轉(zhuǎn)爐冶煉的任務(wù)和目的

轉(zhuǎn)爐廠主要的生產(chǎn)任務(wù)是將高爐冶煉出來的生鐵進一步冶煉成合格的鋼水，并將之澆鑄成合格鑄坯送往各軋鋼廠進行軋制。

轉(zhuǎn)爐冶煉目的：將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。

現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程

一、轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)

1. 鐵水預(yù)處理

鐵水在進入轉(zhuǎn)爐前，為去除鐵水中有害元素S、P等，或回收某些稀有元素鈮、釩等的處理過程稱為鐵水預(yù)處理。

（1）噴吹法（鐵水罐頂噴顆粒鎂）

使用惰性氣體氮氣將顆粒鎂吹入鐵水中，同時也攪動了鐵水，可以在混鐵車或鐵水包內(nèi)處理，見下圖。

（2）KR法（機械攪拌法）

將十字形葉輪攪拌頭（見圖1）沉入鐵水內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，在鐵水中央部位形成錐形漩渦，使脫硫劑與鐵水充分混合、作用，（見圖2）。

圖1

圖2

2. 煉鋼

★轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料

【金屬料】

（1）鐵水： 轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要金屬料，在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中鐵水的用量一般占金屬料裝入量的70～100%。

（2） 廢鋼：在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中廢鋼的用量一般占金屬料裝入量的0～30%。

（3）鐵合金：用于脫氧用的鐵合金稱為脫氧劑，常用的脫氧劑有錳鐵、硅鐵、鋁、硅錳、硅鈣、硅錳鋁等。用于調(diào)整鋼液成分的鐵合金稱為合金料，常用的合金料有錳鐵、硅鐵、釩鐵、鈦鐵、鉻鐵等。

【非金屬料】

1. 造渣材料

（1）石灰：石灰是轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的基本造渣材料，通過向爐內(nèi)加入石灰造渣，可以脫磷脫硫，保護爐襯，此外還可充當冷卻劑。

（2）螢石:螢石在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的主要作用是充當助熔劑。

（3）白云石：在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中加入白云石可以代替部分石灰，減少石灰用量，還可以促進前期渣早化，稠化終渣，延長爐襯壽命。

2. 氧化劑：轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)使用的氧化劑主要是氧氣，此外鐵礦石和氧化鐵皮也可以充當氧化劑。

3. 冷卻劑：轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)使用的冷卻劑有廢鋼、鐵礦石、氧化鐵皮、石灰、白云石等等

4. 增碳劑：轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)時增碳劑用來增加鋼中碳含量，如碳粉、碳線。

★氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐主要設(shè)備

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的設(shè)備包括爐子本體、傾動設(shè)備和供氧設(shè)備，如圖3所示。

（圖3）

1.爐體：爐體的最外層是爐殼，其作用是承受耐火材料、鋼液、爐渣的全部重量，并保持爐子的固定形狀，由普通鍋爐鋼板或合金鋼板焊接而成。爐殼內(nèi)砌筑一定厚度的堿性耐火材料。

2.傾動設(shè)備：由電動機制動裝置、減速裝置和支座軸承等組成。傾動設(shè)備的作用是傾動爐體，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作的要求，保證爐體正反轉(zhuǎn)360°。

3.供氧設(shè)備：供氧設(shè)備有氧槍及供氧系統(tǒng)。氧槍（又稱噴槍或噴氧管）擔負著向熔池內(nèi)吹氧的任務(wù)。

★吹煉

【氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法】是通過自爐口垂直伸入爐內(nèi)的水冷氧槍，從頂部直接向熔池內(nèi)吹入高壓氧氣，將鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素氧化去除，并利用鐵水的物理熱和元素氧化放出的化學熱獲得熔煉所需的高溫，是無需外部熱源的一種煉鋼方法。

【頂?shù)讖?fù)合吹煉】就是在頂吹的同時從底部吹入適量的氣體，以增加金屬熔池和爐渣的攪拌并控制熔池內(nèi)氣相中CO的分壓，因而克服了頂吹氧氣流攪拌能力不足的弱點，使爐內(nèi)反應(yīng)接近平衡，鐵損失減少，同時又保留了頂吹法容易控制造渣過程的優(yōu)點。

★爐外精煉

爐外精煉就是把一般煉鋼爐內(nèi)要完成的部分任務(wù)，移到鋼包或其他專用容器中進行。這樣就把傳統(tǒng)的煉鋼工藝分成初煉和精煉兩個步驟。因此，爐外精煉也稱為二次煉鋼。通過爐外精煉，可以在真空、惰性氣氛或可控氣氛的條件下對鋼水進行深脫碳、脫硫、脫氧、除氣、調(diào)整成分（微合金化）和調(diào)整溫度并使其均勻化，去除夾雜物，改變夾雜物形態(tài)和組成等。

常用方法：

【鋼包吹氬】通過鋼包底部的透氣磚向鋼液吹入一定數(shù)量與壓力的氬氣，來排除鋼液中的有害氣體及非金屬夾雜物，同時起到均勻鋼液溫度、成分，改善鋼液流動性的作用。

【RH法（真空循環(huán)脫氣法）】RH法處理鋼液時，先將真空室下端的上升管及下降管插入鋼包的鋼液中，通過抽真空使鋼液在真空室內(nèi)上升到壓差高度（圖4）。（圖4）

這時，向上升管吹入氬氣，則上升管中的鋼液由于含有氬氣泡而密度減小繼續(xù)上升。與此同時，真空室內(nèi)液面升高，下降管內(nèi)的鋼液由于密度相對較大，因此下降流回鋼包內(nèi)。這樣通過連續(xù)反復(fù)地進行循環(huán)，鋼液不斷進入真空室，在真空條件下進行充分的脫氣。真空處理還可以根據(jù)鋼種需要添加各種合金。

【LF法（埋弧加熱吹氬鋼包精煉法）】

LF法使用石墨電極加熱，操作時，電弧埋在鋼液面上的熔渣層中，使用合成造渣料造渣，在鋼包底部進行吹氬攪拌，并同時在保持鋼包內(nèi)強還原氣氛的條件下精煉（圖5）。

（圖5）

二、連鑄工藝

煉鋼的最終產(chǎn)品是合格鋼錠或鑄坯。鋼的澆注，就是將煉好的鋼液澆注到鋼錠模內(nèi)或連鑄機的結(jié)晶器中，使之凝固成鋼錠或鑄坯。鋼錠或鑄坯質(zhì)量的好壞，不僅取決于冶煉過程，也取決于澆注過程。澆注的任務(wù)，就是把鋼液澆注成表面良好，內(nèi)部純凈，均勻致密的固體鋼錠或鑄坯。澆注最常用的方法是連鑄法。

1. 連鑄主要設(shè)備

弧形連鑄機主要設(shè)備示意圖    

2. 連鑄生產(chǎn)過程

　

3. 方坯