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轉爐冶煉的任務和目的

柳鋼轉爐廠主要的生産任務是将高爐冶煉出來的生鐵進一步冶煉成合格的鋼水，并将之澆鑄成合格鑄坯送往各軋鋼廠進行軋制。

轉爐冶煉目的：将生鐵裡的碳及其它雜質（如：矽、錳）等氧化，産出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。

現代化轉爐煉鋼生産流程 轉爐冶煉生産

一 、 轉爐冶煉生産

1. 鐵水預處理

鐵水在進入轉爐前，為去除鐵水中有害元素S、P等，或回收某些稀有元素铌、釩等的處理過程稱為鐵水預處理。

（1）噴吹法（鐵水罐頂噴顆粒鎂）

使用惰性氣體氮氣将顆粒鎂吹入鐵水中，同時也攪動了鐵水，可以在混鐵車或鐵水包内處理，見下圖。

（2）KR法（機械攪拌法）

将十字形葉輪攪拌頭（見圖1）沉入鐵水内部旋轉，在鐵水中央部位形成錐形漩渦，使脫硫劑與鐵水充分混合、作用，（見圖2）。

2. 煉鋼

★轉爐煉鋼用原材料

【金屬料】

（1）鐵水：轉爐煉鋼的主要金屬料，在轉爐煉鋼生産中鐵水的用量一般占金屬料裝入量的70～100%。

（2） 廢鋼：在轉爐煉鋼生産中廢鋼的用量一般占金屬料裝入量的0～30%。

（3）鐵合金：用于脫氧用的鐵合金稱為脫氧劑，常用的脫氧劑有錳鐵、矽鐵、鋁、矽錳、矽鈣、矽錳鋁等。用于調整鋼液成分的鐵合金稱為合金料，常用的合金料有錳鐵、矽鐵、釩鐵、钛鐵、鉻鐵等。

【非金屬料】

1. 造渣材料

（1）石灰：石灰是轉爐煉鋼生産的基本造渣材料，通過向爐内加入石灰造渣，可以脫磷脫硫，保護爐襯，此外還可充當冷卻劑。

（2）螢石:螢石在轉爐煉鋼生産的主要作用是充當助熔劑。

（3）白雲石：在轉爐煉鋼生産中加入白雲石可以代替部分石灰，減少石灰用量，還可以促進前期渣早化，稠化終渣，延長爐襯壽命。

2. 氧化劑：轉爐煉鋼生産使用的氧化劑主要是氧氣，此外鐵礦石和氧化鐵皮也可以充當氧化劑。

3. 冷卻劑：轉爐煉鋼生産使用的冷卻劑有廢鋼、鐵礦石、氧化鐵皮、石灰、白雲石等等

4. 增碳劑：轉爐煉鋼生産時增碳劑用來增加鋼中碳含量，如碳粉、碳線。

★氧氣頂吹轉爐主要設備

氧氣頂吹轉爐的設備包括爐子本體、傾動設備和供氧設備，如圖3所示。

（圖3）

1.爐體：爐體的最外層是爐殼，其作用是承受耐火材料、鋼液、爐渣的全部重量，并保持爐子的固定形狀，由普通鍋爐鋼闆或合金鋼闆焊接而成。爐殼内砌築一定厚度的堿性耐火材料。

2.傾動設備：由電動機制動裝置、減速裝置和支座軸承等組成。傾動設備的作用是傾動爐體，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作的要求，保證爐體正反轉360°。

3.供氧設備：供氧設備有氧槍及供氧系統。氧槍（又稱噴槍或噴氧管）擔負着向熔池内吹氧的任務。

★吹煉

【氧氣頂吹轉爐煉鋼法】是通過自爐口垂直伸入爐内的水冷氧槍，從頂部直接向熔池内吹入高壓氧氣，将鐵水中的碳、矽、錳、磷等元素氧化去除，并利用鐵水的物理熱和元素氧化放出的化學熱獲得熔煉所需的高溫，是無需外部熱源的一種煉鋼方法。

【頂底複合吹煉】就是在頂吹的同時從底部吹入适量的氣體，以增加金屬熔池和爐渣的攪拌并控制熔池内氣相中CO的分壓，因而克服了頂吹氧氣流攪拌能力不足的弱點，使爐内反應接近平衡，鐵損失減少，同時又保留了頂吹法容易控制造渣過程的優點。

★爐外精煉

爐外精煉就是把一般煉鋼爐内要完成的部分任務，移到鋼包或其他專用容器中進行。這樣就把傳統的煉鋼工藝分成初煉和精煉兩個步驟。因此，爐外精煉也稱為二次煉鋼。通過爐外精煉，可以在真空、惰性氣氛或可控氣氛的條件下對鋼水進行深脫碳、脫硫、脫氧、除氣、調整成分（微合金化）和調整溫度并使其均勻化，去除夾雜物，改變夾雜物形态和組成等。

常用方法：

【鋼包吹氩】通過鋼包底部的透氣磚向鋼液吹入一定數量與壓力的氩氣，來排除鋼液中的有害氣體及非金屬夾雜物，同時起到均勻鋼液溫度、成分，改善鋼液流動性的作用。

【RH法（真空循環脫氣法）】RH法處理鋼液時，先将真空室下端的上升管及下降管插入鋼包的鋼液中，通過抽真空使鋼液在

真空室内上升到壓差高度（圖4）。

（圖4）

這時，向上升管吹入氩氣，則上升管中的鋼液由于含有氩氣泡而密度減小繼續上升。與此同時，真空室内液面升高，下降管内的鋼液由于密度相對較大，因此下降流回鋼包内。這樣通過連續反複地進行循環，鋼液不斷進入真空室，在真空條件下進行充分的脫氣。真空處理還可以根據鋼種需要添加各種合金。

【LF法（埋弧加熱吹氩鋼包精煉法）】

LF法使用石墨電極加熱，操作時，電弧埋在鋼液面上的熔渣層中，使用合成造渣料造渣，在鋼包底部進行吹氩攪拌，并同時在保持鋼包内強還原氣氛的條件下精煉（圖5）。

（圖5）

二、連鑄工藝

煉鋼的最終産品是合格鋼錠或鑄坯。鋼的澆注，就是将煉好的鋼液澆注到鋼錠模内或連鑄機的結晶器中，使之凝固成鋼錠或鑄坯。鋼錠或鑄坯質量的好壞，不僅取決于冶煉過程，也取決于澆注過程。澆注的任務，就是把鋼液澆注成表面良好，内部純淨，均勻緻密的固體鋼錠或鑄坯。澆注最常用的方法是連鑄法。

1. 連鑄主要設備

弧形連鑄機主要設備示意圖

2. 連鑄生産過程

3. 方坯

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