转炉炼钢工艺 (第2/7页)

此，为及早形成碱度较高的炉渣，是前期脱磷的关键。

    中期不利于脱磷的因素是（∑FeO）较低，因此，如何控制渣中(∑FeO)达10%－20%，避免炉渣“返干”是中期脱磷的关键。

    后期不利于脱磷的热力学因素是熔池温度高。

    （5）硫的变化规律

    硫的变化规律也主要表现在吹炼过程中的脱硫速度，脱硫速度变化规律的主要影响因素与脱磷的类似。不同时期，其表现是不相同。

    吹炼前期，由于温度和碱度较低，（FeO）较高，渣的流动性差，因此脱硫能力较低，脱硫速度很慢；

    吹炼中期，熔池温度逐渐升高，（FeO）比前期有所降低，碱度因大量石灰熔化而增大，熔池乳化比较好，是脱硫的最好时期；

    吹炼后期，熔池温度已升至出钢温度，（FeO）回升，比中期高，碱度高熔池搅拌不如中期，因此，脱硫速度低于或稍低于中期。

    2)炉渣成分和温度的变化规律

    转炉吹炼过程中熔池内的炉渣成分和温度影响着元素的氧化和脱除规律，而元素的氧化和脱除又影响着炉渣成分和熔池温度的变化。

    （1）炉渣中(FeO)的变化规律

    炉渣中（FeO）的变化取决于它的来源和消耗两方面。（FeO）的来源主要与枪位、加矿量有关，（FeO）的消耗主要与脱碳速度有关。

    ◆枪位：枪位低时，高压氧气流股冲击熔池，熔池搅拌剧烈，渣中金属液滴增多，形成渣、金乳浊液，脱碳速度加快，消耗渣中（FeO）降低。枪位高时，脱碳速度低，渣中（FeO）增高。

    ◆矿石：渣料中加矿石多，则渣中（FeO）增高。

    ◆脱碳速度：脱碳速度高，渣中（FeO）低；脱碳速度低，渣中（FeO）高。

    氧气顶吹转炉通过改变枪位可达到化渣、降碳的不同目的，这是它与其他炼钢方法相比，具有cao作灵活的特点。

    （2）炉渣碱度的变化规律

    炉渣碱度的变化规律取决于石灰的熔解、渣中(SiO2)和熔池温度。

    吹炼初期，熔池温度不高，渣料中石灰还未大量熔化。吹炼一开始，[Si]迅速氧化，渣中(SiO2)很快提高，有时可达到30%。因此，初期炉渣碱度不高，一般为1.8－2.3，平均为2.0左右。

    吹炼中期，熔池的温度比初期提高，促进大量石灰熔化，熔池中[Si]已氧化完了，SiO2来源中断。中期脱磷速度，熔池搅拌均比前期强，这些因素均有利于形成高碱度炉渣。

    吹炼后期,熔池的温度比中期进一步提高,接近出钢温度,有利于石灰渣料熔化,在中期炉渣碱度较高的基础上,吹炼后期,仍能得到高碱度,流动性良好发炉渣。

    （3）熔池温度的变化规律

    熔池温度的变化与熔池的热量来源和热量消耗有关。

    吹炼初期，兑入炉内的铁水温度一般为1300℃左右，铁水温度越高，带入炉内的热量就越高，[Si]、[Mn]、[C]、[P]等元素氧化放热，但加入废钢可使兑入的铁水温度降低，加入的渣料在吹炼初期大量吸热。综合作用的结果，吹炼前期终了，熔池温度可升高至1500℃左右。

    吹炼中期，熔池中[C]继续大量氧化放热，[P]也继续氧化放热，均使熔池温度提高，可达1500－1550℃以上。

    吹炼后期，熔池温度接近出钢温度，可达1650－1680℃左右，具体因钢种、炉子大小而异。在整个一炉钢的吹炼过程中，熔池温度约提高350℃左右。

    综上所述，顶吹氧气转炉开吹以后，熔池温度、炉渣成分、金属成分相继发生变化，它们各自的变化又彼此相互影响，形成高温下多相、多组元同时进行的极其复杂的物理化学变化。

    冶炼过程概述：从装料到出钢，倒渣，转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣几个阶段。

    炉钢的吹氧时间通常为12－18min，，如图7所示，冶炼周期为30min左右。

    转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的cao作过程主要由以下六步组成：

    （1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；

    （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；

    （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；

    （4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；

    （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；

    （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。

    上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹3－5分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许加入第三批萤石渣料。

    吹炼过程中的供氧强度：

    小型转炉为2.5－4.5m3/(tmin)；120t以上的转炉一般为2.8－3.6m3/(tmin)。

    ◆开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬；

    ◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则；

    ◆在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中Fe含量，减少铁损，达到溅渣的要求。

    ◆当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。

    ◆当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。

    o转炉冶炼五大制度

    装料制度

    供氧制度

    造渣制度

    温度制度

    终点控制及合金化制度

    二、装料制度

    （一）装料次序

    ◆对使用废钢的转炉，一般先装废钢后装铁水。先加洁净的轻废钢，再加入中型和重型废钢，以保护炉衬不被大块废钢撞伤，而且过重的废钢最好在兑铁水后装入。

    ◆为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后，应立即兑入铁水