转炉冷料量的确定

项目5 装料操作一、教学目标分析装料制度的基础上，掌握废钢比、炉容比的基本概念，学习加废钢的操作方法和注意事项。

学习铁水对炼钢的影响，要求在理解铁水比、装入顺序的基础上能正确的进行兑铁水操作。

二、课时分配本项目共2个任务，安排2课时。

三、教学重点废钢比的含义，熟悉兑铁水、加废钢的关键步骤，学会安全正确的兑铁水加废钢。

四、教学难点在理解废钢比、铁水比、装入顺序的基础上能正确的进行兑铁水操作。

五、教学内容任务一加废钢一、废钢比1.废钢比的含义废钢的加入量占金属料装入量的百分比称为废钢比。

二、装入顺序及数量1.装入顺序对使用废钢的转炉，一般先装废钢后装铁水。

先加洁净的轻废钢，再加入中型和重型废钢，以保护炉衬不被大块废钢撞伤，而且过重的废钢最好在兑铁水后装入。

为了防止炉衬过分急冷，装完废钢后，应立即兑入铁水。

炉役末期，以及废钢装入量比较多的转炉也可以先兑铁水，后加废钢。

2.装入量转炉的装入量是指每炉装入铁水和废钢两种金属炉料的总量。

三、装入制度1.定量装入定义:在整个炉役期内每炉的装入量保持不变的装料方法叫定量装入。

2.定深装入定义:在一个炉役期间，随着炉衬的侵蚀炉子实际容积不断扩大而逐渐增加装入量以保证熔池深度不变的装料方法称定深装入。

3.分阶段定量装入定义:根据炉衬的侵蚀规律和炉膛的扩大程度，将一个炉役期划分成3～5个阶段，每个阶段实行定量装入，装入量逐段递增的装料方法叫做分阶段定量装入。

操作：一、加废钢1.指挥手势2.准备工作3.加废钢操作步骤炉前指挥人员站立于转炉和转炉操作室中间近转炉的侧旁（同兑铁水位置）。

待兑铁水吊车开走后即指挥进废钢。

其基本操作步骤为:（1）指挥摇炉工将炉子倾动向前（正方向）至进废钢位置。

（2）指挥吊废钢的吊车工开吊车至炉口正中位置。

（3）指挥吊车移动大、小车将废钢斗口伸进转炉炉口。

（4）指挥吊车提升副钩，将废钢倒入炉内。

如有废钢搭桥，轧死等，可指挥吊车将副钩稍稍下降，再提起，让废钢松动一下，再倒入炉内。

转炉冶炼操作的关键点实际操作转炉总结的转炉冶炼注意事项1.Si大于0.5%时，说明硅含量已经比较高了，第一批料应加入100到150kg的镁球，甚至更多，防止炉渣对炉衬的侵蚀，并且相应的石灰加入量应增加，由于铁水硅含量比较高，炉渣不易返干，枪位应尽量多采用低枪位，俗称“压着吹”，一旦返干也容易调整，可在短时间内适当提高枪位，然后立即回到原来较低枪位，否则渣中FeO含量过多，不仅产生喷溅，而且枪位不容易降下来，影响冶炼时间。

2.为了控制炉渣碱度，石灰加入总量一般为“一个硅三个灰”，即Si=0.6%时，石灰加入总量控制在1800kg，一般前期加入150kg镁球＋400kg石灰＋400kg石灰＋400kg石灰，碳焰初起加入100kg石灰＋100kg石灰，泡沫渣起来时＋200kg石灰，一直采用低枪位，波动2m～2.8m之间，炉渣返干用返矿调整，尽量少化渣，后期温度较高时，容易产生喷溅，此时准备石灰200kg待加入。

返干时用返矿或短时间的提枪化渣然后立即回到基本枪位，返矿总量视温度要求，一般500～700kg。

3.在硅锰氧化期结束后，渣中一般含有20～30％的FeO，随着温度升高，C开始氧化时，随着氧化速度的加快，容易产生泡沫渣，而且迅速上升到炉口，并且显示了，前期渣化的比较好，此时可以加入小批量的石灰～150kg/批，既加入了二批料，还压了喷，但是此时不能提枪，应尽量消耗渣中FeO。

4.渣料的加入：开吹200kg，在碳焰起来前加入总量的一半，每批200kg。

碳焰起来后加入二批料，每次150kg，注意给冶炼拉碳前的高温喷溅的压喷留150kg石灰在汇总斗中等候。

前期冷料尽量用石灰料，后期冷料尽量用返矿或铁皮（可防止炉渣返干）。

5.Si小于0.4%时，说明硅含量已经比较低了，相应的石灰加入量应减少，由于硅含量比较低，碳焰起来的较早，应及时提前加入二批料。

铁水硅低时炉渣容易返干，注意提前提枪化渣。

6.不论硅高低，开吹时尽量采用30秒高、30秒次高再到正常的低枪位，可以帮助化好前期渣。

铁水硅高条件下转炉的冶炼操作总结及对策9月份共有188炉造双渣，喷溅16炉，喷溅率8.5%。

造成石灰消耗、钢铁料消耗升高。

下表为8月份消耗与9月份造双渣消耗对比：一、16炉喷溅原因分析：除1#炉丙班、3#炉甲班没有喷溅外，其余10个小组都有喷溅，情况如下：具体分析：1、侥幸心理没造双渣，有5炉，造成4炉小喷，1炉中喷。

2、中期化渣早，控制不住，喷溅，有4炉。

通过分析此类喷溅特点是：倒渣后，吹炼枪位较高，在8～9分钟之间化渣，此类炉渣往往在提枪后30秒左右就能化透，比正常化渣时间提前了约2～3分钟。

炉渣呈泡沫渣，这时熔池内正处于碳氧强烈反应期，生成的大量的CO气泡携带着钢渣从炉口喷出。

3、中后期温度高造成的喷溅1炉。

分析为一次性加入冷料多，熔池温度骤然下降，温度上来后造成喷溅。

4、前期小喷7炉。

主要为泡沫渣喷溅。

渣量大，渣层厚，氧化铁聚集。

碱度低，生成的气体带动炉渣涌出。

5、从总体废钢来看，废钢数量较少，平均为每炉12吨；铁块每炉平均25吨。

二、铁水硅含量高，给转炉操作带来一定影响，造成金属、温度损失大，冶炼时间延长，为保证生产的顺利进行，特对铁水硅高条件下的转炉的操作做如下规定：操枪工接到倒罐站兑铁情况后必须对硅量进行计算，铁水硅含量≥0.8 %时必须采用双渣操作，具体操作如下：1、废钢的确定：铁水硅在0.8%～1.1%之间，铁水温度在1290～1310℃之间，加入废钢10吨，渣钢5吨，铁块为12～16吨；铁水硅＞1.1%，铁水温度大于1310℃，加入废钢10吨，渣钢5吨，铁块为15～20吨。

2、头批渣料的确定：要求上炉留渣量大于1/2。

在留渣量为1/2左右时，头坯料为石灰6.5吨左右，轻烧白云石2.5吨左右；全部留渣时，要求石灰5.5吨左右，轻烧白云石2.5吨左右。

以保证前期石灰尽快熔化，炉渣碱度迅速达到1.7左右，氧化镁达到8%以上，减少炉衬的浸蚀。

3、硅高铁水降枪吹炼时火焰较少，火焰呈暗红色且火焰较直。

转炉物料平衡与热平衡计算简介转炉是冶金行业中常见的设备之一，主要用于高炉炼铁的后续工序。

转炉的工作原理是利用高温将铁水中的杂质进行氧化还原反应，从而得到高纯度的钢水。

为了确保炉内反应的正常进行，需进行物料平衡和热平衡的计算。

本文将介绍转炉物料平衡和热平衡的计算方法，并给出一个示例，以帮助读者更好地理解。

转炉物料平衡计算方法转炉物料平衡是指通过对转炉输入和输出物料的数量进行统计，计算转炉内的物料平衡情况。

物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律，即输入物料的总质量必须等于输出物料的总质量。

物料平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入物料，包括铁水、矿石、废钢等。

2.统计输入物料的质量。

3.确定转炉的输出物料，包括钢水、废气、炉渣等。

4.统计输出物料的质量。

5.比较输入物料的总质量和输出物料的总质量，若两者相等，则物料平衡成立；若不相等，则存在物料的损失或增加。

下面以一个具体的例子来说明转炉物料平衡的计算过程。

假设一个转炉的输入物料包括1000kg的铁水、200kg的矿石和100kg的废钢。

经过转炉反应后，得到800kg的钢水、400kg的废气和100kg的炉渣。

通过统计计算，我们可以得到输入物料的总质量为1000kg + 200kg + 100kg = 1300kg，输出物料的总质量为800kg + 400kg + 100kg = 1300kg。

两者相等，说明物料平衡成立。

转炉热平衡计算方法转炉热平衡是指通过对转炉内的能量输入和输出进行统计，计算转炉的热平衡情况。

热平衡计算的基本原理是能量守恒定律，即输入能量的总量必须等于输出能量的总量。

热平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入能量，包括燃料的热值、还原剂的热值等。

2.统计输入能量的总量。

3.确定转炉的输出能量，包括钢水的热值、废气的热值等。

4.统计输出能量的总量。

5.比较输入能量的总量和输出能量的总量，若两者相等，则热平衡成立；若不相等，则存在能量的损失或增加。

第一部分转炉物料平衡和热平衡计算（一）原始数据（收集或给定）一、铁水成分和温度表1-1刚中[Ｐ、Ｓ]影响渣质,喷溅和炉容比,[Si]影响炼铁焦比和转炉废钢加入量(目前要求[Si]<0.80%)二、原材料成分（参[2] 、[4]、规程及[6]166）表1-2三、冶炼钢种和废钢成分表1-3四、平均比热表1-4五、反应热效率（认为25℃与炼铁温度下两者数值近似）表1-5*参氧气转换炉炼钢原理（美）,冶金工业出版社74年版75页六、有关参数的选用1、渣中铁珠占渣重的8%；2、金属中90%[C] →CO 10%[C]→CO2;3、喷溅铁损占铁水量的1%；4、炉气平均温度1450℃；含自愿氧0.5%；烟尘量占铁水量的1.6% 其中有77%FeO和20%Fe2O3;(作课程设计时刻改为；烟尘量占铁水量的1.16%。

参[4]31)5、炉衬侵蚀占铁水量的0.5%；6、氧气成分为98.5%O2和1.5%N；（作课程设计时可改为：99.5%O2和0.5%N2，参[4]31）。

（二）物料平衡计算由铁水成分冶炼钢种可选用单渣发不留渣的操作。

为简化计算，物料平衡以100kg铁水为计算基础。

一、炉渣量及炉渣成分的计算炉渣来自元素的氧化，造渣材料和炉衬侵蚀等。

1.铁水中各元素的氧化量%表1-6说明：[Si]——碱性渣操作时终点[Si]量为痕迹；[P]——单渣发去磷约90%（±5%）；[Mn]——终点余锰量约30~40%，这里实测为30%；[S]——转炉去硫约30~50%，这里取40%；[C]——终点碳与钢种及磷量有关，要求出钢后加铁合金增碳的量能满足钢的规格中限，即：[C]终点=[C]中限—[C]增碳这里取[C]终=0.15%,可满足去磷保碳与增碳两个条件。

2、铁水中各元素的氧化量，耗氧量和氧化产物量的计算。

表1-73.造渣剂成分及数量：（选自国内有关生产炉）1）矿石成分及重量的计算（1.0kg矿石/100kg铁水）表1-8S*:反应式为[S]+( CaO)= (CaS)+[O]其中：(CaS)重为0.001×7232=0.002[㎏][S]消耗（CaO) 重为0.001×5632=0.002[㎏][O]微量，可不计。

资料来源：热动09-2班作业联盟转炉炼钢物料平衡与热平衡1.物料平衡：加入转炉的生铁成分含量:（选取100kg生铁）C:4.00% Si:1.30% Mn:1.00% P:0.06% S:0.05% 加入转炉铁水的温度1270°C，转炉炼钢必须练成含0.10%C的钢温度为1625°C。

（1）加入物料的损失计算：由转炉中金属含炭量与炉渣中FeO含量的关系曲线可知当金属中含0.10%C时炉渣中FeO含量为18.5%有炉渣中FeO与Mn总计50%，所以的含量为：50%-18.5%=31.5% 在金属池中温度为1625°C进行吹炼Si和Mn参加氧化还原反应。

Mn+FeO= MnO+Fe 反应的平衡常数K s Mn=[Mn][FeO]/[MnO] t=1625°C。

查表得K s Mn=0.097∴[ Mn]= [ MnO] K s Mn/[ FeO]=0.097*31.5/18.5=0.165%Si+2FeO=SiO2+2Fe 反应的平衡常数K s Si= [Si][FeO]2t=1625°C。

查表得K s Si=11.5∴[Si] =K s Si/[FeO]2=11.5/18.52=0.034%吹炼结果所得金属中下列成分含量：C:0.10% Mn:0.165% Si:0.034%由于炼钢液体钢的收得率为93%，（浸出物收得率E(%) ＝浸出物(kg)/ 投料总量（kg）×100%）各成分的损失：C：4.00-0.93×0.1=3.97kgMn：1.00-0.93×0.165=0.85kgSi：1.3-0.93×0.034=1.27kg由锰与氧化铁的还原反应铁的损失：Fe：Mn损×[ FeO]/[ MnO]=0.85×18.5/31.5=0.5 kg∴总的损失量为：M损=3.97+0.85+1.27+0.5=6.59（2）氧化还原反应消耗氧气量和产物的量：在不加入废钢和矿石时，约有1/9的C燃烧生成CO2氧的利用率为99%。

转炉热量及物料平衡计算和年度物料计划一、转炉热量及物料平衡计算1 计算的原始数1) 金属料成分和温度。

表1为金属料成分和温度。

表1金属料成分和温度项目化学成分%温度℃C Si Mn P S铁水 4.10 0.65 0.40 0.105 0.025 1300 废钢0.15 0.25 0.6 0.020 0.020 25 2) 原料成分。

表2为原料成分。

表2 原料成分项目化学成分%烧减% CaO SiO2MgO FeO烧碱Fe2O3石灰90 0.55 3.5 5 2.5 矿石8 5.5 10 70 轻烧白云石51.5 3.0 30.5 46.5炉衬 2.0 2.0 85生白云石32 1.5 203) 终点渣成分。

表3为终点渣成分。

表3 终点渣成分化学成分%碱度FeO Fe2O3 MgO3.5 10 7 84) 冶炼终点。

钢种化学成分%温度℃C Si Mn P S终点0.08 0 0.15 0.020 0.020 1650 5) 其它计算的条件各物质的质量热容见表5，炼钢温度下的反应热效应见表6。

表5 铁、钢、炉渣、炉气和矿石的平均质量热容项目 固态平均质量热容kJ/(kg·℃) 熔化潜热 kJ/kg液态或气态平均质量热容 kJ/(kg·℃)铁水 0.745 218 0.837 钢水 0.669 272 0.837 炉渣 209 1.247 炉气1.141烟尘 209 0.996 矿石1.017209表6 炼钢温度下的反应热效应反应式△H kJ/kg)()(2CO21][气气=+O C11639 )(2)(2CO][气气=+O C34834)()(2MnO21]M [液气=+O n6594 )(2)(2SiO]S [液气=+O i29202 2P P2O5 18980P2O54CaOP2O54880 )(32)(2)(O Fe 232液气液=+O Fe 6460 )()(2)(FeO21液气液=+O Fe4250)(2)()(2SiOO C 2O C 2SiO固固固∙=+a a16206) 转炉冶炼的加料情况见表7。

420004转炉操作规程为了保证转炉工作的安全、稳定、高效，提高钢铁生产的品质和效益，制定本规程。

一、转炉装料前准备1.1 确保转炉内清洁、夯实，转水系统畅通、冷却水流量充足。

1.2 根据生产计划安排好铁水、废钢、废铁等物料的挑选、分类、计量。

1.3 铁水的搅拌、调温和出罐操作必须严格按照操作规程进行。

1.4 废钢和废铁的体积、重量、品质及成分限制应符合规定。

二、转炉操作2.1 进料2.1.1 转炉装料时，要先加入废钢、废铁，再加入铁水。

2.1.2 加入废钢、废铁采用“分层装料”的方法，分别加入清晰、均匀。

每次加料后，用钩子将料堆翻匀，以利于燃烧和还原。

2.1.3 铁水的加入应均匀缓慢，避免疏漏和渣铁混入。

2.2 升火2.2.1 装料结束后，及时关闭软呼风，立即点燃煤气火炬，使煤气燃烧强劲，炉内形成强氧化氛围，同时启动精炼氧气站供氧气。

2.2.2 煤气火炬要调节好火焰大小和煤气流量，并根据进程的需要适时调整。

2.3.1 转炉升火后，要根据工序进行适时升速，以提高生产效率。

2.3.2 不能一次性升速过快，应缓慢升速，防止废钢、废铁未还原干净，造成渣混入钢液。

2.4 吹氧2.4.1 在早期，吹氧应以高流量、高速度为主，以促进钢液的渣化和炭氧化。

2.4.2 渣被吹到炉头前，将大量产生热，并与冶炼硅湿熔，将高矮硅还原为石墨。

2.4.3 在后期，要控制好吹氧量，以防止钢液中碳过低，造成钢质降低。

2.5 吹碱2.5.1 吹氧结束后，要及时吹碱，使钢液中的氧化物与碱反应，将多余的碱转化为钙、镁等碱土金属氧化物。

2.5.2 吹碱量应适量，不能过多，以防止碱的过量损伤转炉衬里。

2.6 出钢2.6.1 出钢时应控制好出钢速度和钢液温度，以防止钢液的溅跳和结壳。

2.6.2 出钢量应按规定决定，以保证钢液的质量和产量。

2.7.1 出钢后，要对钢液炉缸和炉头部位进行一次清理和夯实。

2.7.2 渣铁出渣时，先放入小块稳定性好的渣铁，进入后以最小的速度，小块渐次加大，放完渣铁后，开启软呼风3-5分钟，镇住渣门，等待渣流延长。

一种转炉过程冷料加入方法随着钢铁工业的不断发展，转炉冶炼技术也不断地得到改进和完善。

转炉是钢铁生产中不可或缺的设备之一，其冶炼过程中的冷料加入方法对于钢铁质量和生产效率有着重要的影响。

本文将介绍一种新型的转炉过程冷料加入方法，以提高钢铁的质量和生产效率。

一、传统转炉冷料加入方法的问题在传统的转炉冷料加入方法中，冷料通常是通过人工或机器设备加入到转炉中。

这种方法存在一些问题，如下：1. 加料效率低：传统的冷料加入方法需要工人或机器设备进行操作，操作过程中需要停炉或降低炉温，从而影响生产效率。

2. 加料精度低：由于加料过程中的人为因素或机器设备的误差，冷料的加入量难以精确控制，对钢铁质量产生影响。

3. 加料安全性差：传统的冷料加入方法存在着人为操作不当或机器设备故障等问题，容易引发安全事故。

二、新型转炉冷料加入方法的设计针对传统冷料加入方法存在的问题，我们提出了一种新型转炉冷料加入方法。

该方法采用自动化控制系统，将冷料精确地加入到转炉中，提高了生产效率和钢铁质量，同时也提高了安全性。

新型转炉冷料加入方法的设计如下：1. 自动化控制系统：新型转炉冷料加入方法采用自动化控制系统，通过传感器和计算机等设备对冷料加入量进行精确控制。

2. 加料口设计：为了保证冷料加入的精度和安全性，新型转炉冷料加入方法采用了特殊的加料口设计。

具体来说，该加料口采用了自动开合的设计，可以根据需要进行开合，从而实现冷料的精确加入。

3. 加料管道设计：为了保证冷料加入的平稳和安全，新型转炉冷料加入方法采用了特殊的加料管道设计。

具体来说，该加料管道采用了双层结构，内层管道用于输送冷料，外层管道则用于输送惰性气体，从而防止冷料与空气接触产生火花，引发安全事故。

三、新型转炉冷料加入方法的优点新型转炉冷料加入方法相比传统的冷料加入方法，具有以下优点： 1. 加料效率高：新型转炉冷料加入方法采用自动化控制系统，可以实现自动化加料，提高生产效率。