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钢的冶炼之氧气转炉炼钢

     氧气转炉炼钢的原料主要是铁水,废钢占0%-30%,氧气转炉炼钢是在转炉内向铁水吹入氧气以氧化其中的碳、硅、锰、磷等元素而炼制成钢水,靠铁水的物理热和氧化反应的化学热,不用外加热源。
     硅是重要的发热元素,铁水中硅含量高,增加炉内的化学热,硅含量增加0.1%,废钢加入量可提高1.3%-1.5%。铁水硅含量高,渣量增加,有利于脱磷、脱硫,但使渣料和消耗增加,延长吹炼时间。铁水中的硅含量通常为0.30%-0.60%。锰是发热元素,含量为0.20%-0.80%。磷是高发热元素,但对一般钢种是有害元素,铁水中磷含量越少越好,一般要求磷含量不大于0.20%。硫除了含硫易切削钢外,均为有害元素,要求铁水的硫含量不超过0.05%。铁水物理热占转炉热收入的50%,入炉铁水的温度应大于1250℃.
     氧气转炉炼钢有氧气顶吹转炉、氧气底吹转炉和顶底复合吹炼转炉等炼钢方法,转炉炉衬已全部使用碱性耐火材料(主要是MgO和CaO)。顶吹转炉是目前的主要方法,国外一般称LD转炉,美国称BOF炉。世界最大的转炉的容量为380t,我国最大的转炉容量为300t。20世纪90年代,世界氧气转炉的产量已超过总产钢量的50%。在我国,主要采用LD法(小转炉)与复合吹炼法(大中型转炉)。
     顶吹氧气转炉炼钢的过和如下:转炉在完成上一炉炼钢任务后,兑入铁水和加入废钢,降枪供氧,开始吹炼,加入渣料,通过造渣进行脱磷和脱硫。在吹炼过程中,Si、Mn、C、P等元素氧化放热。吹炼后期的钢水温度可达到1600-1680℃,取决于所炼钢种,当吹炼达到所炼钢种要求的终点碳范围时,倒炉取样和测定钢水的温度。当钢水成分和温度合乎要求时,即可以倾动转炉出钢,并向钢包加脱氧剂和合金,进行钢水脱氧和合金化,同时进行溅渣护炉和倒渣,至此完成了一炉钢的冶炼。一炉钢的吹氧时间通常为12-18mim,冶炼周期为30*45mim。这与高炉炼铁和连续铸钢生产过和容易相互匹配。
     转炉钢的主要产品是低碳钢。因为转炉脱碳快,钢中的气体含量低,所以钢的塑性好,有良好的深冲性和焊接性能。转炉钢冶炼中、高碳钢虽然有一些困难,但也能保证钢的质量。转炉钢制造的各种结构钢、轴承钢都已广泛使用。转炉冶炼低合金钢没有特殊困难。冶炼合金钢时,应与炉外精炼相结合,用钢包炉完成合金化,避免因加入钢包的铁合金数量大,使钢水的温度降低。顶吹转炉冶炼超低碳钢(<0.03%)尚有困难,这需要采用炉外精炼的方法完成。

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