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钢铁企业转炉设备概况

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钢铁企业转炉设备概况 钢铁企业转炉设备概况 白雪松 唐 钢 第二 钢 轧厂钢 区点检 站 河 北 063000 【摘 要 】文章介 绍 了转炉炼钢的总体设备情 况及转 炉炼钢 的各 个环 节,分析 了转 炉炼钢的特 点,通过作 者 自己的一点心得提 出一 些 浅 显 的 改 进 意 见和 观 点 。 【关键词 】转炉 钢包 煤气回收 中图分类号:TF724.5文献标识码:A 文章编号:1009-4067(20l0)l0一l 99-0l 炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,呈 圆筒形,内衬耐火材...

钢铁企业转炉设备概况
钢铁企业转炉设备概况 白雪松 唐 钢 第二 钢 轧厂钢 区点检 站 河 北 063000 【摘 要 】文章介 绍 了转炉炼钢的总体设备情 况及转 炉炼钢 的各 个环 节,分析 了转 炉炼钢的特 点,通过作 者 自己的一点心得提 出一 些 浅 显 的 改 进 意 见和 观 点 。 【关键词 】转炉 钢包 煤气回收 中图分类号:TF724.5文献标识码:A 文章编号:1009-4067(20l0)l0一l 99-0l 炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,呈 圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重 要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性 (用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹人炉 内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和 氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是: 靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分 (如碳、锰、硅、磷等)与送人 炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。 炉料主要为铁水和造渣料 (如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入 废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下 和吹入的氧生成一氧化碳和少量 二氧化碳的混合气体,即转炉煤气。转炉煤 气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡,且成分也有变化,通常将转炉多次 冶炼过程回收的煤气经降温、除尘,输入储气柜,混匀后再输送给用户。 一 、 炼钢转炉 早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴 鼓入钢水进行吹炼。侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹人空气。炼钢转 炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。直立式圆筒形的炉体,通过托 圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。 50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发 展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L D转炉 (见氧气顶吹 转炉炼钢),用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转 炉炼钢)。在应用氧气炼钢的初期还使用过卡尔多转炉和罗托转炉,通过炉 体回转改善炉内反应,但由于设备复杂,炉衬寿命短未能获得推广。 二、转炉钢包喷溅机理及预防对策 1、喷溅机理 转炉使用的氧化剂主要是氧气,纯度>98%。使用压力为6~12kgf/cm2 通过吹氧来降低钢水中的碳含量 并氧化其它元素。碳氧反应的方程式为: [c】+[O】={CO}f+Q 反应生成CO,并放出大量的热。本炉冶炼终点含CO.10%。剔除锰铁 及碳化硅进入钢中的碳,冶炼终点碳低于0.05%。说明本炉钢是过氧化钢, 根据钢中碳与氧的乘积为一常数 [C J【O】=m 这一原理,说明本次钢中含有大量的【01,钢中氧与投入包底的碳化硅 突然反应,产生大量的CO气体,将钢水、钢渣喷出。同时,由于钢水过氧 化,钢中氧含量高,钢中氧的溶解度随着温度的降低而下降,随着温度的下 降钢中的氧大量析出,产生大量的气体,也是造成大喷的主要原因。 2、预防对策 1、钢水过氧化是产生喷溅的主要原因。因此,如何避免钢水过氧化是 预防钢水大喷的根本 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。 2、炉前在冶炼操作时,应采取的措旌是增大供氧强度,采用多孔喷头, 低枪位操作,这样可以降低渣中FeO含量从而降低钢中氧含量,提高一次拉 碳命中率,应尽量减少补吹。加人合金脱氧时,应按照先弱后强的顺序,先 加入硅铁,然后加入锰铁,以保证良好的脱氧效果。 3、保证拉碳准确,避免过低量的碳,然后补加碳粉或SiC来增碳,从 而降低钢中的氧含量。 4、加入碳粉或碳化硅时,不要将碳粉或碳化硅一次性加入包底,以防 被钢包底部渣子裹住,钢水翻入后,不能及时反应,待到温度达到碳氧反应 条件后,急剧反应,另外,在钢包水中不能自动开浇,用氧气烧眼引流时, 大量的氧气进入钢包中,打破钢包内原有的平衡,钢包内原有存在的大量气 体,在外界因素的导致下,突然反应而导致大喷。 5、钢包要洁净,以防钢水注入钢包前期温度过底,碳粉或碳化硅与钢 中氧不反应,待温度升高后,突然反应造成大喷 6、炉前要加强吹氩搅拌,通过吹氩,来均匀钢水成份、温度,确保气 体和夹杂物上浮,保证吹氩时间大于3min,吹氩压力保证钢包内钢水微微 浮起为最佳,钢水翻花太大,钢包内钢水渣层被破坏,钢水吸气,使钢水二 次氧化,钢水不翻花,吹氲搅拌效果不好,达不到去气去夹杂的效果。 7、加强终脱氧力度,凡终点碳低于0.05%个时,应加大硅铝钡量用, 将硅铝钡用量提高到0.5~lkg/t。 8、连铸浇铸前必须将包盖扣好,钢包沿要清理好,以防止包盖不严, 钢水、钢渣从缝隙中喷出,并在适当增加大包包盖的宽度。 9、防止钢包喷溅的关键是炉前避免出过氧化钢。因此,规范炉前冶炼 操作是杜绝过氧化钢出现的主要措施。 l0、顶吹转炉吹炼低碳钢种,可以直接一次拉碳,但为了一次有效地去 除磷、硫,并使终点温度达到钢种要求,在吹炼低碳钢时,都要采用高拉调 温一次补吹的工艺操作。 三、转炉负能炼钢 转炉炼钢工序能耗实现负值——负能炼钢 在转炉内,把铁水炼成钢的过程,主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱 氧和合金化等高温物理化学反应过程,其工艺操作是控制供氧、造渣、温度 及加人合金料等,以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转 炉炼钢法的特点之—是不需要外来热源,根据物料和热平衡计算:以铁水的物 理热和化学热为主要热收入,抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外,还 有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡 热量防止炉温过高。 l、炼钢过程的能量消耗 炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成,通常要消耗电力、氧气、燃 气、惰性气体、虚缩空气以及水、蒸汽等。以宝钢一期工程为例,详见表1。 2、炼钢过程能量的释放 在吹炼过程中,碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应,反应的生 成物主要是CO气体(浓度约为85%~90%),但也有少量碳与氧直接作用生成 CO2,其化学反应式为 2C+O2—,2CO f 2C+2O2— 2CO2 f 2CO+O2— 2CO2 1 在冶炼过程中炉内处于高温,碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气,温 度约在1600~E。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t,其中煤气显热能约占 1/5,其余4/5为潜能(燃烧时转化为热能,不燃烧时为化学能),这就是转炉冶 炼过程中释放出的主要能量。因此,转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重 要途径。 3、炼钢工序能耗实现负值分析 炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品(钢锭或连铸坯)所用的各种能量 之和扣除相应回收的能量(标煤避 行计算的。 消耗能量>回收能量时,耗能为正值 消耗能量 回收能量=0时(称 “零”能炼钢) 消耗能量<回收能量时,耗能为负值(称 “负”能炼钢) 4、实现负能炼钢是可能的 转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体,若以热能加以度量 分析,具体表现为潜热占83.6%,显热占16.4%,详见图3。显然,煤气所拥有 的能量占总热量中的绝大部分。从图2中也可看出回收煤气对降低炼钢工序 能耗所起的作用。因此,要做到负能炼钢必须回收煤气,而且应尽可能提高回 收煤气的数量和质量。 5、实现负能炼钢的主要技术途径 (1)采用新技术系统集成,提高煤气回收的质量与数量; (2)采用交流变频调速新技术,降低炼钢工序大功率电机的电力消耗, (3)改进炼钢(包括连铸等)操作水平,降低物料、燃料消耗; (4)提高管理水平及人员素质,保证安全、正常、稳定生产。 参考文献 [1】 国外连铸新技术 (五)薄板坯连铸,冶金部情报研究总所,1 9 8 8 年. [2]钢铁技术,1 9 8 9,I 2Olo·lO 中国电子商务 199
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