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转炉炼钢基础知识

2025-07-04

转炉炼钢是目前炼钢的主流方法之一。

2、转炉炼钢法特点:以热铁水为主要原料，以吹入气体作氧化剂来氧化铁中元素及杂质，利用铁水中C、Mn、Si、P等元素氧化是发生的化学热及铁水中的物理热作为热源，在给定的原料条件下，根据钢种成分要求，冶炼出成分合格、温度合格的钢水
3、炼钢的基本任务
1.脱碳:靠吹入氧气来完成
2.升温:靠吹入氧气来完成、

3.去除硫、磷:靠加入石灰造碱性渣来完成,
4.脱氧合金化:靠加入脱氧剂、合金料来完成

5.去除气体和夹杂物:靠炉外精炼来完成(最简单的就是钢包吹氩)

炼钢的基本原理
1.化学平衡原理
化学反应是两种以上元素结合成一种或多种化合物的过程，Fe+O=FeO士Q(热量)
增加反应物浓度、减少生成物的浓度，有利于正方向进行环境温低有利于放热反应进行，反之亦然。
2.炼钢过程中的传氧
直接传氧:氧气直接与金属熔体中的元素发生反应。
间接传氧:氧气与铁形成Fe0，通过炉渣与熔池中的元素反应。
FeO是一种极不稳定的化合物，随时都有可能分解成为Fe和O，所以炉渣的氧化性是用FeO含量为代表的。炉渣与金属中的传氧就是通过FeO来完成的。

3.炼钢过程中的氧化还原反应
(1)元素的氧化还原顺序
Si-Mn→C→P→Fe
注:这个顺序并不是绝对的，还与元素的浓度及反应温度有关

(2)硅、锰的氧化还原
硅在被氧化后，基本不再还原，吹炼终点只有痕迹。
锰在前期被氧化，到终点时有一部分被还原进入钢水中

(3)碳的氧化
前期:主要是硅、锰氧化，碳的氧化较弱
中期:碳氧反应激烈，注意返干和喷溅。
后期:碳氧反应减弱，渣中FeO上升，温度上升快

(4)脱磷
脱磷条件:高碱度、大渣量、高FeO、低温度
出钢过程有回磷现象，应引起注意，尤其是冶炼低磷钢时。
(5)脱硫
脱硫条件:高碱度、大渣量、高温度、低FeO5.转炉炉渣
(1)炉渣的来源
金属料本身带来，如金属料中元素的氧化产物

外加造渣材料。
炉衬侵蚀。

(2)炉渣的组成
Ca0、Mgo、Mno、Fe0、si02、PO、AO,等注:对炉渣性质有决定性影响的是CaO、SiO，和FeO(

3)炉渣的作用去除S、P等有害杂质在吹炼过程中间接传氧。维护炉衬。
(4)炉渣的性质
碱度:经典的观点R=3左右为宜，现在要求更低一些

氧化还原性:取决于Fe○，转炉为氧化渣，电炉为还原渣

粘度和流动性:CaO、MgO高则粘度大，FeO高则流动性好

5.钢中气体和非金属夹杂物的去除镇静、搅拌、渣洗。
6.物料平衡和热平衡
(1)物料平衡
收入项:铁水、废钢(铁块)、含铁原料、造渣料、氧气、合金料、脱氧剂、增碳剂
支出项:钢水、炉渣(包渣)、烟尘、煤气

(2)热平衡
收入项:铁水化学热，其中碳放热量居第一位，硅放热量居第二位铁水带来的物理热等，
支出项:终点钢水物理热、钢渣物理热等

转炉炼钢用原材料

一：金属料
1.铁水
(1)铁水温度炼钢用铁水的温度一般要求在1250C以上(2)铁水成分
Si:0.30-0.50%;Mn:0.20-0.40%:PS0.150%;SS0.070%

2.废钢
块度适中，不得有封闭器血和爆炸物
清洁干燥，不得混有有色金属和橡胶类杂物。
3.铁合金
技术要求:成分和粒度符合相关标准或技术条件;干燥清洁
硅铁:Si272%;Mns0.5%;PS0.04%;SS0.02%;
硅锰:Mn 265%;Si217%;PS0.25%;S0.04%:

二、造渣料
1.石灰
指标要求:Caz85%;SiO2s2.5%;SS0.10%石灰质量最大的关注点在于CaO和SiO2含量活性度高于310的石灰称为活性石灰。
2.轻烧自云石
指标:CaO+MgOz78%;MgO230%;Si02s5.0%轻烧白云石主要是利用其中的MgO，同时可以减少石灰用量
3.石灰石
指标 :CaOz50.0%;SiO2s2.0%石灰石主要是利用其中的CaO，以代替部分石灰