【正文】 單渣操作一般脫磷效率在90%左右，脫硫效率約為30%40%。 在保證渣中有足夠的∑(FeO)、渣中（MgO），不超過6%的條件下，增加初期渣中MgO含量，有利于早化渣并推遲石灰石表面形成高熔點(diǎn)致密的2 CaO同時(shí)，前期過飽和的MgO會(huì)隨著爐渣堿度的提高而逐漸析出，使后期渣變粘，可以使終渣掛在爐襯表面上，形成爐渣保護(hù)層，有利于提高爐齡。o SiO2 (熔點(diǎn)2070℃），則將阻礙石灰的進(jìn)一步渣化熔解。 SiO2分解為2 CaOo 初期渣，主要礦物為鈣鎂橄欖石和玻璃體(SiO2)。同時(shí)，熔池中乳化和泡沫現(xiàn)象趨于減弱和消失。o 所謂造渣，是指通過控制入爐渣料的種類和數(shù)量，使?fàn)t渣具有某些性質(zhì)，以滿足熔池內(nèi)有關(guān)煉鋼反應(yīng)需要的工藝操作。鐵水含錳高時(shí)，有利于化渣，槍位則可適當(dāng)?shù)托?（3）后期提槍調(diào)渣控終點(diǎn)。槍位的變化范圍和規(guī)律：關(guān)于槍位的確定，目前的做法是經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，實(shí)踐中修正。min)，(t因此，必須正確調(diào)整槍位和供氧量，使乳化液中是金屬保持某一百分比。渣鋼乳化是沖擊坑上沿流動(dòng)的鋼液被射流撕裂或金屬滴所造成的。 由于氧射流對(duì)熔池的強(qiáng)烈沖擊和CO氣泡的沸騰作用，使熔池上部金屬、熔渣和氣體三相劇烈混合，形成了轉(zhuǎn)爐內(nèi)發(fā)達(dá)的乳化和泡沫狀態(tài)，如圖10所示。 在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，特別是吹煉過程劇化的開始階段，有時(shí)爐渣會(huì)起泡并從爐口溢出，這就是吹煉過程中發(fā)生的典型的乳化和泡沫現(xiàn)象。槍尾部：槍尾部接供氧管，進(jìn)水管和出水管。1）氧槍 氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。為減輕廢鋼對(duì)爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。 爐子附屬設(shè)備：應(yīng)與鋼包容量、澆注吊車起重能力、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)力矩大小、連鑄機(jī)的操作等相適應(yīng)。 熔池深度：合適的熔池深度應(yīng)大于頂槍氧氣射流對(duì)熔池的最大穿透深度，以保證生產(chǎn)安全，爐底壽命和冶煉效果。 爐容比：它是指轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間的容積與金屬裝入量之比(m3/t)。通常，鐵水配比為70%90%，其值取決于鐵水溫度和成分，爐容比、冶煉鋼種、原材料質(zhì)量和操作水平等。 轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度裝料制度供氧制度造渣制度溫度制度終點(diǎn)控制及合金化制度二、裝料制度（一）裝料次序◆◆當(dāng)鋼水流出總量的四分之一時(shí)，向鋼包中的脫氧合金化劑，進(jìn)行脫氧，合金化，由此一爐鋼冶煉完畢。上爐鋼出完鋼后，倒凈爐渣，堵出鋼口，兌鐵水和加廢鋼，降槍供氧，開始吹煉。吹煉后期，熔池溫度接近出鋼溫度，可達(dá)16501680℃左右，具體因鋼種、爐子大小而異。因此，初期爐渣堿度不高?！舨煌瑫r(shí)期，其表現(xiàn)是不相同。圖6殘錳高，可以降低鋼中硫的危害，但冶煉工業(yè)純鐵，則要求殘錳越低越好。 SiO2，[C]也不能還原（SiO2）。 [Si]+(FeO)=(SiO2)+2[Fe] min)；(t 由傳統(tǒng)供熱向外加燃料聯(lián)合供熱轉(zhuǎn)爐的發(fā)展演變過程一、吹煉過程元素氧化規(guī)律（一）爐鋼吹煉過程和元素的氧化規(guī)律 ◆按供入氧化性氣體種類—空氣和氧氣轉(zhuǎn)爐。其固定碳C≥96%，揮發(fā)分≤%，S≤%，水分≤%，粒度在15mm。在還原期要適量少用，只用在冶煉不銹鋼或高硫鋼時(shí)才稍用多一些。轉(zhuǎn)爐采用生白云石或輕燒白云石代替部分石灰造渣。但大量使用螢石會(huì)增加噴濺，加劇爐襯侵蝕，污染環(huán)境。活性石灰的水活性度大于310ml，㎝3，氣孔率高達(dá)40%。往電爐中加Al時(shí)常將其化成鋁餅，用鐵桿穿入插入鋼液。2）海綿鐵海綿鐵是用氫氣或其他還原性氣體還原精鐵礦而得。廢鋼的硫、%。我國煉鋼規(guī)定入爐鐵水溫度應(yīng)大于1250℃，并且要相對(duì)穩(wěn)定。磷是高發(fā)熱元素，對(duì)一般鋼種來說是有害元素，因此要求鐵水磷含量越低越好，一般要求鐵水[P]≤%。鐵水含Si量高，渣量增加，有利于脫磷、脫硫。重點(diǎn)與難點(diǎn)：頂吹轉(zhuǎn)爐的各項(xiàng)操作制度；復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金特點(diǎn)。不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液，或其他腐蝕介質(zhì)中具有一定化學(xué)穩(wěn)定性的鋼的總稱。%，所制成的零件經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理后，可得到適當(dāng)?shù)母邚?qiáng)度與良好的韌性。 按用途分類，分為三大類：結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊性能鋼。合金鋼是指鋼中除含有硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素乳鉻、鎳、鉬、鈦、釩、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和稀土元素等，有的還含有某些非金屬元素如硼、氮等的鋼。 ◆鋼的凝固區(qū)間增加10℃，%。 ◆鐵的熔點(diǎn)降低8℃硅 (Si)硅是鋼中最基本的脫氧劑。 ◆%從鋼的性質(zhì)可看出碳也是重要的合金元素，它可以增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但對(duì)韌性產(chǎn)生不利影響。（五）鋼中的夾雜 鋼中非金屬夾雜按來源分可以分成外來夾雜和內(nèi)生夾雜。氮含量高的鋼種長時(shí)間放置，將會(huì)變脆，這一現(xiàn)象稱為“老化”或“時(shí)效”。 （四）鋼中的氣體 鋼液中的氣體會(huì)顯著降低鋼的性能，而且容易造成鋼的許多缺陷。對(duì)于某些鋼種，如易切削鋼，硫則作為合金元素加入，要求[S]=%%。 不同鋼種對(duì)硫含量有嚴(yán)格的規(guī)定：非合金鋼中普通質(zhì)量級(jí)鋼 冶煉一般鋼種時(shí)要求將[Mn]%%。 煉鋼過程的脫磷反應(yīng)是在金屬液與熔渣界面進(jìn)行的。 我國粗鋼產(chǎn)量的變化情況第二節(jié) 煉鋼的任務(wù)及鋼的分類一、煉鋼的任務(wù)煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。并在唐鋼等企業(yè)推廣應(yīng)用，如圖4所示。美國稱為BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法，如圖1所示。 煉鋼方法（4）1878年英國人托馬斯發(fā)明了堿性爐襯的底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，即托馬斯法。煉鋼方法（1）最早出現(xiàn)的煉鋼方法是1740年出現(xiàn)的坩堝法，它是將生鐵和廢鐵裝入由石墨和粘土制成的坩堝內(nèi)，用火焰加熱熔化爐料，之后將熔化的爐料澆成鋼錠。 ◆開吹時(shí)氧槍槍位采用高槍位，目前是為了早化渣，多去磷，保護(hù)爐襯；◆在吹煉過程中適當(dāng)降低槍位的保證爐渣不“返干”，不噴濺，快速脫碳與脫硫，熔池均勻升溫為原則；◆在吹煉末期要降槍，主要目的是熔池鋼水成分和溫度均勻，加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點(diǎn)，同時(shí)使降低渣中Fe含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過程。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。在送氧開吹的同時(shí)，加入第一批渣料，加入量相當(dāng)于全爐總渣量的三分之二，開吹35分鐘后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。煉鋼學(xué)概述基本要求：理解煉鋼的任務(wù)；了解對(duì)原材料的要求；了解耐火材料的分類和各自用途。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。貝塞麥發(fā)明了酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，也稱為貝塞麥法，第一次解決了用鐵水直接冶煉鋼水的難題，從而使煉鋼的質(zhì)量得到提高，%，而且不能脫硫。但托馬斯法的缺點(diǎn)是爐子壽命底，鋼水中氮的含量高。1971年美國鋼鐵公司引進(jìn)OBM法，1972年建設(shè)了3座200噸底吹轉(zhuǎn)爐，命名為QBOP (Quiet BOP) ，如圖2所示。二、我國鋼鐵工業(yè)的狀況我國很早就掌握了煉鐵的冶煉技術(shù)，東漢時(shí)就出現(xiàn)了冶煉和鍛造技術(shù)，南北朝時(shí)期就掌握了灌鋼法，曾在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。（一）鋼中的磷 對(duì)于絕大多數(shù)鋼種來說磷是有害元素。 但對(duì)于某些鋼種，如炮彈鋼，耐腐蝕鋼則需添加一定的P元素。 硫在鋼中以FeS的形式存在，F(xiàn)eS的熔點(diǎn)為1193℃，F(xiàn)e與FeS組成的共晶體的熔點(diǎn)只有985℃。一般[Mn]/[S]≥7時(shí)不產(chǎn)生熱脆，如圖6所示。 鋼中氧含量高，還會(huì)產(chǎn)生皮下氣泡，疏松等缺陷，并加劇硫的熱脆作用。 鋼熱加工過程中，鋼中含有氫氣的氣孔會(huì)沿加工方向被拉長形成微裂紋，進(jìn)而引起鋼材的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性的降低，即發(fā)生“氫脆”現(xiàn)象。鋼中氮含量高時(shí)，在2504500℃溫度范圍，其表面發(fā)藍(lán)，鋼的強(qiáng)度升高，沖擊韌性降低，稱之為“藍(lán)脆”。鋼中大部分內(nèi)生夾雜是在脫氧和凝固過程中產(chǎn)生的。 硅能提高鋼的機(jī)械性能，增加了鋼的電阻和導(dǎo)磁性。 鋁加到鋼中將與氧發(fā)生反應(yīng)生成Al2O3，在出鋼、鎮(zhèn)靜和澆鑄時(shí)生成的Al2O3大部分上浮排除，在凝固過程中大量細(xì)小分散的Al2O3還能促進(jìn)形成細(xì)晶粒鋼。按鋼中所含有的主要合金元素不同可分為錳鋼、硅鋼、硼鋼、鉻鎳鎢鋼、鉻錳硅鋼等。碳素結(jié)構(gòu)鋼的價(jià)格最低，工藝性能良好，產(chǎn)量最大，用途最廣。碳素工具鋼的硬度主要以含碳量的高低來調(diào)整（%≤[C]≤%），為了提高鋼的綜合性能，%～%的錳。根據(jù)化學(xué)成分不同，可分為馬氏體不銹鋼(13%Cr鋼為代表)，鐵素體不銹鋼(18%Cr鋼為代表)，奧氏體不銹鋼(18%Cr8%Ni鋼代表)和雙相不銹鋼。煉鋼原料分為金屬料，非金屬料和氣體。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣操作的脫硫效率只有30%40%。廢鋼分為一般廢鋼、軋輥、次廢鐵、車等。非合金鋼、低合金鋼廢鋼可混放在一起，不得混有合金廢鋼和生鐵。電爐煉鋼直接采用海綿鐵代替廢鋼鐵料，不僅可以解決鋼鐵料供應(yīng)不足的困難，而且可以大大縮短冶煉時(shí)間，提高電爐鋼的生產(chǎn)率。其質(zhì)量好壞對(duì)吹煉工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等產(chǎn)生主要影響。螢石能使CaO和阻礙石灰溶解的2CaO對(duì)生白云石的要求:高堿度燒結(jié)礦或球團(tuán)礦也可做合成造渣劑使用，其化學(xué)成分和物理性能穩(wěn)定，造渣效果良好。在煉鋼溫度下，F(xiàn)e2O3不穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)爐中較少使用。自貝塞麥發(fā)明酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法起，開始了轉(zhuǎn)爐大量生產(chǎn)鋼水的歷史，如圖3所示。圖5◆當(dāng)吹煉到所煉鋼種要求的終點(diǎn)碳范圍時(shí)，即停吹，倒?fàn)t取樣，測(cè)定鋼水溫度，取樣快速分析[C]、[S]、[P]的含量，當(dāng)溫度和成分符合要求時(shí)，就出鋼。 （2）錳的氧化規(guī)律在吹煉初期，[Mn]也迅速氧化，但不如[Si]氧化的快。SiO2余錳或殘錳：錳的氧化產(chǎn)物是堿性氧化物，在吹煉前期形成(MnO（3）碳的氧化規(guī)律 影響碳氧化速度的變化規(guī)律的主要因素有：熔池溫度、熔池金屬成分、熔渣中(∑FeO)和爐內(nèi)攪拌強(qiáng)度。 表1（1）爐渣中(FeO)的變化規(guī)律爐渣中（FeO）的變化取決于它的來源和消耗兩方面。 脫碳速度：脫碳速度高，渣中（FeO）低；脫碳速度低，渣中（FeO）高。吹煉后期, 熔池的溫度比中期進(jìn)一步提高,接近出鋼溫度,有利于石灰渣料熔化,在中期爐渣堿度較高的基礎(chǔ)上,吹煉后期,仍能得到高堿度,流動(dòng)性良好發(fā)爐渣。 冶煉過程概述：從裝料到出鋼，倒渣，轉(zhuǎn)爐一爐鋼的冶煉過程包括裝料、吹煉、脫氧出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣幾個(gè)階段。 吹煉過程中的供氧強(qiáng)度：(t ◆ ◆定量裝入量指整個(gè)爐役期間，保證金屬料裝入量不變；◆定深裝入量指整個(gè)爐役期間，隨著爐子容積的增大依次逐漸增大裝入量，保證每爐的金屬熔池深度不變；◆分階段定量裝入法指將整個(gè)爐按爐膛的擴(kuò)大程度劃分為若干階段，每個(gè)階段實(shí)行定量裝入法。但補(bǔ)爐后的第一爐鋼應(yīng)采用前法，如圖8所示。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。 1氧槍；2氣鋼渣乳化相；3CO氣泡；4金屬熔池；5火點(diǎn)；研究表明，金屬液滴比金屬熔池的脫碳、脫磷、脫錳更有效。氧氣流量是根據(jù)吹煉每噸金屬料所需要的氧氣量、金屬裝入量、供氧時(shí)間等因素決定。供氧操作分為恒壓變槍、恒槍變壓和分階段恒壓變槍幾種方法。吹煉前期，鐵水中的硅迅速氧化，渣中的（SiO2）較高而熔池的溫度尚低，為了加速頭批渣料的熔化（盡早去P并減輕爐襯侵蝕），除加適量螢石或氧化鐵皮助熔外應(yīng)采用較高的槍位，保證渣中的（FeO）達(dá)到并維持在25～30%的水平；否則，石灰表面生成C2S 外殼，阻礙石灰溶解。（4）終點(diǎn)前點(diǎn)吹破壞泡沫渣。（5）供氧壓力：高氧壓與低槍位的作用相同，故氧壓高時(shí)，槍位應(yīng)高些。 高一低一高一低的四段式操作：在鐵水溫度較高或渣料集中在吹煉前期加入時(shí)可采用這種槍位操作。 一、成渣過程及造渣途徑 轉(zhuǎn)爐冶煉各期，都要求爐渣具有一定的堿度，合適的氧化性和流動(dòng)性，適度的泡沫化。 吹煉初期，要保持爐渣具有較高的氧化性,∑(FeO)穩(wěn)定在25%30%，以促進(jìn)石灰熔化，迅速提高爐渣堿度，盡量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蝕爐襯；o 前期要防止?fàn)t渣過稀，中期渣粘度要適宜，末期渣要化透作黏。 oSiO2，3 CaO 圖12 SiO2（熔點(diǎn)1550℃）和3 CaO 它的熔點(diǎn)約1203K。 螢石能顯著降低2 CaO CaF2可降低爐渣粘度。 雙渣操作脫磷效率可達(dá)95%以上，脫硫效率約60%左右。 正常泡沫渣的厚度經(jīng)常在12m，甚至3m。為此，生產(chǎn)中應(yīng)是在滿足化渣的條件下盡量低些，切忌化渣槍位過高和較高槍位下長時(shí)間化渣，以免渣中(FeO)過高。 通常渣中MgO含量控制在8%～10%，除了加入的白云石含有外，石灰和爐襯也會(huì)帶入一部分。問題的關(guān)鍵是正確判斷爐況，頭批渣料化好的標(biāo)志是：火焰軟且穩(wěn)定，爐內(nèi)發(fā)出柔和的嗡嗡聲，噴出物為片狀，落在爐殼上不粘貼；未化好的情況是：爐口的火焰發(fā)散且不穩(wěn)定，爐內(nèi)發(fā)出尖銳的吱吱聲，噴出物是金屬火花和石灰粒）。為此，入爐鐵水的溫度要盡量高，若鐵水溫度偏低應(yīng)先低槍位提溫。 熱量的消耗：o