转炉设备与工艺.ppt

1、转炉设备、工艺以及技术发展转炉设备、工艺以及技术发展北北 京京2007.72007.7 提纲提纲v 转炉车间的设备组成转炉车间的设备组成v 转炉系统设备转炉系统设备v 原料供应系统设备原料供应系统设备v 供氧系统设备供氧系统设备v 副枪系统设备副枪系统设备v 烟气净化及回收处理设备烟气净化及回收处理设备v 转炉炼钢工艺转炉炼钢工艺v 工艺操作过程工艺操作过程v 装入制度装入制度v 造渣制度造渣制度v 供氧制度供氧制度v 温度制度温度制度v 终点控制制度终点控制制度v 脱氧和合金化制度脱氧和合金化制度v 溅渣护炉溅渣护炉v 吹损和喷溅吹损和喷溅v 转炉强化冶炼技术转炉强化冶炼技术v 现代转炉炼钢

2、的发展和展望现代转炉炼钢的发展和展望转炉系统设备转炉系统设备氧气顶吹转炉总图氧气顶吹转炉总图转炉系统设备转炉系统设备v 炉型炉型v 炉壳炉壳v 炉体支撑炉体支撑v 转炉倾动机构转炉倾动机构转炉炉型转炉炉型v 转炉炉型：转炉炉型：指用耐火材料砌成的炉衬内形。转炉的炉型是否合理直接影响指用耐火材料砌成的炉衬内形。转炉的炉型是否合理直接影响着工艺操作、炉衬寿命、钢的产量与质量以及转炉的生产率着工艺操作、炉衬寿命、钢的产量与质量以及转炉的生产率.v 合理炉型的要求：合理炉型的要求：(1）要满足炼钢的物理化学反应和流体力学的要求，使熔池）要满足炼钢的物理化学反应和流体力学的要求，使熔池有强烈而均匀的搅拌

3、有强烈而均匀的搅拌(2）符合炉衬被侵蚀的形状以利干提高炉龄；）符合炉衬被侵蚀的形状以利干提高炉龄；(3）减轻喷溅和炉口结渣，改善劳动条件；）减轻喷溅和炉口结渣，改善劳动条件；(4）炉壳易于制造炉衬的砌筑和维修方便。）炉壳易于制造炉衬的砌筑和维修方便。转炉炉型转炉炉型v 炉型类型：炉型类型：按金属熔池形状的不同，转炉炉型可分为筒球型、锥球型和截锥按金属熔池形状的不同，转炉炉型可分为筒球型、锥球型和截锥型三种，型三种，A 筒球型筒球型 熔池形状由一个球缺体和一个圆筒体组成。它的优点是炉型形熔池形状由一个球缺体和一个圆筒体组成。它的优点是炉型形状简单，砌筑方便炉壳制造容易。熔池内型比较接近金属液循环

4、流状简单，砌筑方便炉壳制造容易。熔池内型比较接近金属液循环流动的轨迹，在熔池直径足够大时，能保证在较大的供氧强度下吹炼动的轨迹，在熔池直径足够大时，能保证在较大的供氧强度下吹炼而喷溅最小，也能保证有足够的熔池深度，使炉衬有较高的寿命。而喷溅最小，也能保证有足够的熔池深度，使炉衬有较高的寿命。大型转炉多采用这种炉型大型转炉多采用这种炉型 转炉炉型转炉炉型 B 锥球型锥球型 熔池由一个锥台体和一个球缺体组成。这种炉型与同容量的筒熔池由一个锥台体和一个球缺体组成。这种炉型与同容量的筒球型转炉相比若熔池深度相同则熔池面积比筒球型大，有利于冶金球型转炉相比若熔池深度相同则熔池面积比筒球型大，有利于冶金反

5、应的进行，同时，随着炉衬的侵蚀熔池变化较小，对炼钢操作有反应的进行，同时，随着炉衬的侵蚀熔池变化较小，对炼钢操作有利。欧洲生铁含磷相对偏高的国家采用此种炉型的较多。我国利。欧洲生铁含磷相对偏高的国家采用此种炉型的较多。我国20 80t 的转炉多采用锥球型的转炉多采用锥球型 对筒球型与锥球型的适用性，看法尚不一致。有人认为锥球型适对筒球型与锥球型的适用性，看法尚不一致。有人认为锥球型适用于大转炉（奥地利），有人却认为适用于小转炉（前苏联）。但用于大转炉（奥地利），有人却认为适用于小转炉（前苏联）。但世界上已有的大型转炉多采用筒球型。世界上已有的大型转炉多采用筒球型。转炉炉型转炉炉型 C 截锥型截

6、锥型 截锥型熔池为上大下小的圆锥台。其特点是构造简单且平底熔池便截锥型熔池为上大下小的圆锥台。其特点是构造简单且平底熔池便于修砌这种炉型基本上能满足炼钢反应的要求适用于小型转炉。我国于修砌这种炉型基本上能满足炼钢反应的要求适用于小型转炉。我国30t 以下的转炉多用这种炉型。国外转炉容量普遍较大故极少采用此以下的转炉多用这种炉型。国外转炉容量普遍较大故极少采用此种形式。种形式。此外，有些国家（如法国、比利时、卢森堡等）的转炉，为了吹炼高此外，有些国家（如法国、比利时、卢森堡等）的转炉，为了吹炼高磷铁水，在吹炼过程中用氧气向炉内喷入石灰粉。为此他们采用了所谓磷铁水，在吹炼过程中用氧气向炉内喷入石灰

7、粉。为此他们采用了所谓大炉膛炉型，这种炉型的特点是：炉膛内壁倾斜，上大下小，炉帽的倾大炉膛炉型，这种炉型的特点是：炉膛内壁倾斜，上大下小，炉帽的倾角较小（约角较小（约50“）。因为炉膛上部的反应空间增大，故适应吹炼高磷）。因为炉膛上部的反应空间增大，故适应吹炼高磷铁水时渣量大和泡沫化严重的特点。这种炉型的砌砖工艺比较复杂，炉铁水时渣量大和泡沫化严重的特点。这种炉型的砌砖工艺比较复杂，炉衬寿命也比其他炉型低，故一般很少采用。衬寿命也比其他炉型低，故一般很少采用。转炉炉型主要参数的确定转炉炉型主要参数的确定v 转炉的公称容量转炉的公称容量v 炉型主要参数炉型主要参数v 炉容比炉容比v 高宽比高宽比

8、v 炉型主要尺寸炉型主要尺寸v 熔池部分尺寸熔池部分尺寸v 炉身部分尺寸炉身部分尺寸v 炉帽部分尺寸炉帽部分尺寸v 出钢口部分尺寸出钢口部分尺寸v 炉衬部分炉衬部分转炉的公称容量转炉的公称容量 转炉的公称容量又称公称吨位，是炉型设计、计算的重要依据，但转炉的公称容量又称公称吨位，是炉型设计、计算的重要依据，但其含义目前尚未统一，有以下三种表示方法：其含义目前尚未统一，有以下三种表示方法：（1）用转炉的平均铁水装入量表示公称容量；）用转炉的平均铁水装入量表示公称容量；（2）用转炉的平均出钢量表示公称容量；）用转炉的平均出钢量表示公称容量；（3）用转炉年平均炉产良坯（锭）量表示公称容量。）用转炉年

9、平均炉产良坯（锭）量表示公称容量。由于出钢量介于装人量和良坯（锭）量之间，其数量不受装料中铁由于出钢量介于装人量和良坯（锭）量之间，其数量不受装料中铁水比例的限制，也不受浇铸方法的影响，所以大多数采用炉役平均出钢水比例的限制，也不受浇铸方法的影响，所以大多数采用炉役平均出钢量作为转炉的公称容量。根据出钢量可以计算出装入量和良坯量作为转炉的公称容量。根据出钢量可以计算出装入量和良坯 锭）锭）量量 出钢量装人量出钢量装人量/金属消耗系数金属消耗系数 装人量出钢量装人量出钢量*金周消耗系数金周消耗系数 金属消耗系数：指吹炼金属消耗系数：指吹炼1t 钢所消耗的金属料数量。视铁水含硅、含钢所消耗的金属料

10、数量。视铁水含硅、含磷量的高或低，波动于磷量的高或低，波动于1.1 一一1.2 之间之间炉容比炉容比转炉的炉容比是转炉的有效容积与公称容量之比，其单位转炉的炉容比是转炉的有效容积与公称容量之比，其单位m3t。炉容比的大小决定了转炉吹炼容积的大小，它对转炉的吹炼操作、炉容比的大小决定了转炉吹炼容积的大小，它对转炉的吹炼操作、喷溅、炉衬寿命、金属收得率等都有比较大的影响。如果炉容比过小，喷溅、炉衬寿命、金属收得率等都有比较大的影响。如果炉容比过小，即炉膛反应容积小，转炉就容易发生喷溅和溢渣，造成吹炼困难，降低即炉膛反应容积小，转炉就容易发生喷溅和溢渣，造成吹炼困难，降低金属收得率并且会加剧炉渣对炉

11、衬的冲刷侵蚀，降低炉衬寿命；同时也金属收得率并且会加剧炉渣对炉衬的冲刷侵蚀，降低炉衬寿命；同时也限制了供氧量或供氧强度的增加，不利于转炉生产能力的提高。反之，限制了供氧量或供氧强度的增加，不利于转炉生产能力的提高。反之，如果炉容比过大，就会使设备重量、倾动功率、耐火材料的消耗和厂房如果炉容比过大，就会使设备重量、倾动功率、耐火材料的消耗和厂房高度增加使整个车间的投资增大高度增加使整个车间的投资增大。炉容比炉容比选择选择炉容比时应考虑以下因素炉容比时应考虑以下因素：（1）铁水比、铁水成分。随着铁水比和铁水中硅磷、硫含量的增）铁水比、铁水成分。随着铁水比和铁水中硅磷、硫含量的增加炉容比应相应增大。

12、若采用铁水预处理工艺时，炉容比可以小些加炉容比应相应增大。若采用铁水预处理工艺时，炉容比可以小些 （2）供氧强度。供氧强度增大时，吹炼速度较快，为了不引起喷）供氧强度。供氧强度增大时，吹炼速度较快，为了不引起喷溅就要保证有足够的反应空间，炉容比相应增大些。溅就要保证有足够的反应空间，炉容比相应增大些。（3）冷却剂的种类。采用铁矿石或氧化铁皮为主的冷却剂，成渣）冷却剂的种类。采用铁矿石或氧化铁皮为主的冷却剂，成渣量大，炉容比也需相应增大；若采用以废钢为主的冷却剂成渣量小，则量大，炉容比也需相应增大；若采用以废钢为主的冷却剂成渣量小，则炉容比可适当选择小些炉容比可适当选择小些 目前使用的转炉，炉容

13、比波动目前使用的转炉，炉容比波动在在0.85 0.95之间之间（大容量转炉取（大容量转炉取下限）。近些年来为了在提高金属收得率的基础上提高供氧强度，新设下限）。近些年来为了在提高金属收得率的基础上提高供氧强度，新设计转炉的炉容比趋于增大，一般计转炉的炉容比趋于增大，一般为为0.9 1.05。高宽比高宽比 高宽比是指转炉总高（高宽比是指转炉总高（H总总）与炉壳外径（）与炉壳外径（D 壳壳）之比是决定转炉形状）之比是决定转炉形状的另一主要参数。它直接影响转炉的操作和建设费用。因此高宽比的确的另一主要参数。它直接影响转炉的操作和建设费用。因此高宽比的确定既要满足工艺要求，又要考虑节省建设费用口在最初

14、设计转炉时高宽定既要满足工艺要求，又要考虑节省建设费用口在最初设计转炉时高宽比选得较大。生产实践证明，增加转炉高度是防止喷溅，提高钢水收得比选得较大。生产实践证明，增加转炉高度是防止喷溅，提高钢水收得率的有效措施。但过大的高宽比不仅增加了转炉的倾动力矩，而且厂房率的有效措施。但过大的高宽比不仅增加了转炉的倾动力矩，而且厂房高度增高使建筑造价也上升。所以，过大的高宽比没有必要。高度增高使建筑造价也上升。所以，过大的高宽比没有必要。在转炉大型化的过程中，在转炉大型化的过程中，H总总和和D壳壳随着炉容量的增大而增加，但其比值随着炉容量的增大而增加，但其比值是下降的。这说明直径的增加比高度的增加更决，

15、炉子向矮胖型发展。是下降的。这说明直径的增加比高度的增加更决，炉子向矮胖型发展。但过于矮胖的炉型，易产生喷溅，会使热量和金属损失增大。但过于矮胖的炉型，易产生喷溅，会使热量和金属损失增大。目前，新设计转炉的高宽比一般在目前，新设计转炉的高宽比一般在1.35 1.65 的范围内选取，小转的范围内选取，小转炉取上限，大转炉取下限炉取上限，大转炉取下限炉型主要尺寸的确定炉型主要尺寸的确定H2一球缺高度；一球缺高度；H0一一熔池深度；熔池深度；H身身一炉身高度；一炉身高度；H帽帽一炉帽高度；一炉帽高度；H内内一转炉有效高度；一转炉有效高度；H总总一转炉总高一转炉总高D一熔池直径；一熔池直径；D壳壳一炉

16、壳外径；一炉壳外径；d一炉口内径；一炉口内径；D出出一出钢日直径；一出钢日直径；一炉帽倾角一炉帽倾角筒球型氧气顶吹转炉主要尺寸筒球型氧气顶吹转炉主要尺寸炉型主要尺寸的确定炉型主要尺寸的确定熔池直径（熔池直径（D）：）：转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。计算方法：计算方法：推荐经验公式：推荐经验公式：D：熔池直径，：熔池直径，m G：新炉金属装入量，：新炉金属装入量，t t:吹氧时间，吹氧时间，min K：比例系数，可参考下表：比例系数，可参考下表：50t以下：以下：1.852.10 50120t:1.751.85 200t:1.551.60 250t以上：以上：1.501.55炉型主要尺寸的确定炉型主要尺寸的确定转炉公称容量/t100吹炼周期/min283232383845吹氧时间/min121614181620转炉冶炼周期和吹氧时间推荐值转炉冶炼周期和吹氧时间推荐值 结果还应与容量相近、生产条件相似、技术经济指标结果还应与容量相近、生产条件相似、技术经济指标较好的炉子进行对比并适当调整较好的炉子进行对比并适当调整 上述公式对中小炉子较为适用，对大