1、會計學1GOR轉爐煉鋼轉爐煉鋼轉爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢轉爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢轉爐冶煉五大制度轉爐冶煉五大制度煉鋼原料煉鋼原料轉爐煉鋼原理、工藝流程及設備轉爐煉鋼原理、工藝流程及設備目錄第1頁/共48頁第2頁/共48頁第3頁/共48頁2）錳（錳（Mn） 錳是發(fā)熱元素錳是發(fā)熱元素，鐵水中，鐵水中Mn氧化后形成的氧化后形成的MnO能有效能有效促進石灰溶解促進石灰溶解，加快成加快成渣渣，減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。，減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。 同時鐵水含同時鐵水含MnMn高，終點鋼中余錳高，從而可以減少合金化時所需的錳鐵合金，有利提高鋼水純凈度。高，終點鋼中余錳高，從而可以減少合金化時所需的錳鐵合

2、金，有利提高鋼水純凈度。 轉爐用鐵水對錳與硅比值要求為轉爐用鐵水對錳與硅比值要求為0.8-1.00.8-1.0，目前使用較多的為低錳鐵水，錳的含量為目前使用較多的為低錳鐵水，錳的含量為0.20%-0.80%0.20%-0.80%第4頁/共48頁第5頁/共48頁第6頁/共48頁第7頁/共48頁第8頁/共48頁放，放，以免造成冶煉困難以免造成冶煉困難，產生產生熔煉廢品或造成貴重合金元素熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費的浪費。第9頁/共48頁第10頁/共48頁第11頁/共48頁（3 3）白云石）白云石 白云石的主要成分白云石的主要成分CaCO3.MgCO3CaCO3.MgCO3。經(jīng)焙燒可成為。經(jīng)焙燒

3、可成為輕燒白云石，其主要成分為輕燒白云石，其主要成分為CaO.MgOCaO.MgO。 轉爐采用轉爐采用生白云石或輕燒白云石生白云石或輕燒白云石代替部分石灰造代替部分石灰造渣?？蓽p輕爐渣對爐襯的侵蝕，渣。可減輕爐渣對爐襯的侵蝕，提高爐襯壽命提高爐襯壽命具有具有明顯效果明顯效果第12頁/共48頁第13頁/共48頁第14頁/共48頁第15頁/共48頁二、二、GOR轉爐冶煉五大制度轉爐冶煉五大制度1. 裝料制度裝料制度2. 供氧制度供氧制度3. 造渣制度造渣制度4. 溫度制度溫度制度5. 終點控制及合金化制度終點控制及合金化制度第16頁/共48頁(1)(1)、裝料次序、裝料次序 對使用廢鋼的轉爐，一般

4、先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼對使用廢鋼的轉爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼，再加入中型和重型廢鋼，以保護爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而，再加入中型和重型廢鋼，以保護爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。且過重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。 為了防止爐襯過分急冷，裝完廢鋼后，應立即兌入鐵水。為了防止爐襯過分急冷，裝完廢鋼后，應立即兌入鐵水。（2 2）裝入量）裝入量 裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉爐產量、爐齡及其他技術經(jīng)濟指標的主要因素定轉爐產量、爐齡及其他技術經(jīng)濟指標的主要因素之一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是

5、根據(jù)熱平衡計算之一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是根據(jù)熱平衡計算確定。通常，鐵水配比為確定。通常，鐵水配比為70%-90%.70%-90%.1.1.裝料制度裝料制度第17頁/共48頁第18頁/共48頁第19頁/共48頁4 4.溫度制度溫度制度 在吹煉一爐鋼的過程中，需要正確控制在吹煉一爐鋼的過程中，需要正確控制溫度。溫度制度主要是指煉鋼過程溫度溫度。溫度制度主要是指煉鋼過程溫度控制和終點溫度控制?？刂坪徒K點溫度控制。第20頁/共48頁1、 終點終點 熔池中熔池中金屬的成分和溫度達到所煉鋼種要求金屬的成分和溫度達到所煉鋼種要求時，時，稱為終點。稱為終點。2 、終點的條件、終點的條件吹煉到達終點的具體條

6、件是吹煉到達終點的具體條件是：鋼中碳達到所煉鋼種要求的控制范圍；鋼中碳達到所煉鋼種要求的控制范圍；鋼中鋼中S、P低于規(guī)定下限要求一定范圍；低于規(guī)定下限要求一定范圍；出鋼溫度保證能順利進行精煉和澆鑄；出鋼溫度保證能順利進行精煉和澆鑄；達到鋼種要求控制的氧含量。達到鋼種要求控制的氧含量。3、終點控制、終點控制終點控制是轉爐吹煉末期的重要操作。終點控制主終點控制是轉爐吹煉末期的重要操作。終點控制主要是指要是指終點溫度和成分終點溫度和成分的控制。的控制。 5. 5.終點控制終點控制 第21頁/共48頁脫氧：向鋼液加入某些脫氧：向鋼液加入某些脫氧元素脫氧元素，脫除其中多余氧的操作。，脫除其中多余氧的操作

7、。合金化：加入一種或幾種合金化：加入一種或幾種合金元素合金元素，使其在鋼中的含量達到鋼種規(guī)格，使其在鋼中的含量達到鋼種規(guī)格要求的操作。要求的操作。區(qū)別：合金元素的價格通常較高，希望盡量少氧化；脫氧元素則比較區(qū)別：合金元素的價格通常較高，希望盡量少氧化；脫氧元素則比較便宜，先加入，讓其充分脫氧以免后加入的合金元素氧化。便宜，先加入，讓其充分脫氧以免后加入的合金元素氧化。聯(lián)系：二者都是向鋼液加入鐵合金，同時加入鋼液的脫氧劑必然會有聯(lián)系：二者都是向鋼液加入鐵合金，同時加入鋼液的脫氧劑必然會有部分溶于鋼液而起合金化的作用，如使用部分溶于鋼液而起合金化的作用，如使用Fe-SiFe-Si、Fe-MnFe-

8、Mn脫氧的同時調整脫氧的同時調整鋼液的硅錳含量；加入鋼液的合金元素，因其與氧的親和力大于鐵也勢鋼液的硅錳含量；加入鋼液的合金元素，因其與氧的親和力大于鐵也勢必有一部分被氧化而起脫氧作用。必有一部分被氧化而起脫氧作用。轉爐的脫氧與合金化的操作常常是同轉爐的脫氧與合金化的操作常常是同時進行的。時進行的。脫氧及合金化脫氧及合金化第22頁/共48頁三、頂吹三、頂吹轉爐煉鋼原理、工藝流程及設備轉爐煉鋼原理、工藝流程及設備1 1、原理：、原理： 轉爐煉鋼法轉爐煉鋼法同其同其他煉鋼法主要區(qū)別在他煉鋼法主要區(qū)別在于于不借助外加能源不借助外加能源，僅靠吹入熔池的空氣僅靠吹入熔池的空氣或氧氣與生鐵水中各或氧氣與生

9、鐵水中各種元素的種元素的放熱氧化反放熱氧化反應應完成脫碳和脫除雜完成脫碳和脫除雜質的任務，并將鋼液質的任務，并將鋼液加熱到出鋼（加熱到出鋼（16001600或更高）溫度?；蚋撸囟?。第23頁/共48頁2、氧氣頂吹轉爐工藝流程、氧氣頂吹轉爐工藝流程歸納為：歸納為：“四脫四脫”（碳、（碳、氧、磷和硫）氧、磷和硫）“二去二去”（去（去氣和去夾雜）氣和去夾雜）“二調整二調整”（成分和溫度）（成分和溫度）采用的主要采用的主要技技術手段術手段為：供為：供氧，造渣，升氧，造渣，升溫，加脫氧劑溫，加脫氧劑和合金化操作。和合金化操作。 第24頁/共48頁l上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設備上爐出鋼、倒渣，檢查

10、爐襯和傾動設備等并進行必要的修補和修理；等并進行必要的修補和修理；l傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；垂直位置）；l降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；后噴出暗紅的火焰；35min后硅錳氧接后硅錳氧接近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）聲減弱）l35min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進行

11、鋼中碳逐漸降低，約（隨吹煉進行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；后火焰微弱，停吹）；l倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼；出鋼；l出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進行脫氧合金化。中）進行脫氧合金化。頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程第25頁/共48頁u氧化氧化 當空氣或氧氣吹入鐵水時，生鐵中易氧化元素就開始氧化當空氣或氧氣吹入鐵水時，生鐵中易氧化元素就開始氧化, ,產生的氧化物和加入的石灰形成爐渣。各項元素按其與氧結合能力的順序依次氧化。首先氧化的是硅、錳和少量的鐵。開始時因溫度低

12、產生的氧化物和加入的石灰形成爐渣。各項元素按其與氧結合能力的順序依次氧化。首先氧化的是硅、錳和少量的鐵。開始時因溫度低(1200(12001300)1300)，而且石灰溶解很慢，組成低氧化鈣的鐵，而且石灰溶解很慢，組成低氧化鈣的鐵- -錳錳- -硅酸渣。隨著溫度升高，碳開始激烈地進行氧化。隨石灰逐漸溶解，爐渣轉變?yōu)楣杷徕}渣或磷酸鈣渣硅酸渣。隨著溫度升高，碳開始激烈地進行氧化。隨石灰逐漸溶解，爐渣轉變?yōu)楣杷徕}渣或磷酸鈣渣, ,磷和硫亦被脫除磷和硫亦被脫除, ,熔池鐵液中各種元素氧化的先后順序為熔池鐵液中各種元素氧化的先后順序為硅、釩、錳、鉻硅、釩、錳、鉻。碳隨著溫度的提高而分別先于有關元素。碳隨

13、著溫度的提高而分別先于有關元素。u脫氧脫氧 轉爐吹煉終了時，鋼液中存在著少量過剩的溶解氧，一般為轉爐吹煉終了時，鋼液中存在著少量過剩的溶解氧，一般為0.010.010.080.08。其含量主要取決于終點鋼水的碳含量。但在固體鋼中氧的溶解度很低。其含量主要取決于終點鋼水的碳含量。但在固體鋼中氧的溶解度很低, ,僅為僅為0.0020.0020.0030.003, ,因此在澆鑄后的鋼水凝固過程中，氧便以因此在澆鑄后的鋼水凝固過程中，氧便以FeOFeO形式析出形式析出, ,影響鋼的質量。所以影響鋼的質量。所以, ,要煉成合格的鋼要煉成合格的鋼, ,就必須脫氧。就必須脫氧。脫氧脫氧是將與氧親和力較大的元

14、素及其合金作為脫氧劑加入鋼液中，利用脫氧產物不溶于鋼液而析出上浮脫離鋼液的原理是將與氧親和力較大的元素及其合金作為脫氧劑加入鋼液中，利用脫氧產物不溶于鋼液而析出上浮脫離鋼液的原理, ,使鋼中的含氧量降到規(guī)定限度之下。在生產中常用的脫氧元素錳、硅、鋁使鋼中的含氧量降到規(guī)定限度之下。在生產中常用的脫氧元素錳、硅、鋁, ,它們的脫氧能力依次遞增。為提高脫氧效率它們的脫氧能力依次遞增。為提高脫氧效率, ,使脫氧產物易于形成大顆粒排出，脫氧劑的加入一般應采用由弱到強的順序，即先加錳鐵，再加硅鐵，最后加鋁（或鋁鐵）。使脫氧產物易于形成大顆粒排出，脫氧劑的加入一般應采用由弱到強的順序，即先加錳鐵，再加硅鐵，

15、最后加鋁（或鋁鐵）。第26頁/共48頁3、轉爐煉鋼主要工藝設備簡介、轉爐煉鋼主要工藝設備簡介（1 1）轉爐轉爐 爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉爐爐體用鋼板制成，爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，呈圓筒形，內襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。（2 2）鋼包精煉爐鋼包精煉爐 用電弧爐熔化爐料，然后將鋼液傾入鋼包精煉爐中，用氬氣進行用電弧爐熔化爐料，然后將鋼液傾入鋼包精煉爐中，用氬氣進行吹煉，能有效地清除鋼

16、液中的氣體和夾雜物，提高鋼液的質量。在鋼包吹煉，能有效地清除鋼液中的氣體和夾雜物，提高鋼液的質量。在鋼包精煉爐基礎上發(fā)展起來的精煉爐基礎上發(fā)展起來的氬氧脫碳（氬氧脫碳（AOD）法）法和和真空氬氧脫碳（真空氬氧脫碳（VOD）法法是冶煉高純凈度鋼液，特別是低碳的高純凈度鋼液的先進方法，特別是冶煉高純凈度鋼液，特別是低碳的高純凈度鋼液的先進方法，特別適用于生產高強度鋼、超高強度鋼等鋼種。適用于生產高強度鋼、超高強度鋼等鋼種。 第27頁/共48頁第28頁/共48頁AOD精煉爐精煉爐:AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據(jù)

17、容量有爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水等。裝備水平也由半自動控制發(fā)展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。平也由半自動控制發(fā)展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。VOD精煉爐精煉爐:VOD即真空氬氧脫碳精煉爐是在真空狀態(tài)下進行吹氧脫碳的爐外即真空氬氧脫碳精煉爐是在真空狀態(tài)下進行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整。氧脫碳、脫硫、

18、脫氣、溫度調整、化學元素調整。 有三個階段：有三個階段：1.1.吹氧吹氧階段階段 2.2.吹氬吹氬- -氧混合氣體氧混合氣體階段階段 3.3.吹氬吹氬階段階段第29頁/共48頁LF精煉爐精煉爐: LF（ladle furnace)直直流鋼包爐是具有加熱流鋼包爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進行的。過底部透氣磚進行的。第30頁/共48頁（3 3）氧槍氧槍 氧槍是轉爐供氧的主要設備，它是由氧槍是轉爐供氧的主要設備，它是由噴頭噴頭、槍身槍身和和尾部結構尾部結構組成。組成。第31頁/共48頁噴頭噴頭 是

19、用導熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮是用導熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮擴張收縮型噴孔，當出口氧壓與進口氧壓之比擴張收縮型噴孔，當出口氧壓與進口氧壓之比p p出出/p/p0 00.5280.528時形成超音速射流。時形成超音速射流。拉瓦爾型噴頭示意圖拉瓦爾型噴頭示意圖槍身槍身 為為3 3根根( (雙流氧槍為雙流氧槍為4 4根根) )同心的無縫鋼管，下端連接

20、噴頭，上頭端和槍尾相連。同心的無縫鋼管，下端連接噴頭，上頭端和槍尾相連。槍尾槍尾 包括供氧、進水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。包括供氧、進水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。第32頁/共48頁傾爐系統(tǒng)：變頻調速傾爐系統(tǒng)：變頻調速( (變頻器變頻器+ +電機電機+ +減速機減速機+ +大齒輪大齒輪) ) 傾爐機構傾爐機構：傾爐機構由軌道、傾爐機構由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構和支座等組成。撐機構和支座等組成。（4）轉爐傾爐系統(tǒng)）轉爐傾爐系統(tǒng)第33頁/共48頁四、頂吹轉爐和四

21、、頂吹轉爐和GORGOR轉爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢轉爐煉鋼的特點及發(fā)展趨勢第34頁/共48頁各種精煉爐的煉鋼效率各種精煉爐的煉鋼效率1- 堿性轉爐煉鋼法，堿性轉爐煉鋼法，2- 純氧頂吹轉爐煉鋼法；純氧頂吹轉爐煉鋼法；3- 氧氣側吹轉爐煉鋼法，氧氣側吹轉爐煉鋼法，4- 平爐（氧氣使用量平爐（氧氣使用量1040Nm3t），）， 5- 電爐，電爐，6- 平爐平爐 與平爐、電爐與平爐、電爐煉鋼法相比，轉爐煉鋼法相比，轉爐煉鋼法具有煉鋼法具有生產率生產率高高等特點。等特點。 頂吹氧氣轉爐頂吹氧氣轉爐煉鋼法的小時產鋼煉鋼法的小時產鋼量為平爐煉鋼法的量為平爐煉鋼法的68倍，是效率極倍，是效率極高的煉鋼方法。高

22、的煉鋼方法。 第35頁/共48頁 純氧頂吹轉爐純氧頂吹轉爐既能煉普通鋼，也能煉既能煉普通鋼，也能煉普通低碳鋼。如首都鋼廠采用這種方法成普通低碳鋼。如首都鋼廠采用這種方法成功地試煉了一百多種鋼材。由于用純氧吹功地試煉了一百多種鋼材。由于用純氧吹煉，鋼中氮、氫等有害氣體含量較低。煉，鋼中氮、氫等有害氣體含量較低。低碳鋼板，軸承鋼低碳鋼板，軸承鋼第36頁/共48頁轉爐煉鋼示意圖第37頁/共48頁 基建投資和生產費用低基建投資和生產費用低 純氧頂吹轉爐的基建純氧頂吹轉爐的基建投資相當于同樣生產量的平爐車間的投資相當于同樣生產量的平爐車間的6070，生產費用也低于平爐。生產費用也低于平爐。鐵水預處理鐵水

23、預處理轉爐吹煉轉爐吹煉爐外精煉爐外精煉連鑄連鑄與連鑄匹與連鑄匹配：配：寶鋼遠景寶鋼遠景第38頁/共48頁各種煉鋼法和氣體含量各種煉鋼法和氣體含量 項目項目煉鋼爐煉鋼爐H，ppmN，ppmpH2pH2O大氣壓大氣壓PCO大氣壓大氣壓PN2大氣壓大氣壓O%堿性平爐堿性平爐3 . 0 7 . 0 (b)3060 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.650.040.07堿性電爐堿性電爐（氧化期）（氧化期）3 . 0 7 . 0 (b)3080 0.20 ，吹蒸汽，吹蒸汽 0.800.040.07酸性平爐酸性平爐3.06.02560 0.15 ，吹空氣，吹空氣 0.700.030.05堿性電爐堿性電爐（還原期）（還原期）c3.10.0 36(a) 61060150 0.04 0.60PCO2 0.02PN2；平衡；平衡0.0040.01氧氣頂吹轉爐氧氣頂吹轉爐1.03.01020 0.0 1000.040.06注：注： （a）普通法，）普通法， （b）礦石法）礦石法第39頁/共48頁第40頁/共48頁第41頁/共48頁第42頁/共48頁 已由單純用轉爐冶已由單純用轉爐冶煉發(fā)展煉發(fā)展:鐵水預處理鐵水預處理轉爐吹煉