冶金工程概论第07章氧气转炉炼钢设备.ppt

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1、第七章氧气转炉炼钢7.1转炉炼钢原料金属料：铁水（生铁）、废钢、铁合金；非金属料：造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂。7.1.1金属料⑴铁水铁水一般占装入量的70～100%，是转炉炼钢的主要热源。对铁水要求主要有：成分要求、温度要求1）成分要求硅(Si)：是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加，一般0.4-0.8%。锰(Mn)：是发热元素，有利元素，一般0.2-0.4%。磷(P)：是高发热元素，一般为有害元素，不加限制，尽量低且稳定。硫(S)：一般为有害元素，[%S]<0.05。2）温度。铁水物理热得占转炉热收入的50%。入炉铁水温度应大于1200℃～1

2、300℃，并且要相对稳定。⑵废钢废钢量一般是总装入量的10%-30%。既是金属料又是冷却剂⑶铁合金脱氧剂和合金化元素,如Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Cr等。7.1.2辅助材料⑴造渣材料①石灰(CaO)作用：脱磷、脱硫、保护炉衬。活性石灰：把具有高反应能力、体积密度小、气孔率高、比表面积大、晶粒细小的优质石灰称为活性石灰有效熔剂性：熔剂含有的碱性氧化物扣除其自身酸性氧化物造渣所需的碱性氧化物后剩余的碱性氧化物质量分数。②萤石（主要成分：CaF2，含有SiO2、Al2O3杂质）作用：化渣。原理：1）萤石与CaO作用形成1635K的共晶体，直接促进石灰熔化；2）能显著降

3、低2CaO·SiO2的熔点(生成3CaO·CaF2·2SiO2，熔点1362℃)；3）能降低炉渣粘度，认为氟离子切断了硅酸盐链状结构。③白云石(CaCO3·MgCO3)经焙烧可得轻烧白云石（CaO·MgO），白云石的作用如下：采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣，可减轻炉渣对炉衬的侵蚀。溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏，出钢后达到溅渣的要求。促进前期化渣(生成共熔点化合物，都比C2S的熔点低的多)⑵氧化剂①氧气转炉炼钢的主要氧源，氧气纯度，超过98%；氧气压力要稳定，0.6～1.5MPa之间。

4、②铁矿石和氧化铁皮氧化铁有利于化渣和冷却作用⑶冷却剂作用：准确命中转炉终点温度。种类：废钢、氧化铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿、石灰石等。⑷增碳剂种类：木炭、电极粉、焦炭粉、生铁等。7.2转炉设备转炉炼钢：转炉、转炉倾动机构、供料系统、供氧系统、烟气净化与回收系统、钢包及钢包回转台、渣罐及台车钢包及钢包台车：钢包用于盛装钢水；钢包台车将钢水运送到不同的加工、处理地点。渣罐及台车：渣罐用于盛装热炉渣；钢渣台车将热炉渣运送到不同的加工、处理地点。7.2.1转炉炉体及转炉倾动系统⑴转炉炉体包括：炉壳、托圈、耳轴和耳轴轴承座。②托圈作用：是支撑炉体，传递倾动力矩。大、中型转炉

5、托圈，一般用钢板焊成式结构，可通水冷却。托圈与耳轴连成整体，转炉则坐落在托圈上。水冷托圈系统简图①炉壳：由锥形炉帽、圆筒形炉身及球形炉底三部分组成。各部分用钢板成型后再焊接成整体。转炉托圈简图③耳轴支撑托圈和炉体的载荷，传动扭矩使转炉旋转，耳轴要求很高的强度和刚度。耳轴和托圈用法兰盘、螺栓或焊接等方式连接成整体。⑵倾动机构作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、出钢和倒渣等操作的要求要求：①在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连续回转360°，可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求；②安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也可继续工作，

6、维持到一炉钢结束；③适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。倾动机构通常有以下几种类型：①落地式；②半悬挂式：部分中型转炉采用；③全悬挂式：我国大部分大中型转炉都采用此种类型。转炉半悬挂式倾动机构300t转炉全悬挂装置金属炉壳内砌筑的耐火材料即为炉衬。转炉炉衬：由工作层、填充层和永久层组成。⑶转炉炉衬①工作层：材质采用镁碳砖，其具有良好的耐火度、高温强度、耐蚀性和抗热震性。工作层厚度为350～800mm。②填充层：工作层和永久层之间，由镁砂和焦油捣打成，厚度在80～150mm。③永久层：保护炉壳，在靠近炉壳内壁砌上一层或多层标准砖，修炉时一般不拆除。一般用标准

7、镁砖修砌，其厚度65～345mm，炉底永久层要厚些。转炉护炉技术(溅渣护炉)炉衬寿命：炉衬寿命影响转炉的工作时间及生产成本。炉龄是钢厂一重要生产技术指标。炉衬损坏的原因：①铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷；②炉渣及钢水的化学侵蚀；③炉衬自身矿物组成分解引起的层裂；④急冷急热等因素。溅渣护炉是维护炉衬的主要手段；其基本原理：利用高速氮气射流冲击熔池液面，将MgO饱和的高碱度炉渣喷溅涂敷在炉衬表面，形成一层具有一定耐火度的溅渣层。工艺特点：①操作简便；②成本低；③时间短，一般只需3～4min④溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；⑤工人劳动强度低，无