現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)

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1、目錄1.1轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展11.1.1發(fā)展概要11.1.2轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展的進程11.1.3轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的展望41.2頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)51.2.1復(fù)吹技術(shù)開發(fā)的歷史背景51.2.2頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類61.2.3復(fù)吹的主要技術(shù)特點61.2.4復(fù)吹冶金效果和經(jīng)濟效益81.3轉(zhuǎn)爐基本操作工藝101.3.1裝入制度101.3.2供氧制度111.3.3造渣制度111.3.4溫度制度111.3.5終點控制與出鋼合金化111.4典型鋼種的冶煉要點及其質(zhì)量121.5長壽命爐襯技術(shù)131.5.1濺渣護爐的基本原理141.5.2濺渣護爐的技術(shù)要點141.5.3濺渣護爐的優(yōu)點及負面影響161.6轉(zhuǎn)爐節(jié)能和負

2、能煉鋼的實現(xiàn)181.6.1概述181.6.2轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱工特點181.6.3轉(zhuǎn)爐煉鋼的直接能源消耗191.6.4轉(zhuǎn)爐能量的回收191.6.5轉(zhuǎn)爐工序能耗計算191.6.6轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要節(jié)能途徑201.6.7轉(zhuǎn)爐負能煉鋼的實現(xiàn)211.7計算機控制煉鋼211.7.1計算機控制煉鋼的發(fā)展概要211.7.2計算機控制煉鋼的優(yōu)點211.7.3煉鋼計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能221.7.4靜態(tài)和動態(tài)模型231.7.5計算機控制煉鋼應(yīng)具備的條件261.8鐵水預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法煉鋼261.8.1運載容器中的鐵水預(yù)處理261.8.2轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法32現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)1.1轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展1.1.1發(fā)展概要185

3、5年，英國亨利.貝塞麥發(fā)明酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐，首次用鐵水煉液態(tài)鋼。1856年，RobertMushet向鋼液內(nèi)加Mn-Si-Fe進行脫氧，阻止?jié)沧⒑竽痰匿撳V產(chǎn)生蜂窩氣泡，使鋼錠能順利進行熱處理。1878年，英國人S.G.ThoMas發(fā)明堿性空氣底吹轉(zhuǎn)爐，以白云石加少量粘土作粘結(jié)劑制成爐襯，加石灰造堿性渣，解決了高磷鐵水的脫磷問題。由于托馬斯煉鋼法是空氣底吹，[N]較高，易產(chǎn)生時效硬化現(xiàn)象。當時采用（1）富氧鼓風(fēng)（O230-32%）；（2）混合氣體（O250%，CO230-32%）；（3）氧氣中加H2O。來降低鋼中的[N]含量。上世紀40年代初大型空氣機問世，隨即產(chǎn)生了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。首先在18

4、47年瑞士人羅佰特（Robert）、杜勒（R.Durrer）在2.5噸轉(zhuǎn)爐進行頂吹氧試驗，于1848年3月試驗成功。奧地利聯(lián)合鋼鐵公司獲悉并觀察后：在奧地利林茨（Linz）2t和15t轉(zhuǎn)爐上試驗，于1949年10月成功。在林茨（Linz）新建30t轉(zhuǎn)爐工廠，于1952年開工生產(chǎn)。奧地利阿爾卑斯礦業(yè)公司在多那維茨（Donawitz）新建30t轉(zhuǎn)爐工廠，于1953年投產(chǎn)生產(chǎn)，并命名為LD氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。1967年，原聯(lián)邦德國和法國建成氧氣底吹轉(zhuǎn)爐。由于從爐底吹入氧氣，使冶煉過程更加平穩(wěn)，脫碳能力強，有利冶煉超低碳鋼種，鐵和錳的氧化損失較氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐小，也適用高磷鐵水煉鋼，這一工藝的出現(xiàn)受到煉

5、鋼界的普遍重視。1969年，原聯(lián)邦德國采用鋼包噴射冶金技術(shù)。1974年，英國首先在1.25t轉(zhuǎn)爐上，1975年法國和盧森堡合作在65t轉(zhuǎn)爐上先后試驗成功頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼。1.1.2轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展的進程LD氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法自1952年誕生以來，半個多世紀的發(fā)展大致有以下特點：（1）LD基本煉鋼技術(shù)的完善和轉(zhuǎn)爐大型化的實現(xiàn)這一技術(shù)發(fā)展過程主要在20世紀50年代初至60年代末完成。對于當時來說，這種技術(shù)的完善首先是為了安全、連續(xù)、穩(wěn)定地進行煉鋼生產(chǎn)的目的，其次再考慮進一步提高生產(chǎn)能力和品種適應(yīng)的問題，因此這些基本煉鋼技術(shù)的完善可歸納為[1]：1）氧槍的改進，單孔—→多孔槍頭；2）OG法除塵

6、系統(tǒng)的完善，開始回收煤氣；3）擴大對原料的適應(yīng)性，如高磷鐵水的使用；4）品種擴大，低碳到中、高碳及合金鋼；5）爐料改進，提高爐齡，從開始的數(shù)百爐提高到數(shù)千爐。隨著上述基本煉鋼技術(shù)的不斷完善，對轉(zhuǎn)爐大型化提出了要求，以求更高的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益。因此，在60年代初就出現(xiàn)了容量為200t的轉(zhuǎn)爐，到60年代末就出現(xiàn)了300t或大于300t的轉(zhuǎn)爐。眾所周知，從70年代開始，容量為250～300t的轉(zhuǎn)爐一直是當今世界轉(zhuǎn)爐煉鋼的主力爐型。（2）經(jīng)驗操作轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)控制煉鋼這一技術(shù)發(fā)展過程主要完成于20世紀50年代末至70年代末。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼反應(yīng)速度快、時間短，很難采用取樣分析的方法來監(jiān)控煉鋼過程，也無法直

7、接觀察爐內(nèi)的反應(yīng)過程，而只能根據(jù)對火焰、聲音第二次信息的觀察體會逐步形成操作人員的經(jīng)驗，從而來調(diào)節(jié)反應(yīng)過程和對終點的控制，這就是所講的經(jīng)驗煉鋼。約100年來，貝氏麥、托馬斯轉(zhuǎn)爐都是依靠經(jīng)驗來煉鋼的。由于經(jīng)驗煉鋼的局限性，自然提出了煉鋼過程實施科學(xué)控制的要求。從經(jīng)驗煉鋼到科學(xué)控制煉鋼大約經(jīng)歷了以下幾個歷程：1）20世紀50年代末到60年代初，煉鋼科學(xué)工作者利用熱力學(xué)試驗數(shù)據(jù)已能精確計算出煉鋼過程化學(xué)反應(yīng)生成的熱