转炉炼钢工艺与操作-造渣制度

炼钢工艺与操作转炉炼钢工艺与操作-造渣制度4.转炉冶炼一炉钢

造渣是转炉炼钢的一项重要操作。由于转炉冶炼时间短，必须快速成渣，才能满足冶炼进程和强化冶炼的要求。控制成渣过程的目的是：快速成渣，使炉渣具有一定的碱度，以便尽快将金属中硫、磷等杂质去除到所炼钢种规格要求的范围以内。并尽可能避免喷溅，减少金属损失和提高炉村寿命。造渣制度就是要确定造渣方法，渣料的加入数量和时间，以及如何快速成渣。

氧气顶吹转炉炼钢炉渣中，含量最高的是CaO4.3造渣制度4.转炉冶炼一炉钢

1、成渣过程及造渣途径

（1）转炉炼钢对炉渣要求

转炉冶炼各期，都要求炉渣具有一定的碱度、合适的氧化性和流动性、适度泡沫化。在吹炼初期，要保持炉渣具有较高的氧化性，以促进石灰熔化，迅速提高炉渣碱度，尽量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉村；

吹炼中期，炉渣氧化性不得过低(通常含Fe0不低于8％～9％)，以避免炉渣返干；吹炼末期，要保证去除P，S所需的炉渣高碱度，同时要控制好终渣氧化性。对冶炼含碳量≥0．10％的镇静钢，终渣(FeO)通常应控制不大于l5％～20％，在保证去P的前提下，渣中(FeO)尽可能控制在低限；冶炼沸腾钢，终渣(FeO)通常应不大于12％，需避免终渣氧化性过弱或过强。4.转炉冶炼一炉钢（3）石灰熔化

石灰熔化是复杂的多相反应，其过程可分为：

第一步，液相炉渣经过石灰块外部扩散边界层向反应区扩散，并沿气孔向石灰块内部迁移；

第二步，炉渣与石灰在反应区进行化学反应并形成新相，反应不仅在石灰块外表面上进行，而且在内部气孔表面上进行；

第三步，反应产物离开反应区向炉渣熔体中转移。

影响石灰熔化速度的主要因素有：参与熔化反应的组分的浓度，与流体力学有关的传质、熔池温度、反应面积、用活化能表示的能量因素的石灰质量等等。4.转炉冶炼一炉钢（4）转炉快速造渣

转炉快速造渣可以采取的措施包括：1）采用具有高反应能力的活性石灰；2）在有条件时，采用粉状石灰增加石灰颗粒的比表面积；3）采用锰矿、白云石做助熔剂；4）采用自熔合成渣；5）改善和加强熔池搅拌；6）适当提高熔池温度和保持炉渣的过热度；7）合理控制炉渣氧化性和碳氧化速度；8）采用兑铁水前预加石灰和留渣操作工艺等。4.转炉冶炼一炉钢

2、造渣方法

根据铁水成分和冶炼钢种的要求，氧气顶吹转炉常用的造渣方法有三种，即单渣法、双渣法和双渣留渣法。（1）几种造渣方法及特点1）单渣操作

单渣操作就是在冶炼过程中只造一次渣，中途不倒渣，不扒渣，直到终点出钢。当铁水含硅、磷、硫较低(P<0．20％，S<0．055％，Si<1．0％)时，或钢种对磷、硫要求不高时，或者吹炼低碳钢时，都可以采用单渣操作。在实际生产中为了促进早化渣，渣料是分批加入的(可分二、三批加入)。单渣操作工艺比较简单，冶炼时间短，劳动条件好。单渣操作的脱磷效率在90％左右。脱硫效率在30-40％左右。4.转炉冶炼一炉钢2）双渣操作

双渣操作是在吹炼中途倒出或扒出部分(约l／2或2／3)的炉渣，然后加造渣材料造新渣的方法。根据铁水成分和所炼钢种的要求，也可以多次倒炉倒渣造新渣。在铁水含硅较高，或含磷大于0.5％，或含硫并不高而吹炼优质钢，或吹炼中、高碳钢种时，都可以采用双渣操作。采用双渣操作，可以在转炉内保持最小的渣量，同时又能达到最高的去除磷硫效率。倒渣的时间过早或过晚都不好。应该选择在渣中含磷量最高，含铁量最低的时刻倒渣较好。能达到脱磷效率最高，铁的损失最小的良好效果。

4.转炉冶炼一炉钢3）双渣留渣操作

留渣操作就是将上炉终点渣的一部分或全部留在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出来，重新造渣。

这种采用双渣法的终渣，一般有高的碱度和比较高的∑(FeO)含量，它对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热，将这种炉渣部分地甚至全部留在炉内可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期去磷和去硫率节省石灰用量和提高炉子的热效率。在留渣法中，必须特别注意防止兑铁水时产生严重喷溅。如上一炉终点碳过低，一般不宜留渣。4.转炉冶炼一炉钢（2）渣料加入量

石灰加入量

石灰加入量主要根据铁水中硅、磷含量和炉渣碱度确定。在铁水含磷量较低(P<0．30％)，采用单渣操作和用废钢做冷却剂时，石灰加入量X可如下计算：

X={2.14[％Si]·R·1000}*G／(％CaO)有效，kg／t金属料

式中：(％CaO)有效——石灰中的有效Ca0含量=(％CaO)石灰；2.14——MSi02／MSi，即Si02与Si的相对分子质量之比；R=(％CaO)／(％Si02)——碱度（碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比）；G：金属装入量。4.转炉冶炼一炉钢

3、泡沫渣吹炼过程中，气-熔渣-金属密切混合成乳浊液。分散在熔渣中的小气泡的总体积超过熔渣本身的体积。熔渣成为薄膜，将气泡包住并使其隔开，引起熔渣发泡膨胀，形成泡沫渣。泡沫渣形成的主要原因是(大量的CO气体弥散在炉渣中)泡沫渣的意义：由于炉内的乳化现象，大大发展了气-熔渣-金属的界面，加快了炉内化学反应速度，但是，由于严重的泡沫渣，也会导致事故。吹炼过程中泡沫渣的形成及控制

吹炼过程中氧压低或枪位过高，渣中TFe含量大量增加，使泡沫渣发展，严重的还会产生泡沫性喷溅或溢渣。相反，枪位过低，尤其是在碳氧化激烈的中期，TFe含量低，又会导致熔渣的返干而造成金属喷溅。所以，只有控制得当，才能够保持正常的泡沫渣。4.转炉冶炼一炉钢

4、溢渣

转炉吹炼初期，由于铁水中硅的氧化，在渣中生成大量酸性氧化物，与开吹加入的石灰相互作用，在两三分钟内迅速生成碱度为1.8～2.2的转炉初期渣。

由于碳氧反应尚未剧烈进行，渣中聚集了较多的FeO，满足