炼钢工艺
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1 炼钢工艺
1 概述；
生铁与钢的区别在于含碳量不同。生铁一般含碳量大于2.11%,此外是硅锰磷硫等杂质比钢高.生铁要炼成钢必须减少生铁中的碳及硅锰磷硫的含量,减少的方法是氧化,所以炼钢的过程实质是碳及杂质元素氧化的过程。
炼钢是在1500℃-1700℃的高温下把炉料化为液体，然后吹入氧气、空气.或加入铁矿石，氧化料中的碳和杂质元素，使生铁中的碳及硅锰磷硫形成氧化物和硫化物，以气体或炉渣的形式排出。在碳及其他杂质氧化的同时，铁也被氧化，因而当大量的碳氧化后钢中却熔入过多的氧，为此还必须脱氧才获得成分合格的钢。
钢所要求的性能是强度、硬度和韧性，其性能受碳及硅、锰、磷、硫五大元素的影响。钢分为高、中、低碳钢。
2 炼钢主要以下面几个阶段：
1）铁水预处理：铁水中存在的杂质很难在炼钢炉中除去,出于经济上的考虑,对炼钢原料在冶炼之前进行预处理,.如混铁车中排附近残渣脱硫等.
2）熔炼：在炉内熔化原料的过程中，通过氧化及加入石灰等造成渣剂除去杂质，现代转炉采用氧气顶吹，不用燃料，通过铁水中的碳、硅与喷入的氧的氧化反应，使钢水达到1600℃左右的温度。
3）脱气和添加合金：在熔炼过程中，杂质和氧没有全部氧化反应。一部分在精炼钢结束后，仍留在钢液和钢渣中，脱氧是通过添加Si、Al、Mn等与氧容易结合的合金材料进行的，脱氧生成上浮物后除去，脱氧可在炉内进行，也可在钢水包或其他专用设备内进行。 2 3转炉炼钢系统：
3.1铁水供应系统：主要有混铁车或混铁炉、铁水预处理设备和运输称量等设备。混铁车中可进行排渣、脱Si、S、 P等。，
3.2副原料铁合金供应系统：主要有铁合金、造渣和冷却剂。通常有石灰、萤石、矿石、石灰石、氧化铁皮等。设有高位料仓、胶带运输机、给料机、称量漏斗等送入转炉内。低位料仓主要是铁合金，通过胶带运输机、漏斗、给料机等送入钢水包中。(图)
3.3废钢供应系统：废料箱、废钢加料机、电磁起重机等。
3.4 烟气净化回收系统：OG系统和LT系统
3.5供氧系统：氧气阀门站、及其管道氧枪等。
3.6出渣出钢系统:浅水盘水淬设备.
2转炉
主体：炉体、炉体支承座、倾动装置等
2.1转炉的构造：由炉体、托圈倾动装置等组成
炉体：炉口--钢板箱形焊接结构水 管式或埋管式循环水冷
1 炉帽—截圆锥形。目的是减少吹炼时的喷溅和热量损失并有利于炉排出。炉口用于加料、插入吹氧管、排出炉气和倒渣。
炉帽的工作条件：接近高温炉气，直接受喷溅物烧损，受烟气的辐射，温度达300-400℃，易产生变形。为保护炉口采用循环水强制冷却。
水冷炉口有水箱式和埋管式设角钢水冷通道
2 炉身：圆柱形。厚度70mm 材料为16Mn、20g 、SM400
3 炉底：截锥形和球形两种 3 2.2托圈：钢板焊接结构，整体或四块现埸组装。
托圈的结构型式：钢板焊接矩形和槽形断面的环形结构。
1 剖分式：二或四瓣，各联接处用法兰+高强热装螺栓+定位块
铸钢耳轴轴承座
2 整体式：耳轴座与耳轴是整体铸件
3开口式：U型结构
2.3耳轴与托圈的连接：
法兰连接：过渡配合+法兰+螺栓+销
静配合连接：配合面加精制螺栓
直接焊接:(消除了上述两种方法引起的松动)
2.4 炉体与托圈的连接：
2.4.1类型：吊挂式和卡板式
1 法兰螺栓连接2 三支点吊挂式 3 四点静不定系统吊挂式4
螺柱联接装置5 支撑盘悬挂式 6卡板夹持式
2.4.2自调螺栓联接式；120°配置球铰螺栓装置和安装在耳轴部位托圈上下盖板上的两组止动托架。
三组自调螺柱装置承受着炉体的重量，当炉体倾动时，由出钢口对侧的自调螺柱装置了在受倾动力，因它距耳轴中心最远。在炉壳受热膨胀时，焊在炉壳上的法兰推动卡在其销孔中的球面垫外移借助球面的作用，使自销螺柱倾斜，而炉壳中心位置不变。
承受水平载荷的两组托架分别装在两耳轴部位的托圈上、下平面上，托架由焊在炉壳上的卡板，嵌入托圈卡座槽内，卡板与槽仅在侧面相接触，以制约 4 其横向位移，承受平行于托圈平面方向的载荷，
它综合了法兰螺栓联接式和拉杆吊挂联接装置的优点，它既能满足对联接装置的各项性能要求，且结构简单，制造安装容易，又维护方便，是一种运转可靠的联接形式。
2.4.3耳轴轴承座：形式有重型双列向心球面滚子轴承、复合式滚动轴承、液体静压轴承。
非传动侧为铰链式支座
耳轴轴承设水冷和润滑系统
轴承为双列调心辊子轴承首次安装为整体式，更换时采用两半形的。
宝钢一期直径1850/1320间隙0.20mm
油加热100℃时装配
宝钢三期直径1850/1320，1580/1120
间隙较大，采用冷装
海鑫钢厂 静配合,采用加热装配.
2.4.4水冷和底吹供气系统：
非传动侧活动接头引入—炉口和炉帽--（回水）托圈耳轴--传动侧回转接头排出
非传动侧活动接头引入—底吹氩氮—炉底（六条管道）--经透气砖进入炉内实现底部搅拌
2.4.5炉体倾动装置类型有落地式、半悬挂式 、四点啮合全悬持挂式；
力矩平衡机构---扭力杆装置、倾动机构—四台变频电机 、四台电磁液压制动器、四台一次减速器、一套二次减速器、扭力杆平衡装置、事故止 5 动装置、稀油集中润滑装置、
2.4.6 氧枪和副枪
1`类型: 双车双枪型 单车双枪型
2 构造:双车双枪型即每座转炉有两支氧枪,每支氧枪各自独立的升降小车及提升系统,氧枪升降小车的活动导轨及提升系统均固定在横移台车上.
1)横移台车由行走装置驱动定距离移动达到吹炼和备用的迅速更换
2)固定导轨连接于厂房结构上,导轨断面由两根H钢为主滑道组成的桁架结构
3)升降装置：
主要构件—升降小车及移动导轨、固定导轨、平衡重导轨、升降卷扬机、氧枪和副枪。
4)横移装置：分单轨和双轨两种形式
主要构件：横移小车轨道导轨及传动装置
6)回转装置：回转台架及立柱
7)氮封装置五探头装拔头机
3烟气净化回收系统
3.1主要类型：OG和LT系统
炉口与烟罩处注少量空气混合经汽化冷却和烟道冷却后进入回收系统
3.1.1 OG法：转炉—活动烟罩—固定烟罩—汽化冷却烟道—弯头烟道一级溢流文氏管 重力挡板脱水器—二级RD矩形文氏管90弯头脱水器、湿旋脱水器—D型煤气风机、三通切换阀—烟囱 6 水封逆止阀--煤气除尘器--煤气柜--加压机用户
3.1.2 LT法：转炉—活动烟罩—蒸发器—干式静电除尘器—风机—三通切换阀—煤气柜。
3.2主要设备: 转炉余热锅炉本体，由活动烟罩、固定烟罩、主烟道Ⅰ段、Ⅱ段、尾部烟道五段组成。
活动烟罩
分类：按传动方式；机械式和液压式
按移出方式：悬挂小车式、横移小车式、回转式。
液压式：升降缸
4 炉外精炼
4.1炉外精炼概述：将原来炼钢炉内的完成的精炼任务移到盛钢桶或其他专门装置内完成，相当于二次炼钢。
功能：A.脱硫脱氧，去除气体和非金属杂质
B.调节成分和温度
手段：真空、搅拌、喷粉、加热。
4.2目前炼钢车间的配置
电炉车间—VD(真空脱气)LF（钢包炉）
转炉车间—以超低碳产品为主导时：
RH—KTB(带顶吹循环法真空脱气)
CAS—OB（吹氧铝化学升温）
不锈钢车间 AOD（氩气脱碳精炼炉）
VOD（真空吹氧脱碳精炼炉） 7 炼钢车间钢水脱硫与终脱氧时还普遍有FW(喂丝机)
4.3我国发展情况：
1.除RH-KTB外 ，VD、VOD、LF、FW均能设计制造性能可满足要求，接近当今一般水平。
2.已实现国产化的VD、VOD、LF、FW、 AOD 、CAS—OB与国外先进水平差距：
A。自动化控制水平落后计算机过程控制的数模编制技术处于开发阶段，国产设备一般达到PLC基础自动化水平
B。配套设备末过关性能上差距大，如蒸汽喷射泵抽气能力大于400kg/h、66.7Pa时，国内无设计制造能力
AOD配气系统只能人工跳跃式阶段控制不及计算机连续动态调节控制。
国内还缺少大于20t容量AOD炉的设计制造经验：鞍钢研制了一套100tCAS-OB装置：
宝钢与外商合作设计与制造了250t的RH-KTB装置 本钢150t、武钢70t、太钢60t国产化率达70%、
关键部件技术仍由国外提供。
3.发展方向：已实现国产化的装备着重提高总体水平自动化水平解决计算机过程控制数模的编制技术与此同时实现RH—KTB、 RH-OB、RH
1.构造：RH主要部件真空脱气槽它由顶盖、上部槽、下部槽、浸渍管四段各段之间设带密封的冷却水槽，各段间用带密闭冷却水槽的橡胶密封圈密封。
RH的功能即脱氧、氮、脱氢，调整和均匀钢水成分，去除氧化物中的杂质 8 等。
在真空脱水槽内的两支浸渍管插入钢水中，利用吹入上升管气泡的上升的牵引作用，使钢水在钢包和真空室中循环流动。
1工作时钢水包移动至真空室下，液压顶升台车上升至脱气室的下方，并使脱气室的浸渍管插入钢液面以下500mm为止，
2抽气和吹氩3上升管内钢水沸腾，由于钢水稀释比重下降，高速上升的氩气推动钢水上升，到脱气室内，同时又借自重作用，沿下降管回到钢水包内，完成一次循环。
RH—OB在真空槽内钢水液位部水平面方向吹氧
4.5 RH-KTB：上部弯管及整体式脱气槽二段组成。（热弯管与脱气槽藉自重压紧橡胶圈而达到密封）氧枪及升降机构、铁合金加料系统及抽气泵系统，钢包升降系统。测温取样系统真空室干燥及烘烤系统打渣装置
RH-KTB特点是功能扩大，强制吹氧，脱碳，升温，控制成分，脱硫，净化钢液。
4.6 VD
4.7 LF 钢包精炼炉
4.7.1 LF的构成：钢包车、炉体、炉盖及升降机构、电极升降及电极横臂
炉体：炉盖：全水管式炉盖（无缝钢管和特制弯头）
电极提升：两只液压缸同步提升
电极横臂铝合金导电横臂由专用铝合金焊接而成的箱形结构、通水冷却。内置电极夹放机构（蝶形弹簧夹紧|液压松开）
5 连续铸钢设备
