转炉炼钢和电炉炼钢

转炉炼钢与电炉炼钢的发展趋势

随着科学技术的发展，我国的炼钢技术也在不断的提高，目前我国主要的炼钢设备有转炉炼钢和电炉炼钢这两种。转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，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。电炉炼钢是指在电炉中以废钢、合金料为原料，或以初炼钢制成的电极为原料，用电加热方法使炉中原料熔化、精炼制成的钢，但是到底那个炼钢技术发展趋势能够更好一些，炼钢效率跟高，我们更进一步去了解它们。 一.转炉炼钢趋势

1.提高钢水洁净度，即大大降低吹炼终点时的各种夹杂物含量，要求S低于0.005％，P低于0.005％，N低于20PPm。

2.提高化学成分及温度给定范围的命中精度，为此采用复合吹炼、对熔池进行高水平搅拌并采用现代检测手段及控制模型。减少补吹炉次比例，降低吨钢耐材消耗。3.铁水预处理对改进转炉操作指标及提高钢的质量有着十分重要的作用。美国及西欧各国铁水预处理只限于脱硫，而日本铁水预处理则包括脱硫、脱硅及脱磷。 4.在转炉上都装有检测用的副枪，在预定的吹炼时间结束前的几分钟内正确使用此枪可保证极高的含碳量及钢水温度命中率，使90％－95％的炉次都能在停吹后立即出钢，即无需再检验化学成分

9 电弧炉与炉外精炼设备

9．1概述

利用电能作为热源来熔炼金属的炉子即为电炉。电炉的型式有电弧炉、感应炉、电阻 炉、矿热炉、电子束炉、等离子炉等。本章主要介绍炼钢电弧炉设备。

按电弧加热方法，电弧炉有直接式、间接式和封闭式三种(图9—1a、b、c)。

图9--1 电弧炉简图

a一直接式；b一间接式；c一封闭式

在直接式电弧炉中，电弧燃于电极与金属料之间，用于冶炼黑色金属，熔炼时产生的 高温由垂直安放的电极遮挡，故电极有保护炉顶作用，此外便于电极升降。

间接式电弧炉，电弧燃于电极之间，与金属有一定距离，热量主要靠辐射传至金属料。 由于热量没有电极遮挡，故温度不能太高，否则会影响炉顶寿命。此法一般适用于冶炼低 熔点的轻金属。

封闭式电弧炉，电极埋在金属料中，由电弧和电流通过炉料而产生热量使金属熔化。此 法用于铁合金冶炼。

电弧炉可通过改变电流、电压大小来控制电弧。由于电炉具有温度高、易控制、热效 率高、能控制炉内气氛等优点，故较容易控制钢水成分和提高钢水质量，目前不但广泛应 用于冶炼合金钢和优质钢，而且在国外已用来冶炼普通钢种。

随着科学技术的日益发展，对钢的质量要求愈来愈高，因此，

9 电弧炉与炉外精炼设备

9．1概述

利用电能作为热源来熔炼金属的炉子即为电炉。电炉的型式有电弧炉、感应炉、电阻 炉、矿热炉、电子束炉、等离子炉等。本章主要介绍炼钢电弧炉设备。

按电弧加热方法，电弧炉有直接式、间接式和封闭式三种(图9—1a、b、c)。

图9--1 电弧炉简图

a一直接式；b一间接式；c一封闭式

在直接式电弧炉中，电弧燃于电极与金属料之间，用于冶炼黑色金属，熔炼时产生的 高温由垂直安放的电极遮挡，故电极有保护炉顶作用，此外便于电极升降。

间接式电弧炉，电弧燃于电极之间，与金属有一定距离，热量主要靠辐射传至金属料。 由于热量没有电极遮挡，故温度不能太高，否则会影响炉顶寿命。此法一般适用于冶炼低 熔点的轻金属。

封闭式电弧炉，电极埋在金属料中，由电弧和电流通过炉料而产生热量使金属熔化。此 法用于铁合金冶炼。

电弧炉可通过改变电流、电压大小来控制电弧。由于电炉具有温度高、易控制、热效 率高、能控制炉内气氛等优点，故较容易控制钢水成分和提高钢水质量，目前不但广泛应 用于冶炼合金钢和优质钢，而且在国外已用来冶炼普通钢种。

随着科学技术的日益发展，对钢的质量要求愈来愈高，因此，

9 电弧炉与炉外精炼设备

9．1概述

利用电能作为热源来熔炼金属的炉子即为电炉。电炉的型式有电弧炉、感应炉、电阻 炉、矿热炉、电子束炉、等离子炉等。本章主要介绍炼钢电弧炉设备。

按电弧加热方法，电弧炉有直接式、间接式和封闭式三种(图9—1a、b、c)。

图9--1 电弧炉简图

a一直接式；b一间接式；c一封闭式

在直接式电弧炉中，电弧燃于电极与金属料之间，用于冶炼黑色金属，熔炼时产生的 高温由垂直安放的电极遮挡，故电极有保护炉顶作用，此外便于电极升降。

间接式电弧炉，电弧燃于电极之间，与金属有一定距离，热量主要靠辐射传至金属料。 由于热量没有电极遮挡，故温度不能太高，否则会影响炉顶寿命。此法一般适用于冶炼低 熔点的轻金属。

封闭式电弧炉，电极埋在金属料中，由电弧和电流通过炉料而产生热量使金属熔化。此 法用于铁合金冶炼。

电弧炉可通过改变电流、电压大小来控制电弧。由于电炉具有温度高、易控制、热效 率高、能控制炉内气氛等优点，故较容易控制钢水成分和提高钢水质量，目前不但广泛应 用于冶炼合金钢和优质钢，而且在国外已用来冶炼普通钢种。

随着科学技术的日益发展，对钢的质量要求愈来愈高，因此，

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

炉炼钢生产过程操作优化

摘要

在世界各国的经济发展中,钢铁作为一种重要的基础原材料发挥着举足轻重的作用,已成为现代生产中应用最广的金属材料。我国钢产量已连续几年突破1亿吨,成为名副其实的钢铁生产大国。由于我国是发展中国家,缺乏废钢资源,因此,钢产量的迅速增加主要依赖于转炉炼钢技术的发展。

对问题一而言，本文针对铁水质量、废钢质量、下副枪时的钢水温度、下副枪时的钢水含碳量、吹氧量、各冷却剂和添加剂的质量等变量与钢水终点温度和含碳量之间的关系建立多元非线性回归方程组，首先将给出的89炉钢水的冶炼数据通过稳健估计量的方法进行处理，得到56炉钢水冶炼数据，再进行多元非线性回归，求得变量与钢水终点温度和含碳量之间的回归方程组。然后对多元非线性回归预测值与实际值进行误差分析，得到平均误差分别为0.1160、0.2112。发现钢水终点温度的预测值与实际值平均误差较大，因此对此误差进行修正，修正后误差减小为0.1107。最终得到数学模型为：

YC?-0.1595-1.1217x1?0.2705x2?0.1704x3?5.6323x4?2.3893x5?03144x6222?0.3518x7?0.1035x8?0.1833x9?0.8890x12?0.015x

转炉炼钢工定级试题 一、是非题

1、炼钢主要金属原料是指铁水、废钢、石灰 @@×

2、入炉铁皮除成分和粒度要求外，应干燥、清洁、无油污 @@?

3、冶金石灰的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）。 @@×

4、萤石化渣作用快，且不降低炉渣碱度，不影响炉龄。 @@×

5、生白云石的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3） @@?

6、铁和钢都是铁碳合金，一般称碳含量大于2.00%叫铁，碳含量小于或等于2.00%的叫钢。 @@?

7、转炉炼钢主要是氧化反应。 @@?

8、转炉前期氧化主要是硅、锰、碳的氧化。 @@×

9、吹炼过程枪位控制的基本原则是化好渣、快脱碳，与炉温状况无关。 @@×

10、装入量过大会造成喷溅增加、化渣困难、炉帽寿命缩短。 @@?

11、氧气流股喷出氧枪喷头后，压力吁愈来愈小，气流速度也愈来愈小。 @@?

12、磷的氧化反应是放热反应，低温有利于磷的氧化。 @@?

13、单渣法是开吹时一次将造渣剂加入炉内的方法。 @@×

14、出钢合金化中锰的回收率大于硅的回收率。 @@×

15、转炉炼钢脱碳反应的重要意义仅在于把铁水碳降到所炼钢种的要求范围。 @@ ×

16、钢水温度过高，气体在钢中的溶解度就过大，对钢

转炉炼钢工定级试题 一、是非题

1、炼钢主要金属原料是指铁水、废钢、石灰 @@×

2、入炉铁皮除成分和粒度要求外，应干燥、清洁、无油污 @@?

3、冶金石灰的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）。 @@×

4、萤石化渣作用快，且不降低炉渣碱度，不影响炉龄。 @@×

5、生白云石的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3） @@?

6、铁和钢都是铁碳合金，一般称碳含量大于2.00%叫铁，碳含量小于或等于2.00%的叫钢。 @@?

7、转炉炼钢主要是氧化反应。 @@?

8、转炉前期氧化主要是硅、锰、碳的氧化。 @@×

9、吹炼过程枪位控制的基本原则是化好渣、快脱碳，与炉温状况无关。 @@×

10、装入量过大会造成喷溅增加、化渣困难、炉帽寿命缩短。 @@?

11、氧气流股喷出氧枪喷头后，压力吁愈来愈小，气流速度也愈来愈小。 @@?

12、磷的氧化反应是放热反应，低温有利于磷的氧化。 @@?

13、单渣法是开吹时一次将造渣剂加入炉内的方法。 @@×

14、出钢合金化中锰的回收率大于硅的回收率。 @@×

15、转炉炼钢脱碳反应的重要意义仅在于把铁水碳降到所炼钢种的要求范围。 @@ ×

16、钢水温度过高，气体在钢中的溶解度就过大，对钢

“沙钢杯”第二届职工技能比赛题库

转炉炼钢题库

一、填空题（共130题）

1. 工业纯铁、钢、生铁都是铁碳合金，只是其碳含量不同。金属学认为：W[c] ≤ 的铁碳合金为工业纯铁； W[c]≥ 是生铁。但在实际应用中，钢是以铁为主要元素，碳含量一般在2％以下，并含有其他元素材料的统称。 答案：0.0218％；2.11％

2. 铁水对炉前冶炼影响较大的参数是 、 、 。 答案：入炉铁水量、铁水温度、铁水成份

3. 转炉终点控制主要包括 和 控制。 答案：终点温度；终点成分

4. 炉渣按其性质可分为：氧化渣和 。 答案：还原渣

5. 转炉温度控制主要包括 和 控制。 答案：过程温度；终点温度

6. 供氧强度是指单位时间内的 。 答案：吨钢耗氧量

7. 以 或 为主要成分的耐火材料称为碱性耐火材料。 答案：CaO；MgO

8. 转炉冶炼的造渣方法通常有 、 、

北京科技大学转炉炼钢工艺2004

炼钢工艺授课内容转炉炼钢工艺(4学时 转炉炼钢工艺 学时) 学时 铁水预处理工艺(2学时 铁水预处理工艺 学时) 学时 电炉炼钢工艺(4学时 电炉炼钢工艺 学时) 学时 钢水炉外精炼工艺(2学时 钢水炉外精炼工艺 学时) 学时参考书：钢铁冶金学(陈家祥) 参考书：钢铁冶金学(陈家祥) 转炉炼钢学(徐文派) ,现代电弧炉炼钢(李士琦) 转炉炼钢学(徐文派) 现代电弧炉炼钢(李士琦) 现代电弧炉炼钢 王雅贞), 氧气转炉炼钢工艺与设备 (王雅贞 ，特殊钢炉外精炼 (知 王雅贞 知 水)

北京科技大学转炉炼钢工艺2004

Converter Steelmaking Process

朱 荣Tel:01-62332515,62332122, , , Email:zhurong@http://www.77cn.com.cn

北京科技大学转炉炼钢工艺2004

1 转炉炼钢的发展1855-1856年英国人亨利 贝塞麦 - 年英国人亨利.贝塞麦 年英国人亨利 贝塞麦(Henly)开发了酸性 开发了酸性 底吹空气转炉炼钢法； 底吹空气转炉炼钢法； 1878年英国人托马斯 年英国人托马斯(S.G.Thomas)碱性底吹空气转 年英国人托马斯