世界氧气顶吹转炉炼钢技术发展史

通过转炉底部的氧气喷嘴，把氧气吹入炉内熔池进行炼钢的方法。

简史?? 氧气底吹转炉始于改造托马斯转炉(见托马斯法)。

西欧富有高磷铁矿资源，用它炼出的生铁含磷高达1．6％～2．0％。

以这种高磷铁水为原料的传统炼钢方法即托马斯法，也即碱性空气底吹转炉法，其副产品钢渣可作磷肥。

对于高磷铁水，托马斯法过去一直是综合技术经济指标较好的一种炼钢方法。

直至20世纪60年代，西欧还存在年产能力约1000万t钢的托马斯炉。

但作为炼钢氧化剂的空气，其中氧气仅占1／5，其余4／5的氮气不仅吸收大量热量，并使钢中氮含量增加，引起低碳钢的脆性。

为此人们一直试图用纯氧代替空气，以改进钢的质量和提高热效率。

但采用氧气后，化学反应区的温度很高，底吹所用氧气喷嘴很快被烧坏。

1965年加拿大空气液化公司为了抑制氧气炼钢产生的大量污染环境的褐色烟尘，试验在氧枪外层通气态或液态冷却剂，取得了预期效果，并同时解决了氧枪烧损快的问题。

1967年联邦德国马克西米利安冶金厂(Maximilianshttte)引进了这项技术，以丙烷为氧喷嘴冷却剂，用于改造容量为24t的托马斯炉，首先试验成功氧气底吹转炉炼钢，取名OBM 法。

1970年法国文代尔一西代尔公司(Wendel—Sidelor?? Co．)的隆巴(Rombas)厂以燃料油为氧喷嘴冷却剂，也成功地将24t托马斯炉改造成氧气底吹转炉，称为LWS法。

随后用氧气底吹氧枪改造的托马斯炉在西欧得到迅速推广，炉容量大多为25～70t，用于高磷铁水炼钢，脱磷仍在后吹期完成，副产品钢渣作磷肥。

1971年美国钢铁公司(U．S．Steel? Corp．)引进COBM法，为了解决经济有效地吹炼低磷生铁和设备大型化问题，在该公司炼钢实验室的30t试验炉上作了系列的中间试验，增加了底部吹氧同时喷吹石灰粉的系统，吹炼低磷普通铁水可在脱碳同时完成脱磷，称为Q—BOP法。

随后，在菲尔菲德(Fairfield)厂和盖里(Gary)厂分别建设了两座200tQ—BOP炉和3座235tQ—BOP炉。

10 氧气转炉炼钢10．1 氧气顶吹转炉炼钢氧气顶吹转炉于1952年和1953年在奥地利的林茨（Linz）城和多纳维茨（Donawitz）城先后建成并投入生产，故又称为LD法。

由于它具有原材料适应性强、生产率高、成本低、可炼品种多、钢质量好、投资省、建厂速度快等一系列优点，因而在世界范围内得到迅速发展，一跃成为现代主要炼钢方法之一。

10．1．1 氧气顶吹转炉炼钢车间的特点现代钢铁生产，从铁矿石冶炼到加工成钢材，一般是组成钢铁联合企业集中进行的。

炼钢在钢铁联合企业内是一个中间环节，它联系着前面的炼铁等原料供应系统和后面的轧钢等成品生产。

炼钢车间的生产对整个联合企业有重大影响。

由于氧气顶吹转炉吹氧时间短和炉子容量的大型化，使顶吹转炉车间具有以下特点：l）吹炼周期短、生产率高，因此，每昼夜出钢炉数多，兑铁、加料、倒渣、出钢、浇注等操作频繁，原材料、钢水、炉渣等的吞吐量大。

2）运输复杂，数量大。

其数量相当于钢产量的3～5倍，而且批量小、批次多、运输品种多。

因此，各种货流不得不尽量避免交叉而设置专业化线路，并采用多层平面运输。

3）温度高、烟尘大，需配置高效能的通风除尘设备。

4）因吹炼速度快，要求有准确、可靠的计量通讯设备。

为了保证转炉正常地进行连续生产，各种原材料的供应以及钢水、炉渣的处理必须有足够的设备，而且工作可靠。

这些设备的布置和车间内各物料的运输流程必须合理。

同时，车间内转炉座数也不宜过多，以免各种设备在操作时互相干扰。

世界上大多数转炉车间，目前均采用以下两种布置方案：两座转炉经常保持一座吹炼（简称二吹一）；三座转炉经常保持两座吹炼（简称三吹二）。

炼钢生产有冶炼和浇注两个基本环节。

为保证冶炼和浇注的正常进行，氧气顶吹转炉车间主要包括原料系统，加料、冶炼和浇注系统，以及采用模铸时的钢模准备系统。

因此，顶吹转炉车间主厂房多改为三跨间：1）原料跨：主要组织铁水和废钢的供应，炉渣及垃圾的运出。

2）转炉跨：主要布置转炉及其倾动机构。

转炉炼钢工艺转炉炼钢工艺绪论1、转炉炼钢法的分类转炉是以铁水为主要原料的现代炼钢方法。

该种炼钢炉由圆台型炉帽、圆柱型炉身和球缺型炉底组成。

炉身设有可绕之旋转的耳轴，以满足装料和出钢、倒渣操作，故而得名。

酸性空气底吹转炉——贝塞麦炉〔英国1856年〕空气转炉{ 碱性空气底吹转炉——托马斯炉〔德国1878年〕碱性空气侧吹转炉〔中国1952年〕转炉{ 氧气顶吹转炉——LD〔奥地利1952年〕氧气转炉{ 氧气底吹转炉——OBM〔德国1967年〕顶底复吹转炉〔法国1975年〕2、氧气顶吹转炉炼钢法简介(1) 诞生的布景及简称现代炼钢出产首先是一个氧化精炼过程，最初的贝氏炉和托马斯炉之所以采用空气吹炼正是操纵此中的氧。

二次世界大战以后，工业制氧机在美国问世，使操纵纯氧炼钢成为可能，但本来的底吹方式炉底及喷枪极易烧坏。

美国联合碳化物公司于1947年在尝试室进行氧气顶吹转炉的尝试并获成功，定名为BOF。

奥地利闻之即派有关专家前往参不雅学习，回来后于1949年在2吨的转炉长进行半工业性尝试并获成功，1952年、1953年30吨氧气顶吹转炉别离在Linz和Donawitz建成投产，故常简称LD。

1967年12月德国与加拿大合作缔造了氧气底吹转炉，使用双层套管喷嘴并通以气态碳氢化合物进行冷却。

1975年法国研发了顶底复吹转炉，综合了LD和OBM的长处，77年在世界年会上颁发。

(2) 氧气顶吹转炉的特点1〕长处氧气顶吹转炉一经问世就显示出了极大的优越性，世界各国竟相开展，目前成为最主要的炼钢法。

其长处主要暗示在：〔1〕熔炼速度快，出产率高〔一炉钢只需20分钟〕；〔2〕热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～30%的废钢；〔3〕钢的品种多，质量好〔上下碳钢都能炼，S、P、H、N、O及夹杂含量低〕；〔4〕便于开展综合操纵和实现出产过程计算机控制。

2〕错误谬误当然，LD尚存在一些问题，如吹损较高〔10%，〕、所炼钢种仍受必然限制〔冶炼含大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有必然的困难〕等。

炼钢工艺的发展历程炼钢工艺的发展历程是一个漫长而富有挑战性的过程，它经历了从最早的初级炼钢工艺到现代的高效、环保炼钢技术的演变。

下面我们将详细介绍这个过程中的重要阶段。

1.初期炼钢工艺炼钢技术的最早起源可以追溯到古代，但真正意义上的现代炼钢工艺始于19世纪中叶。

当时，人们开始使用转炉和坩埚炉等设备来生产钢。

这些设备的优点是操作简单，但产量较低，而且需要大量的熟练工人。

这个阶段的炼钢工艺主要依赖人工操作，生产效率低下。

2.贝塞麦转炉炼钢法贝塞麦转炉炼钢法的发明是炼钢工艺发展过程中的一个里程碑。

这种方法使用了转炉设备，并引入了氧气吹炼的新技术。

氧气吹炼的原理是通过向熔融的铁水中吹入氧气，以氧化铁水中的杂质，从而降低铁水中的含碳量。

这种方法的出现使得钢的产量大大提高，而且质量也得到了显著改善。

3.碱性转炉炼钢法碱性转炉炼钢法是另一种重要的炼钢方法。

这种方法使用碱性转炉来熔炼铁水，并向铁水中吹入氧气以降低含碳量。

与贝塞麦转炉炼钢法相比，碱性转炉炼钢法具有更高的生产效率和更好的产品质量。

然而，这种方法需要使用大量的石灰等碱性材料来维持炉内的碱性环境，因此成本较高。

4.平炉炼钢法平炉炼钢法是一种同时使用氧气和燃料加热的炼钢方法。

这种方法可以在高温下将铁水中的杂质氧化，从而生产出高质量的钢。

平炉炼钢法的优点是可以生产出多种不同种类的钢，而且生产效率较高。

然而，这种方法需要消耗大量的燃料和氧气，因此成本较高。

5.电炉炼钢法随着电力技术的发展，电炉炼钢法逐渐成为了主流的炼钢方法。

这种方法使用电能来熔化铁水，并向铁水中吹入氧气以降低含碳量。

电炉炼钢法的优点是可以实现自动化操作，提高生产效率，而且产品质量也得到了显著改善。

此外，由于电能的价格相对较为稳定，因此电炉炼钢法的成本也较为可控。

6.现代炼钢工艺近年来，随着环保意识的提高和能源价格的上涨，现代炼钢工艺开始朝着高效、环保的方向发展。

其中，最具有代表性的技术包括：连铸技术、连轧技术、循环利用技术等。

最早的炼钢方法是1740 年出现的坩锅法，它是将生铁和废钢装入坩锅中，用火焰加热溶化炉料，之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。

1856 年，英国人亨利．贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题，从而使钢的质量得到提高，但此法不能脱硫，目前该方法己淘汰．1880 年，出现了第一座碱性平炉，由于其成本低，炉容大，钢水质量优于转炉，一时成为世界上主要的炼钢法．1878 年，英国人托马斯发明了碱性炉村的底吹转炉发，该方法是在吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。

但此法的缺点是炉子寿命短，钢水中氮含量低。

1899 年，出现了依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法，解决了利用废钢炼钢问题。

20 世纪40 年代大型空气分离机的出现，使氧气制造成本大大降低，氧气顶吹转炉得到广泛运用。

二、炼钢的过程1.炼钢实际上就是对生铁的一种精炼过程。

由于生铁冶炼过程中要使用大量的碳来还原出金属铁，生铁中碳含量较高。

钢与生铁化学成分上的主要区别在于含碳量，含碳量超过 2.11 ％的就是生铁，而常用钢的含碳量一般在1％以下。

目前，氧气顶吹转炉炼钢是冶炼普通钢的主要手段，世界钢产量的70％以上是通过这种方法生产的。

电弧炉炼钢发展很快，主要用于冶炼高质量合金钢种，已超过了世界钢产量的20％。

炼钢就是将铁在高温中（约1600 摄氏度）进行熔化、净化（或称精炼）和合金化的一个过程。

一般来说，就是将生铁（铁水、铁块）和废旧钢制品在炉中精炼，得到不同性能的钢。

精炼过程主要包括用燃烧的方法去除掉生铁中过量的碳和硅以及锰和磷等杂质。

这些杂质要么变成气体冒出去，要么变成残渣被清除掉。

精炼时还可以根据需要加入某些其他元素。

炼钢炉有三种：转炉、平炉和电弧炉。

转炉和平炉用来炼从高炉出来的铁水加废钢，电弧炉用来将废钢熔化再炼。

平炉由于能耗高、生产周期长，己经遭淘汰。

转炉炼钢：转炉的炉体可以转动，用钢板做外壳，里面用耐火材料做内衬。

钢铁行业技术发展历史钢铁行业的技术发展历史可以大致划分为几个阶段。

首先，1850年代，英国人贝塞麦发明了底吹空气的酸性转炉炼钢工艺。

随后，在19世纪70年代，托马斯发明了碱性耐火材料和碱性炉渣的底吹空气转炉炼钢技术，实现了钢液的脱磷且脱磷在脱碳后进行。

在19世纪60年代，西门子和马丁分别发明了“西门子-马丁炉炼钢工艺”，即在高温蓄热室结构的炉子内使用铁矿石为氧化剂实现铁液脱碳的炼钢过程。

这种技术使得钢中氮含量降低，冶炼炉容积可以达到几百吨，还可以使用废钢。

到20世纪初，这项技术完全取代了贝塞麦的底吹空气转炉炼钢技术。

另外，从20世纪60年代开始，底吹氧气炼钢技术和顶底复吹技术逐渐出现并被广泛采用。

在炼钢电弧炉方面，19世纪70年代，西门子建造了第一座试验用的炼钢电弧炉，而到了20世纪初，美国建造了世界上第一座三相埃鲁电弧炉，开始了电弧炉炼钢的实践。

在中国，钢铁行业的发展历史也颇具特色。

新中国成立初期，钢铁工业在苏联的援助下逐步得到恢复和发展。

然而，在改革开放之前，钢铁工业的发展道路曲折，尽管走了许多弯路，但也取得了一些成绩。

1978年，中国的钢铁产量为3178万吨，居世界第5位。

改革开放后，钢铁工业得到了快速发展，国家新建了一批大型现代化钢铁企业，并对一些老企业进行了挖潜改造，钢铁产量以每年400到500万吨的速度快速增长。

钢铁行业的发展历史不仅仅是一个技术进步的过程，更是一个国家工业化和现代化进程的缩影。

随着科技的进步和工艺的创新，钢铁行业将继续为人类社会的发展做出重要贡献。

钢铁行业对环境的影响主要体现在以下几个方面：1.废气污染：钢铁生产过程中会产生大量的废气，包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。

这些废气如果不经过处理直接排放到大气中，会对空气质量造成严重影响，导致酸雨、雾霾等环境问题。

2.废水污染：钢铁生产过程中会产生大量的废水，其中含有重金属、油污、酸碱等有害物质。

这些废水如果未经处理直接排放到水体中，会对水环境造成污染，影响水生生物的生存和人类的水资源利用。

为什么称氧气顶吹转炉炼钢为LD法，LD法有哪些优点?
2008-7-10 14:04:39 第二太阳百科
转炉炼钢法是1856年由英国人亨利·贝塞麦研究成功的。

氧气顶吹转炉炼钢法是1952年和1953年在奥地利的林茨(Linz)和多纳维茨(Donawiz)两地首先投入工业生产，所以也称LD法。

1964年12月，我国第一座30t LD转炉在首钢投入生产。

LD法具有如下优点：
(1)吹炼速度快，生产率高；
(2)品种多，质量好；
(3)原材料消耗少，热效率高、成本低；
(4)基建投资省，建设速度快；
(5)容易与连续铸钢相匹配。

鉴于以上优点，氧气顶吹转炉炼钢现已成为主要炼钢方法。

大型转炉有如下优点：
(1)产量高、质量稳定；
(2)热损失小：
(3)吨钢原材料消耗少；
(4)易于实现自动控制；
(5)生产率高、成本低。

所以，国际、国内新建转炉向大型化发展。

4 转炉炼钢技术进步的目标是什么?
转炉炼钢技术进步的目标是：
(1)不断提高钢的质量以适应对于钢的性能要求不断提高的趋势；
(2)提高炼钢的生产效率；
(3)降低生产成本；
(4)减少对环境的污染，实现清洁生产；降低炼钢能源消耗及回收利用炼钢过程产生的能源。

21世纪转炉炼钢技术面临更大的挑战，总目标是使钢铁在与其他材料的竞争中获得更广泛的市场。

钢铁生产与氧气的关系及对制氧机的要求钢铁生产与氧气的关系及对制氧机的要求1 钢铁生产与氧气的关系世界钢铁工业已经历过几次变革，1865年前后，在英国出现空气侧吹转炉炼钢法、平炉炼钢法，后以平炉取代侧吹转炉。

为强化平炉冶炼，进而采用吹氧操作。

1952年奥地利发明氧气顶吹转炉炼钢法(LD 法)后，世界钢铁工业进入了一个大飞跃发展时期。

随着钢铁工业的大飞跃，制氧机迅速向大型化发展，氧与钢紧密地联系在一起。

美国是继奥地利之后，世界上较早采用氧气顶吹转炉的国家。

日本从1957年引进该技术并大力发展，仅十年时间，就把钢产量从一千万吨猛增到了一亿吨，其发展速度之快，氧钢比例之大，当时均称世界第一。

而这期间，氧的生产也迅速增加，若1951年氧总产量为100，则1967年就达到637，十年增长了6．4倍，到1973年达1998，十六年增长了20倍。

日本1973年产钢突破1亿吨。

美国到1978年产钢1．06亿吨，消耗氧气65．23亿立方米。

钢铁部门一直是氧气行业最大的工业用户，钢铁生产用氧量占总氧产量的2／3。

1996年我国钢产量突破1亿吨大关，近年来我国钢铁生产持续走高，有人预计2003年钢产量可超过2．1亿吨。

钢铁生产的增长带动了气体行业的增长，2002年气体分离设备行业所订大中型空分设备的应用领域以钢铁为主，占83．29％[2]。

1988~2000年，我国空分设备行业共生产大中型空分设备300套，折合制氧总容量为1305815m3／h ，其中冶金(钢铁和有色)行业，在空分设备套数和制氧容量市场占有率分别达到60．59％和64.4％。

钢铁生产传统的是长流程，即烧结、焦化、炼铁→炼钢→轧钢，后来又发展了短流程，即电炉→ 连铸→连轧，电炉用氧迅速增长；此外，随着钢铁质量的提高和新技术的发展，炉外精炼、顶底复合吹炼以及溅渣护炉等技术的采用，不但氧气用量迅速增加，而且氮气、氩气用量也增长较快。

高炉富氧鼓风、高炉炉顶密封、煤粉喷吹等也是用氧、用氮的大户。