文档介绍：1
第三章炼钢及连铸过程自动化
第一节转炉炼钢工艺过程
第二节转炉炼钢计算机控制的目的和
今后的工作
第三节转炉炼钢计算机控制
第四节连续铸钢自动化
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一般来讲,炼钢属于氧化精练过程。无论平炉、转炉或电弧炉炼钢,都是以生铁或废钢为原料,在熔炼过程中吹氧和加入铁矿石,向溶池供氧,用氧将其中的杂质元素(硫元素会引起‘热脆’、磷元素会引起‘冷脆’)氧化掉,以得到符合各种用途的成品钢。炼钢过程主要的化学反应是氧化反应。
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第一节转炉炼钢工艺过程
转炉炼钢是近30多年发展起来的新的炼钢方法。根据氧气吹入转炉的方式,可分为顶吹、底吹、“顶、底”复合吹、斜吹和侧吹等几种方法。转炉炼钢的主要优点是:反应快、冶炼时间短,生产效率高;设备简单,投资少,建造快;操作简单,固定资产折旧少,因而成本较低。其缺点是:原料限制严,用空气吹炼的转炉只能用铁水;由于反应快,不易控制冶炼终点;冶炼中金属的吹损和溅损较大;杂质带入较多。总起来看,转炉炼钢的优点是主要的,随着科学技术的发展和转炉的不断改进,例如炉外精练,SKF炉技术是可以逐步克服的。随着吹氧炼钢法的出现,转炉炼钢成为现代炼钢中最具有生命力的一种。下面只介绍氧气顶吹转炉炼钢法。
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(1)氧气顶吹转炉的主要设备
氧气顶吹的主要设备有,炉体、顶吹氧枪、炉子的倾动设备、造渣加料系统、净化回收系统以及冷却系统图3-1。
图3-1
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①炉体转炉的炉内砌耐火砖,炉壳用钢板焊接。 ②顶吹氧枪氧枪由枪身和喷嘴两部分构成。喷嘴用铜质材料制成,整个氧枪用三个直径不同的无缝钢管套配而成,最里层是氧气通道,次里层通入高压冷却水,最外层是排出热水的通管,氧枪另配有提升装置,可以自动升降、行走和旋转,见图3-2所示 。图3-2
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③炉体倾动装置炉体两侧由耳轴支撑在轴承上,由齿轮带动是炉体可以前后倾动。
④造渣材料加料系统造渣材料石灰、萤石、矿石、铁皮等从地下料仓通过皮带运送到炉顶料仓。冶炼时,根据要求,将炉顶料仓开启,由电子秤称量后送入中间密封仓,然后造渣材料通过密封仓的出口,经烟罩中的加料口进入炉内。
⑤净化回收系统氧气顶吹转炉在冶炼过程中,要产生大量CO气体,同时由于氧枪中心区炉温可达2000~2600℃,部分铁、锰等元素被蒸发和氧化,造成大量棕色烟雾(主要是FeO、Fe2O3等微粒),必须经过净化回收系统加以处理,以防止大气污染和尽可能回收有用物质而提高经济效益。
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在吹炼过程中,当需要回收煤气时,就将炉顶的活动烟罩下降,罩住炉口,炉气从烟道上升,经文氏管洗涤,重力脱水器脱水处理后,净化的煤气收集煤气柜内备用。沉淀物经处理烧结后,可供高炉冶炼用。
(2)氧气顶吹转炉炼钢的操作过程
操作过程大体可分为装料、吹炼、脱氧出钢三个阶段。
①装料上一炉出钢后,首先清除炉渣,如果炉衬有损坏,还需用耐火粉补炉,然后把转炉至装料位置,按炉料配比计算,先装入废钢和铁矿石,后兑入温度约1200~1300℃的铁水。
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②吹炼装料完毕,将炉子转至吹炼位置,氧枪从炉口插入炉内,到氧枪喷嘴距溶池表面20~150cm处,送入(8~12)×105Pa,。吹氧的同时可加入造渣材料。造渣方法,根据铁水中杂质元素的含量常用单渣法和双渣法两种方式。当吹炼含硅、磷高的生铁水时,采用双渣法冶炼。所谓双渣法,就是在兑铁水后先加第一批造渣材料,造低碱度炉渣,待硅、锰基本氧化和炉渣熔化好时,即提起氧枪,放掉初期渣,然后再加入第二批造渣材料,造高碱度炉渣,直至吹炼结束。当吹炼含硅、磷低的生铁水时用单渣法,即在吹炼过程中只造一次渣。