【正文】 和均勻；l 出鋼過程中盡量減少下渣，并向包內(nèi)加適量石灰，以減少“ 回磷 ” 和提高合金的收得率。脫氧及合金化u鋼包內(nèi)脫氧、精煉爐內(nèi)合金化l轉(zhuǎn)爐出鋼時鋼包內(nèi)初步脫氧，在真空爐內(nèi)進行脫氧合金化。n真空爐內(nèi)脫氧合金化的操作要點：216。W 、 Ni、 Cr、 Mo等難熔合金應在真空處理開始時加入，以保證其熔化和均勻，并降低氣體含量；216。對于 B、 Ti、 V、 RE等貴重的合金元素應在處理后期加入，以減少揮發(fā)損失。216。采用了鋼包喂絲技術進行合金化。脫氧及合金化鋼液中元素殘留量：鋼液的殘 Si量：一般為 ～ %，稱 “痕跡 ”，可以忽略。鋼液的殘 Mn量 : 終點碳 %,殘錳為鐵水含錳量的 30%；終點碳 %,殘錳為鐵水含錳量的 40%；采用雙渣法時鋼液的殘錳為零。l合金元素收得率n硅通常為 75% 左右，而錳則為 80% 左右 。216。鋼液溫度高時合金元素的收得率高（均為吸熱反應）；216。終點碳高時合金元素的收得率高（ [C]高 →[O] 低）；216。加入量大時合金元素的收得率高（ [O]一定，合金元素氧化量也一定）；216。同時使用兩種合金時脫氧能力弱的收得率高；216。出鋼過程中下渣多時合金元素的收得率低（ FeO多）。l注意 ：采用復合脫氧劑如 MnSi合金時，按調(diào)錳計算其用量（該合金含錳高），然后計算其所帶硅量，最后計算補齊硅所需 FeSi合金量。合金加入量的確定l應用舉例轉(zhuǎn)爐使用含錳 %的鐵水，采用拉碳法吹煉 20鎮(zhèn)靜鋼， 20鋼的成分為： %， %， %，問：1）用含 Mn68%， %的 FeMn合金和含 Si75%的 FeSi合金進行脫氧，需兩種合金各多少 kg?終點碳應為多少？2）改用 MnSi合金（含 Mn68%， %， %）和 FeSi合金脫氧，各需多少 kg?終點碳應為多少？已知：出鋼量 30噸， Si、 Mn、 C的收得率分別為 75%、 85%和90%。合金加入量的確定解： 1） FeMn用量 = 增碳量 =197%90%/30000=% 故終點碳應為 %－ %=% FeSi用量 =%30000/75%75%=427kg/ 爐 2） MnSi用量 = 增碳量 =197%90%/30000=% 故終點碳應為 %－ %=% FeSi量 =：一次拉碳法 高拉補吹法 增碳法？？一般采用何種擋渣方法？各起什么作用？？操作要點是什么？思考題吹氧脫碳吹氧脫磷吹氧脫錳吹氧脫硅吹氧脫硫副槍的結(jié)構(gòu)爐渣返干火焰特征噴濺的火焰特征取樣操作吹 氧 脫 硅請單擊畫面 控制操作 如果發(fā)現(xiàn)火焰較早發(fā)亮且起渣較早，則說明鐵水溫度較高，可以提前分批加入第二批渣料，促使及早成渣、全程化渣。 如果發(fā)現(xiàn)火焰較暗紅，說明硅、錳氧化還未結(jié)束，溫度還較低，第二批渣料需推遲加入，保證冶煉正常進行。 吹 氧 脫 錳硅錳氧化期的火焰特征冶煉前期為硅錳氧化期，一般在 4min左右。此時期由于加入了廢鋼和第一批渣料等冷料，所以溫度較低，多數(shù)元素尚未活躍反應，火焰一般濃而暗紅。當開吹到 3min左右時要特別仔細觀察，此時火焰開始由濃而暗紅漸漸濃度減淡，顏色也逐漸由暗紅變紅。當吹煉到 3～ 4min時，只要見到火焰中有一束束白光出現(xiàn) (俗稱碳焰初起 )時，則說明鐵水中硅、錳的氧化反應基本結(jié)束，吹煉開始進入碳氧化期 (碳已開始劇烈氧化 )，可以開始分批加入第二批渣料。 請單擊畫面 碳反應期的火焰特征請單擊畫面 正常的火焰特征為： 火焰的紅色逐漸減退，白光逐步增強；火焰比較柔軟，看上去有規(guī)律的一伸一縮。當火焰幾乎全為白亮顏色且有刺眼感覺，很少有紅煙飄出，火焰濃度略有增強且柔軟度稍差時，說明碳氧反應已經(jīng)達到高峰值。 之后隨著碳氧反應的減弱，火焰濃度降低，白亮度變淡 (此時一般可以隱約看到氧槍 )。當火焰開始向爐口收縮，并更顯柔軟時，說明碳含量已不高 (大致在 %～%)這時要注意終點控制。請單擊畫面 脫磷請單擊畫面 脫 硫u返干 一般在冶煉中期 (碳氧化期 )的后半階段發(fā)生，是化渣不良的一種特殊表現(xiàn)形式。u冶煉中期后半階段正常的火焰特征是：白亮、刺眼，柔軟性稍微變差。u但如果發(fā)生返干，其火焰特征為：由于氣流循環(huán)不正常而使正常的火焰 (有規(guī)律、柔和的一伸一縮 )變得直竄、硬直，火焰不出煙罩；u返干爐渣結(jié)塊成團未能化好，氧流沖擊到未化的爐渣上面會發(fā)出刺耳的怪聲；有時還可看到有金屬顆粒噴出。u一旦發(fā)生上述現(xiàn)象說明熔池內(nèi)爐渣已經(jīng)返干。 當發(fā)現(xiàn)火焰相對于正常火焰較暗，熔池溫度較長時間升不上去，少量渣子隨著噴出的火焰被帶出爐外時，此時如果搖爐不當往往會發(fā)生低溫噴濺。 當發(fā)現(xiàn)火焰相對于正?；鹧孑^亮，火焰較硬、直 沖，有少量渣子隨著火焰帶出爐外，且爐內(nèi)發(fā)出刺耳 的聲音時，說明爐渣化得不好，大量氣體不能均勻逸 出，一旦有局部渣子化好，聲音由刺耳轉(zhuǎn)為柔和，就 有可能發(fā)生高溫噴濺。 操作步驟或技能實施 1) 準備好樣瓢及片樣板或光譜樣杯。 2) 將樣瓢伸入爐渣中，在瓢的內(nèi)外及與瓢連接的桿部粘好爐渣。 3) 取出樣瓢，觀察粘渣是否符合要求，必須要保證爐渣全部覆蓋樣瓢。 4) 粘渣完全后，將樣瓢迅速伸入鋼水內(nèi)，位置：精煉鋼包內(nèi)氬氣翻動鋼水處，熔池的 1/3～ 1/2深的地方，即在鋼渣界面以下 200～ 300mm處，舀取鋼水并在鋼水面上完整覆蓋爐渣，然后迅速、平穩(wěn)地取出樣瓢。 5) 倒樣瓢鋼水前，沿樣瓢邊沿刮去少量爐渣，以便于倒出鋼水。 6) 如果是取轉(zhuǎn)爐鋼樣，則在倒出鋼水前，要插少許鋁絲。 7) 均勻倒出鋼水，取片樣或圓杯樣。 8) 樣瓢內(nèi)多余鋼水及爐渣就地倒在爐前生鐵平臺上，冷卻后及時處理。 9) 將樣瓢上粘住的爐渣及時敲碎，清理干凈。 10) 使用過的樣瓢及時敲直，如粘有冷鋼則要去除，然后放在指定位置備用。轉(zhuǎn)爐冶煉全過程演示一請單擊畫面請單擊畫面請單擊畫面 復吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝u 氧氣轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖痛狄睙挿梢哉f是頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐冶煉技術不斷發(fā)展的必然結(jié)果。u 1978年 4月法國鋼鐵研究院 (IRSID)在頂吹轉(zhuǎn)爐上進行了底吹惰性氣體攪拌的實驗并獲得成功， 1979年 4月日本住友金屬發(fā)表了轉(zhuǎn)爐復合吹煉的報告，從而加速了各國對 LD轉(zhuǎn)爐的改造 。u 我國首鋼及鞍鋼分別在 1980年和 1981年開始進行復吹的實驗研究，并于 1983年分別在首鋼 30噸轉(zhuǎn)爐及鞍鋼 180噸轉(zhuǎn)爐上推廣使用。 復吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的類型u 頂吹氧、底吹惰性氣體的復吹工藝n 代表方法有 LBE、 LDKG、 LDOTB、 NKCB、 LDAB等，底部供氣強度在 ～ （ tmin ） 。u 頂、底復合吹氧工藝n 代表方法有 BSCBAP、 LDOB、 LDHC、 STB、 STBP等。頂部供氧比為 60％～ 95％，底部供氧比為 40％～ 5％，底部的供氧強度在 ～ （ tmin ）范圍，屬于強攪拌類型。u 底吹氧噴熔劑工藝n 典型代表有 KBOP。從頂吹轉(zhuǎn)爐底部，通過底槍，在吹氧的同時，還可以噴吹石灰等熔劑，吹氧強度一般為 ～ （tmin ），熔劑的噴入量取決于鋼水脫磷、脫硫的量。頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐示意圖 底部供氣元件的類型 底部供氣元件是復吹技術的核心，目前有噴咀型、磚型和細金屬管多孔塞型三類。必須滿足 分散、細流、均勻、穩(wěn)定的供氣要求。l 噴咀供氣元件 有 單管、雙層套管、環(huán)縫管或雙槽式 等。l 單管式 —— 適用于噴吹 Ar、 N2等氣體；l 雙層套管式 —— 中心管通氧氣，內(nèi)外管間環(huán)縫通碳氫化合物保護介質(zhì)，或內(nèi)管和環(huán)縫均為 Ar、 N CO2等相同介質(zhì)；l 環(huán)縫管 —— 是將內(nèi)管用泥料堵塞，環(huán)縫通氣，最大限度地擴大了雙層套管內(nèi)外的壓差。l 噴咀型供氣元件有時存在燒結(jié)和結(jié)瘤現(xiàn)象。l 使用碳氫化合物作噴咀的冷卻介質(zhì)，在噴咀出口周圍可以形成蘑菇頭 (爐渣與金屬的凝結(jié)層，其中有放射氣孔帶 )對噴咀有保護作用。 u 磚型供氣元件有 彌散型 透氣磚、磚縫組合型和直孔型透氣磚三類。? 彌散型透氣磚 —— 噴吹 Ar， N2攪拌氣體，氣體阻力大，透氣量小，不能噴吹氧化性氣體；? 磚縫組合型 —— 供氣阻力小，適用于噴吹 惰性氣體 ，但容易漏氣而且各縫氣流不均勻；? 直孔型透氣磚 —— 阻力小而且氣流分布較均勻，不容易漏氣。u 多微管透氣塞供氣元件 是鋼管型與磚型供氣元件兩者的結(jié)合，微管直徑早期為 ，現(xiàn)增大到 34mm。? 微管的合理排布方式是保證管上形成的蘑菇頭連接起來，因此管距應在設定蘑菇頭半徑的 2倍以內(nèi)。 底部供氣元件的類型 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐內(nèi)的反應 成渣速度l 復吹轉(zhuǎn)爐與頂吹、底吹兩種轉(zhuǎn)爐相比，熔池攪拌范圍大，而且強烈，從底部噴入石灰粉造渣，成渣速度快。l 通過調(diào)節(jié)氧槍槍位化渣，加上底部氣體的攪動，形成高堿度、流動性良好和一定氧化性的爐渣， 需要的時間比頂吹轉(zhuǎn)爐或底吹轉(zhuǎn)爐都短 。渣中 ∑(FeO) 含量l 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐在吹煉過程中，渣中的 ∑(FeO) 的變化規(guī)律和∑(FeO) 含量與頂吹轉(zhuǎn)爐、底吹轉(zhuǎn)爐有所不同，這是它爐內(nèi)反應的特點之一。l 從吹煉初期開始到中期逐漸 降低 ，中期變化 平穩(wěn) ，后期又稍有 升高 ，其變化的曲線與頂吹轉(zhuǎn)爐有某些相似之處。 復吹轉(zhuǎn)爐中 ∑(FeO) 的變化規(guī)律 l 頂吹轉(zhuǎn)爐 （ LD）＞ 復吹轉(zhuǎn)爐 （ LD/QBOP）＞ 底吹轉(zhuǎn)爐 （ QBOP） 。216。 從底部吹入的氧，生成的 FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；216。 有底吹氣體攪拌，渣中∑(FeO)低，也能化渣，在操作中不需要高的∑(FeO)；216。 上部有頂槍吹氧，所以它的 ∑(FeO)含量比底吹氧氣的還高。復吹、頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐渣中 ∑(FeO) 的比較 鋼水中的碳l 吹煉終點的 [C][O]關系 和 脫碳反應 不引發(fā)噴濺也是 反映復吹轉(zhuǎn)爐的冶金特點 。l 復吹轉(zhuǎn)爐鋼水的脫碳速度高而且比較均勻，頂部吹入大部分氧，從底部吹入少量的氧，供氧比較均勻，渣中 ∑(FeO) 含量始終不高。在熔池底部生成的 FeO與 [C]有更多的機會反應， FeO不易聚集，從而很少產(chǎn)生噴濺。 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐內(nèi)的反應 復吹轉(zhuǎn)爐的 [C][O]關系 線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐的 [C][O]關系線。在相同含碳量下，復吹轉(zhuǎn)爐鐵合金收得率高于頂吹轉(zhuǎn)爐。吹惰性氣體后對鋼水中 [C]和 [O]的影響 底部吹入惰性氣體后，鋼水中 [C][O]的關系線下移，因吹入熔池中的 N2或 Ar小氣泡降低 CO的分壓，同時還為脫碳反應提供場所。 在相同含碳量的條件下，復吹轉(zhuǎn)爐鋼水中的含氧量低于頂吹。 鋼水中的錳 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐中∑(FeO) 低，在吹煉初期，鋼水中的 [Mn]只有 30%40%被氧化，待溫度升高后，在吹煉中期的后段時間，又開始 回錳 ，所以出鋼前鋼水中的殘錳較頂吹轉(zhuǎn)爐高。 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐內(nèi)的反應 、頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐鋼水中 [Mn]的變化鋼水中的磷l 從爐底部吹入的氧氣，可與金屬液反應生成 FeO， FeO與 [P]反應，也有可能氧直接氧化金屬液中的 [P]生成 P2O5。l 強有力的熔池攪拌有利于脫磷，在吹煉初期，脫磷率可達40%60%，吹煉后期，脫磷又加快。復吹轉(zhuǎn)爐磷的分配系數(shù)相當于底吹轉(zhuǎn)爐，比頂吹高得多。鋼水中的硫 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐脫硫條件較好 ，原因有四個方面：l 底部噴石灰粉、頂吹氧，能及早形成較高堿度的爐渣；l 渣中 ∑(FeO) 比頂吹低；l 底部噴石灰粉，有利于改善脫硫動力學條件；l 熔池攪拌好，反應界面大，也改善脫硫反應動力學條件。 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐內(nèi)的反應l 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐石灰單耗低，渣量少，化渣速度快，能形成高堿度氧化性爐渣，渣鋼間反應能力大， 提前脫磷，直接拉碳 ，生產(chǎn)低碳鋼種，對吹煉中、高磷鐵水適應性強。l 吹煉平穩(wěn)，噴濺和吹損低，金屬收得率高。l 鋼液氧化性降低，終點 [Mn]殘 提高，鐵合金單耗低相當于底吹轉(zhuǎn)爐。l 頂吹氧槍功能改變，槍位提高，有利于爐內(nèi) CO的燃燒，提高廢鋼加入量。l 冶煉時間短，氧氣消耗少，且底吹氣量增大，頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐氧耗介于頂吹與底吹之間。l 爐容比降低，轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力提高。 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐的冶金效果 轉(zhuǎn)爐的其他冶煉工藝介紹 底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法l 1965年加拿大液化空氣公司成功研制了 雙層管氧氣噴咀 ，1967年西德馬克西米利安公司引進了此噴咀技術，噴咀內(nèi)層鋼管通氧氣，鋼管與其外層無縫管的環(huán)縫中通碳氫化合物，利用包圍在氧氣外層的碳氫化合物的裂解吸熱和形成還原性氣幕冷卻保護氧氣噴咀，成功開發(fā)了 底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼 技術，稱之為 OBM法 （ Oxygen Bo