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转炉炼钢工艺（第1页）

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自贝塞麦发明酸性空气底吹转炉炼钢法起，开始了转炉大量生产钢水的历史，如图3所示。上世纪50年代用氧气代替空气炼钢是炼钢史上的一次重大变革，70年代出现的氧气底吹转炉和顶吹复合转炉，是氧气转炉在发展和完善通路上取得的丰硕成果，如图4所示。

一、吹炼过程元素氧化规律

（一）炉钢吹炼过程和元素的氧化规律

1）冶炼过程概述

从装料到出钢，倒渣，转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣几个阶段，如图5所示。一炉钢的吹氧时间通常为12－18min，冶炼周期为30min左右。

上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹4－6分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许加入第三批萤石渣料。吹炼过程中的供氧强度：

小型转炉为2.5－4.5m3（t?min）；120t以上的转炉一般为2.8－3.6m3（t?min）。

◆开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬；

◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则；

◆在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中fe含量，减少铁损，达到溅渣的要求。

◆当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[c]、[s]、[p]的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。

◆当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。

（1）硅的氧化规律

在吹炼初期，铁水中的[si]和氧的亲和力大，而且[si]氧化反应为放热反应，低温下有利于此反应的进行，因此，[si]在吹炼初期就大量氧化。

[si]+o2=（sio2）（氧气直接氧化）

[si]+2[o]=（sio2）（熔池内反应）

[si]+（feo）=（sio2）+2[fe]（界面反应）

2（feo）+（sio2）=（2feo?sio2）

随着吹炼的进行石灰逐渐溶解，2feo?sio2转变为2cao?sio2，即sio2与cao牢固的结合为稳定的化合物，sio2活度很低，在碱性渣中feo的活度较高，这样不仅使[si]被氧化到很低程度，而且在碳剧烈氧化时，也不会被还原，即使温度超过1530c，[c]与[o]的亲和力也超过[si]与[o]的亲和力，终因（cao）与（sio2）结合为稳定的2cao?sio2，[c]也不能还原（sio2）。

硅的氧化对熔池温度，熔渣碱度和其他元素的氧化产生影响：

?[si]氧化可使熔池温度升高；

?[si]氧化后生成（sio2），降低熔渣碱度，熔渣碱度影响脱磷，脱硫；

?熔池中[c]的氧化反应只有到[%si]

影响硅氧化规律的主要因素：[si]与[o]的亲和力，熔池温度，熔渣碱度和feo活度。

（2）锰的氧化规律

在吹炼初期，[mn]也迅速氧化，但不如[si]氧化的快。其反应式可表示为：

[mn]+[o]=（mno）（熔池内反应）

[mn]+[o2]=（mno）（氧气直接氧化反应）

[mn]+（feo）=（mno）+[fe]（界面反应）

（sio2）+（mno）=mno?sio2

余锰或残锰：

锰的氧化产物是碱性氧化物，在吹炼前期形成（mno?sio2）。但随着吹炼的进行和渣中cao含量的增加，会发生

（mno?sio2）+2（cao）=（2cao?sio2）+（mno）

（mno）呈自由状态，吹炼后期炉温升高后，（mno）被还原，即

（mno）+[c]=[mn]+[co]或（mno）+[fe]=（feo）+[mn]

吹炼终了时，钢中的锰含量也称余锰或残锰。残锰高，可以降低钢中硫的危害，但冶炼工业纯铁，则要求残锰越低越好。

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