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转炉

                                                                          

 

 

 

顶吹工艺(BOP)

在顶吹过程中,水冷的氧枪从炉顶降低,以超音速的速度吹入熔体中。大多数钢铁企业利用氧气顶吹炼钢。

 

 

底吹工艺(Q-BOP)

在底吹工艺中,氧气是通过在炉底部多风口吹入。在Q-BOP过程中,氧枪通过周围的氧气管外管注烃类冷却气体。大多数底吹过程使用甲烷或丙烷作为烃冷却剂,燃料油有时也会使用。Q-BOP过程的优点是减少了顶枪的行程,可以采用较低的厂房。

 

 

组合工艺

顶底组合工艺,第一种采用顶吹氧气和底部吹送惰性气体(氩、氮)或渗透元素。

第二种是顶部和底部同时都可以吹氧;底枪也可以在搅拌过程中吹送惰性气体。

 

 

    转炉(BOF),其外形如图所示,是一个可倾斜容器内衬耐火材料如镁碳砖。辅助设备包括用于废钢加料的溜槽、合金和添加剂料斗,用于吹氧的纯氧气喷枪,用于测量温度和钢水碳含量的副枪,氧枪升降装置,倾炉设备,设备和废气净化回收。最大容量可达150-300吨转炉。


    转炉的主要功能是使用纯氧气铁水中的碳。在顶吹转炉纯氧作为高速射流对铁水表面注入,使氧气冲击射流的穿透深度增大。在这些条件下,氧气直接与铁水中的碳反应生成一氧化碳。纯氧气顶吹转炉可以脱炭200吨铁水从4.3%℃到0.04%℃,约20分钟。由于这种高生产力,转炉将逐渐取代平炉。


    在钢水中注入氧气,首先氧化的是硅和碳。当铁水的碳浓度降低到约1%时,铁的氧化开始与碳平行。铁的氧化变得明显小于0.1%的碳浓度,降低氧脱碳,同时增加铁损成渣。顶吹转炉的问题在于,当碳含量达到低碳指标时铁开始氧化,和由此降低的脱碳速度。当氧化铁含量的渣增加过多时,可以很快与钢液中的碳反应,引起气体逸出,形成一个混合的渣钢,有时炉内会产生“喷溅”。


    在顶端的多孔氧枪的使用已经证明可以有效抑制钢水喷溅和防止过度氧化。然而,这种枪的有效性仍然不足,而氧气底吹工艺的开发弥补了这一缺陷。纯氧气体从转炉底部注入钢水。底吹提高铁水搅拌,从而缩短了钢液平均混合时间,促进镀液中溶质碳转移,防止过度氧化成渣,这是喷溅的原因。因此,底吹可以提高脱碳效率,特别是在低碳的情况下。底吹与同心双壁管底吹并行时,内管是用来吹氧气与石灰粉,而丙烷气吹通过外管作为冷却液防止风口回烧,由于丙烷发生吸热反应中分解,导致冷却和减少风口燃烧。这些改进使得低碳钢的生产变得容易得多。


    顶底吹转炉,转炉炉型相结合的优势。近年来在氧气复吹转炉炼钢中,主要采用底吹惰性气体搅拌成为最突出的地方。采用多种吹底法,例如:采用嵌入式多管道或多狭缝陶瓷塞用于底吹风口。对转炉废气回收(这是CO含量高),CO在炉喉燃烧,或通过安装在炉喉的上部余热锅炉回收,或是通过其他燃烧废气回收设备存储起来以备后用。