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5__转炉顶底复吹技术


图5 -2为双层套管构造

BSC-BAP LD-OB LD-HC
85~ 95 80~ 90 92~ 95 90~ 92 60~ 80 20~ 40 0
5~ 15 10~ 20 5~ 8
块 块 块 或 粉 粉
STB 或STB-P Ⅲ Ⅳ K-BOP OBM-S (K-OBM ) KS KHS
日本住友 金属 日本川崎
德国 MaxhutteKlockner
底吹O2 流量 m3/min
使用其它种 类气体及流 量m3/min
加入石灰 底吹方式 顶 部 块 块 块 块 块 块 单孔喷嘴或多孔塞 炉底喷嘴 炉底喷嘴或沟槽砖, 大部分时间吹N2,最 后阶段吹Ar/ CO2 炉底喷嘴吹O2或空气, 用N2遮盖 OBM型喷嘴、天然 气遮盖 炉底喷嘴 底 部 透气砖 小口径喷嘴
( 2 )吹炼后期强化熔池搅拌,使钢——渣反应 接近平衡,降低了吹炼终点钢液中的氧含量, 冶炼低碳钢( C=0.01 ~ 0.02% ),可避免钢渣 的过氧化,还可减少脱氧时的合金消耗。 ( 3 )化渣快,有利于渣——钢间反应的进行, 进一步提高了炉渣脱磷、脱硫的能力。一般, 顶吹转炉吹炼时,磷在渣——钢间的分配比 (P)/ [P]≈70,硫的分配比(S)/ [S]=5~7; 而在复吹转炉中,( P) / [P] = 80 ~ 120 ,( S) / [S] =8~10 。 ( 4 )反应速度快,热效率高,可实现炉内二次 燃烧。 (5)熔池富余热量减少。
8~ 10 20~ 40 60~ 80 100
内喷嘴:O2/ CO2;外喷嘴: CO2/ N2/ Ar0.03~0.07
炉底喷嘴吹入氧化性 气体,STB-P为顶枪 喷石灰粉 OBM型喷嘴,氧气 底喷石灰粉、
经侧面喷嘴、从顶部吹O2, 有时用油/氧预热废钢。每 吨钢多用5m3 O2,增加废钢 50kg/t钢水。

LBE LD-KG LD-OTB NK-CB LE-AB J&L系统
ARBEDIRSID 日本川崎 日本神户 日本钢管 (NKK) 日本新日 铁 Jones and Laughlin BSC 日本新日 铁 比利时
100 100 100 100 100 100
Ar/N2 0 ~0.25 Ar/N20.01~ 0.05 Ar/N20.01~ 0.10 Ar/CO2N20.0 4~0.10 Ar0.014~ 0.31 Ar/N2/CO2 0.045 或0.112 Ar 0.075~ 0.20 0.3~ 0.8 0.08~ 0.20 0.15~ 0.25 0.7~ 1.5 天然气遮盖 天然气遮盖
C 代表方法有:
由法国钢铁研究院与卢森堡阿尔贝德公司于1975年共 同开发的复吹技术LBE; 由日本川崎开发的LD-KG。
5.2.2 顶、底均吹氧 A 技术特征: 顶吹氧60~95%;底吹氧5~40%;供气 强度波动在0.2~2.0Nm3/ t· min范围。 B 特点 由于顶部、底部同时吹入氧气,因而在炉内 形成两个火点区,即下部区和上部区。 下部火点区,可使吹入的气体在反应区高温 作用下体积剧烈膨胀,并形成过热金属的对流, 从而增加熔池搅拌力,可促进熔池脱碳。
C 代表方法有:日本住友金属开发的STB、新日铁公
司开发的LD—OB 。
顶、底复合吹炼法在上述两大类的基 础上,根据底吹气体种类、数量以及渣 料加入方法等的不同,又可组合成各种 不同的复合吹炼法。各方法的名称及主 要特征见下表。
各国复合吹炼法的主要特征
类 型
名称
发明单位 比例 %
顶吹O2 流量 m3/min 4.0~ 4.5 3.0~ 3.5 3.3~ 3.5 3.0~ 3.3 3.5~ 4.0 3.3~ 3.5 2.2~ 3.0 2.5~ 3.0 3.1~ 4.2 2.0~ 2.5 2.0~ 2.5 比例 % 0 0 0 0 0 0
A 喷嘴型供气元件
早期使用的是单管式喷嘴型供气元件。因其易 造成钢水粘结喷嘴和灌钢等,因而出现由底吹氧气 转炉引伸来的双层套管喷嘴。但其外层不是引入冷 却介质,而是吹入速度较高的气流,以防止内管的 粘结堵塞。实践表明,采用双层套管喷嘴,可有效 地防止内管粘结。图5-2为双层套管构造。图5-3为 采用双层套管喷嘴的复吹法。
B 特点
(1)这种类型以加强搅拌,改善冶金反应动力学条件 为主要目的,属于弱搅拌型。它除了底部全程恒流量 供气和顶吹枪位适当提高外,冶炼工艺制度与顶吹法 基本相同。吹炼过程中钢、渣成分变化趋势也与顶吹 法基本相同。 (2)该法高、中、低碳钢均可生产。 (3)它的优点是,设备费用低,操作简单;但气体成本 高,钢中N2含量略有增加。
粉 天然气遮盖 粉 天然气遮盖

德国 日本川崎
4.5~ 5.5
粉 天然气遮盖
KS法为100%废钢,喷 50kg煤/t,增废钢比 10~20%
5.3 复合吹炼底部供气元件 5.3.1 复合吹炼底部供气元件的类型及特点
复合吹炼转炉底部的供气元件有喷嘴型供气元 件、砖型供气元件和细金属管多孔塞式供气元件。
5.2 顶底复吹技术的类型
按底部供气的种类,顶底复合吹炼可分为:顶 吹氧、底吹惰性气体和顶底复合吹氧两大类。
5.2.1 底吹搅拌型 A 技术特征:
顶吹 100% 氧气;底吹惰性气体 N2 、 Ar 、 CO2 和 CO 搅拌(多用 N2 、 Ar ),前期吹 N2 气, 后 期 切 换 为 Ar 气 ; 供 气 强 度 波 动 在 0.03~0.12Nm3/t.min 范围。总量不大于顶吹气 体量的5% 。
顶、底均吹氧示意图
上部火点区,主要是促进炉渣的形成和进行脱碳 反应。 另外,由于底部吹入氧气与熔池中金属发生反应, 可以生成两倍于吹入氧气体积的CO气体,从而增大了 吹入气体的搅拌作用。研究表明,当底部吹入氧量为 10%时,基本上能达到纯氧底吹的主要效果;当底部 吹氧量为总氧量的20~30%时,则几乎能达到纯氧底 吹的全部混合效果。 此法适于生产低C、超低C(C<0.007%)和超低S、P (S、P<0.005%)的钢种。但由于使用天然气或石油 裂化气作为喷嘴冷却剂,钢中H含量略有增加。
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