本书是按照劳动和社会保障部的规划，受中国钢铁工业协会和冶金工业出版社的委托，在编委会的组织安排下，参照冶金行业职业技能标准和职业技能鉴定规范，根据冶金企业的生产实际和岗位群的技能要求编写的。书稿经劳动和社会保障部职业培训教材工作委员会办公室组织专家评审通过，由劳动和社会保障部培训就业司推荐作为冶金行业职业技能培训教材。 绪论……………………………………………………………………………………………1 1转炉炼钢原材料………………………………………………………………………………3 1.1主原料………………………………………………………………………………………3 1.1.1转炉炼钢对铁水的要求……………………………………………………………3 1.1.2铁水质量对冶炼的影响……………………………………………………………5 1.1.3废钢…………………………………………………………………………………7 1.1.4生铁块………………………………………………………………………………9 1.2辅原料………………………………………………………………………………………9 1.2.1造渣剂………………………………………………………………………………9 1.2.2冷却剂……………………………………………………………………………13 1.3铁合金……………………………………………………………………………………14 1.3.1转炉对铁合金的要求……………………………………………………………14 1.3.2铁合金的识别和选用………………………………………………………………14 1.4其他材料……………………………………………………………………………………16 1.4.1增碳剂……………………………………………………………………………16 1.4.2焦炭………………………………………………………………………………18 1.4.3常用气体…………………………………………………………………………18 1.4.4脱硫剂……………………………………………………………………………20 1.4.5保温剂……………………………………………………………………………25 1.5铁水预处理………………………………………………………………………………26 1.5.1铁水脱硫预处理…………………………………………………………………26 1.5.2铁水脱磷预处理…………………………………………………………………31 1.5.3铁水脱硅预处理…………………………………………………………………38 1.5.4铁水三脱的注意事项……………………………………………………………41 思考题……………………………………………………………………………………41 2转炉炼钢的基本原理………………………………………………………………………43 2.1转炉炼钢的基本任务………………………………………………………………………43 2.2氧气射流与熔池的相互作用………………………………………………………………43 2.2.1转炉炉膛内氧气射流的特征……………………………………………………43 2.2.2射流的状态………………………………………………………………………44 2.2.3底吹供气的射流…………………………………………………………………45 2.2.4氧射流与熔池的相互作用………………………………………………………46 2.2.5底吹气体对熔池的作用…………………………………………………………51 2.3转炉冶炼的基本反应……………………………………………………………………52 2.3.1吹炼过程状况……………………………………………………………………52 2.3.2炉渣的形成与变化………………………………………………………………54 2.3.3吹炼过程脱碳……………………………………………………………………56 2.3.4吹炼过程脱磷与脱硫……………………………………………………………59 2.4转炉冶炼的基本特征……………………………………………………………………59 2.4.1硅锰氧化期的火焰特征…………………………………………………………59 2.4.2碳反应期的火焰特征……………………………………………………………60 2.4.3炉渣返干的火焰特征……………………………………………………………60 2.4.4喷溅的火焰特征…………………………………………………………………62 2.5转炉冶炼的基本判断方法…………………………………………………………………62 2.5.1火焰特征判断钢水温度…………………………………………………………63 2.5.2钢样判断钢水温度………………………………………………………………64 2.5.3热电偶判断钢水温度……………………………………………………………65 2.5.4钢水成分的判断…………………………………………………………………67 思考题……………………………………………………………………………………69 3转炉炼钢工艺………………………………………………………………………………71 3.1转炉炼钢法简介…………………………………………………………………………71 3.1.1转炉炼钢法的特点………………………………………………………………71 3.1.2转炉炼钢的工艺操作过程………………………………………………………71 3.2装入制度…………………………………………………………………………………72 3.2.1装入制度内容及依据……………………………………………………………72 3.2.2装入制度类型……………………………………………………………………73 3.2.3装入操作…………………………………………………………………………73 3.3造渣制度…………………………………………………………………………………76 3.3.1造渣方法…………………………………………………………………………76 3.3.2渣料加入量确定…………………………………………………………………77 3.3.3渣料加入时间的确定……………………………………………………………78 3.3.4泡沫渣……………………………………………………………………………79 3.4供氧制度…………………………………………………………………………………80 3.4.1氧枪的选取与使用………………………………………………………………80 3.4.2供氧制度中的几个工艺参数……………………………………………………85 3.5温度制度…………………………………………………………………………………91 3.5.1热量来源与热量支出……………………………………………………………91 3.5.2出钢温度的确定…………………………………………………………………93 3.5.3各种冷却剂的冷却效应…………………………………………………………93 3.5.4生产实际中的温度控制…………………………………………………………96 3.6终点控制和出钢……………………………………………………………………………98 3.6.1终点的标志………………………………………………………………………99 3.6.2终点控制方法……………………………………………………………………99 3.6.3挡渣出钢…………………………………………………………………………100 3.7脱氧及合金化制度………………………………………………………………………106 3.7.1脱氧原则…………………………………………………………………………106 3.7.2脱氧方法…………………………………………………………………………107 3.7.3合金化的一般原理………………………………………………………………107 3.7.4合金加入量的确定………………………………………………………………108 3.8吹损及喷溅………………………………………………………………………………109 3.8.1吹损的组成及分析………………………………………………………………114 3.8.2喷溅原因，控制与预防…………………………………………………………115 3.9物料平衡和热平衡计算…………………………………………………………………116 3.9.1原始数据的选取…………………………………………………………………117 3.9.2物料平衡计算……………………………………………………………………118 3.9.3热平衡计算………………………………………………………………………122 3.9.4吨钢物料平衡……………………………………………………………………124 3.10转炉生产过程物料平衡与热平衡测算…………………………………………………125 3.10.1测定数据………………………………………………………………………125 3.10.2测定结果计算…………………………………………………………………126 3.10.3结果分析………………………………………………………………………127 思考题……………………………………………………………………………………128 4耐火材料与转炉炉衬………………………………………………………………………131 4.1耐火材料…………………………………………………………………………………131 4.1.1耐火材料的分类…………………………………………………………………131 4.1.2耐火材料的主要性质……………………………………………………………132 4.1.3镁碳砖……………………………………………………………………………135 4.1.4镁碳砖生产工艺要点……………………………………………………………138 4.2转炉炉衬…………………………………………………………………………………139 4.2.1转炉炉衬砖………………………………………………………………………140 4.2.2转炉出钢口砖…………………………………………………………………142 4.2.3炉衬的寿命………………………………………………………………………1424.3开新炉操作………………………………………………………………………………151 4.3.1开炉前的准备工作………………………………………………………………151 4.3.2炉衬的烧结过程…………………………………………………………………152 4.3.3炉衬的烘烤………………………………………………………………………152 4.3.4开新炉第1炉钢吹炼操作………………………………………………………153 思考题……………………………………………………………………………………157 5顶底复合吹炼转炉…………………………………………………………………………158 5.1简述………………………………………………………………………………………158 5.1.1各国顶底复合吹炼技术概况……………………………………………………158 5.1.2我国顶底复合吹炼技术的发展概况……………………………………………158 5.1.3顶底复合吹炼法的种类及其特征………………………………………………160 5.2顶底复吹转炉的冶金特点………………………………………………………………160 5.3复合吹炼底部供气元件…………………………………………………………………164 5.3.1复合吹炼底部供气元件的类型及特点…………………………………………165 5.3.2底部供气元件的设计……………………………………………………………166 5.3.3底部供气元件的布置与砌筑……………………………………………………170 5.3.4底部供气元件的使用和维护……………………………………………………172 5.3.5底部供气元件的防堵和复通……………………………………………………172 5.4复吹转炉的底吹气体………………………………………………………………………173 5.4.1底吹气体的种类………………………………………………1735.4.2底吹气体的供气压力………………………………………………………………174 5.4.3底吹气体的流量……………………………………………………………………175 5.5顶底复吹氧气转炉炼钢工艺……………………………………………………………175 5.5.1先顶吹后底吹的复吹炼钢法………………………………………………………175 5.5.2顶吹氧底吹非氧化性气体的复合吹炼法…………………………………………176 5.5.3顶底同时吹氧的复合吹炼法………………………………………………………177 5.5.4随底吹氧气喷吹粉剂的复合吹炼法………………………………………………179 5.5.6复吹转炉冶炼45钢………………………………………………………………180 5.6顶底复吹转炉炼钢的热补偿……………………………………………………………183 5.6.1转炉炉膛内废气二次燃烧………………………………………………………183 5.6.2向熔池中添加固体碳质燃料………………………………………………………183 5.6.3底吹喷枪预热废钢………………………………………………………………184 5.7复合吹炼的底部供气………………………………………………………………………185 5.7.1底部供气的原则……………………………………………………………………185 5.7.2底部供气模式………………………………………………………………………185 5.8复吹转炉的炉龄……………………………………………………………………………188 5.8.1复吹转炉底部供气用砖……………………………………………………………188 5.8.2形成稳定的微孔蘑菇体…………………………………………………………189 5.8.3底部元件烧坏与结瘤………………………………………………………………189 5.8.4炉底供气元件的更换………………………………………………………………190 思考题………………………………………………………………………………………190 6复吹转炉溅渣护炉…………………………………………………………………………192 6.1复吹转炉溅渣护炉理论…………………………………………………………………193 6.1.1复吹转炉溅渣护炉影响因素……………………………………………………193 6.1.2溅渣与炉衬的结合原理…………………………………………………………200 6.1.3溅渣层的蚀损原理………………………………………………………………204 6.2复吹转炉溅渣护炉工艺…………………………………………………………………208 6.2.1复吹转炉溅渣护炉炉衬砌筑……………………………………………………208 6.2.2溅渣护炉复吹转炉炉渣控制……………………………………………………211 6.2.3复吹转炉溅渣护炉操作工艺及规程……………………………………………217 6.2.4溅渣护炉设备及其维护…………………………………………………………219 6.3复吹转炉溅渣护炉冶炼效果……………………………………………………………220 6.3.1复吹转炉溅渣护炉冶炼效果……………………………………………………220 6.3.2溅渣工艺复吹转炉钢水质量的影响……………………………………………225 6.4溅渣护炉复吹转炉长寿技术……………………………………………………………227 6.4.1复吹转炉溅渣技术……………………………………………………………227 6.4.2溅渣复吹转炉底部供气元件的“蘑菇头”技术…………………………………229 6.4.3溅渣复吹转炉底吹供气模式……………………………………………………230 6.4.4溅渣护炉复吹转炉炉型控制…………………………………………………234 6.5转炉三位一体护炉技术…………………………………………………………………236 6.5.1三位一体操作法的理论依据……………………………………………………236 6.5.2三位一体护炉法的应用…………………………………………………………237 思考题……………………………………………………………………………………238 7钢的分类与典型钢种的生产…………………………………………………………240 7.1钢的分类…………………………………………………………………………………240 7.1.1按冶炼方法分类………………………………………………………………240 7.1.2按化学成分分类…………………………………………………………………240 7.1.3按品质分类……………………………………………………………………240 7.1.4按金相组织分类…………………………………………………………………240 7.1.5按用途分类………………………………………………………………………241 7.1.6按制造零件的工艺分类…………………………………………………………241 7.2钢种牌号的表示方法……………………………………………………………………241 7.2.1我国国家标准钢种牌号表示方法……………………………………………241 7.2.2各国钢种牌号的对照……………………………………………………………242 7.3氧气顶吹转炉钢种的冶炼………………………………………………………………242 7.3.1硅钢的冶炼………………………………………………………………………242 7.3.2不锈钢的冶炼……………………………………………………………………244 7.3.3低合金钢的冶炼…………………………………………………………………247 7.3.4低碳钢……………………………………………………………………………250 7.3.5中、高碳钢………………………………………………………………………251 7.3.6转炉冶炼60Si2Mn弹簧钢………………………………………………………251 7.3.7转炉冶炼20CrMo钢……………………………………………………………252 思考题……………………………………………………………………………………254 8转炉操作事故及处理………………………………………………………………………256 8.1转炉工艺事故及处理……………………………………………………………………256 8.1.1低温钢……………………………………………………………………………256 8.1.2高温钢……………………………………………………………………………256 8.1.3化学成分不合格…………………………………………………………………257 8.1.4回炉钢水…………………………………………………………………………258 8.2转炉设备事故及处理……………………………………………………………………260 8.2.1加料口堵塞………………………………………………………………………260 8.2.2氧枪及设备漏水…………………………………………………………………260 8.2.3氧枪点不着火……………………………………………………………………262 8.2.4氧枪黏钢…………………………………………………………………………263 8.2.5转炉塌炉…………………………………………………………………………265 8.2.6出钢口堵塞………………………………………………………………………267 8.2.7穿炉事故…………………………………………………………………………268 8.2.8冻炉事故…………………………………………………………………………270 8.2.9钢包穿漏事故……………………………………………………………………272 8.2.10滑动水口穿钢事故……………………………………………………………274 8.2.11滑板打不开和无法关闭………………………………………………………275 8.2.12转炉设备常见事故及排除方法………………………………………………277 8.2.13炼钢用氧技术的安全与经验…………………………………………………278 思考题……………………………………………………………………………………282 9转炉炼钢工艺改进技术……………………………………………………………………283 9.1转炉金属炉料的最佳配比………………………………………………………………283 9.1.1金属炉料的最佳配比过程………………………………………………………283 9.1.2金属炉料的最佳配比的效果……………………………………………………284 9.2大型转炉吹炼过程中熔池温度的控制……………………………………………………284 9.2.1熔池温度的控制过程……………………………………………………………285 9.2.2熔池温度的控制理论……………………………………………………………286 9.3转炉采用炉气分析法进行动态控制……………………………………………………288 9.3.1炉气分析进行动态控制过程……………………………………………………289 9.3.2炉气分析进行动态控制的发展过程及效果……………………………………291 9.4大型转炉的脱硫…………………………………………………………………………291 9.4.1大型转炉的脱硫过程……………………………………………………………291 9.4.2转炉三期硫的变化………………………………………………………………294 9.5钢包喂Ca-Si线…………………………………………………………………………294 9.5.1钢包喂Ca-Si线新工艺…………………………………………………………294 9.5.2喂丝原理、效果及作用…………………………………………………………295 9.6钢包喂含镁包芯线………………………………………………………………………298 9.6.1钢包喂含镁包芯线脱硫工艺过程………………………………………………298 9.6.2钢包喂含镁包芯线作用及意义…………………………………………………298 9.7转炉出钢过程“渣洗”脱硫操作…………………………………………………………300 9.7.1“渣洗”脱硫方法及脱硫工艺……………………………………………………301 9.7.2“渣洗”的原理……………………………………………………………………303 9.8超低磷钢的冶炼…………………………………………………………………………303 9.8.1超低磷钢冶炼工艺………………………………………………………………303 9.8.2超低磷钢冶炼的渣系……………………………………………………………305 9.9钢包内衬耐火材料的选择………………………………………………………………306 9.9.1钢包内衬耐火材料的选择过程…………………………………………………307 9.9.2钢包内衬耐火材料的选择效果…………………………………………………309 9.10转炉炼钢计算机数采监控技术……………………………………………………309 9.10.1计算机采集监控炼钢过程……………………………………………………309 9.10.2计算机采集监控原理…………………………………………………………310 9.11转炉炼钢工艺自动控制的新进展………………………………………………………314 10.11.1先进的检测技术………………………………………………………………314 10.11.2利用废气信息进行吹炼控制技术……………………………………………315 10.11.3利用炉渣信息进行吹炼控制技术……………………………………………316 10.11.4直接出钢控制技术……………………………………………………………319 10.11.5全自动吹炼控制技术…………………………………………………………320 10.11.6吹炼过程熔池温度和碳含量连续显示神经元网络系统……………………322 10.11.7机器人在转炉中的应用………………………………………………………322 9.12纯净钢生产技术…………………………………………………………………………324 9.12.1纯净钢生产单项技术…………………………………………………………324 9.12.2纯净钢综合水平及效果………………………………………………………329 9.13转炉炼钢生产技术的发展………………………………………………………………329 9.13.1国内转炉炼钢的技术进步……………………………………………………329 9.13.2存在的主要问题………………………………………………………………332 9.13.3今后的发展方向………………………………………………………………333 9.14转炉高效吹炼技术……………………………………………………………………334 9.14.1提高供氧强度的主要工作……………………………………………………334 9.14.2转炉高供氧强度氧射流与熔池的作用………………………………………336 9.14.3转炉高供氧强度吹炼的冶金效果……………………………………………336 思考题……………………………………………………………………………………338 10转炉车间主要设备………………………………………………………………………339 10.1转炉系统设备…………………………………………………………………………339 10.1.1顶吹转炉炉型及计算…………………………………………………………339 10.1.2炉壳……………………………………………………………………………345 10.1.3炉体支承系统…………………………………………………………348 10.1.4转炉倾动机构…………………………………………………………………353 10.2原材料供应系统设备…………………………………………………………………356 10.2.1铁水供应………………………………………………………………………356 10.2.2废钢供应………………………………………………………………………359 10.2.3散状材料供应…………………………………………………………………360 10.2.4铁合金供应……………………………………………………………………364 10.3供氧系统设备…………………………………………………………………………365 10.3.1氧气转炉炼钢车间供氧系统…………………………………………………365 10.3.2氧枪……………………………………………………………………………368 10.3.3氧枪升降和更换机构…………………………………………………………378 10.3.4氧枪各操作点的控制位置……………………………………………………381 10.3.5氧枪刮渣技术…………………………………………………………………382 10.4副枪………………………………………………………………………………………384 10.4.1对副枪的要求…………………………………………………………………384 10.4.2副枪结构与类型………………………………………………………………385 10.4.3测试探头………………………………………………………………………385 10.4.4副枪的传动及其控制系统……………………………………………………385 10.4.5副枪测温、定碳………………………………………………………………387 10.5烟气净化及回收处理设备……………………………………………………………388 10.5.1烟气、烟尘的性质………………………………………………………………38810.5.2烟气、烟尘净化回收系统主要设备……………………………………………389 10.5.3风机与放散烟囱………………………………………………………………39710.5.4烟气及烟尘的综合利用………………………………………………………398 10.5.5烟气净化回收的防爆与防毒…………………………………………………398 10.5.6净化回收系统简介……………………………………………………………399 10.5.7二次除尘系统及厂房除尘……………………………………………………401 10.5.8钢渣处理系统…………………………………………………………………403 10.5.9含尘污水处理系统……………………………………………………………406 10.6转炉炼钢辅助设备………………………………………………………………………406 10.6.1钢包车及渣罐车………………………………………………………………407 10.6.2修炉车…………………………………………………………………………407 10.6.3炉底车…………………………………………………………………………409 10.6.4喷补机…………………………………………………………………………410 10.6.5拆炉机…………………………………………………………………………410 思考题……………………………………………………………………………………411 参考文献…………………………………………………………………………………414
鄂公网安备 42010302001612号 