转炉炼钢工艺.pdf

转炉炼钢工艺李杰副教授安徽工业大学冶金与资源学院内容提要炼钢学概述炼钢原料氧气顶吹转炉炼钢法底吹转炉炼钢法顶底复吹转炉炼钢法特殊铁水吹炼第一章绪论炼钢的发展历程我国钢铁工业的状况炼钢的基本任务钢的分类1.1炼钢的发展历程钢与生铁的区别首先是碳的含量理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢它的熔点在1450-1500℃而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体随着碳含量的增加其强度、硬度增加而塑性和冲击韧性降低。标准分享网www.bzfxw.com免费下载钢的应用前景钢具有很好的物理化学性能与力学性能可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工其用途十分广泛。而用途不同对钢的性能要求也不同从而对钢的生产也提出了不同的要求。钢材仍将是21世纪用途最广的结构材料和最主要功能材料。炼钢方法（1）最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩埚法。它是将生铁和废铁装入由石墨和粘土制成的坩埚内用火焰加热熔化炉料之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法几乎无杂质元素的氧化反应。标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（2）1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法也称为贝塞麦法。第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难题从而使炼钢的质量得到提高但此法要求铁水的硅含量大于0.8%而且不能脱硫。目前已淘汰。炼钢方法（3）1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢法即马丁炉法。1880年出现了第一座碱性平炉。由于其成本低、炉容大钢水质量优于转炉同时原料的适应性强平炉炼钢法仍一时成为的主要的炼钢法。标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（4）1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法即托马斯法。他是在吹炼过程中加石灰造碱性渣从而解决了高磷铁水的脱磷问题。当时对西欧的一些国家特别适用因为西欧的矿石普遍磷含量高。缺点是炉子寿命底钢水中氮的含量高。炼钢方法（5）1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF)解决了充分利用废钢炼钢的问题。此炼钢法自问世以来一直在不断发展是当前主要的炼钢法之一。由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的30-40%。标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（6）瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验并获得了成功。1952年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产所以此法也称为LD法。美国称为BOF法（BasicOxygenFurnace）或BOP法。LD/BOF/BOP标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（7）1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法即OBM法(OxygenBottomMaxhuette)。1971年美国钢铁公司引进OBM法1972年建设了3座200吨底吹转炉命名为Q-BOP(QuietBOP)。OBM/Q-BOP标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（8）在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时1978-1979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工艺。即从转炉上方供给氧气（顶吹氧）从转炉底部供给惰性气体或氧气。它不仅提高钢的质量降低了消耗和吨钢成本更适合供给连铸优质钢水。LD-Q-BOP标准分享网www.bzfxw.com免费下载炼钢方法（9）我国首先在1972-1973年在沈阳第一炼钢厂成功开发了全氧侧吹转炉炼钢工艺。并在唐钢等企业推广应用。由于后来受转炉复吹工艺挑战未能发展起来。氧气顶吹转炉炼钢工艺是近五十年钢铁领域的重大事情之一。炼钢技术经过200多年的发展技术水平、自动化程度得到了很大的提高。21世纪炼钢技术会面临更大的挑战相信会有不断的新技术涌现。标准分享网www.bzfxw.com免费下载1.2我国钢铁工业的状况我国很早就掌握了炼铁的冶炼技术东汉时就出现了冶炼和锻造技术南北朝时期就掌握了灌钢法曾在世界范围内处于领先地位。但旧中国钢铁工业非常落后产量很低从1890年建设的汉阳钢铁厂至1948年的半个世纪中钢产量累计到200万吨1949年只有15.8万吨。新中国成立后特别是改革开放以来我国钢铁事业得到迅速发展1980年钢产量达到3712万吨1990年达到6500万吨1996年首