【導讀】但由于此法不能去除硫和磷，因而其發(fā)展受到了限制。平爐煉鋼法對原料的要求不那么嚴格，容。到20世紀50年代，在世界鋼產(chǎn)量中，約85%是平爐煉出來的。奧地利出現(xiàn)純氧頂吹轉爐，它解決了鋼中氮和其他有害雜質的含量問題，直到20世紀50年代初奧地利的Voest. 頂吹轉爐問世后，其發(fā)展速度非?？?，到1968年出現(xiàn)氧氣底吹法。時，全世界頂吹法產(chǎn)鋼能力已達億噸，占絕對壟斷地位。優(yōu)于頂吹轉爐之處，使一直居于首位的頂吹法受到挑戰(zhàn)和沖擊。但由于底吹法用碳氫化合物冷卻噴嘴，鋼水含氫量偏高，需在停吹后。噴吹惰性氣體進行清洗。繼奧地利人等于1973年研究轉爐頂?shù)讖痛禑掍?。溫度和成分達到目標值范圍就出鋼。量，擴大品種，節(jié)約能源和降低成本越來越重視。產(chǎn)工藝流程發(fā)生了很大變化。位變?yōu)樾铝鞒痰囊粋€環(huán)節(jié)，主要承擔鋼水脫碳和升溫的任務了。完全依靠鐵水氧化帶來的化學熱及物理熱;冶煉成本低，耐火材料用量比平爐及電爐用量低；控制及合金化制度。

　　

【正文】 1966 年上鋼一廠將原有的一個空氣側吹轉爐煉鋼車間，改建成 3 座 30t 的氧氣頂吹轉爐煉鋼車間，并首 20 次采用了 先進的煙氣凈化回收系統(tǒng)，于當年 8 月投入生產(chǎn)，還建設了弧形連鑄機與之相配套，試驗和擴大了氧氣頂吹轉爐煉鋼 的品種。這些都為我 國日后氧氣頂吹轉爐煉鋼技術的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗。此后，我國原有的一些空氣側吹轉爐車 間逐漸改建成中小型氧氣頂吹煉鋼車 間，并新建了一批中、大型氧氣頂吹轉爐車 間。小型頂吹轉爐有天津鋼廠 20t 轉爐、濟南鋼廠 13t 轉爐、邯鄲鋼廠 15t轉爐、太原鋼鐵公司引進 的 50t 轉爐、包頭鋼鐵公司 50t 轉爐、武鋼 50t 轉爐、馬鞍山鋼廠 50t 轉爐等；中型的有鞍鋼 150t 和 180t 轉爐、攀枝花鋼鐵公司 120t 轉爐、本溪鋼鐵公司 120t轉爐等； 20世紀 80 年代寶鋼從日本引進建成具 70年代末技術水平的 300t大型轉爐 3 座、首鋼購入二手設備建成 210t 轉爐車間； 90 年代寶鋼又建成250t 轉爐車間，武鋼引進 250 轉爐，唐鋼建成 150 轉爐車間，重鋼和首鋼又建成 80t轉爐煉鋼車間；許多平爐車間改建成氧氣頂吹轉爐車間等。到1998 年我國氧氣頂吹轉爐共有 221 座，其中 100t 以下的轉爐有 188 座，（ 50~90t 的轉爐有 25 座）， 100200t 的轉爐有 23座， 200t 以上的轉爐有10座，最大公稱噸位為 300t。頂吹轉爐鋼占年 總鋼產(chǎn)量的 %。 （九） 氧氣頂吹轉爐煉鋼鋼的品種和質量 ： 鋼中氣體和夾雜物是評價鋼的冶金質量的主要指標。氧氣頂吹轉爐煉鋼反應速率快，沸騰激烈，所以鋼中 H、 N、 O含量較低， [H]為 (3～ 5)179。10 4％，[N]為 (2～ 4)179。10 3％，低碳鋼 [O]為 0． 06％～ 0． 10％。夾雜物和脫氧及凝固操作有關。影響頂吹轉爐鋼含氮量的重要因素是氧氣純度，由表 4數(shù)據(jù)可以看出。所以用于轉爐煉鋼的氧氣應該是 99％以上的純氧。 低碳鋼是轉爐煉鋼的主要產(chǎn)品。由于轉爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的塑性和低溫塑 性好，有良好的深沖性和焊接性能。用轉爐鋼制造熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、 汽車 板、冷彎型鋼、低碳軟鋼絲等，都具有良好的性能。 轉爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質量。轉爐鋼制造的各種結構鋼、軸承鋼、硬鋼絲等都已廣泛使用。冶煉高碳鋼的困難是拉碳和脫磷。在 CO． 2％時靠經(jīng)驗拉碳很難控制準確，如果有副槍可借副槍控制，沒有副槍時需要爐前快速分析，這就耽誤了時間。高碳鋼 終點(FeO)低，脫磷時間短，因此需要采用雙渣操作，即在脫碳期開始時放掉初期渣，把前期進入渣中的磷放走，然而雙渣操作損失大量熱量和渣中的鐵，沒有特殊必要不宜采用。增碳法是冶煉中、高碳鋼的另一種操作法，這時吹煉操作和低碳鋼一樣，只是在鋼包內用增碳劑增碳，使含碳量達到丘岡紳的要求。增碳劑為焦炭，石油焦等。中碳鋼的增碳量小，容易完成。高碳鋼增碳要很好控制，但軌鋼、硬線等用增碳法冶煉可以保證質量合乎要求。 21 轉爐冶煉低合金鋼沒有特殊困難。冶煉合金鋼時，因為合金化需要加入鋼包的鐵合金數(shù)量大。會降低鋼水溫度，而過分 提高出鋼溫度又使脫磷不利。所以冶煉合金鋼應與爐外精煉相結合．用鋼包爐完成合金化。另外，隨著對鋼的成分的控制要求不斷嚴格，為減少鋼性能的波動，要求成分范圍越窄越好。這也需要在鋼包精煉時進行合金成分微調的操作。 頂吹轉爐冶煉超低碳鋼（ ％ C）尚有困難。首先因為在臨界含碳量以下，脫碳速率下降，熔池攪拌減弱，加強供氧只能促使鐵氧化而不能使碳去除。其次， [％ C][％ O]=，當 [％ C]= 時， [％ O]=，已經(jīng)是 [0]的飽和濃度，也就是說 ％ C是脫碳的理論極限。如果要進一步脫 碳，必須降低氣相的 CO分壓，這需要采用爐外精煉的方法來完成。 [8] 主要技術經(jīng)濟指標以 150～ 300t 轉爐為例， 主要技術經(jīng)濟指標如下： [ 冶煉周期 30min 其中：吹氧時間 18~20min 氧氣消耗 48~58m3/t 22 鋼鐵料消耗 1096~1150kg/t 廢鋼比 20%~30% 石灰石消耗（包括白云石） 6070kg/t 螢石消耗 ~鐵礦石消耗 30~50kg/t 爐襯耐火材料消耗 3~7kg/t 電耗 9~12kw178。 h/t 年產(chǎn)量（單位公稱噸位） 10000~15000t 三、總結： 轉爐煉鋼的 科研方向 23 提高鋼水潔凈度，即大大降低吹煉終點時的各種夾雜物含量，要求 S低于 %； P低于 %， N 低于 20ppm。提高化學成分及溫度給定范圍的命中精度，為此采用復合吹煉、對熔池進行高水平攪拌并采用 現(xiàn)代檢測手段及控制模型。減少補吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗。 鐵水預處理對改進轉爐操作指標及提高鋼的質量有著十分重要的作用。美國及西歐各國鐵水預處理只限于脫硫，而日本鐵水預處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。例如 1989 年日本經(jīng)預處理的鐵水比例為： NKK公司京濱廠為 55%，新日鐵君津廠為 74%，神戶廠為 85%，川崎千葉廠為 90%。 日本所有轉爐鋼廠，美國、西歐各國的幾十家鋼廠以及其它國家的所有新建鋼廠，在轉爐上都裝有檢測用的副槍，在預定的吹煉時間結束前的幾分鐘內正確使用此槍可保證極高的含碳量及鋼水溫度命 中率，使 90%95%的爐次都能在停吹后立即出鋼，即無需再檢驗化學成分，當然也就無需補吹。此外，這也使產(chǎn)量提高，使補襯磨損大大減少。 復合吹煉能促進各項冶煉參數(shù)穩(wěn)定，因而在許多國家得到推廣。 80 年代初期誕生于盧森堡和法國的 LBE 煉鋼法，除原型方案外，相繼演化出一系列派生工藝，有 20多種名稱，例如： STB、 LD— KC、 BAP、 TBM、 LD— OTB、LD— CB、 K— BOP、 K— OBM、 LET 等。無論是 LBE原型，還是各派生工藝，實踐證明它們有其各自的優(yōu)勢。 LBE、 LD— KC、 BAP、 TBM 這些方法實際無差 別— 都是爐頂吹氧及經(jīng)爐底噴人氬氣。還有一些方法是從爐底輸入一氧化碳、二氧化碳、氧氣。各種復合吹煉工藝可用以下數(shù)字（轉爐座數(shù)）說明其推廣情況。 1983 年 63座， 1988 年 140 座， 1990 年 228 座。奧地利、澳大利 24 亞、比利時、意大利、加拿大、盧森堡、葡萄牙、法國、瑞士、韓國等這些國家全部或幾乎全部轉爐都采用復合吹煉。 單純底吹的氧氣煉鋼法（ Q— BOP、 OBM、 LWS）未能推廣。 1983 年運行的這類轉爐有 26 座，而到 1990 年只剩下 18 座。 日本采用所謂的吹洗法，即在爐頂吹氧結束時，接著從爐底吹氬， 使鋼水中碳含量達到 %。這對汽車用鋼、薄板用鋼及電工用鋼的冶煉尤為重要。 值得注意的是，日本正在開發(fā)復合吹煉條件下調控冶煉過程用的新方法及新設備。其中有利用爐頂氧槍里的光纜隨吹煉進程連續(xù)監(jiān)測鋼中錳含量；利用裝于爐底的光纖傳感器以及利用所排氣體信息連續(xù)監(jiān)測鋼水溫度；并在進行噴濺預測及預防方面的研究。 神戶制鋼公司開發(fā)的噴濺預測是以頂吹氧槍懸吊系統(tǒng)的檢測為基礎。日本 NKK 公司京濱廠是通過對出鋼口的監(jiān)測來減輕噴濺。當熔渣猛烈上浮時，視頻信號發(fā)出往爐內添煤或石灰石的指令。比較好用的材料（從平息熔池 的時間來說）是煤。 轉爐爐襯壽命是極為重要的課題。日本、美國及西歐各國資料分析表明，影響爐襯磨損的各項冶煉參數(shù)，例如后期渣氧化度、堿度及吹煉終點時鋼水溫度，各國鋼廠之間并無大的差別。只有通過用副槍檢測方可將對爐襯最為有害的后吹時間從 1015min 減少到 13min 及消除補吹。 25 附件 ： 1 轉爐生產(chǎn)工藝流程圖： 2 轉爐煉鋼方法的發(fā)展演變 ： 26