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转炉炼钢


转炉炼钢

一、顶吹氧气转炉炼钢特点 ◆生产率高(冶炼时间在 20 分钟以内) ; ◆质量好,可以生产超纯净钢;有害成份 (S、P、N、H、O)<80PPm; ◆冶炼成本低,耐火材料用量比平炉电炉用量低; ◆原材料适应性强,高 P、低 P 都可以; 二、炼钢基本知识 1、钢与生铁的区别 C < 2.11%的 Fe-C 合金为钢; C > 1.2%的钢很少实用; 钢还含 Si、Mn 等合金元素及杂质。 2、炼钢用原材料 (1) 、主要原材料 铁水:占 70%以上,T≥1250℃ ,应尽量保证成分和温度的均匀和稳定。 废钢:必须干燥、清洁、不能有水分、泥沙、油污,耐材等杂质。 不能有密闭容器、 爆炸物、橡胶及有色金属。块度不能过大,Cu≤0.3%,S、P ≤0.10% (2) 、辅助原材 料造渣料:石灰、白云石、镁球、萤石、调质剂等。 冷却剂:冷固球团、铁矿石、球团矿等。 铁合金:锰铁、硅铁、钒铁、硅铝钡、硅钙线等。

其它:氧气、大包覆盖剂、中包覆盖剂、增碳剂、钢水净化剂、焦碳、保护渣、耐火材 料等。 3、炼钢基本原理 通过氧枪向转炉炉内吹入氧气,与熔池中的碳、硅、锰、磷、硫等发生氧化反映,并放 出大量热量,使熔池温度迅速升高,碳氧反应产生的 CO 很 CO2 上浮时,引起熔池的沸腾, 使炉内物料产生强烈搅拌, 从而使有害气体和杂质被炉渣吸附, 从而得到纯净的钢水的目的。 三、炼钢的基本任务: 1、脱碳; 2、脱除磷、硫; 3、升温; 4、脱(氮、氢等)有害气体和夹杂; 5、脱氧合金化; 6、凝固成型 。 四、转炉炼钢工艺过程 1、上炉钢倒完渣后,检查是否需补炉或补出钢眼,确定是否开始为下一炉装料。 2、按要求装入铁水和废钢,摇正炉子。下枪的同时,向炉内加入第一批渣料(石灰、白云 石) ,约占总量的 1/2~2/3,氧枪降至规定枪位高度时,吹炼正式开始。 3、当氧流与熔池液面接触时,C、Si、Mn 开始氧化,称为点火。约 2min 后形成初期渣。随 着温度逐渐升高,火焰亮度增加,并有小铁粒从炉口喷出,此时应降低枪位,开始加入 第二批料。 4、吹炼中期脱碳反应剧烈进行,渣中氧化铁降低,致使炉渣熔点增高和粘度增加,可能出 现“返干”现象,可加入矿石、泥球及萤石调整炉渣的流动性。 5、吹炼末期,脱碳反应减弱,火焰变短而透明,根据冶炼钢种要求,判断停止供氧时间。 倒炉测温、取样。根据分析结果和测温情况决定出钢或补吹时间。 6、出钢过程中,向包内加入铁合金进行脱氧合金化。 7、出钢后,摇正炉子进行溅渣护炉。溅完渣后,将炉渣倒入渣罐。 8、根据钢种要求进行精炼,以均匀钢水成分和温度或进行成分微调。 9、测温、取样后加入覆盖剂,吊往连铸浇铸。 五、转炉炼钢工艺的五大制度 1、装入制度; 2、供氧制度; 3、造渣制度; 4、温度制度; 5、终点控制及脱氧合金化。 顶吹氧气转炉吹炼工艺五大操作制度 1、装料制度 装料是指装铁水及废钢。装入量是由炉容比(V/T,m3/t)决定的。装入量过大,喷溅增加 冶炼时间延长。装入量小生产能力下降,通常炉容比为 0.7-1.05。 大转炉可小些,小转炉可大些。 定量装入 优点:便于稳定操作,自动控制,适合大型转炉。一定的物料量。 缺点:前期熔池深,后期熔池浅,氧枪不易控制。 定深装入 优点:主要是熔池深度不变,氧枪操作稳定 缺点:装入量变化,辅料也变。 分阶段定量装入 分阶段定量装入。1-500 炉,501-2000 炉,2000 炉以上,枪位每天

要校正。交接班看枪位。 废钢量的确定 转炉炼钢不需要外来热源,可实现负能炼钢; 热量来源于: 铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 硅的作用 优点:因发热量大,增大废钢加入量,一般铁水中 Si 增加 0.1%,废钢比增大 1%。 缺点:增大渣量,侵蚀炉衬一般控制在 0.4-0.6%以下。 2、供氧制度 使氧气流股合理的射入熔池,创造良好的物理化学条件。主要设备为氧枪。 喷头结构 将高压低速氧气流转变为低压高速氧气流。 合理的喷枪结构应能使压力能最大限 度的转变为速度能。 氧气流量大小(Nm3/h):装入量,C、Mn、Si 的含量,由物料平衡计算得到,50-65Nm3/h。 氧压(Mpa) 枪位操作 供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间,但太大,喷溅可能性增大,一般 3.0-4.0。

氧枪操作方式
氧枪操作就是调节氧压和枪位。 恒枪变压 :压力控制不稳定,阀门控制不好; 恒压变枪:压力不变,枪位变化。 变枪变压:压力和枪位都变化。 3、造渣制度 炼钢就是炼渣。 单渣法、双渣法、留渣法 主要造渣料为石灰,其次为白云石、还有少量的冷固球团、镁球、调质剂、萤石、铁矿石、 轻烧镁球等 。 主要参数:碱度、各种造渣料加入量、加入时间、渣量 4、温度制度 主要指过程温度和终点温度控制。 热量来源:铁水物理热和化学热,约各占一半。 热量支出:钢水占 70%,熔渣 10%。 提高热效率,可提高废钢比。 钢水温度过高:影响钢坯内部质量,增加耐材消耗,易拉漏,影响生产作业率。 钢水温度过低:钢水流动性差,也影响钢坯内外部质量,易结瘤。 一般过热度控制在 30℃以内。 5、终点控制及脱氧合金化制度 终点控制,就是要保证合适的终点温度和终点成分。 在转炉出钢前或出钢过程中加入一种或多种与氧亲和力比铁强的元素,使金属中的含 氧量降低到要求限度, 这一操作过程称为脱氧合金化。 同时使其在钢中的合金元素含量达到 成品钢规格要求,完成合金化任务。 脱氧合金化的关键是准确计算合金的加入量。

连铸工艺 一、连铸机的分类: 立式 立弯式 弧形 椭圆形 水平 板坯 小方坯 大方坯 圆坯 异型坯 薄板坯

外形机构:

浇注断面

二、连铸与模注相比: 简化了工艺流程; 提高了金属收得率和成材率; 极大的改善了劳动条件,机械化、自动化程度高; 大大的节约了能量消耗。 三、主要工艺参数 全弧形小方坯连铸机 R10 台数*机数*流数 1*5*5 流间距 1300mm 铸坯断面尺寸 150*150mm2 拉速范围 0~3.4m/min 结晶器 管式 1000mm 仿弧形四连杆振动 四、主要工艺控制点 浇注温度控制 过高:加剧钢包和中包内衬蚀损,非金属夹杂物增加,污染钢液,恶化铸坯质量,甚 至产生拉漏、造成菱变、内裂纹、中心偏析等缺陷。 过低:流动性差,易在结晶器液面处形成钢皮,造成铸坯表面翻皮,同时也会造成中 包水口结瘤堵塞,中断浇注。 钢液成分 控制上下炉各化学成分波动小 ≤0.02% 钢流控制(拉速、二次氧化) 中包、塞棒、滑动水口、定径水口、保护浇注 冷却制度 结晶器冷却也称一次冷却,保证出结晶器坯壳厚度足够支持钢水静压力的 作用。 二次冷却系统主要作用是在铸坯拉出结晶器后,使铸坯进一步冷却凝固。 转炉炼钢主要设备 900 吨混铁炉 1 座 ; 转炉本体:80 吨转炉—托圈、耳轴支座----倾动装置—水冷装置—活动烟罩升降机构 ; 散装料加料系统:地下料仓—4 条皮带(最大倾角 56.46°)—高位料仓---称量料斗—汇总料 斗—转炉; 铁合金系统 ; 氧枪系统; 烟气净化系统 ; 特种车辆:叉车、拆炉车;

煤气烘烤设备 ; 挡渣车 ; 喂丝机; 精炼系统;

连铸主要设备 1、回转台 最大承载 130*2 回转半径 4米 可 180°旋转 机械驱动(氮气驱动) 安有钢包称重装置,测量精度达 0.5% 2、钢包回转加盖装置 减少钢水温降、氧化 可升降(400mm) 、移动(85°) 3、中间包车——主要作用是承载及运输中间包 结构形式:全悬挂式中间包车 最大承载重量:60 吨 调整行距:±50mm 升降行程:400mm 4、中间包 采用大容量“T”形焊接结构 工作 23t 最大 27t 作用:稳定、均匀、减压、分配、净化 5、结晶器及其振动装置 结晶器冷却也称一次冷却,保证出结晶器坯壳厚度足够支持钢水静压力的作用。 长度—1000mm 倒锥度—0.5~0.8% 仿弧四连杆振动装置 钴 60 液面自动检测装置 结晶器振动的目的是防止初生坯壳与结晶器之间粘结而被拉裂。

6、二次冷却装置 主要作用是在铸坯拉出结晶器后,使铸坯进一步冷却凝固。 7、导向段 开浇前后对引锭杆装置及铸坯按设计的铸流轨迹进行支撑和导向 。 8、拉矫机 主要作用:拉坯、矫直、送引锭。 9、引锭杆及其存放装置 其作用是在开浇前堵住结晶器下口, 并依靠拉矫机将经结晶器冷却后的铸坯引出 结晶器,经导向段至拉矫机后使铸坯能不断的向出坯方向输送。 10、自动火焰切割机 设备简单,投资小,但金属损耗高,有烟尘污染。定尺及自动切割信号由编码器 控制。 11、液压系统 主液压站、出坯液压站、钢包开闭液压站。 12、润滑系统 用于对连铸机在线设备加注润滑油脂。 13、辊道 切前辊道、切后辊道、运输辊道。 14、滑轨冷床 用于生产定尺较短的铸坯或步进冷床发生故障时临时使用。 15、翻钢机 将连铸坯从辊道平面提升到推钢平面。 16、推钢机 将分散的铸坯推向冷床的设备。 17、步进冷床 铸坯按齿距分布,且因齿形设计的特点使铸坯在步进中连续翻转.因此,铸坯冷却均 匀,降温快,并能在步进翻转中实现自行矫直. 结构复杂,设备庞大,造价高.故只有在生产对铸坯平直度和冷却温度要求严格的 长定尺铸坯时才采用. 18 二冷蒸汽排放系统 将二次冷却产生的大量蒸汽收集并排放到厂房外部。


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