转炉炼钢

第三章 转炉炼钢第一节 炼钢用原材料 第二节 氧气转炉炼钢 第三节 底吹氧气转炉炼钢法

第四节 顶底复合吹炼转炉炼钢法

第一节 炼钢用原材料原材料是炼钢的基础，原材料的质量和 供应条件对炼钢生产的各项技术经济指 标产生重要影响。对炼钢原料的基本要求：既要保证原料 具有一定的质量和相对稳定的成分，又 要因地制宜充分利用本地区的原料资源， 不宜苛求。炼钢原料分为金属料，非金 属料和气体。

● 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、烧结矿、球团矿)、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

入炉原料结构是炼钢进程及各项指标结构产生重要影响:◆钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理分配； ◆造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配

比制度；◆充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果，即钢铁料和

选渣料的合理利用。

一、金属料1、铁 水铁水是转炉炼钢的主要原 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； (3)温度。

1)硅(Si)是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化

学热增加，铁水中Si量增加0.10%,废钢的加入量可提高1.3%-1.5%。 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， 金属收得率降低，同时渣中过量的SiO2 ,也会加剧对

炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。

2)锰(Mn)锰是发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO能有 效促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和

炉衬侵蚀。同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可以 减少合金化时所需的锰铁合金，有利提高钢水纯净 度。 转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.0,目前

使用较多的为低锰铁水，锰的含量为0.20%-0.80%。

3)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%。

4)硫(S)除了含硫易切削以外，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%。

对铁水带渣量的要求： 高炉渣中含硫、SiO2、和Al2O3量较高，过多 的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰 消耗增加，造成喷溅，降低炉衬寿命，因此，进 入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。

对铁水温度的要求：

铁水温度是铁水含物理量多少的标志，

铁水物理热得占转炉热收入的50%。应努力保证入炉铁水的温度，保证炉内热源充足和

成渣迅速。我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃,并且要相对稳定。

2、废钢转炉和电炉炼钢均 使用废钢，氧气顶吹转

炉用废钢量一般是总装入量的10%-30%。废钢 分为一般废钢、轧辊、 次废铁、车等。

转炉炼钢对废钢的要求：1)废钢的外形尺寸和块度

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 标 要 求 废 钢 的 长 度 不 大 于1000mm,最大单件重量不大于800kg。

2)废钢中不得混有铁合金 严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡 胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品 以及有毒物品。废钢的硫、磷含量均不大于

0.050%。3)废钢应清洁干燥

不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。

4)不同性质的废钢分类存放非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起，

不得混有合金废钢和生铁。合金废钢要单独存放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成

贵重合金元素的浪费。

3、生铁主要在电炉炼钢中使用，其主要目的在于 提高炉料或钢中的碳含量，并解决废钢或重料 来源不足的困难。由于生铁中含碳及杂质较高， 因此电炉钢炉料中生铁配比通常为10%-25%, 最高不超过30%。 电炉炼钢对生铁的质量要求较高，一般S、 P 含 量 要 低 ， Mn 不 能 高 于 2.5% , Si 不 能 高 于 1.2%。

4、海绵铁海绵铁是用氢气或其他还原性气体还原精 铁矿而得。 一般是将铁矿石装入反应器中，通入氢气

或CO气体或使用固体还原剂，在低于铁矿石软化点以下的温度范围内反应，不生成铁水，也 没有熔渣，仅把氧化铁中的氧脱掉，从而获得 多孔性的金属铁即海绵铁。

海绵铁中金属铁含量较高，S、P含量较低， 杂质较少。

电炉炼钢直接采用海绵铁代替废钢铁料， 不仅可以解决钢铁料供应不足的困难，而且可 以大大缩短冶炼时间，提高电炉钢的生产率。 此外，以海绵铁为炉料还可以减少钢中的非金 属夹杂物及氮含量。由于海绵铁具有较强的吸 水能力，因此使用前须保持干燥或以红热状态 入炉。

5、铁合金常用的铁合金种类：◆ 简单合金：Fe-Mn,Fe-Si,Fe-Cr,Fe-V,

Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-W等◆复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金， Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金， Ba-Al-Si合金等 ◆纯金属：Mn、Ti(海绵Ti)、Ni、Al。

1)对块要求 加入钢包中的尺寸为5-50mm,加入炉中的 尺寸为30-200mm。往电炉中加Al时常将其化成 铝饼，用铁杆穿入插入钢液。 2)烘烤温度 锰铁、铬铁、

硅铁应≥800℃,烘烤时间应 >2小时；钛铁、钒铁、钨铁加热近200℃ , 时间大于1小时。

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