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1、包头职业技术学院教案首页课程名称炼钢原理与工艺课号4 授课班级910331 授课日期基本课题2.4 电弧炉的供氧工艺3.1 造氧化渣教学目的要求1. 掌握电弧炉的供氧工艺2. 掌握造氧化渣的目的及要求3掌握各种渣料的用量教学内容摘要2.4 电弧炉的供氧工艺 2.4.1 吹氧操作2.4.2 加矿方法2.4.3 炉气的传氧过程3 造渣3.1 造氧化渣3.1.1 造氧化渣的目的及要求3.1.2 造渣材料及其用量3.1.2.1 造渣材料3.1.2.2 各种渣料的用量重点难点1. 电弧炉的供氧工艺； 2. 造渣材料及其用量课后作业2-8、10、11教学方法讲授教具任课教师姚艳玲编制时间20XX年月日审核
2、批准审核时间年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页2 供氧2.4 电弧炉的供氧工艺 2.4.1 吹氧操作 2.4.1.1 吹氧助熔A 作用(1) 吹入的氧气可与炉料中的碳、硅、锰等元素发生氧化反应放出大量的热，加热并熔化炉料； (2)可以用氧枪切割大块炉料和处理“搭桥” ，使其掉入熔池增加受热面积，加速熔化； (3)相当于为炉内增加了一个活动的热源，在一定程度上弥补了电弧炉的“点热源”加热不均匀的不足，有助于炉料的熔化。 B具体操作吹氧助熔的具体操作是， 吹氧管斜插在钢、 渣两相的界面处， 以切割大块炉料为主。 2
3、.4.1.2 吹氧脱碳A 作用(1) 碳的氧化是一个较强的放热反应， 利用脱碳反应放出的热量配合电能加热完成氧化期使熔池温度达到高于出钢温度lO20的任务； (2)脱碳产生的 CO气泡会引起熔池沸腾，可以去除钢液中的气体和非金属夹杂物；(3) 吹入的高压氧气与炉内因吹氧而产生的CO气泡一起剧烈地搅拌钢液，使熔池产生乳化现象，可强化去磷过程，如图2-3 所示. B 传氧过程吹氧脱碳时，熔池内的传氧过程同转炉中的乳浊液直接传氧类似：(1) 吹入熔池的氧气泡被包围它的钢液吸收； (2)溶入钢液的氧与其中的碳发生反应。C具体操作吹氧管以 30 度左右的角度倾斜插入钢液面以下100150rnm处；若钢液
4、含磷量高，可适当浅吹，甚至面吹，以增加渣中(FeO)的含量。吹氧管的位置要适当移动，以利于熔池的均匀沸腾。氧气的压力通常为O.61.OMPa 。2.4.2 加矿方法目的：(1) 配合吹氧对钢液进行脱碳；(2) 利用矿石高温下分解吸热的特点控制熔池温度：(3) 增加渣中的 (FeO)强化去磷。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页当所加矿石的块度较大时，它会沉入到炉渣与钢液两相的界面处，大约有50的氧直接供于钢液，其余一半以(FeO)的形式进入渣中。当加入的矿石的块度较小或加入的是氧化铁皮时，将主要是增加渣中的 (FeO)
5、含量，然后按分配定律部分地转入钢液。加矿操作时遵循“高温、分批( 问隔 5 分钟以上 ) 、少量 (每批用量不大于钢液量的2) ”的加矿原则。2.4.3 炉气的传氧过程在渣面尚未形成的熔化前期，金属炉料将会被周围的氧化性炉气直接氧化。渣面形成后的熔化期以及氧化期，钢液完全被熔渣覆盖。此时，炉气中的氧只能通过熔渣向钢液传递，如图2-4 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页3 造渣通过控制入炉渣料的种类和数量，使炉渣具有某些性质，以满足熔池内有关炼钢反应需要的工艺操作。 就炉渣的化学性质而言， 目前的炼钢渣主要有氧化
6、渣和还原渣两种。3.1 造氧化渣3.1.1 造氧化渣的目的及要求造氧化渣的主要目的是为了去除钢中的磷，并通过氧化渣向熔池传氧。炼钢过程对氧化渣的要求是：较高的碱度、较强的氧化性、适量的渣量、良好的流动性及适当泡沫化。(1) 碱度的控制。碱度是炉渣酸碱性的衡量指标，是炼钢中有效去磷的必须条件。简单而又常用的表示方法是渣中的(CaO)与(Si02) 质量比，即叫 (CaO)叫(SiO2) 。渣中的 (Feo)含量相同的条件下，碱度为1.87 时其活度最大。(2) 中的 (FeO)含量。渣中 ( FeO)含量的高低，标志着炉渣氧化性的强弱及去磷能力的大小。生产中通常将渣中的( FeO)含量控制在 1
7、020之间。(3) 渣量的控制。在其他条件不变的情况下，增大渣量可增加冶炼过程中的去磷量。氧气顶吹转炉炼钢时， 一般情况下适宜的渣量约为钢液量的1012。必要时可采用双渣操作；电炉氧化期的渣量一般应为钢液量的35，必要时采用从炉口自动流渣的方法进行换渣操作。(4) 炉渣的流动性。(5) 炉渣的泡沫化。3.1.2 造渣材料及其用量3.1.2.1 造渣材料炼钢生产所用造渣材料，主要是石灰、萤石及其代用品、合成渣料和白云石等。A 石灰石灰是目前碱性炼钢法的主要造渣材料，使用的目的是获得碱性炉渣，以去除钢中的磷或硫。a 石灰的成分b 石灰的活性石灰的水活性的检验方法，主要有以下三种：第一种是 AWW
8、八法。它是将 100g石灰加入到盛有 40()ml 25水的烧杯中，并不断搅拌，三分钟后测量溶液的温度，升温值大于40的为活性指标合格。第二种是 ASTM 法，它是将 76g石灰放入盛有 360g 24水的保温瓶中，并不断搅拌，记录达到最高温度所用的时间，小于10 分钟的为活性指标合格。第三种方法叫做盐酸法，它是取2000ml 40的水倒入 3000ml 的烧杯中，加入 810 滴酚酞指示剂后， 将 50g石灰倒入烧杯中并开始计时， 同时不断地加入盐酸使溶液保精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页持中性，记录滴加到 10
9、 分钟时所消耗的盐酸的毫升数， 大于 180ml 的为活性指标合格。c 石灰的块度转炉炼钢一般要求为540mm ，而电炉炼钢使用时，则以3060mm 为宜。B萤石及其代用品对于炼钢用萤石，一般要求其CaF2不低于 85，SiO2 不超过 4， CaO 超过 5，s 小于 O.2，块度 1080cm ，且应保持清洁、干燥、不混杂。用于电炉炼钢时，还应在 100200下干燥 4 个小时。目前，转炉炼钢中多用铁矾土和氧化铁皮代替萤石。电弧炉炼钢中常用废黏土砖代替萤石，它是模铸系统使用过的汤道砖、注管砖等，又叫火砖块。C合成渣料合目前，国内使用较多的合成渣料是冷固结球团。它是用主要成分为FeO （67
10、左右 )和 Fe2O3 （16左右 )的污泥状的转炉烟尘配加一定的石灰粉、生白云石粉和氧化铁皮，在成球盘上造球，尔后在200250的温度下烘干固结而成。D 白云石白云石是碳酸钙和碳酸镁的复合矿物，高温下分解后的主要组分为CaO 和 MgO 。采用白云石造渣工艺的主要目的是延长炉衬寿命。对于转炉炼钢用自云石，一般要求其MgO 含量在 20以上， CaO含量不低于 30，硫、磷杂质元素含量要低，块度以540mm 为宜。3.1.2.2 各种渣料的用量A石灰的加入量计算石灰加入量的基本方法是，先根据金属炉料的含硅量计算出渣中(SiO2) 的质量，再依据炉渣的碱度求得石灰的质量。电弧炉炼钢及转炉吹炼含磷
11、量小于O.3的低磷铁水时， 炉渣的碱度 B用 W(CaO) W(SiO2)表示，石灰加入量的计算公式如下：石灰加入量 (kg/t)=1000WSi X60/28 B/W(Ca0)有效WSi 炉料中硅的质量分数；X一一炉料中硅被氧化的百分数，转炉吹炼时可取100，电炉炼钢可取90；60/28 SiO2 的分子质量与Si 的原子质量之比，表示lkg Si氧化后可生成60/28kg 的 SiO2。见 P33例 3-1。C 熔剂的加入量萤石的加入量，在转炉炼钢中一般不得超过石灰用最的15% 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页