球盟会app官方下载：转炉炼钢的基本任务及原理 ppt课件

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  脱碳反应除了调整钢液碳含量的作用 外，其反应产物CO气体的上浮排除 使得脱碳反应给炼钢带来独特的作用。

  ➢ 促进熔池成分﹑温度均匀； ➢ 提高化学反应速度； ➢ 降低钢液中的气体含量和夹杂物数量： ➢ 造成喷溅和溢出：

  转炉中的脱碳反应以间接氧化为主：(FeO)[C]={CO}Fe。这是一 个吸热反应，因此，熔池温度上升至1500℃左右后脱碳反应方能激烈 进行。

  实际生产中，从底部喷入熔池的气流一般为亚音速， 除在喷嘴处有几率存在一段连续流股外，喷入的气体将形成 大小不一的气泡并自动上浮。气泡群在上浮过程中，因压 力减小而膨胀，并驱动、抽引金属液向上运动，而后沿四 周炉壁向下，并补向中心，从而对熔池尤其是其底部产生 强烈的搅拌，

  底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成 本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。 转炉大多数都用在生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。

  • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教育学生的方式需要改进？

  氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力，一般以渣 中氧化铁（ ％∑ FeO）含量来表示。

  把Fe2O3折合成FeO有两种计算方式：全氧法和全 铁法。全铁法较合理。

  炉渣的氧化能力是个综合的概念，其传氧能力还 受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的 影响。

  转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、 铁合金为主要的组成原材料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理 热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过 程。

  转炉按耐火材料分为酸性和碱性， 按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹； 按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶

  注意：虽然在炼钢温度下，Fe 氧化的ΔGo线高于其它元素氧化的 ΔGo线，但由于铁液中大多数为Fe 原子，氧与Fe原子接触机会多，故 在实际上Fe还是会氧化。

  要受供氧强度的影响，即氧的传输是限制性环节。 供氧强度越大，脱碳速度也越大（但过大易产生 喷溅）。

  复吹转炉由于FeO控制得较低，最大速度不 及顶吹转炉，吹炼中不易喷溅但全程的平均速度 较之还要大些。 3）第三阶段

  通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可 以控制金属中各元素的氧化和还原过程；

  炼钢炉渣的来源： ➢ 加入的各种造渣材料及被侵蚀炉衬； ➢ 炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化

  当钢液含碳量降低到某些特定的程度时，碳的扩散 成为限制性环节，脱碳速度取决于熔池搅拌情况。

  转炉炼钢中，脱碳反应速度由氧的 扩散控制转成由碳的扩散控制时的钢 液含碳量称为临界含碳量。顶吹转炉 的临界含碳量为0.10%左右，而复吹 转炉由于有底吹搅拌其临界含碳量则 为0.07%；而且，同为临界含碳量以 下时，复吹的脱碳速度也大些。

  炉渣碱度：R高，有利 温度： T低，有利 （1450－1500） 渣量：渣量高，有利 渣中（FeO）量： （FeO）高，有利

  钢液回P现象：在冶炼或出钢过程中，如果炉内热力学条件 或动力学条件发生明显的变化，而导致炉温太高，R，FeO过低，会 导致已脱除到渣中的P重新返回到钢液中，这样的一个过程成为回P。 1、炉温过高； 2、冶炼结束向炉内或钢包中加入铁合金等脱氧，使渣中FeO 降低，脱P产物使碱度降低 3、铁合金本身带入一定量的P 防止回P措施：防止下渣，即防止炉渣进入钢包，采用的方法 是：出渣前加石灰稠化渣，并挡渣出钢；出钢时向钢包中投 入石灰，保持碱度。

  当向铁液中吹入氧气时，如果在铁液与气相 界面有被溶解的元素如[Si]﹑[Mn]﹑[C],虽有 大量的铁原子存在，但根据元素的氧化次序 [Si]﹑[Mn]﹑[C]将优先于铁而被氧化。

  在氧气转炉炼钢时氧气流股冲击铁液形成一 个冲击坑，氧气与铁液非间接接触，易产生元 素的直接氧化。

  • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”

  炼钢的基本任务包括： 1.脱碳、脱磷、脱硫、脱氧； 2.去除有害化学气体和夹杂； 3.提高温度； 4.调整成分

  炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、 升温等手段完成炼钢基本任务。 氧气顶吹转炉炼 钢过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱 氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺 操作则是控制供氧、造渣、温度及加入合金材料 等，以获得所要求的钢液，并浇成合格钢钢锭或 铸坯。

  氧的来源： ➢ 直接向熔池中吹入工业纯氧（98％）； ➢ 向熔池中加入富铁矿； ➢ 炉气中的氧传入熔池。

  吹入的氧气由于动力学的原因首先与铁液中 的Fe原子反应形成FeO进入炉渣同时使铁液 中溶解氧[O]。炉渣中的（FeO）和溶解在 铁液中的[O]再与元素发生间接氧化。

  热，加之混入射流的炉气（CO）及金属滴被 氧化放热，使射流的温度逐渐升高。模拟实 验表明，距喷头孔径15～20倍处射流的温度 在1300～1600℃之间；距喷头孔径35～40倍 处射流的温度高达2150～2300℃，有人称转 炉里的氧气射流就象一个高温火炬。

  （3）（SiO2）和(MnO)：吹炼初期，硅、锰的氧化使之浓 度很快分别达到20%和14%，而后随着所加石灰的熔化逐 渐降低至10%和6%。

  主要阐述转炉吹炼过程中的硅锰氧化、脱 碳、脱硫和脱磷等基本反应及熔体成分的 变动情况，为学习后面的工艺内容作好理 论准备。

  1. Cu﹑Ni﹑Mo﹑W等元素氧化 的ΔGo线都在Fe氧化ΔGo线之上。 从热力学角度来说，在炼钢吹氧过 程中这些元素将受到Fe的保护而不 氧化。

  3. Al﹑Ti﹑Si﹑B等元素氧化的 ΔGo线在图中位于较低的位置，它 们最易氧化。在实际生产中，这些 元素作为强脱氧剂使用。

  在氧气射流的作用区，还会发生碳的直接氧化：1/2{O2}[C]={CO}， 它是强放热反应，故而，碳是转炉炼钢的主要热源之一。

  复吹转炉底吹CO2气体时，CO2也会参与碳的氧化： { CO2}[C]=2{CO}，因此会强化炉内的脱碳反应。

  是硅锰的氧化，脱碳速度很慢。研究发 现，当铁水中的硅当量即 [%Si]0.25[%Mn]＞1时，脱碳速度趋于 零，随吹炼进行，硅锰含量下降，温度 也渐高，近1400℃时碳开始氧化，速度 直线上升。故称该阶段为硅锰控制阶段。

  熔 池 中 氧 与 碳 生 成 ｛ CO ｝ 气 泡 上 浮 ,[%C]×[%O]=m( 常 数 0.002~0.0025),[C]与 [O] 成反比. 冶炼初期，碳的氧化速度较慢 （温低及Si、 Mn的氧化）； 进入中期后脱碳速度迅速增大 （硅、锰氧化结束，熔池温度 也 已 升 至 1400℃ 以 上 ） ； 终 点 前 20%时 间 脱 碳 速 度 又 逐 渐 慢 （ 因 [C] 已 较 低 ， 碳 的 扩 散成了限制性环节）。

  氧气顶吹转炉炼氧气顶吹转炉炼钢过程钢过程主要是主要是降碳降碳升温升温脱磷脱磷脱硫脱硫以及以及脱脱氧氧和和合金化合金化等高温物理化学反应的过程等高温物理化学反应的过程其工艺其工艺操作则是操作则是控制供氧控制供氧造渣造渣温度温度及及加入合金加入合金材料材料等等以获得所要求的钢液以获得所要求的钢液并浇成合格钢钢锭或并浇成合格钢钢锭或111144转炉中的氧气射流具有以下转炉中的氧气射流具有以下特征特征

  含有少量硫化物和氟化物。 炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO2-FeO。

  溶解在铁液中的元素的氧化次序能够最终靠 与1molO2的氧化反应的标准吉布斯自由能 变化来判断。

  在标准状态下，反应的ΔGo负值越多，该 元素被氧化的趋势就越大，则该元素就优 先被大量氧化。

  铁液中常规元素与氧反应的标准吉布斯自 由பைடு நூலகம்变化与温度的关系绘制成图。

  （1）（FeO）：呈下凹弧形变化：吹炼初期，为了化渣枪 位较高，渣中的（FeO）含量高达28%（复吹为16%）； 中期随脱碳进行（FeO）被大量消耗而逐渐降至12%以下 （太低，出现返干，复吹为6%）；随着[C]的减少，脱碳 速度下降，（FeO）的浓度又渐升至15%（复吹为12%）。

  （2）（CaO）：随着所加石灰的溶化，渣中的（CaO）含 量渐升至50% （中期因炉渣“返干”溶化很慢甚至停止）。

  在低温条件下钢材的冲击韧性明显降低； 提高易切削钢的切削性能； 改善钢液的流动性，提高铸造性能； 提高合金钢耐大气和海水腐蚀和抗老化性能； 能提高电工用硅钢的导磁率。

  喷入熔池的气体形成气泡时，残余气袋在距喷孔直 径二倍的地方受到液体的挤压而断裂，气相内回流压向喷 孔端面，这一现象称为气泡对喷孔的后座。

  1.3.1 炼钢炉渣的作用 1.3.2 炼钢炉渣的来源及其组成 1.3.3 炼钢炉渣的主要性质

  硅锰的氧化、脱碳、脱硫和脱磷是炼钢的 基本反应，但在转炉炼钢中又有其特殊性。

  从装料到出钢，倒 渣，转炉一炉钢的冶炼 过程包括装料、吹炼、 脱氧出钢、溅渣护炉和 倒渣几个阶段，如右图 所示。一炉钢的吹氧时 间通常为12-18min，冶 炼周期为40min左右。

  /P0＜转0.炉52所83用要氧求枪设采计用，拉通瓦常尔M喷高头达，1.5且～尺2.寸2，按流P股出 的展开和衰减慢，动能利用率高，对熔池的搅拌 力强。 2、射流的速度渐慢、截面积渐大

  射流进入炉膛后，由于受反向气流（向上的 炉气）的作用而速度逐渐变慢；同时，由于吸收 部分炉气而断面逐渐变大，扩张角120左右。