7转炉炼钢工艺II

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转炉炼钢造渣制度
加入炉内的大量石灰块，由于温度低表面形成冷凝外 壳，造成熔化滞止期，随着Fe的氧化和温度升高， 促进了石灰的熔化，使碱度R逐渐提高。
取样表明：初期渣的主要矿物为钙镁橄榄石 m[氧(F化e.物Mn(R.MOg)相.C很a)S少iO。4]和玻璃体(SiO2)<7~8%，自由
钙镁橄榄石： 是榄体锰石。橄(榄M(g2OM.nSOiO.S2)i和O2硅)、酸铁二橄钙榄(2石C(aFOeOS.iOS2i)O的2)混、合镁晶橄
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主要成分是： CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、 FeO、P2O5、CaS、FeS、MnS等。
炉渣的作用： ①、脱磷、硫； ②、保温、防止金属再氧化及吸气； ③、吸收上浮的夹杂物及反应产物； ④、减少炉衬的蚀损。
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冶炼各期炉渣特点
吹炼初期：
要保持炉渣具有较高的氧化性∑( FeO)，以促进石灰 熔化，迅速提高炉渣碱度R。
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转炉炼钢造渣制度
吹炼中期: 由于炉温升高石灰进一步熔化，同时因为Vc加快而导
致渣中∑(FeO)逐渐降低，使石灰熔化速度有所减缓。
随着C-O反应进行，炉渣泡沫化程度迅速提高。
由于C-O反应大量消耗渣中∑(FeO)，以及有时得不到 超过渣系液相线的正常过热温度，使化渣条件恶化， 引起炉渣异相化，并出现“返干”。
尽量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉衬，前 期要防止炉渣过稀；
冶炼前期，熔池较弱， [C]-[O]反应滞后，温度偏低，
渣中
积Fe累O。
但当硅氧化结束， [C]-[O]反应开始，温度上升，大
炼钢液滴进入炉渣，与( FeO)反应，产生大量CO
气泡，而累积层极大的膨胀功带动炉渣从炉口喷出。
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吹炼中期：
炉渣氧化性不得过低（通常含∑( FeO) 不低于 8~9%），以避免：
ⅰ炉渣“返干”、喷溅，中期渣粘度 要适宜；
ⅱ泡沫渣过渡喷溅； ⅲ氧枪操作不当引起喷溅。
“返干”—转炉炼钢的吹炼中期 , 由于脱碳速度
大 , 大量的 CO 气泡能冲破渣层而排出 , 炉渣碱
度高Fe,O(
) 较低 ,SiO2 、 P205 表面活性物质
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。
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显然，加速石灰熔化的关键是克服石灰熔化的限制环 节。首先应极力避免形成高熔点坚硬致密的2CaO SiO2壳层，当其产生后，应该设法迅速破坏掉这一 阻碍石灰熔化的壳层，以保成炉渣组分能够迅速不 断地向石灰表面和内部渗入。
c.流动性 ；d.适度泡沫化。
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炉渣氧化性的表示方法有： ⅰ、∑( FeO) = ( FeO) %+1.35 ( Fe2O3)%; 1.35---1g Fe2O3中氧量相当的FeO中氧量。
ⅱ、（TFe）表示FeO含量 TFe=0.78× ( FeO) +0.7 × ( Fe2O3)。 0.78--- 1g ( FeO) 中含铁量； 0.7----- 1g ( Fe2O3)中含铁量。
的活度降低 , 因此引起泡沫渣的条件不如吹炼初
期 , 熔渣出现 固相质点即" 返干 " 现象 。
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吹炼末期: 要保证去P、S所需的炉渣高碱度R ，同时要控制好
终渣氧化性∑( FeO) ，末期渣要化透作粘。
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冶炼钢种不同,对炉渣的要求也不同. 如： 对冶炼含碳量≥ 0.10%的镇静钢，终渣氧化铁∑(FeO)
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原因: 随着炉渣R的提高，CaO与SiO2的亲和力比其它氧化物
大，CaO逐渐取代钙镁橄榄石中的其它氧化物，在石 灰表面生成高熔点的坚硬致密的2CaO SiO2壳层，阻 碍了新鲜炉渣向石灰内部的渗入，导致石灰溶解速度 下降。
石灰与钙镁橄榄石和玻璃体SiO2作用时，生成CaO SiO2，3 CaO 2SiO2，2 CaO SiO2和3 CaO SiO2等产 物，其中最可能和最稳定乃是熔点2130℃为的2 CaO SiO2。
第四节 转炉炼钢造渣制度
造渣是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。
造渣对避免喷溅、减少金属损失和提高炉衬寿 命都有直接关系。炼钢就是炼渣。
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一.成渣过程
来源： 渣料、金属元素氧化产物和脱磷、硫产物、炉
衬等。 1.炼钢对炉渣要求 转炉冶炼各期，都要求炉渣具有一定的： a.碱度R； b.合适的氧化性∑( FeO)
二.石灰熔化机理
石灰熔化关系到成渣的快慢，成渣又影响脱、脱硫。
从炉渣下层取出未熔石灰块，观察其断面并分析从
外到内各层的化学成分可知，炉渣由表及里向石灰 块内部渗透，表面有反应产物形成。
石灰熔化 是复杂的多相（固-液）反应。
液态渣
固态
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其过程可分为：
第一步，液相炉渣经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；
通常应控制<15~20%。
在保证去P的前提下，渣∑(FeO) 尽可能控制在低限；
冶炼沸腾钢时，终渣∑(FeO) 通常>12%，需避免终渣 氧化性过弱或过强。
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总之，炉渣泡沫化不足，将显著降低金属脱磷、脱 硫率；
炉渣过泡，容易导致剧烈溢渣和喷溅，增加吹损， 降低炉子寿命。
2.转炉成渣过程 吹Baidu Nhomakorabea初期: 液态炉渣主要来自铁水中Si、Mn、Fe的氧化物。
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吹炼末期: Vc下降，渣中∑(FeO)再次增高，石灰继续熔化并
加快了熔化速度。同时，熔池中乳化和泡沫现象 趋于减弱和消失。
在吹炼末期，RO相急剧增加，生成的3 CaO SiO2 也分解为CaO SiO2和CaO，并有2CaO.Fe2O3生 成。
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转炉条件下石灰熔化速度的近似公式为：
vCaO = k(CaO+1.35MgO+1.09SiO2+2.75FeO
+1.9MnO-39.1)exp{-2550/T}
v 0.7 C
G
0.5
式中： k—系数； VC—脱碳速度； T—温度，K； G—石灰重量。
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影响石灰熔化速度的主要因素有： 参与熔化反应成分的浓度; 流体力学有关的传质; 熔池温度; 反应面积; 石灰质量等。 炉渣成分—— 首先，FeO对石灰的熔化速度具有决定性的有利作用，