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炼钢工艺流程
1 炼钢厂简介
炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水， 再经连铸机浇铸成合格铸坯。 现有 5 座转炉， 5 台连铸机，年设计生产能力为 500 万吨，现年生产钢坯 400 万吨。其中炼钢一 分厂年生产能力达到 240 万吨；炼钢二厂年生产能力为 160 万吨。
2 炼钢的基本任务
钢是以 Fe 为基体并由 C、Si、Mn、P、S 等元素以及微量非金属夹杂物共同 组成的合金。
炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂，提高 温度，调整成分，炼钢过程通过供氧造渣，加合金，搅拌升温等手段完成炼钢基 本任务， “四脱两去两调整 ”。
3 氧气转炉吹炼过程
氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟， 在这短短的时间内要完成造渣， 脱 碳、脱磷、脱硫、去气，去除非金属夹杂物及升温等基本任务。
由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同， 吹炼工艺也有所区别。 氧气顶吹转 炉炼钢的吹炼过程， 根据一炉钢吹炼过程中金属成分， 炉渣成分， 熔池温度的变 化规律，吹炼过程大致可以分为以下 3 个阶段：
（1）吹炼前期。（2）吹炼中期。（3）终点控制。
炼好钢必须抓住各阶段的关键，精心操作，才能达到优质、高产、低耗、长 寿的目标。 3.1 装入制度
装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度， 确定合理的装入数量， 合适 的铁水废钢比例。 3.1.1 装入量的确定
装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量， 它主要包括铁水和废钢 量。目前国内外装入制度大体上有三种方式：
（1）定深装入；（2）分阶段定量装入； （3）定量装入 3.2.2 装入次序
目前永钢的操作顺序为， 钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢， 然后 兑入铁水。
为了维护炉衬， 减少废钢对炉衬的冲击， 装料次序也可以先兑铁水， 后装废 钢。若采用炉渣预热废钢，则先加废钢，再倒渣，然后兑铁水。如果采用炉内留 渣操作，则先加部分石灰，再装废钢，最后兑铁水。 3.2 供氧制度
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制订供氧制度时应考虑喷头结构， 供氧压力， 供氧强度和氧枪高度控制等因 素。 3.3氧枪喷头
转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的， 因此，喷头结构的合理选择 是转炉供氧的关键。氧枪有单孔，多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是 孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.4氧气压力控制
氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。 经测定，炉内介质压力一般 为 0.12—0.13Mpa，流股马赫数在 1.8—2.2 之间。因此目前在转炉上使用的工作 压力为 0.6—1.2MPa，视各种扎容量而定。一般说来，转炉容量大，使用压力越 高。
3.5氧气流量和供氧强度 （1）氧气流量：
3
4
/min 或m3/h。 氧气流量 Q 是指单位时间内向熔池供氧的数量，其量钢为 m
氧气流量是根据冶炼中炉内金属料所需要的氧气量， 金属装入量和吹氧时间等因 素来确定。 在实际生产中， 由于供氧压力的波动和氧枪喷头加工尺寸的误差， 有 的工厂以氧气流量作为供氧制度的控制参数。
每吨金属需氧量（
t m
/ ）
3
氧气流量 Q=
吹氧时间（
min） （2）供氧强度：
3
× 装入量 t
/t m·in。 供氧强度是指单位时间内每吨金属的供氧量，其量钢为
m
3 氧气流量（ m / min 供氧强度 I=
）
装入量（t）
供氧强度的大小， 主要受炉内喷溅的影响， 通常在不影响喷溅的情况下可使
3
/t m·in。 用较大的供氧强度。国内 15-50 吨炉的供氧强度控制在 2.8～4.0m 3.6氧枪枪位
目前氧枪操作有两种类型， 一种是恒压变枪操作， 就一炉钢的吹炼过程， 其 供氧压力基本保持不变， 通过氧枪枪位高低变化来改变氧气流股与熔池的相互作 用，以控制吹炼过程。另一类型是恒枪变压，即在一炉钢吹炼过程中，氧枪枪位 基本不动，通过调节供氧压力来控制过程。目前一般都采用恒压变枪操作。 3.1.2 造渣制度 3.2.3造渣方法
根据铁水成分和冶炼钢种要求来确定造渣方法， 目前常用的造渣方法有以下 几种。
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(1)单渣法，在吹炼过程中所选的渣不倒出，直至吹炼终点。
(2)双渣法，双渣法就是换渣操作，即在吹炼过程中停止吹炼，倒出部分炉
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渣，然后重加渣料造渣。
(3)双渣留渣法，双渣留渣法是将上一炉冶炼的终渣在出钢后留一部分在转 炉内，供下一炉冶炼操作部分初期渣使用。 3.7 温度制度
氧气顶吹转炉炼钢的一个显著特点是无需外加热源， 炼钢的热源来自于铁水 的物理热和化学热。
温度制度主要是指吹炼过程熔池温度和终点钢水温度的控制。
前者是保证吹
炼过程顺利进行， 后者是保证合适的出钢温度。 只有控制好过程温度， 才能为直 接命中终点温度提供保证。 因此，温度制度也是氧气顶吹转炉冶炼操作的重要工 艺制度之一。 温度控制的目标是希望吹炼过程均衡升温。 吹炼终点时钢水温度和 化学成分同时达到出钢要求。 因为氧气顶吹转炉炼钢的热量有富余。 所以， 温度 控制就是根据转炉冶炼的具体条件确定冷却剂的种类，用量和加入时间。 3.8 终点控制及脱氧合金化制度
在吹炼过程中，由于钢中同时存在着碳氧平衡和铁氧平衡。在一定温度下， 钢中实际氧含量大于碳氧平衡计算值， 小于铁氧平衡计算值。 常炼的钢种 Q235B 和 16Mn 的终点氧含量一般为 0.02%～0.30%。
氧含量超过限度，影响铸坯（锭）质量；降低钢的力学，电磁和抗腐蚀等 性能；加剧钢的 “热脆 ”。脱氧合金是钢冶炼过程的最后一项操作，也是炼好一炉 钢的成败关键之一，如果操作不当造成废品，则前功尽弃。 3.1.3 按钢的脱氧程度分类
按钢的脱氧程度不同可分为镇静钢、沸腾钢和半镇静钢三大类。对于同一 牌号的钢种，镇静钢的强度比沸腾钢要高一些，但生产镇静钢的铁合金消耗多， 而且钢锭头部有集中的缩孔。只有镇静钢才能浇注成连铸坯。 3.1.4 脱氧方法
常用的脱氧方法有：沉淀脱氧，扩散脱氧和真空脱氧等。 3.1.5 合金的加入原则 （1）脱氧剂加入的原则
在常压下脱氧加入的顺序有两种，一种是先加脱氧能力弱的，后加脱氧能 力强的脱氧剂。这样既能保证钢水的脱氧程度达到钢种的要求又使脱氧产物易于 上浮，保证质量合乎钢种的要求。因此，冶炼一般钢种时脱氧剂加入的顺序是： 锰铁，硅铁，铝。 （2）合金加入量的确定
各种铁合金的加入量可按下列公式计算：
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合金加入量 =
钢种规格中限 % 终点残余成分
×1000
铁合金中合金元素含量 % %
合金元素吸收率
2
% 钢种规格下限 % 钢种规格上限 钢种规格中限 %=
% 合金加入量 合金碳含量 合金增碳量 = % 碳吸收率 ×100%
1000
4 转炉炼钢用原材料
3.9 金属料 3.1.6铁水（生铁）
永钢供应铁水有两种方式： 一种是高炉 →铁水罐车 → 转炉。另一种是高炉 → 铁水罐车 →混铁炉 →转炉。由于混铁炉供应的铁水成分， 温度比较均匀稳定， 带 入的高炉渣少， 因而在国内广泛采用。 但使用混铁炉增加了耐火材料和燃料消耗 的附加费用（永钢的混铁炉暂没使用） 。 3.1.7废钢
废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约占钢铁料的
70%-90%。氧气顶吹转
炉用铁水吹炼时， 由于热量富余， 可以加入多达 30%的废钢， 作为调整吹炼温度 的冷却剂。 3.1.8铁合金
铁合金是炼钢生产中不可缺少的金属料， 主要用作脱氧剂。 在转炉炼钢生产 中，常用的铁合金有硅铁、锰铁、硅铝铁、硅锰铁和硅钙合金、铝块等。 3.10 非金属料
非金属料是在转炉炼钢过程中为了去除磷、 硫等杂质， 控制好过程温度而加 入的材料。 主要有造渣料 （石灰、 白云石），溶剂（萤石、 氧化铁皮），冷却剂（铁 矿石、石灰石、废钢） ，增碳剂和燃料（焦碳、石墨籽、煤块、重油） 。 3.11 炼钢用气体 3.2.4氧气
氧气是转炉炼钢的主要氧化剂，主要含氧量达到 过制氧机把空气中的氧气分离，提纯来实现的。 3.2.5氮气和氩气
炼钢生产中要求氮气纯度达 99% ，氩气纯度在 95%以上。氮气主要用于溅 渣护炉，氩气用作钢包搅拌气体。
99.5%以上。工业用氧是通
5 炼钢工艺流程简介
工艺流程见图 1。
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炼钢工艺流程图
