钢铁生产概论-炼钢-2010(1)_20100425110732

1）为了完成炼钢任务，有意向炉内加入造渣材料，如石灰、 萤石、白云石、氧化铁皮、矿石等，这是炉渣的主要来源。
2）含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的 氧化物，如SiO2、MnO、FeO、P2O5等。
3）被侵蚀的炉衬以及各种原料带入的泥沙杂质等，如CaO、 MgO、SiO2等。 2. 炉渣的组成： CaO、 SiO2、Fe2O3、FeO、 MgO、 P2O5、 MnO、CaS等；2FeO•SiO2、2CaO•SiO2、4CaO•P2O5等。
（1）激冷层
（2）柱状晶带 （3）锭心带
三、连铸钢坯的缺陷
第五节 连铸技术的发展趋势 一、努力提高连铸机的生产率 1.提高铸机作业率 2.提高拉速 二、提高铸坯质量 1.采用炉外精炼技术处理钢水
2.保护浇注
3.发展中间罐冶金技术 4.电磁搅拌
5.二冷区采用气水雾化冷却
三、扩大品种 四、连铸生产的自动控制 五、铸坯热送和连铸连轧
二、常用的脱氧剂 Mn、Si、Al 三、脱氧方法
1. 沉淀脱氧法 2. 炉渣脱氧法 3. 真空脱氧法
第七节 钢中的气体
氢和氮
第八节 钢中的非金属夹杂物
第十章 炼钢原料
第一节 金属料
一、铁水 转炉炼钢最主要的金属料，一般占转炉金属料70％以上。 一般要求入炉铁水温度不低于1250º C，而且要稳定。 含硅质量分数在0.2～0.6%。 锰质量分数为0.2～0.4%。 二、废钢 电弧炉炼钢最主要的金属料，其用量约占金属料的70～90％。
钢液由钢锭模上口直接注入模内的浇 注方法。上注法每次只能铸一支（或 2～4支）钢锭，必需的设备是钢包、 钢锭模、保温帽、中注管和底板。 1）优点
铸锭准备工作简单，耐火材料消耗 少，钢水收得率高，钢锭成本低；
由于耐火材料侵蚀产生的夹杂物少；
浇注速度比下注法快，铸温可比下 注低。
由于模内高温钢液始终位于钢锭模上部，并可反复进行添 注，因此，有利于减少翻皮、缩孔和疏松等缺陷，钢锭内部 质量好。 2）缺点
第二篇 炼钢生产
第八章 炼钢概述
第一节 炼钢基本任务
一、钢和生铁的主要区别
钢和生铁都是铁基合金，都含有碳、硅、锰、硫、磷
最根本的区别是含碳量不同，生铁中w(C)>2%，钢中w（C)<2%
二、炼钢的基本任务
所谓炼钢，就是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质， 再根据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使之具有性能 优良的钢。 1）脱碳 2）去磷和去硫 3）去气和去非金属夹杂物 4）脱氧与合金化 5）调温 6）浇注
五、底板
底盘或锭盘，承托钢锭模。
第三节 模铸法浇注工艺
一、浇注准备
二、钢液浇注 三、钢锭的冷 却和退火
第四节 钢锭的种类
第五节 钢锭常见缺陷
一、镇静钢钢锭常见缺陷
二、沸腾钢钢锭主要缺陷
三、半镇静钢钢锭主要缺陷 1）缩孔 2）偏析 3）轧后流渣
第十六章 连续铸钢
钢液经过连续铸钢机（简称连铸机）直接生产钢坯的方法叫 连续铸钢。它生产出来的钢坯叫连铸坯。
4）连铸坯组织致密，夹杂少，质量好。
第二节 连铸机的类型
第三节 弧形连铸机的结构和工艺控制
第四节 连铸钢坯的结构与缺陷
一、连铸钢坯的凝固特征
1）冷却强度大，铸坯凝固速度快，凝固系数比模铸约大17％。 2）铸坯凝固时液相深度大。 3）铸坯长度方向的结构较均匀。 二、连铸钢坯的结构特点
第六节 脱氧
一、脱氧的目的和任务 1. 氧的危害 1）严重降低钢的力学性能，尤其是塑性和韧性 2）大量气泡的产生将破坏锭坯的合理结构，严重影响钢锭质 量，甚至造成废品。 3）钢中的氧能加剧硫的热脆危害 2. 脱氧的目的和任务
脱氧的目的在于降低钢中的含氧量，脱氧的任务是：
1）降低钢液中溶解的氧，把氧转变成难溶于钢液的氧化物如： MnO、SiO2等。 2）将脱氧产物排出钢液之外。 3）脱氧时还要完成调整钢液成分和合金化的任务。
二、钢锭模
浇注时承受钢液的模子，是使钢 液凝固成钢锭的模型。
铸铁铸造而成，使用寿命一般在 60～80次。
有上大下小型和上小下大型两种。
常用方形和扁形断面的钢锭模。
三、保温帽
使钢锭头部长时间处于液态，以便充填钢锭本身因凝固 收缩而产生的缩孔，从而得到致密的钢锭。
安装在上大下小的钢锭模的上部。
一般占钢锭重量的8～12％。 四、中注管 采用下注法时，将从钢包水口流下的钢液引入分流砖、流 钢砖而流入各个钢锭模内。
生产效率低，劳动条件差，钢锭质量难以保证。 仅在一些小的、老式炼钢车间采用。 2.车铸法
车铸法是将钢锭模摆放在铸车的底板上进行浇注的。
脱模、整模等均在另外的厂房内进行。 占地面积大，基建投资多。 多在大型、新建的车间采用。
二、上注法和下注法
根据钢液由钢包注入钢锭模的方式不 同，又将模铸法分为上注法和下注法 两种。 1.上注法
0
分配系数
二、硅的氧化
Si 2FeO 2Fe SiO Si 2FeO 2Fe SiO
2 2
三、锰的氧化
Mn FeO MnO Fe Mn FeO MnO Fe
第三节 碳的氧化
1）铸坯的切头率比铸锭大为减少，金属收得率提高 10～20％，钢的成材率提高8～14％，耐火材料消耗 节省15％，钢的生产成本降低15～20％ 2）连铸和轧钢配合生产，可以节省70～80％的热能 消耗，减少初轧设备，车间占地面积减少30％左右， 节约基建费用40％左右。 3）便于实现机械化、自动化生产，改善劳动条件， 提高劳动生产率30％
从20世纪50年代开始发展，60年代得到推广应用，70年代后期 设备和工艺的发展日臻完善。世界主要产钢国家的连铸比都超 过了90％。
我国于1960年首先试验成功弧形连铸机。1998年连铸比达67％ 第一节 连铸法的优点
从根本上改变了间 接浇注钢锭的模铸传统 工艺，大大简化了由钢 液得到钢材的生产流程。
原料适应性强、生产率高、成本低、可炼钢种多、钢质量好、 投资省、建设速度快
现代主要炼钢方法之一。
冶炼一炉钢的吹炼时间 一般为15～20分钟。总 冶炼时间（从出钢到下 一次出钢的时间）一般 为30～45分钟）
第十二章 碱性电弧炉炼钢法
第十三章 其他电冶金法
造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消 耗的重要保证。因此实际生产中常讲：炼钢就 是炼渣。
二、熔渣的化学性质和物理性质
熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度(B)、氧化性和还原性。 熔渣的物理性质主要是指熔渣的熔点和黏度。
第二节 铁、硅、锰的氧化
一、铁的氧化
直接氧化是指钢液中的元素直接和氧分子进行接触，而被 氧化的反应，如： 1
1）优点 能同时浇注若干支钢锭，生产率高； 钢液在模内上升平稳，钢锭表面质量好；
有利于钢中气体及夹杂物上浮排出。
2）缺点 铸锭准备工作复杂； 耐火材料消耗高，钢液损失多； 钢中夹杂物多；
钢液内部质量不如上注。
第二节 模铸法的主要设备 一、钢包
盛钢水以进行浇注的主要设备
钢包的使用寿命一般为35次。 普遍采用滑动水口
第十四章 炉外精炼
真空除气脱氧法
循环真空脱气法
第十五章 钢锭模铸锭（模铸）
钢的浇注，就是把在炼钢炉中熔炼和炉外精炼所得到的合 格钢水，经过钢包（又称盛钢桶）及中间钢包等浇注设备， 注入一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，使之成钢锭或 钢坯。 钢的浇注是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业，是炼钢 生产过程中的重要环节 目前采用的浇注方法，有钢锭模铸锭法（模铸法）和连续 铸钢法（连铸法）两种。
Fe O FeO放热
2
2
间接氧化是指金属液中的元素直接和氧原子或FeO接触而被 氧化的反应，如：
Fe O FeO放热
铁被氧化后，其反应产物一部分进入炉渣，一部分继续存 留在金属液中，并在金属液－炉渣之间建立动态平衡，它应 服从分配定律，即
FeO FeO FeO L 氧在金属液和熔渣中的 FeO
3）使钢的焊接性能降低。
4）能改善易切削钢的切削性能。 二、炉渣去硫
)CaO FeS CaS FeO
FeS FeS
CaO F CaO 6FeO SO2 3 O2 CaS CaO SO2 2
三、现代炼钢方法及其发展趋势 氧气转炉炼钢法（大力发展）、电炉炼钢法（稳步发展）、 平炉炼钢法（趋于淘汰） 氧气转炉炼钢法所炼钢约占70％，以氧气顶吹转炉炼钢法 为主。
第二节 炼钢生产主要技术经济指标
第九章 炼钢的基本原理
第一节 炼钢熔渣
一、熔渣的来源、组成和作用
1. 熔渣的来源（炉渣）
一次只能浇注一支（或2～4支）钢锭；
开浇时易引起飞溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷； 由于钢水对模底的冲刷，容易烧坏钢锭模和底板，钢锭模 消耗较高； 由于时间的限制，只适宜大钢锭的浇注。 2.下注法
钢液经中注管、汤道从模底进入模内的浇注方法，称为下注法。 下注法一次能够铸成数根至数十根钢锭，必需的设备是钢包、 钢锭模、保温帽、中注管和砌有分流砖和流钢砖的底板
一、碳的氧化反应 1. 氧气流股与金属 液间的C-O反应
1 C O2 CO 2
2. 金属熔池内部的C-O反应 3. 金属液与渣液界面的C-O反应
C FeO CO Fe
C FeO CO Fe
二、碳氧反应在炼钢过程中的作用 把钢液中的碳含量氧化降低到所炼钢号的规格内。这是炼 钢的任务之一。 产生大量CO气泡，对熔池有强烈的搅拌作用，均匀钢液的 成分和温度，改善各种化学反应的动力学条件，有利于炼钢 中各种化学反应的进行。 去除钢中气体。 去除钢中夹杂物。
三、生铁
通常配入量为10～30％。 四、铁合金 脱氧和合金化材料