碱性氧气炼钢：简介
氧气转炉炼钢的目的是将来自高炉的铁水转变成钢水，随后进入二次精炼车间进一步提纯。
转炉炼钢的主要目的是去除铁水中的碳和磷，调整温度以满足进连铸前微调的需要。
氧气转炉炼钢中氧化反应放出大量的热量-远远超过达到目标钢水温度的需要。额外的热量是用于熔化废钢和铁矿石。
下面是典型的铁水和钢水成分、温度：
%C %Mn %Si %P %S %O 温度 / °C
4.70.2-0.30.2-1.50.06-0.12 0 .020.01350-1400铁水
0.05 0.1 0.0 0.01-0.02 0.01-0.02 0.06 1620-1720 钢
该节的学习结果
完成该节后您应该可以:
BOS生产过程描述
列举并说明BOS生产过程中，特别与脱碳、渣的形成与控制、脱磷相关的主要化学反应
控制一虚拟的BOS工厂，并在最低成本下将来自高炉或脱硫车间的铁水转换为可供二次精炼的钢水
模拟过程的选项包括：辅助料添加的时间与种类；吹氧及停氧时间的确定；测试时间；测量和监测哪些工艺
参数;突发事件的处理;出钢时间
转炉炉体及其它辅助设备的描述
各种过程控制参数、测试元件及模式说明
炼钢热力学
铁水中饱和碳含量
一般而言，来自高炉铁水中的碳是无法分析出来。但铁水中碳的饱和值Csaturation 可通下式计算：
%Csaturation = 1.3 + 0.00257 × THM (°C) – 0.27 %Si – 0.33 %P + 0.027 %Mn – 0.36 %S
普通渣系
1600、1650和1700°C下，在CaO-SiO2-FeO-2%P2O5-1.5%Al2O3-3%MnO-5%MgO渣系中温度对液相渣的影响
通常认为碱性氧气炼钢炉渣比较接近三元渣系即CaO-SiO2-FeO。但真正炉渣并不完全是三元的，而是超过三种成分，某些性质的合理估值可使用多元相图来得到。
原料、辅助料和产品
装入转炉内的原材料有:
来自高炉，经过脱硫或脱磷预处理后的铁水
其它含铁的添加物，尤其是废钢和铁矿石，是用来调整热平衡、获得钢水所要求的温度添加物
形成适当炉渣成分所需加主要物质有石灰(CaO)和白云石(CaO-MgO)，其块度大小为20到40mm
通过氧枪或底吹喷孔喷射的工业纯氧 吹炼操作后的产品:钢液；富含CO(大约 80-90%)的废气，回收后通常用于烘烤炉衬；出钢后倾倒出来的炉渣；如果正确的回收和贮存，废气和炉渣都是有价值的副产品。
转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：
（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；
（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；
（3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；
（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；
（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；
（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
转炉炼钢主要工艺设备简介：
炉体描述
炉体（或反应器，或转炉）是由内衬耐火砖（镁砖或白云石质砖）的钢壳组成，坚固的托圈和耳轴是炉体支撑和倾动系统，在吹炼过程中，为了防止金属和泡沫渣的喷溅，炉子的有效容积比钢液体积大7到12倍。
典型的炉子装入量是200到300吨，冶炼周期是30分钟，其中吹炼时间为15分钟。
AOD精炼炉
AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。
VOD精炼炉
VOD精炼炉（vacuumoxygen decarburization),是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。
LF精炼炉
LF（ladle furnace) 炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热，搅拌是通过底部透气砖进行的。 氧枪
氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩—扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比p出/p0
转炉倾炉系统
倾炉系统:变频调速(变频器+电机+减速机+大齿轮)
倾炉机构：倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。
电炉简介
电炉(EAF)的主要作用是通过高能电弧将废钢熔化并冶炼为高质量的钢水。因此现代化电炉的主要任务是尽快将固态原料变为钢水，并在随后的二次冶金过程中进行精炼。但是，如果时间充足的话几乎所有的冶金过程都在电炉中进行，这经常作为二次精炼的预处理。
这个模块介绍了电炉生产钢水的设备、原料和工艺，最后是一个模拟。你可以在模拟中运用这些所学的知识，并生产出你的第一炉钢水。
该节的学习结果
完成该节后您应该可以:
列举并解释电炉的基本组成和功能
描述两次加料的典型电能时间表
一系列不同类型的废钢
解释加入废钢时要考虑到的情况
解释泡沫渣的优点及如何获得泡沫渣
描述电炉精炼阶段发生的重要反应
解释获得合金最大收得率的策略
通过选择熔化和精炼废钢原料来得到目标钢水成份和温度，以成功完成电炉模拟操作
基本设备和操作
电炉的基本结构包括带有炉盖的炉壳。炉壳的内衬为陶瓷砖（一般为碳化镁砖），用来将炉子和钢液隔绝。在炉壳的上部和炉盖内部均采用水冷设备代替了陶瓷砖。并使水冷板和钢液不直接接触。
在通电熔化废钢之前，先通过废钢料篮向炉中加入认真挑选过的废钢。加入废钢后，关闭炉盖，将三根石墨电极降低至废钢。加电后通过电极和废钢之间打弧将电能转变为热能。当废钢熔化后，在炉低汇集形成钢液。
废钢熔化、并在废钢内形成凹陷后，将电极降低。通过电气系统的反馈信号，来调节电极夹持臂的位置，进而控制电极的垂直运动，以保证最佳的供电状态。
当废钢熔化后，电炉里面有了更多的空间，这时关闭电源、打开炉盖向炉里加入另一篮废钢。然后打开电源，开始熔化第二篮废钢。
当所有的废钢熔化后（一般为2或3篮），继续加热以保证钢液的温度比出钢高。这个阶段－经常被称为精炼阶段－开始进行一些冶金操作例如脱硫、脱磷和脱碳
当钢液的温度和成份合适时，关闭电源、出钢。
电气设备
电炉的电力系统包括主体部分和辅助部分。主体供电部分通过厂内的变电站以高电压供电。
主体部分电压为25-50 kV，电炉的变压器将电压降低到合适于操作的水平（辅助部分），经常为400-1000V。当用交流电时，需要三根电极，每个电极和电流的一极相连。
石墨电极非常重要，是它将电能运送到电炉的。石墨材料必须耐高温，且要有很好的导电性能。当电极接近废钢时，开始打弧，形成电流。电弧为废钢熔化提供了热能。– 电压越高，电弧越长。目的是为了让废钢均匀的吸收电能。因此必须以电压表为基础对电极进行升降。
电炉的操作需要时刻对炉子供电参数进行监测。通过调整 设置, 例如预设的电压和电流值，来改变供电参数以适应目前的操作状况。
电极有最大允许电流，当改变设置时，二次电压成为主要调节参数。二次电压和电弧长直接成正比。
原料
电炉的原料主要是废钢，以及为了达到出钢时的目标成份而加入的有限的合金。废钢主要有两类：社会废钢和厂内废钢。
厂内废钢 主要来自钢厂内部不同工艺过程的加工余料，不属于最终产品。在一般操作下，少部分钢材由于考虑安全边际量，质量差的部分以及违规生产的部分等成为厂内废钢。厂内废钢的量根据运送到客户前的加工工艺步骤的类型和数量不同而不同，它反应了钢厂钢材的收得率。
社会废钢 为所有废钢市场上的废钢。电炉炼钢需要大量的废钢，不管是厂内的还是社会废钢。废钢根据以下特点进行分类：
钢的化学成份，例如，低合金钢和不锈钢；杂质元素含量，例如，S, P 和Cu；形状和尺寸；
均匀性，例如，在给定规范内的变动情况。
