氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼.ppt

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1、9.2底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的發(fā)展1.酸性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法貝塞麥發(fā)明的酸性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法只能脫碳，但不能脫磷、脫硫。2.堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐1878年，托馬斯發(fā)明了堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐，用石灰造渣，能較好地進行脫磷，爐渣可做磷肥．3.富氧堿性底吹轉(zhuǎn)爐1950年前后，制氧技術(shù)有了大的突破，但底吹轉(zhuǎn)爐富氧量只用到40％，如再提高，噴嘴壽命就會降低。（在噴嘴附近發(fā)生O2+[C]→2CO的放熱反應(yīng)）。于是發(fā)明了頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法1952年奧地利開發(fā)，但不適于吹煉高磷鐵水，又發(fā)明了。5石灰粉法(LD—AC法)為吹煉高磷鐵水，比利時和

2、法國同時發(fā)明。6卡爾多(Kaldo)法（瑞典）7旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼法（德國）。4.堿性底吹氧氣轉(zhuǎn)爐1965年加拿大研制了雙層管氧氣噴嘴。內(nèi)管通氧氣，內(nèi)外管間通碳氫化合物。利用碳氫化合物裂解吸熱和形成還原性氣幕冷卻保護氧氣噴嘴。1967年德國引進此噴嘴技術(shù)，成功開發(fā)了底吹氧氣轉(zhuǎn)爐(OBM法)。CmHn=mC+n/2H2(吸熱反應(yīng))氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的特點1）優(yōu)點（1）熔煉速度快，生產(chǎn)率高（一爐鋼只需20分鐘）；（2）熱效率高，冶煉中不需外來熱源，且可配用10%～30%的廢鋼；（3）鋼的品種多，質(zhì)量好（高低碳鋼都能煉Si，S、P、H、N、O及夾雜含量低）；（4）便于開展綜合利用和實現(xiàn)生產(chǎn)過程計

3、算機控制。2）缺點如吹損較高（10%，）、所煉鋼種仍受一定限制（冶煉含大量難熔元素和易氧化元素的高合金鋼有一定的困難）。噴濺和返干時有發(fā)生，而且吹煉后期熔池的攪拌弱（主要靠脫碳反應(yīng)攪拌），鋼渣間反應(yīng)未達平衡，渣中的氧化亞鐵含量高而吹損高、脫氧劑消耗高。9.2.1底吹氧氣轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)特點一氧氣底吹轉(zhuǎn)爐爐底結(jié)構(gòu)爐身和爐底可拆卸分開，在底吹上安裝吹氧噴嘴一般為6～22支。最常用的是爐底和噴嘴垂直。噴嘴冷卻劑可采用天然氣、丙烷、丁烷等碳氫化合物。為了提高脫磷、脫硫效率，由噴嘴內(nèi)管吹氧的同時吹碳粉和螢石粉等造渣劑。根據(jù)不同的冶煉目的，內(nèi)管除吹氧外，還可吹氬或氮氣。底吹氧氣轉(zhuǎn)爐沒有頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐

4、那樣的氧槍，不需要高廠房。圖9氧氣底吹轉(zhuǎn)爐爐型l一爐殼；2一爐襯；3一環(huán)縫；4一爐底塞；5一套管；6一爐底鋼板；7一保護介質(zhì)分配環(huán)；8一保護介質(zhì)；9一氧和石灰粉；10一氧和石灰粉分配箱；11一舌狀氣袋圖10氧氣底吹轉(zhuǎn)爐爐底結(jié)構(gòu)示意圖9.2.2．氧氣底吹轉(zhuǎn)爐吹煉反應(yīng)特點．在底吹轉(zhuǎn)爐冶煉中，氧氣由分散在爐底上的數(shù)支噴嘴由下而上吹入金屬熔池(1)熔池攪拌強度劇烈，其攪動力要高于頂吹法10倍。即使在熔池含碳量降到很低時，由爐底吹入的氧流仍在劇烈地攪動熔池。(2)由于氧流分散而均勻地吹入熔池，同時又無較強的反向氣流作用，因此，吹煉過程平穩(wěn)，爐內(nèi)反應(yīng)迅速而均勻，渣-鋼間反應(yīng)更趨于平衡，渣中

5、氧化鐵含量低，不噴濺，氧的利用率高。(3)由于氧氣噴嘴埋在鐵水下面，高溫和面積較大的反應(yīng)區(qū)在爐底噴嘴出口處附近，反應(yīng)產(chǎn)物需穿過金屬液后才能進入爐渣或爐氣中，因此，上部渣層對爐內(nèi)反應(yīng)的影響較小。9.2.3吹煉過程中各成分的變化一.Si.Mn.P.S.C.O.N等的變化規(guī)律1.[C]-[O]平衡在鋼水中ω[C]％>0.07時，底和頂吹的[C]-[O]關(guān)系，都比較接近；但當(dāng)鋼水中ω[C]％<0.07時，底吹氧氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)的[C]-[O]關(guān)系低于PCO為0.IMPa時[C]-[O]平衡關(guān)系，這說明在相同的鋼水含氧量下，與之相平衡的鋼水含碳量，底吹轉(zhuǎn)爐比頂吹轉(zhuǎn)爐的要低。其原因是隨著鋼水含碳量

6、的降低。冷卻介質(zhì)分解產(chǎn)生的氣體對[C]-[O]反應(yīng)的影響大，使[C]-[O]反應(yīng)的平衡的CO分壓低于0.1MPa。吹煉終點：[C]-[O]平衡相同的鋼水含氧量下，與之相平衡的鋼水含碳量，底吹轉(zhuǎn)爐比頂吹轉(zhuǎn)爐的要低。吹煉終點：[C]-[O]平衡相同的鋼水含氧量下，與之相平衡的鋼水含碳量，底吹轉(zhuǎn)爐比頂吹轉(zhuǎn)爐的要低。煉鋼熔池中[C]和[O]濃度的關(guān)系將Pco取為一個大氣壓，則可簡化為：由于Kc隨溫度的變化不大，在煉鋼溫度范圍內(nèi)為一定值，用M代表則可寫出：M=[%C]·[%O](8—7)M稱為碳氧濃度積，它具有化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的性質(zhì)，在一定溫度和壓力下應(yīng)是一個常數(shù)。(2)[C]-[O]平

7、衡的理論含氧量是在pCO=0.1MPa得出的。而實際頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐中pCO≈0.12MPa而實際頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中pCO≈0.07MPa而實際底吹轉(zhuǎn)爐中pCO≈0.04MPa頂吹pCO≈0.12MPa頂?shù)讖?fù)吹pCO≈0.07MPa底吹pCO≈0.04MPa其原因之一是:噴入爐內(nèi)的氧氣產(chǎn)生了兩倍的CO氣體。[C]+{O2}=2CO↑另一個原因是隨著鋼水含碳量的降低。冷卻介質(zhì)分解產(chǎn)生的氣體對[C]-[O]反應(yīng)的影響大，使[C]-[O]反應(yīng)的平衡的CO分壓低于總壓。如N2、Ar、H2氣等(1)[C]+[