第一章氧气转炉炼钢用原材料
国内外大量生产实践证明：
贯彻精料方针是实现氧
原材料的质量不
原材料是氧气转炉炼钢的物质基础。
气转炉炼钢过程自动化和提高各项技术经济指标的重要途径。
原材料的质量直接影响着炼钢工艺操作、仅指化学成分和物理性质应该符合技术要求，
钢质量及各项技术经济指标。
而且还要使连续供应的原材料的化学成分和物
金属料主要是指铁水、
废钢和
理性质保持相对稳定。必要时应该对入炉原材料进行预处理，以便提高其质量。
氧气转炉炼钢用原材料可分为金属料和非金属料两大类。铁合金；非金属料主要是指造渣材料、氧化剂、冷却剂和增碳剂等。
第一节
一、铁水
金属料
70％～100％。铁水的物理热
对于简化和
铁水是氧气转炉炼钢的主要金属料，一般占金属装入量的和化学热是氧气转炉炼钢的唯一热源。 (
一)铁水化学成分
氧气转炉炼钢对铁水的适应性较强，学成分要求如下： 1
、碳(C)
碳是铁水中除铁之外含量最多的元素。铁水中碳含量一般在逸出时能强烈搅拌熔池，对工艺操作十分重要。 2
、硅(Si)
硅是氧气转炉炼钢重要发热元素之一，硅的氧化物转炉炼钢中不可缺少的元素。根据热平衡计算可知，
铁水中含硅量每增加
稳定转炉操作并获得良好的技术经济指标十分重要。
铁水的化学成分和温度是否合适和稳定，
可以将各种成分的铁水吹炼成钢。铁水中各元素含
量的差异会明显地影响吹炼过程以及各项技术经济指标。因此对氧气转炉炼钢所用铁水的化
4.0％左右。碳的氧化不仅
CO气体在上升
为氧气转炉炼钢提供吹炼过程所需要的大量热能，同时碳的氧化反应产生的
(Si02)是炉渣的主要组份，也是氧气
1.3％～1.5％。由于铁
铁水含硅量高，可增加热量来源，提高废钢比，降低炼钢成本。
O.1％，废钢比则可增加
水中含硅量的增加，渣量也随之增大，对去除硫、磷有一定好处。但是，如果铁水含硅量过高，也会给吹炼带来不良后果，主要是： (1)
增加渣料的消耗，渣量增大，容易引起喷溅。若铁水中含硅量每增加
O.55％～O.65％时，渣量占装入量的
0.1％，吹炼1
当铁O.95％～
吨铁水增加2千克多的Si02，就需多加6千克的石灰造渣。根据某些厂生产实践统计，水含硅量为
12％。如果铁水含硅量增加到
1.05％时，渣量则增加到装入量的除硫、磷十分不利。 (2) (3)
加剧对炉衬的侵蚀。铁水含硅量过高，初期渣
(Si02)含量明显增加，炉渣碱度降低，
因此，增加了对碱性炉衬的侵蚀，不利于炉令的提高。
渣中(Si02)含量高，影响成渣速度。渣中(Si02)含量高会使渣中(FeO)、(MnO)含量相
2CaO.Si02，因此石灰溶解困难，不利于早期去磷，
而且渣量过少，不仅
对地降低，并在石灰块的表面容易生成使吹损增加。
铁水含硅量也不能过低，否则会造成热量不足，使石灰溶解困难。率。
因此，为了加快成渣速度，
并保持适当的渣量，要求铁水中含硅量应有适当的范围。国
O.5％～O.8％较为合适。
内生产实践表明，铁水含硅量一般在
不利于硫、磷的去除，同时渣量过少，不足以覆盖金属液容易引起金属喷溅，降低金属收得
15％。生产实践表明，过多的渣量容易引起喷溅，对去
3、锰(Mn)
元素锰与硅一样，也是一种发热元素，但不是氧气转炉炼钢的主要热量来源。
铁水中含
MnO，有利于改善炉渣的形成，化渣明显加快，有
有一定数量的锰，可在吹炼中形成适量的
利于去除硫，有利于减轻氧枪粘钢现象。萤石用量明显减少，有利于炉衬使用寿命的提高。同时还可提高金属收得率，提高终点钢液中残余锰量，减少锰铁的消耗，降低成本。若铁水
含锰量过高，则会增加生铁成本，对吹炼也无更大好处，一般要求Mn／Si比值为O.8～1.O，对氧气转炉吹炼操作较为有利。 4
、磷(P)
磷是一个强发热元素，水含磷量低于
一般讲是炼钢过程中要去除的有害元素，
所以希望铁水中含磷量
85％～95％。铁
越低越好，通常希望P≤O.20％。氧气转炉在吹炼过程中去磷效果可以达到采用双渣法或采取其它措施。
O.5％，氧气转炉炼钢的去磷任务并不难完成。但如果铁水含磷量偏高，则应
应当指出，高炉内不能去磷，高炉铁水含磷量主要取决于铁矿石的条件。因此，只能要求铁水含磷量相对稳定。 5
、硫(S)
一般来讲硫也是炼钢过程中要去除的有害元素。只有30％～40％，最高也仅为中含硫量应低于 (
灰消耗量增加，生产率降低。
二)铁水温度
氧气转炉炼钢的热量来源主要是依靠铁水的物理热和化学热。并且稳定。这样有利于迅速成渣、操作热行，使气转炉，入炉铁水温度尤为重要。
总之，氧气转炉炼钢所用铁水的化学成分和温度应保持相对稳定，保证氧气转炉吹炼顺利进行。
（三）铁水预处理
铁水预处理技术是为了进一步降低钢的成本，预脱硅、预脱磷、预脱硫处理。
铁水预处理的目的主要是降低铁水中的有害元素降低成本等。
铁水处理的方法很多，所用的设备主要有高炉出铁槽，铁水罐，混铁车，炉等。
铁水预处理的工艺概要：铁水预处理是在炼铁、
炼钢工艺中，将原有转炉所承担的多项精炼任务加以分解，
更有效的精炼作业。在此以前转炉的基本精炼功能有：
使炼脱碳
钢工艺从整体上实现了更合理、
槽式连续处理
P、S，减轻转炉负担，缩短冶炼周期，
以达到提高钢的质量，提高炉龄，提高钢的收得率，提高工序能力，提高产量，稳定生产，
提高钢的质量而发展起来的，
它包括铁水
尽量不带渣或少带渣。铁水入炉温度高低，意味
1250～1300℃，
O.05％，最高不能大于
由于氧气转炉炼钢去硫效率不高，
一般
50％左右。所以希望铁水中含硫量越低越好，一般希望铁水
O.07％，否则会造成氧气转炉吹炼困难，同时使石
着带入物理热量的多少。为保证氧气转炉吹炼顺利进行，铁水入炉温度应为
C—O反应均衡，减少喷溅。对于小容量氧
脱磷、脱硫等。然而，还原反应的脱硫，在氧化性工艺的转炉作业情况下，不能获得较好的效果，而最终产品中对低硫钢的要求大大增加，因此，作为转炉精炼功能的分解，硫最早得以实现。随后铁水预脱磷同时脱硫的反应就成为了铁水预处理的主要内容。立有效的铁水脱磷工艺需要解决下述问题： 1)
铁水脱硅的问题
铁水中的硅与氧的亲和力比磷大，
在脱磷之前几乎已全部氧化，
降低了以后的脱磷反应
铁水预脱但为确
所必需的炉渣碱度，不利于脱磷作业的效率。为了避免这种影响，在脱磷之前先进行脱硅，
并将由此产生的低碱度渣去除之。题。 2)
国内宝钢炼钢厂铁水预处理中采用扒渣作业解决了这一问
提高铁水脱磷、脱硫处理的效率在氧气进行氧化反应时，
在脱磷的同时也进行着脱碳反应，
铁水中的碳对转炉而言是很
需抑制脱碳。同时为能有效的达到氧化反应的脱磷处
(烧结粉)以粉体的方式喷吹处理，或者采用
重要的热源，所以在铁水预处理阶段，
理和还原反应的脱硫处理，可采用固体氧源 3)
铁水温度的确保
一般而言，氧化反应是放热反应，氧化反应的放热，而且在铁水预处理中，中铁水的温度下降极大，
2C03等来进行脱硫，以克服氧化性气氛下及低温下的脱硫效率问题。Na
但由于喷吹固体氧，随固体氧分解的吸热反应超过了
CaO等副材料，处理
为此
硫含量的下降而越来越显著。
为确保炉渣的碱度要添加一些
这种倾向随着处理后的目标磷、
作为积极提高铁水温度的手段，可采用气体氧来代替一部分固体氧克服铁水温度的剧烈下降。目前，除了使用气体氧之外，尚未开发出其它的有效手段。
1、铁水预脱硅铁水预脱硅作为脱磷、
脱硫的事先预处理。
预脱硅的方法有出铁槽脱硅法、
混铁车脱硅
主剂有：
法、铁水罐脱硅法以及正在开发的高炉内预脱硅法等。
脱硅剂以提供氧源的材料为主剂，水经脱硅处理后，可将铁水中硅降到硅，铁水温度下降
以调整炉渣碱度和改善流动性的熔剂为副剂。
铁矿石、球团矿、烧结矿粉、氧化铁皮、氧气等；副剂有：氧化钙、氟化钙、转炉渣等。铁
0.1％～O.2％左右。一般认为，用固体脱硅剂炉外脱
随着对高Si的氧化反
50℃左右，而利用粉状脱硅剂进行喷吹处理，能取得较好的效果。铁水
中的硅是炼钢中的重要热源，可以增加废钢比，提高吨铁的钢产量，但另一方面，品质钢的需求的不断增加，不得不降低铁水中的硅，以满足脱磷和降低成本的需求。
喷吹烧结矿粉脱硅处理时，应原理可表示为：
Si+2Fe0=Si02+2Fe Si+02=Si02
硅和氧有很大的亲和力，从理论上来说，可以认为上述反应可达上，由于存在烧结矿粉中的不一定能达到如此高。
脱硅喷吹工艺中常见的问题是脱硅渣的发泡和喷溅，行，给操作及管理带来困难。造成脱硅渣发泡的原因是：硅剂中的(FeO)与铁水中的碳优先反应生成溅，必需提高脱硅反应的氧效率，抑制
2、铁水预脱磷及脱硫．
烧结矿粉中的固体氧
(FeO)或者气体氧与铁水中
100％的效率，但实际
Fe203的分解反应以及氧与铁水中其它元素的反应等，脱硅效率
它严重地影响了脱硅处理的正常进在脱硅反应的末期，渣中未反应脱
CO气泡残存渣中所致，要抑制脱硅渣的发泡和喷
(FeO)与铁水中[C]的反应。
对铁水预脱磷、预脱硫；要求同时有效地进行氧化反应的脱磷处理和还原反应的脱磷处理。宝钢炼钢厂的铁水预处理根据目标硫的浓度，使用来达到目的。
CaO和Na2C03的脱硫机理：
（1）、用CaO脱硫可用下式反应来表示： CaO Log
（
对应于单独使用CaO或CaO及Na2C03合并
s）+[S]=CaS(s)+[O]
△G。=109000—29.25T(J)
（CaO／as)=-5693／T+1528 由上述反应可知：
①在温度高的状态下，脱硫反应能更好地进行。
氧气转炉炼钢用原材料
