一、炼钢原料:
金属料:铁水、废钢、合金钢
非金属料:造渣剂 (石灰、萤石、铁矿石)、冷却剂 (废钢、铁矿石、氧化铁)、增碳剂和 燃料 (焦炭、石墨籽、煤块、重油 )
氧化剂:氧气、铁矿石、氧化铁皮
二、原料要求
金属类
1、铁水
铁水是转炉炼钢的主要原料,一般占装入量的70%-100%,是转炉炼钢的主要热源对铁水要求有:(1)、成分 (2)、带渣量 (3)、温度。
成分
1)、硅(Si)
硅是重要的发热元素,铁水中含Si量高,炉内的化学热增加,铁水中Si量增加0.10%,废钢的加入量可提高1.3%-1.5%。
铁水中含Si量高,渣量增加,有利于脱磷、脱硫。
硅含量过高会使渣料和消耗增加,易引起喷溅,金属收得率降低,同时渣中过量的二氧化硅,也会加剧对炉衬的侵蚀,影响石灰渣化速度,延长吹炼时间。
通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
2)、锰(Mn)
锰是发热元素,铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效促进石灰溶解,加快成渣,减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。
同时铁水含Mn高,终点钢中余锰高,从而可以减少合金化时所需的锰铁合金,有利提高钢水纯净度。
转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.0,目前使用较多的为低锰铁水,锰的含量为0.20%-0.80%
3)、磷 (P)
磷是高发热元素,对一般钢种来说是有害元素,因此要求铁水磷含量越低越好,一般要求铁水P ≤0.20%。
4)、硫 (S)
除了含硫易切削以外,绝大多数钢种要求去除硫这一有害元素。氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有30%-40%。我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。
对铁水带渣量的要求
高炉渣中含硫、Si0、和A1,0;量较高,过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大,石灰消耗增加,造成喷溅,降低炉衬寿命,因此,进入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。
对铁水温度的要求
铁水温度是铁水含物理量多少的标志,铁水物理热得占转炉热收入的50%。应努力保证入炉铁水的温度,保证炉内热源充足和成渣迅速。我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃,并且要相对稳定。
2、废钢
转炉和电炉炼钢均使用废钢,氧气顶吹转炉用废钢量一般是总装入量的10%-30%。
转炉炼钢对废钢的要求
1)废钢的外形尺寸和块度
应保证能从炉口顺利加入转炉。废钢的长度应小于转炉口直径的1/2,废钢单重一般不应超过300kg。国标要求废钢的长度不大于1000mm,最大单件重量不大于800kg
2) 废钢中不得混有铁合金
严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡胶,不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。废钢的硫、磷含量均不大于0.050%。
3) 废钢应清洁干燥
不得混有泥沙,水泥,耐火材料,油物等
4) 不同性质的废钢分类存放
非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起,不得混有合金废钢和生铁。合金废钢要单独存放,以免造成冶炼困难,产生熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费
3、铁合金
常用的铁合金种类简单合金:Fe-Mn,Fe-Si,Fe-Cr,Fe-V等
复合脱氧剂:Ca-Si合金,A1-Mn-Si合金Mn-Si合金等
纯金属:Mn、Ti、Ni、A1。
非金属类
1、造渣剂
(1) 石灰
碱性炼钢方法的造渣料,主要成分为Ca0,由石灰石烧而成,是脱P、脱S不可缺少的材料,用量比较大。
其质量好坏对吹炼工艺、产品质量和炉衬寿命等产生主要影响。因此,石灰Ca0含量高,Si0,和S含量低,生过烧率低,活性高,块度适中,此外,石灰还应保持清洁、干燥和新鲜。
(2)萤石
萤石的主要成分是 CaF,,焙烧约930C萤石助熔的特点是作用快,时间短。但大量使用萤石会增加喷溅,加剧炉衬侵蚀,污染环境。
(3)白云石
白云石的主要成分CaCO3.MgC03。经焙烧可成为轻烧白云石,其主要成分为Ca0.Mg0.转炉采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣。可减轻炉渣对炉衬的侵蚀,提高炉衬寿命具有明显效果
(4)合成造渣剂
合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂,在低温下预制成型
合成渣剂熔点低、碱度高、成分均匀、粒度小,且在高温下易碎裂,成渣速度快,因而改善了冶金效果,减轻了转炉造渣负荷
2、增碳剂
在冶炼过程中,由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因,有时造成钢中碳含量没有达到预期的要求,这时要向钢液中增碳。常用的增碳剂有增碳生铁、电极粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。
转炉冶炼中,高碳钢种时,使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。
氧化剂
氧气是转炉炼钢的主要氧化剂,其纯度达到或超过99.5%,氧气压力要稳定,并脱除水分
氧化铁亦称铁磷,是钢坯加热,轧制和连铸过程中产生的氧化壳层,铁量约占70%-75%。氧化铁皮还有助于化渣和冷却作用,使用时应加热烘烤,保持干燥。
铁矿石中铁的氧化物存在形式是Fe,0;、Fe;0和FeO其氧含量分别是30.06%,27.64%和22.28%。