20世纪50年代,在世界钢产量中,约85%是平炉炼出来的。1952年在奥地利 出现纯氧顶吹转炉,转炉,它解决了钢中氮和其他*杂质的含量问题,回转炉,使质量接*炉钢, 转炉能量平衡,同时减少了随废气(当用普通空气吹炼时,空气含79 %无用的氮)损失的热量,可以吹炼温度较低的平炉生铁,因而节省了高炉的焦炭耗量,且能使用更多的废钢 。由于转炉炼钢速度快(炼一炉钢约10min,而平炉则需7h),负能炼钢,节约能源,故转炉炼钢成为当代炼钢的主流。转炉炼钢(图2)其实130年以前贝斯麦发明底吹空气炼钢法时,就提出了用氧气炼钢的设想,但受当时条件的限制没能实现。直到20世纪50年代初奥地利的Voest Alpine公司才将氧气炼钢用于工业生产,从而诞生了氧气顶吹转炉,亦称LD转炉。顶吹转炉问世后,其发展速度非常快,到1968年出现氧气底吹法时,全世界顶吹法产钢能力已达2.6亿吨,占垄断地位。1970年后,由于发明了用碳氢化合物保护的双层套管式底吹氧枪而出现了底吹法,各种类型的底吹法转炉(如OBM,Q-BOP,LSW等)在实际生产中显示出许多优于顶吹转炉之处,使一直居于*的顶吹法受到挑战和冲击。
转炉冶炼低合金钢没有特殊困难。冶炼合金钢时,因为合金化需要加入钢包的铁合金数量大。会降低钢水温度,而过分****出钢温度又使脱磷不利。所以冶炼合金钢应与炉外精炼相结合.用钢包炉完成合金化。另外,随着对钢的成分的控制要求不断严格,为减少钢性能的波动,要求成分范围越窄越好。这也需要在钢包精炼时进行合金成分微调的操作。
炼钢过程能量的释放
在吹炼过程中,碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应,反应的生成物主要是C0气体(浓度约为85%~90%),但也有少量碳与氧直接作用生成CO2,转炉,其化学反应式为
2C O2→2CO↑
2C 2O2→2CO2↑
2CO O2→2CO2↑
在冶炼过程中炉内处于高温,碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气,温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t,其中煤气显热能约占1/5,其余4/5为潜能(燃烧时转化为热能,不燃烧时为化学能),这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此,转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。