、 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 、 转转 炉炉 用用 原原 料料 金属金属 料：料：铁水、废钢、合金钢铁水、废钢、合金钢 非金属非金属 料料 : : 造渣剂（石灰石、萤石、铁矿造渣剂（石灰石、萤石、铁矿石）石） ；冷；冷 却却 剂（废钢、剂（废钢、 铁矿石、氧化铁、铁矿石、氧化铁、烧烧 结矿、结矿、 球团矿）球团矿） ；增碳；增碳 剂剂 和燃料（焦炭和燃料（焦炭 、石石 墨籽墨籽 、 煤块）煤块） 氧化剂氧化剂 ：氧氧气、氧化铁皮、铁矿石气、氧化铁皮、铁矿石萤石萤石 又又 可可 作作 为为 促促 进熔解进熔解 的助溶的助溶 剂，石灰石剂，石灰石又又 可以可以 作作 为为 冷却
7、剂冷却剂PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 3 、转炉的分、转炉的分 类类 氧气氧气 顶吹顶吹转炉：氧气从炉转炉：氧气从炉顶吹入，也叫顶吹入，也叫LDLD炉、炉、BOF BOF 炉、炉、 BOP BOP 炉。炉。 底底 吹转吹转炉：氧气从炉炉：氧气从炉底吹入，也叫底吹入，也叫OBM OBM 、 Q- Q-BOP BOP 。 顶底复吹转炉：氧气从炉顶底复吹转炉：氧气从炉顶吹入的同时从炉顶吹入的同时从炉 底吹底吹入入 惰性气体，比如氩惰性气体，比如氩气、氮气等。也叫气、氮气等。也叫LD- Q-BOP 。 侧侧 吹转吹转炉炉PDF 文件使用 pdfFactory Pro
8、 试用版本创建 （ 1 1 ）氧气顶）氧气顶 吹转炉吹转炉PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 LD/ BOF/ BOPPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （ 2 2 ） 底底 吹转炉吹转炉OBM/ Q-BOPPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （ 3 3 ） 顶底复顶底复 合吹转炉合吹转炉LD- Q- BOPPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （ 4 4 ） 侧侧 吹转炉吹转炉PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 三、转炉冶炼工艺三、转炉冶炼工艺1 1 、 装装 料料
9、2 2 、 供供 氧氧3 3 、 造造 渣渣4 4 、温度及、温度及 终点终点控制控制5 5 、 脱脱 氧及氧及 合金合金 化化PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 1 、装料、装料 制度制度1 1 、对使用废钢的转炉，一般先装入废钢再兑入铁水。、对使用废钢的转炉，一般先装入废钢再兑入铁水。先先 加入洁净的轻废钢再加入中加入洁净的轻废钢再加入中型和重型废钢。为型和重型废钢。为保护保护 炉衬不被废钢撞伤，过重的废钢可以等铁水炉衬不被废钢撞伤，过重的废钢可以等铁水兑兑 入入 后再加入。为防止炉衬受急冷急热在加入废后再加入。为防止炉衬受急冷急热在加入废钢钢 后应立即兑入铁
10、水，后应立即兑入铁水，2 2 、装入量是指炼一炉钢是铁水、装入量是指炼一炉钢是铁水和废钢的加入量，铁和废钢的加入量，铁水水 和和 废钢的比例是根据热平衡计算决定的，废钢的比例是根据热平衡计算决定的， 通常通常铁水铁水 比例为比例为70-90%70-90%， 它取决于铁水温度与成分、它取决于铁水温度与成分、炉炉 容比、钢种。容比、钢种。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 2 、 供供 氧氧 制度制度供供 氧主要是氧主要是 保证保证 杂质去除速度、熔池杂质去除速度、熔池 升升温温 速速 度、度、 造渣制度、控制喷溅去除钢水中造渣制度、控制喷溅去除钢水中气气 体体 与与
11、 夹夹 杂杂 物的操物的操 作。作。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 供供 氧氧 设备设备 氧枪氧枪1 1 、 喷头喷头拉瓦耳型拉瓦耳型（P P 出出/P/P进进时形时形成超音速射成超音速射流流 ）、）、 直直 筒型、螺旋筒型、螺旋型型2 2 、枪身、枪身3 3 、 尾部尾部结构结构PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 3 、 造渣造渣 制度制度1 1 、前期（、前期（早期铁水中早期铁水中Si Si ，Mn Mn ，FeFe的氧化的氧化 产产 物物 ）2 2 、中、中 期期 （中期（中期 炉温升高，石灰进炉温升高，石灰进 一步融化，一步融
12、化，脱碳反应脱碳反应 使使 渣中渣中FeOFeO含量降低含量降低 容容 易出易出 现现 “ “返返干干” ” 现现 象象 ）3 3 、 末末 期期 （ 后期后期 脱碳速脱碳速 率下降率下降 FeO FeO 含量含量 增增 加加 乳乳化化 和和 泡沫泡沫 现现 象减弱象减弱 ）PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 四、转炉使用耐材理化指标及生四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺产工艺 转炉使用的转炉使用的 耐火材耐火材 料有：料有：1 1 、 永久层永久层 ：高纯：高纯 镁砖镁砖 ；2 2 、 工工 作作 层层 ：镁：镁 碳砖；碳砖；3 3 、 挡挡 渣渣 球球 、挡、挡
13、渣杆、渣杆、 挡渣锥挡渣锥 ；4 4 、 整整 体体 出钢口出钢口 ；5 5 、转炉用、转炉用 透气透气 砖；砖；6 6 、 镁镁 质质 喷喷 补料补料 ；PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （1 ） 镁镁 碳碳 砖采用高砖采用高纯、高纯、高致密或大结晶镁砂和高纯石致密或大结晶镁砂和高纯石墨墨 为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂脂 为为 结合剂，经高压成型工结合剂，经高压成型工艺生产。艺生产。 均均 质质 挡渣球外挡渣球外形为形为带沟槽球形结构。产品选用优带沟槽球形结构。产品选用优质高质高 铝为主要原料，低水泥铝为主要原
14、料，低水泥+ +微粉为结合剂，添微粉为结合剂，添加铁屑预混合从而达到挡加铁屑预混合从而达到挡 渣球所需要的体积密度，渣球所需要的体积密度，再再 将将 安装好的模具置于振动台上，从安装好的模具置于振动台上，从 预先留出的预先留出的加料口灌入混合好的浇注料，边振动边加料加料口灌入混合好的浇注料，边振动边加料 直至直至振振 动动 密实。密实。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 转炉出钢口转炉出钢口 采用高纯电熔采用高纯电熔 镁砂或镁砂或 大结晶镁大结晶镁砂砂 ，配以高纯石墨，配以高纯石墨 ，添加，添加 独特的抗独特的抗 氧化剂，氧化剂，以以 酚醛树脂酚醛树脂 为结合为结合
15、剂，剂， 通通 过等静过等静 压（整压（整 体体出钢口）出钢口） 或机压（或机压（ 分体出钢口）分体出钢口） 成型。成型。 具具有有 良好的良好的 抗氧化抗氧化 性性 、强度高、抗侵蚀性好、强度高、抗侵蚀性好 、易更换易更换 、 寿命高等寿命高等 特点。特点。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 整体出钢口PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 整整 体体 出钢口生出钢口生 产工艺产工艺配配 料料 预预混混造粒造粒流动流动 均混均混过筛过筛困困料料 干燥干燥 成型成型 加工加工检查检查 包装包装加料加料 顺序顺序 为为 先加镁砂骨料，再加先加镁砂骨
16、料，再加 树脂，树脂， 均匀均匀混混合后合后 ，加石，加石 墨，最后加入墨，最后加入 细粉。细粉。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 对对 挡挡 渣球的要渣球的要 求求1 1 、 挡渣挡渣球的密度要介球的密度要介于钢液与熔渣之间，一般在于钢液与熔渣之间，一般在之间，浸入钢液的深度为球的之间，浸入钢液的深度为球的1/3 1/3 左左右右 ， 保证钢水流尽而又能挡住炉渣。保证钢水流尽而又能挡住炉渣。2 2 、 投球的位置投球的位置: :出钢口的出钢口的 正上方正上方 。3 3 、 投球的时间投球的时间: :在出钢在出钢1/2-3/4 1/2-3/4 时时 将球翻入熔池（大
17、将球翻入熔池（大概概 出钢结束前出钢结束前1min1min左右），这时出钢口内侧应形左右），这时出钢口内侧应形成一定成一定 的喇叭状，才便于在出钢口上方形成旋涡，的喇叭状，才便于在出钢口上方形成旋涡，而而 把把 球吸引到位。过早，会使挡渣球在炉内等待球吸引到位。过早，会使挡渣球在炉内等待时时 间间 过长而损坏，或表面变形而影响过长而损坏，或表面变形而影响 挡渣效果。挡渣效果。过晚，挡渣球来不及到达挡渣位置钢液就流完了过晚，挡渣球来不及到达挡渣位置钢液就流完了 。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 出钢出钢 带渣的原因带渣的原因1 1 、出钢过程中，、出钢过程中， 渣由
18、渣由 出钢口出钢口 涌出涌出 ；2 2 、出钢、出钢 快快 结束结束 时，钢时，钢 流紊动流紊动 将渣将渣 吸吸 入；入；3 3 、炉、炉 子子 出出 完钢以完钢以 后，后， 尚未摇回原尚未摇回原 位位 之前之前 渣渣 子子流流 出出 ；PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 挡挡 渣渣 球球 、挡渣杆、挡渣杆生产工艺流程生产工艺流程领料与配料领料与配料烘烘 干干包包 装装搅搅 料料成成 型型模具的领用与安装模具的领用与安装脱脱 模模入入 库库PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF
19、 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项目项目PN-MT10APN-MT10BPN-MT18APN-MT14APN-MT14B化学成份化学成份（%）；）；MgO8078727674C1010181414显气孔率（显气孔率（%）；）；45345体积密度体积密度3（g/cm ）；）；2.952.902.92.952.90常温耐压常温耐压（MPa） ；4035404035高温抗折高温抗折（140030min）（MPa）；）； 8610128（ 2 2 ）转）转炉用各种耐火材料指标炉用各种耐火材料指标镁碳砖主要理化指标：镁
20、碳砖主要理化指标：PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项项 目目PN-DZ3.0PN-DZQ-4SiO2 + Fe2O3 （%70603体积密（体积密（g/cm ）44.0抗折强（抗折强（MPa）55耐压强（耐压强（MPa）1515挡挡 渣渣 球球 系列理化系列理化指标指标PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项项 目目PN-DZS-FPN-DZQ-4化学成（化学成（%）；）；SiO23060体积密度体积密度3（ g/cm ） 11016h3.24.0抗折强度抗折强度（MPa）；）； 11016h45耐压强度耐压强度（MPa）；）；11016h
21、3015线变化率（线变化率（%） 11016h0.40.2挡挡 渣渣 塞塞 主要主要 理化指理化指 标标PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项项 目目PN-G1化学成份（化学成份（%）Al2O3；78Al O +MgO+CaO2 33体积密度（体积密度（g/cm ）11016h2.6抗折强度（抗折强度（MPa）11016h6耐压强度（耐压强度（MPa）11016h40线变化率（线变化率（%）11016h0.2挡挡 渣渣 杆杆 主要理化主要理化指标指标PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项目项目分体出钢口分体出钢口整体出钢口整体出钢口牌号牌号P
22、N-10APN-14APN-10APN-14AMgO（）（）80788078C（）（）10141014显气孔率（）显气孔率（）4.04.05.05.03体积密度（体积密度（g/cm ）2.952.952.902.90耐压强度（耐压强度（Mpa）40403835高温抗折强度高温抗折强度(Mpa)（14000.5h）1012610出钢口出钢口 理化指标理化指标PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 项目项目PNZLAPNZLB化学成分（）化学成分（）MgO；8075Cr2O32Al2O3；3.0体积密度体积密度3（g/cm ）；）；11024h2.42.415003h2.52
23、.5抗折强度抗折强度（MPa）；）；11024h4.04.015003h8.010耐压强度耐压强度（MPa）；）；11024h121215003h2025施工参考加水量（施工参考加水量（%）111111最高使用温度（最高使用温度（）1750镁镁 质质 喷喷 补料理化补料理化指标指标PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 五、转炉的砌筑五、转炉的砌筑（ 1 1 ） 准准 备备 工作工作（ 2 2 ）炉）炉 底底 砌筑砌筑（ 3 3 ）炉）炉 身身 砌筑砌筑（ 4 4 ） 炉炉 帽帽（ 5 5 ） 出出 钢钢 口口PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建
24、PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 六、转炉的损毁及维护六、转炉的损毁及维护 炉炉 衬衬 的的 损毁损毁 炉炉 帽帽 的的 损毁损毁 出钢口的出钢口的 损毁损毁 挡挡 渣渣 球球 的的 损毁损毁PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 化学腐蚀化学腐蚀热应力热应力机械力机械力123PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 1 、炉、炉 衬的衬的损毁机理损毁机理兑兑 入铁水、加入废钢入铁水、加入废钢时对时对 炉衬的炉衬的 冲刷及冲刷及 机机械磨损械磨损 。冶炼过程中，钢水、炉渣冶炼过程中，钢水、炉渣 以及炉气对炉以及炉气对炉
25、衬衬的的 机机 械冲刷械冲刷 。炉炉 衬衬 的的 脱碳脱碳FeO + C = CO + Fe FeO + C = CO + Fe 炉炉 渣渣O O 2 2 + 2C = 2CO+ 2C = 2COPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 2 、炉、炉 帽的帽的损毁损毁 高温炉气高温炉气 冲刷冲刷 喷溅物喷溅物 外外 力力 撞撞 击击PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 3 、出钢口的、出钢口的 损毁损毁 吹炼吹炼 时时 ， 碳碳 化反应化反应 C + O C + O 2 2COCO 出钢出钢 时时 ，高温铁水，高温铁水 冲刷冲刷 在在 交替交
26、替 的出钢和吹炼过程中，温度剧烈的出钢和吹炼过程中，温度剧烈 变变化，化， 对对 耐耐 火火 材料进行热材料进行热 冲击。冲击。 周围填缝周围填缝 料料 对出钢口的对出钢口的 影响影响PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 4 4 、转炉的、转炉的 维护维护 炉炉 帽维帽维护：焊接伞护：焊接伞状挡渣板，水冷设备；向状挡渣板，水冷设备；向 镁碳镁碳砖砖 中中 添加添加Al Al 粉粉 、MgMg粉、粉、 Si Si 粉粉 、Al-Si Al-Si 、Al-MgAl-Mg合金以合金以及及 氮氮 化物、硼化物、碳化物等易氧化化物、硼化物、碳化物等易氧化 物质。物质。 它们它们能
27、能 优优 先与先与O O 发生发生 反应，生成碳化物或氧化物，填反应，生成碳化物或氧化物，填充充 或或 堵塞气孔并随之产生体积膨胀，使砖体致密堵塞气孔并随之产生体积膨胀，使砖体致密化，从而提高了镁碳砖的抗氧化性。化，从而提高了镁碳砖的抗氧化性。 炉炉 衬衬 维护：溅维护：溅渣护炉，热喷补；渣护炉，热喷补； 出钢口维护：出钢挡渣，热修补；出钢口维护：出钢挡渣，热修补；PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 溅溅 渣渣 护护 炉炉所所 谓谓 转炉转炉 溅溅 渣护渣护 炉技术炉技术 ，就是在出钢，就是在出钢 后后留留 下下 部部 分分 终终 渣，将渣，将 粘度和成分调粘度和成分
28、调 整到合整到合 适适范围范围 ， 通通 过过 喷吹高喷吹高 速、高压氮气，把炉速、高压氮气，把炉 渣渣吹吹 溅溅 到到 炉炉 膛膛 内内 壁壁 的的 耐耐 火材火材 料上，炉渣盖住料上，炉渣盖住耐耐 火火 材材 料，料， 经过冷经过冷 却、凝固形成一定厚却、凝固形成一定厚 度度的的 固固 态态 炉炉 渣渣 保护保护 层层 ，从，从 而而 达到保护炉衬达到保护炉衬 并并延延 长长 炉炉 衬衬 寿命的目寿命的目 的。的。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 溅渣溅渣/N2冲刷挂渣冲刷挂渣喷溅挂渣喷溅挂渣PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 热热 喷
29、喷 补补PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 喷喷 补机补机影响影响 喷补效果的因素：喷补效果的因素：1 1 、 结合结合剂的数量剂的数量2 2 、 喷补喷补时的用水量时的用水量3 3 、 喷补喷补距离距离4 4 、 喷补喷补料颗粒选择料颗粒选择PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 谢谢！PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 今天很残酷，明天更残酷，但今天很残酷，明天更残酷，但后天很美好，绝大部分人死在明天后天很美好，绝大部分人死在明天晚上，只有真正的英雄才能见到明晚上，只有真正的英雄才能见到明天的太阳。天的太阳。- - 马云马云与你共勉与你共勉PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建
