1、单元4：顶底复合吹炼转炉冶炼工艺 单元3：顶底复合吹炼法的种类及其特征 单元2：顶底复合吹炼转炉的冶金特点 单元1：氧气底吹转炉炼钢概述 顶底复合吹炼转炉发展状况1底吹转炉设备2熔池内反应基本特点3操作工艺41 氧气底吹转炉炼钢概述顶吹和底吹比较工艺5观看录像1录像网址：http:/ Bottom Blowing Maxhutfe）。与此同时，比利时，法国研制成功与OBM 相似的方法，法国命名为LWS法（采用液态的燃料油作为氧气氧气喷嘴的冷却介质）1971年美国合众钢铁公司引进了OBM法，成功采用喷石灰粉吹炼高磷铁水，命名为QBOP法（Quiet-BOP），如图1所示。目前国外底吹氧气转炉最大
2、容量为250t（日本川崎钢铁公司千叶厂），供氧强度达3.6m3/(t.min)。1-1 氧气底吹转炉炼钢发展状况氧气底吹转炉的炉体结构与氧气顶吹转炉相似，其差别在于前者装有带喷嘴的活动炉底。另外耳轴结构比较复杂，是空心的，如图2所示。炉身和炉底可差拆卸分开，不同吨位的炉子，在底吹上安装不同数目的吹氧喷咀，一般为6-22支。氧气底吹转炉炉底包括炉底钢板、炉底塞、喷嘴、炉底固定件等，如图3所示。喷咀在炉底上的布置，最常用的是炉底和喷咀垂直。有三种布置形式1-2 氧气底吹转炉设备1-3 熔池反应的基本特点吹炼初期，铁水中 Si、Mn优先氧化，但Mn的氧化只有3040，这与LD转炉吹炼初期有70以上锰
3、氧化不同。吹炼中期，铁水中碳大量氧化，氧的脱碳利用率几乎100，而且铁矿石、铁皮分解出来的氧，也被脱碳发应消耗了，这体现了底吹氧气转炉比顶吹氧气转炉具有熔池搅拌良好的特点。冶炼时间缩短59min。由于良好的熔池搅拌贯穿渣中（FeO）含量低于LD转炉，铁合金收得率高。1-3-1 成分的变化图4 氧气底吹转炉吹炼高磷铁水成分的变化 a不喷吹石灰，b喷吹石灰A C-O平衡在钢水中C0.07时，底吹氧气转炉和顶吹氧气转炉的C-O关系，都比较接近pCO=1atm，1600时C-O平衡关系。当钢水中C200500鞍钢鞍钢150t武钢武钢50t首钢首钢30 t南京南京15t16050321817557336
4、.5201855754122.5195578432520058046 表7 复吹转炉分阶段定量转入制度4-2 供氧制度 顶底复吹转炉的熔池搅拌主要靠底部吹气和CO气体产生的搅拌能来实现，因此其顶吹氧枪的供氧压力有所降低，枪位有所提高。就目前国内大多数顶底复吹转炉来说，属于底吹少量气体的搅拌型复吹转炉，仍然采用恒压变枪操作，在一个炉役期内氧压变化不大。国内几个复吹转炉供氧压力变化见表8所示。炉龄炉龄 开新炉开新炉50500500鞍钢鞍钢150t武钢武钢50t首钢首钢30 t南京南京15t0.750.800.700.650.801.000.750.750.901.051.880.900.901.0
5、50.95 表8 复吹转炉供氧压力(MPa)在吹炼过程中，复吹转炉的氧枪枪位比顶吹转炉提高100300毫米。如按钢150t复吹转炉氧枪枪位变化在1.41.8m，武钢50t复吹转炉枪位变化在1.21.6m，首钢30t复吹转炉枪位变化在0.81.2m，南京钢铁厂15t复吹转炉枪位变化在0.71.1m。图16 50t复吹转炉（a）和30t（b）复吹转炉枪位变化 复吹；顶吹 4-3 底部供气 复吹转炉低部供气，首先应保证低部供气元件畅通无阻。因此无论采用那种供气元件，都必须使底吹供气压力大于炉底喷孔所受到的钢水静压和喷孔阻力损失的最低压力。冶炼中底气管路中的工作压力达0.5Mpa以上。底部供气的供气强
6、度视各类复吹工艺不同而异，搅拌型复吹转炉的底吹供气强度0.15m3min.t，而复合吹氧型复吹转炉的底吹供气强度0.20m3/min.t。A 底部供气的原则 在设备已经确定的基础上，根据钢种冶炼的要求，确定合理的供气模式。通常总是以终点渣TFe含量的降低水平，作为评价复吹冶金效果的条件之一。所以，底部供气制度关键是控制终点渣中TFe含量。通常，转炉底吹供气强度决定了熔池混匀时间。随着底吹搅拌强度的增加，熔池混匀时间逐渐减小。为了保证超低碳钢的冶炼，通常取熔池混匀时间小于50sec，则底吹最大供气强度应达到0.10Nm3/t.min以上。熔池混匀时间与底吹供气强度的关系 炉渣氧化性的控制：对于复
7、吹转炉，适当控制吹炼枪位和底吹搅拌强度，可实现对终渣FeO的控制：随着底吹气体流量的增加，终渣FeO含量降低；底吹搅拌强度对降低终渣FeO含量有明显的影响，而底吹气体种类（O2、N2或Ar）的影响不明显；顶底复吹转炉根据吹炼过程调节底吹供气强度：铁水含磷量高，在冶炼前期为了化渣去磷，宜采用较小底吹供气强度；若铁水含磷、硫低，可采用少渣冶炼，宜采用较大底吹供气强度，加快脱碳进行。若铁水含硫高，前期宜采用较大底吹供气强度，以快速升温和化渣，待炉渣化好后，宜增大底吹供气强度，强化脱硫。在顶底复吹转炉中，加入渣料需要化渣时，底吹采用较小强度供气，以保证渣中有一定量的（FeO）存在。总的来说，底吹供气强
8、度小，则熔池搅拌强度弱，渣中（FeO）较高，化渣容易；底吹供气强度大，则熔池搅拌强，脱碳速度快，渣中（FeO）低，升温快。B 底部供气模式表59 上海宝钢300t转炉复吹供气模式 （1）建立转炉底吹管理档案。（2）开炉初期采用粘渣涂敷炉底，快速形成“渣-金属”蘑菇头保护底吹供气元件。（3）转炉在溅渣、吹枪及吹炼后，尽快倾斜转炉，并将转炉内渣倒出，避免粘渣滞留炉底。（4）连续十炉看不见底部供气元件，则进行洗炉底操作。（5）转炉炉底上涨幅度控制在50-100mm左右。（6）合理地布置底吹透气元件位置，防止溅渣后残留渣对底部透气元件的堵塞。（7）每炉记录底吹供气元件的压力-流量关系，当出现堵塞倾向时
9、，及时采取加大底吹气量及采用顶枪吹扫炉底。C 防止供气元件堵塞及维护工艺措施底吹供气元件的维护效果 在复吹冶炼技术应用中，做到了炉底透气元件全炉役可见，确保了炉底透气元件的透气性。复吹转炉炉底透气情况 复吹转炉炉底透气情况 炉底枪蘑菇头及透气冷测情况 底吹供气元件的维护效果 4-4 造渣制度 复吹转炉化渣快，有利磷、硫去除，通常在吹炼中采用单渣法冶炼，终渣碱度控制在2.53.5。当铁水含 1.4%或硫较高，单渣法不能满足脱硫、脱磷要求时，可采用双渣法或双渣留渣法操作。wPSi 渣料的加入通常根据铁水条件和石灰质量而定，当铁水温度高和石灰质量好时，渣料可在兑铁水前一次性加入炉内，以早化渣，化好渣
10、。若石灰质量达不到要求时，渣料通常分两批加入，第一批渣料要求在开吹后3min内加完，渣料量为总渣量的2/33/4；第一批渣料化好后加入第二批渣料，且分小批量多次加入炉内。前期尽快形成高碱度炉渣，为此应适当提高前期氧枪枪位，并适当增强底吹搅拌，加速石灰熔化。中期应严格避免炉渣返干，控制(FeO)含量10%。适当减少石灰加入量，保证终渣CaO含量接近饱和值。优化造渣工艺 转炉造渣工艺对比与优化 16840 16881 264351234-顶吹复吹.优化 采用复吹工艺后，钢中采用复吹工艺后，钢中OO含量平均比顶吹转炉降低含量平均比顶吹转炉降低1041041010-6-6（如图所（如图所示）。氧含量随
11、终点温度和碳含量的变化波动在示）。氧含量随终点温度和碳含量的变化波动在290 290 7607601010-6-6的范围。合的范围。合金收得率有所提高，通常合金的收得率锰为金收得率有所提高，通常合金的收得率锰为85859595，硅为，硅为75758585，不仅可，不仅可减少脱氧铁合金消耗，而且大幅度降低脱氧生成的夹杂物，为提高钢材洁净度减少脱氧铁合金消耗，而且大幅度降低脱氧生成的夹杂物，为提高钢材洁净度创造了有利的条件。创造了有利的条件。终点钢水O含量分布4-5 脱氧合金化操作4-6 顶底复合吹炼转炉少渣冶炼铁水经预脱硅、预脱磷和预脱硫处理后，为转炉提供低硅、低磷和低硫的铁水，这样就可以不大量
12、造渣，简化转炉操作，转炉内只进行脱碳和升温操作。这就是转炉少渣冶炼的基本含义。1979年，新日铁室兰厂开发了脱硅铁水在转炉内的小渣量冶炼法，即SMP法（Slag Minimizing Process）。新日铁君津厂于1982年投产了采用石灰熔剂脱磷、脱硫预处理的ORP法（Optimizing the Refining Process）法。同年，日本住友金属也投产采用了苏打粉进行铁水预处理的SARP法（Sumitomo Alkali Refining Process）。1983年，神户制钢开发了石灰和苏打粉联合预处理铁水的OLTPS法。由此，开创了转炉少渣冶炼的发展历程，并逐渐完善形成了当今的转炉生产中的先进工艺流程。复吹转炉少渣冶炼的冶金特性：还原性功能。吹入的锰矿粉，可利用渣量少，(FeO)低，熔池温度高的特点，使MnO直接还原，回收锰矿中的Mn，从而提高钢液中锰含量。钢中的氢明显减少。由于散装料及铁合金消耗量减少，少渣精炼时钢水和炉渣的氢含量明显减少 铁损明显减少。由于渣量减少，渣带走的铁损明显减少。图26 吹炼过程中金属C、Mn、P的变化图27 少渣量与通常渣量吹炼锰收得率的比较装入制度1供氧制度2底部供气3造渣制度4小结脱氧合金化操作5少渣冶炼工艺6复吹效果6
