轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與基本原理
氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最主要的煉鋼法。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法按氣體吹入爐內(nèi)部位不同又可分為氧氣頂吹煉鋼法、氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法、氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法、頂?shù)讖?fù)合吹煉煉鋼法等四種,頂?shù)讖?fù)合吹煉法是當(dāng)前氧氣轉(zhuǎn)爐發(fā)展的主要方向。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的共同特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,收效快,生產(chǎn)率高.熱效率高.原料適應(yīng)性強(qiáng).適于自動(dòng)化控制。其原料主要是鐵水.以吹入氣體(氧氣)作氧化劑來(lái)氧化鐵水中的元素及雜質(zhì).它不需要從外部引進(jìn)熱源,而是利用鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素氧化放熱反應(yīng)生成的化學(xué)熱和鐵水的物理熱作為熱源完成煉鋼過(guò)程。爐子可旋轉(zhuǎn)360°,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼種主要是低碳鋼和部分低合金鋼。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(又稱(chēng)LD),于1952年在奧地利的林茨(Linz)和多納維茨(Donawiz )兩地投入生產(chǎn)后,在世界各國(guó)得到了迅速發(fā)展。其原料主要是鐵水(或半鋼)并加入少量的廢鋼,以高純度的氧氣(99.95%以上)通過(guò)水冷噴槍(俗稱(chēng)氧槍)以高壓(405.2—1013kP)噴入熔池上方.高速氧流穿入熔渣和金屬,攪動(dòng)金屬液,在熔池中心形成個(gè)高溫反應(yīng)區(qū)。開(kāi)始,氧氣與金屬的反應(yīng)限于局部區(qū)域.隨著CO氣體的逸出而很快氧化鐵水的C.Si.Mn。氧化放熱生成的化學(xué)熱和鐵水帶入的物理熱,足以為煉鋼造渣去P.S等雜質(zhì)和出鋼所需溫度提供熱源,一般不需外來(lái)燃料,并且加入廢鋼或礦石等冷卻劑來(lái)降溫。在設(shè)備上逐漸趨向大型化、自動(dòng)化,解決了除塵問(wèn)題并發(fā)展綜合利用等。冶煉品種多、質(zhì)量高。我國(guó)鋼產(chǎn)量的80%以上是氧氣轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的。
煉鋼自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)以煉鋼理論為基礎(chǔ),以冶煉過(guò)程的物料平衡、熱平衡關(guān)系及煉鋼反應(yīng)的物理化學(xué)原理為基礎(chǔ),完成一爐鋼從備料到出鋼各階段的自動(dòng)控制。
轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化依據(jù)的兩個(gè)基本原則是:(1)在冶煉的各階段,參加反應(yīng)的各元素分別保持質(zhì)量守恒,熱能亦守恒的原則;(2)運(yùn)用冶金物理化學(xué)原理研究各煉鋼反應(yīng),建立各元素在爐氣一熔渣一金屬各相間分配系數(shù)的原則。