【正文】 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，加強熔池攪拌，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點，同時使降低渣中Fe含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。min)；(t如果爐內(nèi)化渣不好，則許加入第三批螢石渣料。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。 爐鋼的吹氧轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過程。爐鋼的吹氧時間通常為1218min，如圖7所示，冶煉周期為30min左右。綜上所述，頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐開吹以后，熔池溫度、爐渣成分、金屬成分相繼發(fā)生變化，它們各自的變化又彼此相互影響，形成高溫下多相、多組元同時進(jìn)行的極其復(fù)雜的物理化學(xué)變化。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。綜合作用的結(jié)果，吹煉前期終了，熔池溫度可升高至1500℃左右。（3）熔池溫度的變化規(guī)律 熔池溫度的變化與熔池的熱量來源和熱量消耗有關(guān)。中期脫磷速度，熔池攪拌均比前期強，這些因素均有利于形成高堿度爐渣。因此，初期爐渣堿度不高。吹煉初期，熔池溫度不高，渣料中石灰還未大量熔化。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐通過改變槍位可達(dá)到化渣、降碳的不同目的，這是它與其他煉鋼方法相比，具有操作靈活的特點。◆◆ 槍位：槍位低時，高壓氧氣流股沖擊熔池，熔池攪拌劇烈，渣中金屬液滴增多，形成渣、金乳濁液，脫碳速度加快，消耗渣中（FeO）降低。（FeO）的來源主要與槍位、加礦量有關(guān)，（FeO）的消耗主要與脫碳速度有關(guān)。2)爐渣成分和溫度的變化規(guī)律 轉(zhuǎn)爐吹煉過程中熔池內(nèi)的爐渣成分和溫度影響著元素的氧化和脫除規(guī)律，而元素的氧化和脫除又影響著爐渣成分和熔池溫度的變化。不同時期，其表現(xiàn)是不相同。后期不利于脫磷的熱力學(xué)因素是熔池溫度高。 頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉各期的特點因素時期熔池溫度(%∑FeO)爐渣堿度降碳速度前期較低較高低低于中期中期較高較低較高高于初期后期高高高低于中期前期不利于脫磷的因素是爐渣堿度比較低，因此，為及早形成堿度較高的爐渣，是前期脫磷的關(guān)鍵。脫磷速度的變化規(guī)律，主要受熔池溫度，熔池中金屬[P]含量，熔渣中(∑FeO)，熔渣堿度，熔池的攪拌強度或脫碳速率的影響。圖6吹煉中期：熔池溫度高于1500℃ ，[Si]、[Mn]含量降低，[P][O]親和力小于[C][O]親和力，碳氧化消耗較多的（FeO），熔渣中(∑FeO)有所降低，熔池攪拌強烈，反應(yīng)區(qū)乳化較好，結(jié)果此期的碳氧化速度高。在吹煉的前、中、后期，這些因素是在不斷發(fā)生變化，從而體現(xiàn)出吹煉各期不同的碳氧化速度，如圖6所示?！翳F水中錳含量高，單渣操作，鋼水殘錳也會高些。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)+2（CaO）=（2 CaOSiO2)。 （氧氣直接氧化反應(yīng)）[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe] (界面反應(yīng))(SiO2)+(MnO)=MnO 其反應(yīng)式可表示為：[Mn]+[O]=(MnO)影響硅氧化規(guī)律的主要因素：[Si]與[O]的親和力，熔池溫度，熔渣堿度和FeO活度。SiO2，[C]也不能還原（SiO2）。SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)?CaO 2(FeO)+(SiO2)=( 2FeO [Si]+(FeO)=(SiO2)+2[Fe] (氧氣直接氧化) ◆當(dāng)鋼水流出總量的四分之一時，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?！糸_吹時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，加強熔池攪拌，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點，同時使降低渣中Fe含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。min)；(t如果爐內(nèi)化渣不好，則許加入第三批螢石渣料。 吹煉一爐鋼過程中金屬、爐渣成分的變化上爐鋼出完鋼后，倒凈爐渣，堵出鋼口，兌鐵水和加廢鋼，降槍供氧，開始吹煉。一爐鋼的吹氧時間通常為1218min，冶煉周期為30min左右。 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 圖3上世紀(jì)50年代用氧氣代替空氣煉鋼是煉鋼史上的一次重大變革，70年代出現(xiàn)的氧氣底吹轉(zhuǎn)爐和頂吹復(fù)合轉(zhuǎn)爐，是氧氣轉(zhuǎn)爐在發(fā)展和完善通路上取得的豐碩成果，如圖4所示。 ◆按熱量來源—自供熱和外加熱燃料轉(zhuǎn)爐。 ◆按供入氧化性氣體種類—空氣和氧氣轉(zhuǎn)爐。氧化鐵皮還有助于化渣和冷卻作用，使用時應(yīng)加熱烘烤，保持干燥。鐵礦石作為氧化劑使用要求高（全鐵56%），雜質(zhì)量少，塊度合適。鐵礦石中鐵的氧化物存在形式是Fe2O%，%%。其固定碳C≥96%，揮發(fā)分≤%，S≤%，水分≤%，粒度在15mm。轉(zhuǎn)爐冶煉中，高碳鋼種時，使用含雜質(zhì)很少的石油焦作為增碳劑。 三、增碳劑在冶煉過程中，由于配料或裝料不當(dāng)以及脫碳過量等原因，有時造成鋼中碳含量沒有達(dá)到預(yù)期的要求，這時要向鋼液中增碳。合成渣劑熔點低、堿度高、成分均勻、粒度小，且在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而改善了冶金效果，減輕了轉(zhuǎn)爐造渣負(fù)荷。在還原期要適量少用，只用在冶煉不銹鋼或高硫鋼時才稍用多一些。但火磚塊中還含有55%—70%的SiO2，能大大降低熔渣的堿度及氧化能力，對脫磷、脫硫極為不利。 4）火磚塊 火磚塊是澆鑄系統(tǒng)的廢棄品，它的作用是改善熔渣的流動性，特別是對含MgO高的熔渣，稀釋作用優(yōu)于螢石。濺渣護(hù)爐操作時，通過加入適量的生白云石或輕燒白云石保持渣中的MgO含量達(dá)到飽和或過飽和，使終渣能夠做黏，出鋼后達(dá)到濺渣的要求。轉(zhuǎn)爐采用生白云石或輕燒白云石代替部分石灰造渣。經(jīng)焙燒可成為輕燒白云石，其主要成分為CaO 3）白云石白云石的主要成分CaCO3近年來，螢石供應(yīng)不足，各鋼廠從環(huán)保角度考慮，使用多種螢石代用品，如鐵錳礦石，氧化鐵皮，轉(zhuǎn)爐煙塵，鐵礬土等。但大量使用螢石會增加噴濺，加劇爐襯侵蝕，污染環(huán)境。2SiO2（熔點1362℃），加速石灰溶解，迅速改善爐渣動性。SiO2外殼的熔點顯著降低，生成低熔點3CaO2）螢石螢石的主要成分是 CaF2，焙燒約930℃?；钚允业乃钚远却笥?10ml，㎝3，氣孔率高達(dá)40%。常用鹽酸滴定法來測量水活性，當(dāng)鹽酸消耗大于300ml時才屬優(yōu)質(zhì)活性石灰。因此，石灰CaO含量高，SiO2和S 含量低，生過燒率低，活性高，塊度適中，此外，石灰還應(yīng)保持清潔、干燥和新鮮。二、非金屬料（一）造渣劑1）石灰堿性煉鋼方法的造渣料，主要成分為CaO，由石灰石煅燒而成，是脫P、脫S不可缺少的材料，用量比較大。往電爐中加Al時常將其化成鋁餅，用鐵桿穿入插入鋼液。3）鐵合金 常用的鐵合金種類：◆ 簡單合金：FeMn，F(xiàn)eSi，F(xiàn)eCr，F(xiàn)eV， FeTi，F(xiàn)eMo，F(xiàn)eW等◆復(fù)合脫氧劑：CaSi合金，AlMnSi合金，MnSi合金，CrSi合金，BaCaSi合金，BaAlSi合金等◆純金屬：Mn、Ti（海綿Ti）、Ni、Al。此外，以海綿鐵為爐料還可以減少鋼中的非金屬夾雜物及氮含量。海綿鐵中金屬鐵含量較高，S、P含量較低，雜質(zhì)較少。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。由于生鐵中含碳及雜質(zhì)較高，因此電爐鋼爐料中生鐵配比通常為10%25%，最高不超過30%。合金廢鋼要單獨存放，以免造成冶煉困難，產(chǎn)生熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費。4）不同性質(zhì)的廢鋼分類存放。廢鋼的硫、%。國標(biāo)要求廢鋼的長度不大于1000mm，最大單件重量不大于800kg。（二）轉(zhuǎn)爐煉鋼對廢鋼的要求：1)廢鋼的外形尺寸和塊度應(yīng)保證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用廢鋼量一般是總裝入量的10%30%。我國煉鋼規(guī)定入爐鐵水溫度應(yīng)大于1250℃，并且要相對穩(wěn)定。對鐵水溫度的要求：鐵水溫度是鐵水含物理量多少的標(biāo)志，鐵水物理熱得占轉(zhuǎn)爐熱收入的50%。%。除了含硫易切削以外，絕大多數(shù)鋼種要求去除硫這一有害元素。磷是高發(fā)熱元素，對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]≤%。，目前使用較多的為低錳鐵水，%%。 2）錳（Mn）錳是發(fā)熱元素，鐵水中Mn氧化后形成的MnO能有效促進(jìn)石灰溶解，加快成渣，減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。%%為宜。鐵水含Si量高，渣量增加，有利于脫磷、脫硫。對鐵水要求有：（1）成分；（2）帶渣量；（3）溫度?！?金屬料：鐵水、廢鋼、合金鋼● 非金屬料：造渣劑（石灰、螢石、鐵礦石）、冷卻劑（廢鋼、鐵礦石、氧化鐵、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）、增碳劑和燃料（焦炭、石墨籽、煤塊、重油）● 氧化劑：氧氣、鐵礦石、氧化鐵皮入爐原料結(jié)構(gòu)是煉鋼進(jìn)程及各項指標(biāo)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響：◆鋼鐵料結(jié)構(gòu)，即鐵水和廢鋼及廢鋼種類的合理分配；◆造渣料結(jié)構(gòu)，即石灰、白云石、螢石、鐵礦石等的配比制度；◆充分發(fā)揮各種煉鋼原料的功能使用效果，即鋼鐵料和選渣料的合理利用。對煉鋼原料的基本要求：既要保證原料具有一定的質(zhì)量和相對穩(wěn)定的成分，又要因地制宜充分利用本地區(qū)的原料資源，不宜苛求。重點與難點：頂吹轉(zhuǎn)爐的各項操作制度；復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金特點。高溫合金主要用于制造燃汽輪機、噴氣式發(fā)動機等高溫下工作零部件。彈簧鋼主要含有硅、錳、鉻合金元素，具有高的彈性極限、高的疲勞強度以及高的沖擊韌性和塑性，專門用于制造螺旋簧及其他形狀彈簧，對鋼的表面性能及脫碳性能的要求比一般鋼更為嚴(yán)格。不銹鋼具有不銹性，但不一定耐腐蝕，而耐腐蝕鋼則一般都具有較好的不銹性。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。特殊性能鋼，指的是具有特殊化學(xué)性能或力學(xué)性能的鋼，如軸承鋼、不銹鋼、彈簧鋼、高溫合金鋼等。合金工具鋼不僅含有很高碳，%，而且含有較高的鉻（達(dá)13%）、鎢（達(dá)9%）、鉬、釩等合金元素，這類鋼主要用于各式模具。工具鋼，包括碳素工具鋼和合金工具鋼及高速鋼。%，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)母邚姸扰c良好的韌性。 合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素，用來提高鋼的強度、韌性和淬透性。碳素結(jié)構(gòu)鋼是指用來制造工程結(jié)構(gòu)件和機械零件用的鋼，其硫、磷等雜質(zhì)含量比優(yōu)質(zhì)鋼高些，一般[S]≤%，[P]≤%，優(yōu)質(zhì)碳素鋼[S]和[P]均≤%。 按用途分類，分為三大類：結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊性能鋼。 按脫氧程度不同可分為沸騰鋼（不經(jīng)脫氧或微弱脫氧）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧充分）和半鎮(zhèn)靜鋼（脫氧不完全，介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間）。 按冶煉方法和質(zhì)量水平分類：按煉鋼爐設(shè)備不同可分為轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼、平爐鋼。一般合金元素總含量小于3%的為普通低合金鋼，總含量為3%～5%的為低合金鋼，大于10%的叫高合金鋼，總含量介于5%～10%之間為中合金鋼。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。碳素鋼是指鋼中除含有一定量為了脫氧而加入硅（一般≤%）和錳（一般≤%）等合金元素外，不含其他合金元素的鋼。鋁是調(diào)整鋼的晶粒度的有效元素，它能使鋼的晶粒開始長大并保持到較高的溫度。鋼中鋁的加入量因氧量而異，對高碳鋼應(yīng)少加些，而低碳鋼則應(yīng)多加，加入量一般為:。 ◆鋼的凝固區(qū)間增加10℃，%。 ◆[H] ◆[N]% ◆密度降低80kg/m3 ◆鐵的熔點降低8℃ ◆%硅對鋼液的性質(zhì)影響較大，1600℃純鐵中每增加1%的硅：生產(chǎn)沸騰鋼時，[Si]%%，[Mn]%%，它只能微弱控制CO反應(yīng)。硅 (Si)硅是鋼中最基本的脫氧劑。 ◆℃ 。 ◆[H] cm3/100g ◆[N]% ◆% ◆密度減少4kg/m3 ◆℃碳能顯著改變鋼的液態(tài)和凝固性質(zhì)，在1600℃，[C]≤%時，%的碳從鋼的性質(zhì)可看出碳也是重要的合金元素，它可以增加鋼的強度和硬度，但對韌性產(chǎn)生不利影響。由于非金屬夾雜對鋼的性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此在煉鋼、精煉和連鑄過程應(yīng)最大限度地降低鋼液中夾雜物的含量，控制其形狀、尺寸。根據(jù)成分不同，夾雜物可分為：氧化物夾雜，即 FeO、MnO、SiOAl2OCr2O3等簡單的氧化物；FeOFe2OFeOAl2OMgOAl2O3等尖晶石類和各種鈣鋁的復(fù)雜氧化物；2FeOSiO2MnOSiO3MnOAl2O32SiO2等硅酸鹽；硫化物夾雜，如FeS、MnS、CaS等；氮化物夾雜，如AlN、TiN、ZrN、VN、BN等。內(nèi)生夾雜包括：脫氧時的脫氧產(chǎn)物；鋼液溫度下降時，硫、氧、氮等雜質(zhì)元素溶解度下降而以非金屬夾雜形式出現(xiàn)的生成物；凝固過程中因溶解度降低、偏析而發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物；固態(tài)鋼相變?nèi)芙舛茸兓傻漠a(chǎn)物。（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。氮可以作為合金元素起到細(xì)化晶粒的作用。氮含量增加，鋼的焊接性能變壞。低碳鋼產(chǎn)生的脆性比磷還嚴(yán)重。氮含量高的鋼種長時間放置，將會變脆，這一現(xiàn)象稱為“老化”或“時效”。一般白點產(chǎn)生的溫度低于2000℃。在鋼材的縱向斷面上，呈現(xiàn)出圓形或橢圓形的銀白色斑點稱之為“白點”，實為交錯的細(xì)小