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《轉(zhuǎn)爐煉鋼培訓(xùn)材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、轉(zhuǎn)爐煉鋼培訓(xùn)材料23.轉(zhuǎn)爐煉鋼基本原理3.1轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本任務(wù)生鐵中除了含有較多的碳外，還含有一定量的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)，它們統(tǒng)稱為鋼鐵中五大元素。煉鋼就是用氧化的方法去處生鐵種的這些雜質(zhì)，在根據(jù)鋼種的要求加入適量的合金元素，使之成為具有高的強(qiáng)度、韌性或其他特殊性能的鋼。除五大元素外，鋼中還含有氮、氫、氧和非金屬雜質(zhì)物。它們是在冶煉過(guò)程中隨原材料爐氣而進(jìn)入鋼流的，或是冶煉過(guò)程中殘留在鋼中的化學(xué)反應(yīng)物。這些物質(zhì)對(duì)鋼的性能有重大影響，必須盡量降低其含量。綜上所述，可將煉鋼基本任務(wù)歸納如下：１.脫碳：含碳量的不同是引起生鐵同鋼性能差異的決
2、定因素。根據(jù)Fe-C相圖，含碳量在0.0218%～2.11%之間的鐵碳合金為鋼；碳含量在2.11%以上的鐵碳合金為生鐵；碳含量在0.0218%以下的為工業(yè)純鐵。在不同鋼種中，含碳量也仍然是控制其性能的最主要元素。鋼中含碳量增加則硬度、強(qiáng)度、脆性都將提高，延展性下降，反之，含碳量減少則硬度、強(qiáng)度下降而延展性提高，鐵含碳范圍３～４.2%,所以，煉鋼過(guò)程必須按鋼種規(guī)格將碳氧化至一定范圍。2.脫磷、脫硫：對(duì)絕大多數(shù)鋼種來(lái)說(shuō)，磷、硫?yàn)橛泻υ?。磷將引起鋼的冷脆，而硫則引起鋼的熱脆。因此要求在煉鋼過(guò)程中盡量除之。3.脫氧：因?yàn)橛醚趸掍?，氧化?/p>
3、處鋼鐵中雜質(zhì)后，鋼中必然殘留大量氧，還會(huì)給鋼的性能帶來(lái)危害，應(yīng)當(dāng)除去。用人為地方法減少鋼中含氧量的操作叫做脫氧。一般是向鋼流中加入比鐵有更大親氧力的元素（如Al、Si、Ca等合金）來(lái)完成。4.去除氣體和非金屬夾雜物：鋼中期體主要指溶解在鋼中的氫和氮。非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、氮化物、磷化物以及它們所形成的復(fù)雜化合物。在轉(zhuǎn)爐煉鋼方法中，主要靠碳氧反應(yīng)時(shí)生成的CO氣泡的溢出所引起的熔池沸騰來(lái)降低鋼中的氣體和非金屬夾雜物。5.升溫與合金化：上述所有冶金過(guò)程均須在一定高溫下才能完成，同時(shí)為保證鋼水能澆成合格鋼錠，也要求出鋼時(shí)鋼水有一定的
4、溫度。因此，將鋼水加熱并控制在一定的溫度范圍內(nèi)，是煉鋼必須完成的任務(wù)。為使鋼具有良好的性能或某種特殊性能，還必須根據(jù)鋼中要求加入適量合金元素。所以煉鋼的基本任務(wù)包括：脫碳、脫磷、脫硫、脫氧；去除鋼中有害氣體和夾雜物；提高溫度；調(diào)整成分；并澆成合格的鋼錠或鑄坯。煉鋼過(guò)程通過(guò)供氧、造渣、加合金、攪拌、升溫等手段完成煉鋼基本任務(wù)。3.2氧氣射流與溶池的相互作用轉(zhuǎn)爐煉鋼通過(guò)向熔池供氧來(lái)去除金屬液中的雜質(zhì)元素，同時(shí)向熔池吹氣以強(qiáng)化攪拌，實(shí)現(xiàn)快速煉鋼。供氧是通過(guò)氧槍噴頭向熔池吹入超音速氧氣射流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即氧射流。為了使氧流有足夠的能力穿入熔池，使
5、用拉瓦爾型的多孔噴頭，氧氣使用壓力為(10～14)×104Pa，時(shí)，氧流出口速度可達(dá)400～440m/s。3.2.1射流狀態(tài)3.2.1.1單孔噴頭的射流狀態(tài)高壓氧射流由噴頭噴出后，在向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸收了爐內(nèi)氣體導(dǎo)致氧射流流量不斷增加，流股各截面速度逐漸變小，邊緣速度比中間降低的快，截面逐漸擴(kuò)大。當(dāng)供氧壓力一定時(shí)，噴頭距液面較近，則對(duì)液面的沖擊力較大，沖擊面積較小。反之3.2.1.2多孔噴頭的射流狀態(tài)多孔噴頭增大了射流流量，分散射流，增加流股與與熔池的接觸面積，使逸出氣體更均勻，吹煉更平穩(wěn)。多孔噴頭射流的速度衰減要快些，射程要短些，幾股射
6、流之間還存在著相互影響。3.2.2射流與溶池的物理作用A.形成凹坑（1）主要為鐵的氧化物（2）沖擊深度，即不能損壞爐底又要有一定的深度（熔池深度的50-75%）。（3）沖擊面積硬吹、軟吹概念B.熔池與射流間的相互破碎與乳化轉(zhuǎn)爐吹煉中，由于氧氣射流和爐內(nèi)產(chǎn)生的CO氣體共同作用，引起氧氣射流與金屬液和爐渣之間的相互破碎，形成液滴和氣泡，產(chǎn)生金屬-爐渣-氣泡的乳化液，它們之間的接觸面積劇烈增大，加快反應(yīng)速度。3.2.3射流與溶池的化學(xué)作用氧氣射流對(duì)金屬熔池的傳氧方式有直接傳氧和間接傳氧，以間接傳氧為主。直接傳氧：金屬中的氧被氣態(tài)氧直接氧化X
7、〔R〕+y/2｛O2｝=RxOy間接傳氧：氧氣與金屬接觸首先將鐵元素氧化2〔Fe〕+｛O｝2=2（FeO）生成的（FeO）溶解到金屬中在氧化金屬中的雜質(zhì)（FeO）=〔FeO〕y〔FeO〕+x〔R〕=(RxOy)+y〔Fe〕3.3轉(zhuǎn)爐冶煉基本反應(yīng)3.3.1吹煉過(guò)程狀況吹煉過(guò)程金屬液成分、溫度和爐渣成分變化規(guī)律：（1）硅在吹煉前期，一般在4min內(nèi)即被基本氧化。（2）錳在吹煉前期被氧化到很低，隨著吹煉進(jìn)行而逐步回升。（3）磷在吹煉前期快速降低，進(jìn)入吹煉中期略有回升，而到吹煉后期再度降低。（4）硫在吹煉過(guò)程中是逐步降低的。（5）碳在吹煉過(guò)程
8、中快速減少，但前期脫碳速度慢，中期脫碳速度快。（6）熔池溫度在吹煉過(guò)程中逐步升高，尤以吹煉前期升溫速度快。（7）渣中的酸性氧化物（SiO2）和（P2O5）在吹煉前期逐漸增多，隨著石灰的溶解增加，渣量增大而降低。（8）渣中
