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氧气底吹转炉炼钢

2023-04-18 21:01自然百科人已围观

[拼音]：yangqi dichui zhuanlu liangang

[外文]：bottom-blown converter steelmaking

通过转炉底部的氧气喷嘴把氧气吹入炉内熔池，使铁水冶炼成钢的转炉炼钢方法。几个不同国家所发展的氧气底吹转炉炼钢法略有不同，名称也异，德国称 OBM，法国称LWS，美国称Q-BOP。1967年开始在联邦德国用于工业生产。1978年，世界各国已投产的氧气底吹转炉(图1)年产钢总能力达到3548万吨。

氧气底吹转炉由于吹炼平稳，喷溅少，所以炉体的高度与直径之比小于氧气顶吹转炉。同样的容积，氧气底吹转炉的装入量也较大。带氧气喷嘴的炉底可以拆下更换。喷嘴由同心的双层套管组成:内层通常用铜管，通氧气；外层用碳素钢无缝管，在两层管之间有间隙，通冷却剂。冷却剂通常为气态的或液态的碳氢化合物，如天然气、丙烷、轻柴油等。依靠碳氢化合物的裂解吸热、气体的膨胀吸热、以及气体的高速流动带走热量，以降低氧气喷嘴及其附近反应区的温度，并可抑制氧化铁的高温蒸发，减少烟尘。30～230吨的转炉一般装有5～22支氧气喷嘴。为了使熔池搅拌条件好，反应平稳，喷嘴的直径一般不超过熔池深度的1/35。喷嘴之间以及喷嘴与炉壁之间都要有适当间距，使熔池搅动平稳，并减轻对炉衬耐火材料的侵蚀。喷嘴的布置要做到：在倒炉取样和出钢时，喷嘴能露出渣液面。

氧气底吹转炉由于自底部直接向熔池分散供氧，所以搅拌条件好，氧流和液态金属的接触面大，反应迅速，均匀，C-O接近平衡。与氧气顶吹转炉相比，吹炼平稳，喷溅少，烟尘量少，炉渣中氧化铁含量低（图2）。因此氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉高1～2％；氧气和石灰消耗较低，终点的余锰较高，含氧量低，可节省锰铁等脱氧剂的消耗。

氧气底吹转炉采用粉状造渣料，颗粒细，比表面大，增大了反应界面，成渣快，有利于脱硫、脱磷。由于氧气底吹转炉钢中氧含量低（图3），特别适于用来冶炼低碳钢和超低碳钢。氧气底吹转炉所需厂房比顶吹转炉所需为低（图4）；有的厂利用原有平炉厂房，将平炉改建为氧气底吹转炉，减少改建投资。

底吹氧的缺点，主要是炉底寿命较短（只有个别厂达到2000炉），设备较顶吹转炉复杂（多了喷嘴、冷却系统等）。由于用碳氢化合物作冷却剂，使得吹炼终点熔池含氢量也较高。近年正在研究新的喷嘴冷却剂，例如液态二氧化碳等。此外，为了节约能源，增加炉料中的废钢比重，有的厂在底吹转炉上部吹少量氧气，增加炉气中一氧化碳燃烧成二氧化碳的部分。