耐火材料在钢铁工业的应用课件.ppt

我国转炉技术出现 1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年投入工业生产。1954年开始小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取得成功的基础上，我国第1个氧气顶吹转炉炼钢车间（2×30t）在首钢建成，于1964年12月26日投入生产。 炼钢原料 金属料：铁水、废钢、合金钢 非金属料：造渣剂（石灰、萤石、铁矿石）、冷却剂（废钢、铁矿石、氧化铁）、增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油） 氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮 金属料 铁水 转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%-100%。是转炉炼钢的主要热源。 对铁水要求有： （1）成分； （2）带渣量不得超过0.5%； （3）温度大于1250℃。 铁水的成分要求 硅（Si）：硅是重要的发热元素，铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，加剧对炉衬的侵蚀，通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。 锰（Mn）：锰是发热元素，促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀，锰的含量为0.20%-0.80%。 磷（P）：磷是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素，因此要求铁水磷含量越低越好，一般要求铁水[P]≤0.20%。 琉（S）：除了含硫易切削以外ia，绝大多数钢种要求去除硫这一有害元素。氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有30%-40%，我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。 废钢 转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气吹转炉用废钢量一般是总装入量的10%-30%。 应保证能从炉口顺利加入转炉。废钢的长度应小于转炉口直径的1/2，废钢单重一般不应超过300kg，国际要求废钢的长度不大于1000mm，最大单件重量不大于800kg 造渣剂 石灰：碱性炼钢方法的造渣料，主要成分为CaO，是脱P、脱S不可缺少的材料，用量比较大。 萤石：主要成分CaF2，焙烧约930℃，助熔。 白云石：主要成分CaCO3.MgCO3（轻烧白云石，主要成分为CaO.MgO）代替部分石灰造渣。 合成造渣剂：合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂，在低温下预制成型。 氧化剂 氧气是转炉炼钢的主要氧化剂，其纯度达到超过99.5%，氧气压力要稳定，并脱除水分。 氧化铁亦称铁磷，是钢坯加热，轧制和连铸过程中产生的氧化壳层，铁量约占70%-75%。氧化铁皮还有助于化渣和冷却作用，使用时应加热烘烤，保持干燥。 铁矿石中铁的氧化物存在形式是Fe2O3、Fe3O4和FeO其氧含量分别是30.06%，27.64%和22.28%。 转炉炼钢原理 原理：转炉炼钢法同其他炼钢法主要区别在于不借助外加能源，仅靠吹入熔池的空气或氧气与生铁水中各种元素的放热氧化反应完成脱碳和脱除杂质的任务，并将钢液加热到出钢（1600℃或更高）温度。 顶吹转炉冶炼—炉钢的操作过程 上炉出钢、钢渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； 倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； 降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色延误，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） 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）； 倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； 出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。 氧化 当空气或氧气吹入铁水时，生铁中易氧化元素就开始氧化，产生的氧化物和加入的石灰形成炉渣。各项元素按其与氧结合能力的顺序依次氧化。首先氧化的是硅、锰和少量的铁。开始时因温度低（1200-1300℃），而且石灰溶解很慢，组成低氧化钙的铁-锰-硅酸渣。随着温度升高，碳开始激烈地进行氧化。随石灰逐渐溶解，炉渣转变为硅酸钙渣或磷酸钙渣，磷和硫亦被脱除，熔池铁液中各种元素氧化的先后顺序为硅、钒、锰、铬。碳随着温度的提高而分别先于有关元素。 脱氧 转炉吹炼终了时，钢液中存在着少量过剩的溶解氧，一般为0.01-0.08%。其含量主要取决于终点钢水的碳含量。但在固体钢中氧的溶解度很低，仅为0.002-0.003%，因此在浇铸后的钢水凝固过程中，氧便以FeO形式析出，影响钢的质量。所以，要炼成合格的钢，就必须脱氧。脱氧是将与氧亲和力较大的元素及其合金作为脱氧剂加入钢液中，利用脱氧产物不溶于钢液而析出上浮脱离钢液的原理，是钢中的含氧量降到规定限度之下。在生产中常用的脱氧元素锰、硅、铝，它们的脱氧能力依次递增，为提高脱氧效率，是脱氧产物易于形成大颗粒排出，脱氧剂的加入一般应采用由弱到强的顺序，即先加锰铁，