转炉炼钢工艺流程

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炼钢工艺流程简介

炼钢工艺流程简介

这是火焰切割的场景。
★铸坯的输送
经切割的铸坯利用辊道输送至冷床。这是铸坯 在运输辊道上的场景。
★铸坯的收集(冷床,推钢)
连铸坯通过步进式翻转冷床冷却,然后由推钢 机收集。这就是步进式冷床场景。
★铸坯堆垛
用夹钳将铸坯从冷床上吊至指定的堆放 场地码放成垛,等待外运。
这就是成品铸坯垛场景。
★铸坯外运
★测温取样
每炉钢出钢前必须符合工艺规定的温 度和化学成分的要求,因此冶炼到一定阶 段需要倒炉进行测温取样。温度在现场大 屏幕和主控室计算机上均有显示,试样则 需送到炉前化验室经直读光谱仪分析再报 出结果。
这就是炉前工正在测温取样的场景。
★转炉出钢
出钢过程中要实现的目标是脱氧、脱碳、 脱硫、合金化,为此要向钢包中加入铁合 金、脱氧剂、脱硫剂、覆盖剂等。为了实 现无渣或少渣出钢还得投抛挡渣球。
★向混铁炉兑入铁水
混铁炉是一种贮存铁水的容器,通过 多包铁水混兑可以均匀铁水温度和成分, 为转炉冶炼创造更好的原料条件。此外由 于混铁炉容量较大,它还是调节高炉和转 炉生产节奏的缓冲器。
这就是向混铁炉兑入铁水的场景。
★混铁炉出铁
根据转炉生ห้องสมุดไป่ตู้的需要,混铁炉随时可提供一定量的铁 水。这是混铁炉出铁的场景。出铁量通过铁水车上的电子 秤称量并在大屏幕上显示。
电弧炉炼钢是除转炉炼钢以外最主要的炼钢 方法,与转炉炼钢相比主要区别在于使用的原料 不一样:转炉主原料是铁水,有足够的热源,故 只要吹氧就可以了;而电炉则不同,其主要原料 是废钢,必须输入足够的能量才能将其熔化,而 电弧加热是很成熟的工业化大生产加热方法,故 电弧炉就自然成为以废钢为主原料的炼钢工艺所 选择的炉型了。除此而外现代化超高功率电炉炼 钢与转炉炼钢有许多相似之处,如吹氧氧化、挡 渣出钢、炉外精炼、连铸等二者无大差别。另外, 很多有电炉的厂也建高炉,采取向电炉加入一定 量铁水(一般为30%左右)代替废钢,这就是电 炉工艺与转炉更拉近一步。

转炉工艺操作规程

转炉工艺操作规程

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转炉工艺操作规程(大纲)一、转炉概述1.1转炉的定义与分类1.2转炉的构造及工作原理二、转炉工艺流程2.1原料准备2.2炉料投入2.3熔炼过程2.4炼钢操作2.5出钢与浇铸三、转炉操作要点3.1装炉操作3.2熔炼过程控制3.3炼钢操作技巧3.4出钢操作3.5常见问题及处理方法四、转炉设备维护与保养4.1设备检查与维修4.2易损件更换4.3设备润滑4.4电气设备维护五、转炉安全生产5.1安全操作规程5.2消防安全5.3环保与职业病防治5.4应急处理六、转炉工艺优化与新技术应用6.1工艺优化方向6.2新技术应用6.3节能减排措施七、转炉操作人员培训与管理7.1操作人员培训7.2操作技能考核7.3操作人员管理八、转炉工艺发展趋势与展望8.1行业发展现状8.2技术发展趋势8.3市场前景分析一、转炉概述1.1 转炉的定义与分类转炉是一种用于钢铁冶炼的重要设备,主要用于铁合金、不锈钢、普通钢等金属的冶炼和精炼。

转炉以其独特的炉体结构和冶炼方式,在全球钢铁工业中占据着举足轻重的地位。

按照转炉的炉役材料和工作温度,可以将转炉分为碳钢转炉、不锈钢转炉、真空转炉、铝转炉等。

1.2 转炉的构造及工作原理转炉主要由炉体、炉盖、炉裙、炉底、炉衬、炉帽、传动系统、操作系统等部分组成。

转炉冶炼工艺流程

转炉冶炼工艺流程

转炉冶炼工艺流程
1. 按照配料要求,将废钢等原料装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料,如生石灰等。

2. 将氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入纯度大于99%的高压氧气流,使其与高温的铁水发生氧化反应,以除去杂质。

3. 在冶炼过程中,根据炉况变化,加入剩余造渣材料,如石灰、白云石、铁皮球、矿石、萤石等,以调节炉况,控制熔池温度和成分。

4. 在脱碳速度降低、熔池温度上升、炉口烟气变得稀疏透明时,确定冶炼终点,通过经验法或副枪系统判断碳、硫、磷、温度等是否满足要求。

5. 当冶炼终点满足要求时,停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。

出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。

6. 钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。

在转炉冶炼过程中,还会产生大量棕色烟气,主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等,需要进行净化回收,以防止污染环境。

此外,炼钢时生成的炉渣也可以综合利用,如用来做钢渣水泥,含磷量较高的炉渣可加工成磷肥等。

炼钢转炉工艺流程

炼钢转炉工艺流程

炼钢转炉工艺流程炼钢转炉是一种用于炼钢的重要设备,其工艺流程通常包括装料、预热、脱硫、合金化和精炼等步骤。

下面将详细介绍炼钢转炉的工艺流程。

首先是装料环节。

在炼钢转炉工作之前,需要将原料装入转炉中。

原料一般包括生铁、废钢、废铁和焦炭等。

这些原料经过称量和筛分后,按照一定比例装入炼钢转炉中。

接着是预热环节。

在进行炼钢转炉工作之前,需要对转炉进行预热。

预热的主要目的是提高转炉壁的温度,减少冷面耗热,提高工作温度。

预热的过程通常通过煤气或燃料油进行,同时还需要注意加热速度和煤气的流量控制。

然后是脱硫环节。

脱硫是炼钢的重要步骤之一,主要通过向转炉中加入脱硫剂来实现。

脱硫剂一般选择钙质材料,如生石灰、白云石等。

脱硫的过程中,脱硫剂与转炉中的硫化物反应生成硫酸钙。

同时,脱硫还会产生大量的气体,需要进行排气处理。

接着是合金化环节。

合金化是为了调整炼钢过程中的成分含量和性能而进行的。

合金化过程中,向转炉中加入合金材料,如铬铁、镍铁等。

合金材料会在高温下迅速熔化,并和钢水充分混合,从而改善钢水的成分、性能和冶炼渣的物化性能。

最后是精炼环节。

精炼是炼钢过程中的关键步骤之一,主要通过加入氧气来去除钢水中的杂质。

精炼装置通常由座火炉和氧气喷射装置组成。

当座火炉开始运行时,向转炉中加入氧气。

氧气与钢水中的碳、硅等杂质反应生成气体,从而达到去除杂质的目的。

以上就是炼钢转炉的工艺流程简介。

当然,实际的工艺流程还需要根据具体的钢种、需求和设备状况进行调整。

随着科技的发展,炼钢转炉的工艺流程也在不断创新和改进,以提高钢水的质量和生产效率,降低能源消耗和环境污染。

转炉炼钢工艺流程

转炉炼钢工艺流程

转炉炼钢工艺流程转炉炼钢是一种常用的钢铁冶炼工艺,通过高温炼炉将生铁和废钢进行冶炼,以生产高品质的钢材。

下面将详细介绍转炉炼钢的工艺流程。

1. 原料准备转炉炼钢的原料主要包括生铁和废钢。

生铁是从高炉中得到的铁水,含有较高的碳含量,而废钢则是来自废旧钢材的回收利用。

在进行炼钢之前,需要对原料进行严格的筛选和分类,确保原料的质量符合生产要求。

2. 转炉炉前准备在进行转炉炼钢之前,需要对转炉进行一系列的准备工作。

首先是清理转炉内部的残渣和杂质,确保转炉内部的清洁。

然后对转炉进行加热,使其达到适宜的工作温度。

同时,还需要准备氧气、燃料和炉渣等辅助材料,以保障炼钢过程中的顺利进行。

3. 转炉炼钢过程转炉炼钢的主要过程包括炉前处理、吹炼、脱硫、脱磷、合金加入和出钢等环节。

首先是炉前处理,将预先准备好的生铁和废钢装入转炉中。

然后启动吹炼工艺,通过吹入高压氧气和燃料,使炉内的温度迅速升高,生铁和废钢开始熔化并发生氧化还原反应。

在这个过程中,炉内的温度可以达到数千摄氏度,将原料中的杂质和不纯物质燃尽,确保钢水的纯净度。

接下来是脱硫和脱磷的过程,通过向炉内加入适量的脱硫剂和脱磷剂,将钢水中的硫和磷等有害元素去除,提高钢材的质量和纯度。

在炼钢的过程中,根据需要还可以向炉内加入一定比例的合金元素,如铬、锰、钼等,以调整钢材的化学成分和性能。

最后是出钢过程,当炼钢结束后,通过倾炉口将炼好的钢水倒入钢包中,再经过连铸、轧制等工艺,最终得到成品钢材。

4. 转炉炼钢的优点转炉炼钢相比其他炼钢工艺具有以下优点:一是能够利用废钢资源,实现资源的循环利用;二是生产成本较低,能够生产出高品质的钢材;三是炼钢过程中能够控制钢材的化学成分和性能,满足不同用途的需要。

总之,转炉炼钢是一种成熟、高效的钢铁冶炼工艺,通过严格的工艺流程和操作规范,能够生产出优质的钢材产品,满足市场和用户的需求。

转炉炼钢工艺流程汇总

转炉炼钢工艺流程汇总

转炉炼钢工艺流程这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。

把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。

在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。

因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行。

转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。

开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。

这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。

几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。

炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。

最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。

磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。

当磷与硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。

这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。

整个过程只需15分钟左右。

如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。

随着制氧技术的发展,现在已普遍使用氧气顶吹转炉(也有侧吹转炉)。

这种转炉吹如的是高压工业纯氧,反应更为剧烈,能进一步提高生产效率和钢的质量。

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。

转炉炼钢工艺简介

转炉炼钢工艺简介

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萤石作用及要求
• 作用
造渣加入萤石可以加速石 灰的溶解,萤石的助熔作 用是在很短的时间内能够 改善炉渣的流动性,但过 多的萤石用量,会加剧炉 衬的损坏,并污染环境。
• 质量要求 • CaF2≥75%, SiO2≤23%,S≤0.20%, P≤0.08%,H2O≤3.0% • 粒度:5-60mm
渣量=(石灰+镁球或熟白)×(2-3)
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铁水成分及温度影响
• Mn的影响 • 锰是弱发热元素,铁水中Mn氧化后形成的(MnO)可促 进石灰溶解,加快成渣;减少氧枪粘钢,终点钢中余 锰高,能够减少合金用量,利于提高金属收得率;锰 在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。 Mn/Si的比值为0.8~1.00时对转炉的冶炼操作控制最 为有利。当前使用较多的为低锰铁水,一般铁水中 [Mn]=0.20%~0.40%。
6.设备少,投资节省。
4
炉顶料仓 振动给料器 电子称 带式运输机 密封料仓 传动机构 实 心 轴
汽包 氧 枪 风 机 不 回 收 时 放 空 回收煤气 进入煤气柜
烟 道
文氏管 脱水器
溜 槽
洗 涤 塔
沉淀池
电动机 渣 罐 转 炉 吸 滤 池
水封逆止阀 送往高炉利用
支架Hale Waihona Puke 氧气顶吹转炉工艺流程示意图
5
二 、转炉炼钢用主要原材料
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2.1装料制度:废钢量的确定
• 热量来源于:
• 转炉炼钢不需要外来热源;
铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 • 硅的作用 优点:因发热量大,增大废钢加入量,一般铁水中Si增 加0.1%,废钢比增大1%。 缺点:增大渣量,侵蚀炉衬一般控制在0.3-0.5%。

转炉炼钢的工艺流程

转炉炼钢的工艺流程

转炉炼钢的工艺流程转炉炼钢是一种常见的钢铁冶炼工艺,其基本流程包括原料处理、炉料加入、氧化还原反应、渣液处理和钢水出炉等五个阶段。

首先,需要对原料进行预处理。

原料通常是来自于铁矿石的粉末,其中包含铁矿石和废钢等。

原料需要经过破碎、筛分、混合等工艺,以保证原料的均匀性和适合特定炼钢工艺的物料性质。

其次,将经过处理的原料加入炉腔中。

炉腔内通常是高炉炼铁过程中所得到的铁水,它含有大量的铁和一定比例的杂质。

在加入原料时,需要控制原料的加入速度和方式,以保证炉腔内较好的燃烧条件和物料的混合均匀性。

然后,进行氧化还原反应。

炉腔内的原料在高温条件下与吹入的氧气进行反应,主要反应包括碳氧还原反应和矿石的氧化反应。

这些反应会产生大量的热量和废气,同时也会生成液态金属铁和渣液。

接下来是渣液处理。

渣液是氧化还原反应产生的一种物料,由氧化反应生成的渣液中含有大量的氧化物,需要进行炉后渣液处理。

渣液经过除渣、脱磷、脱硫等工艺处理后,可以作为其他冶炼工艺的原料或者用于其他冶金工艺。

最后是钢水出炉。

炉内的反应达到一定程度后,根据炼钢的要求,可以调节底吹氧气的量和吹炉时间,以减少钢中氧含量、降低杂质含量和改善钢水中的成分均匀性。

一段时间后,钢水可以从转炉中出炉,经过连铸工艺可以制成各种形状的钢材。

总体而言,转炉炼钢工艺流程包括原料处理、炉料加入、氧化还原反应、渣液处理和钢水出炉等五个阶段。

这一工艺在现代钢铁冶炼中得到广泛应用,能够实现大规模的、高效的钢铁生产。

同时,随着技术的不断发展,该工艺也在不断地改进和优化,为钢铁行业的可持续发展做出了重要贡献。

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把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。

在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。

因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行。

转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。

开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。

这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。

几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。

炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。

最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。

磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。

当磷与硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。

这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。

整个过程只需15分钟左右。

如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。

随着制氧技术的发展,现在已普遍使用氧气顶吹转炉(也有侧吹转炉)。

这种转炉吹如的是高压工业纯氧,反应更为剧烈,能进一步提高生产效率和钢的质量。

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。

上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼。

在送氧开吹的同时,加入第一批渣料,加入量相当于全炉总渣量的三分之二,开吹3-5分钟后,第一批渣料化好,再加入第二批渣料。

如果炉内化渣不好,则许加入第三批萤石渣料。

吹炼过程中的供氧强度:小型转炉为-4.5m3(t·min);120t以上的转炉一般为-3.6m3(t·min)。

◆开吹时氧枪枪位采用高枪位,目前是为了早化渣,多去磷,保护炉衬;◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”,不喷溅,快速脱碳与脱硫,熔池均匀升温为原则;◆在吹炼末期要降枪,主要目的是熔池钢水成分和温度均匀,加强熔池搅拌,稳定火焰,便于判断终点,同时使降低渣中Fe含量,减少铁损,达到溅渣的要求。

◆当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时,即停吹,倒炉取样,测定钢水温度,取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量,当温度和成分符合要求时,就出钢。

◆当钢水流出总量的四分之一时,向钢包中的脱氧合金化剂,进行脱氧,合金化,由此一炉钢冶炼完毕。

炼钢学概述基本要求:理解炼钢的任务;了解对原材料的要求;了解耐火材料的分类和各自用途。

重点与难点:炼钢的任务;原材料主要质量指标;炼钢用耐火材料。

第一节概述一、钢与生铁的区别及发展历程:首先是碳的含量,理论上一般把碳含量小于%称之钢,它的熔点在1450-1500℃,而生铁的熔点在1100-1200℃。

在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。

钢的应用前景:钢具有很好的物理、化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,其用途十分广泛。

用途不同对钢的性能要求也不同,从而对钢的生产也提出了不同的要求。

石油、化工、航天航空、交通运输、农业、国防等许多重要的领域均需要各种类型的大量钢材,我们的日常生活更离不开钢。

总之,钢材仍将是21世纪用途最广的结构材料和最主要功能材料。

炼钢方法(1)最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩埚法,它是将生铁和废铁装入由石墨和粘土制成的坩埚内,用火焰加热熔化炉料,之后将熔化的炉料浇成钢锭。

此法几乎无杂质元素的氧化反应。

炼钢方法(2)1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法,也称为贝塞麦法,第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难题,从而使炼钢的质量得到提高,但此法要求铁水的硅含量大于%,而且不能脱硫。

目前已淘汰。

炼钢方法(3)1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢法,即马丁炉法。

1880年出现了第一座碱性平炉。

由于其成本低、炉容大,钢水质量优于转炉,同时原料的适应性强,平炉炼钢法一时成为主要的炼钢法。

炼钢方法(4)1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法,即托马斯法。

他是在吹炼过程中加石灰造碱性渣,从而解决了高磷铁水的脱磷问题。

当时,对西欧的一些国家特别适用,因为西欧的矿石普遍磷含量高。

但托马斯法的缺点是炉子寿命底,钢水中氮的含量高。

炼钢方法(5)1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF),解决了充分利用废钢炼钢的问题,此炼钢法自问世以来,一直在不断发展,是当前主要的炼钢法之一,由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的30-40%。

炼钢方法(6)瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验,并获得了成功。

1952年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产,所以此法也称为LD法。

美国称为BOF法(Basic Oxygen Furnace)或BOP 法,如图1所示。

图1 BOF法炼钢方法(7)1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴,1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法,即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。

1971年美国钢铁公司引进OBM法,1972年建设了3座200吨底吹转炉,命名为Q-BOP (Quiet BOP) ,如图2所示。

图2 Q-BOP法炼钢方法(8)在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时,1978-1979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工艺,即从转炉上方供给氧气(顶吹氧),从转炉底部供给惰性气体或氧气,它不仅提高钢的质量,而且降低了炼钢消耗和吨钢成本,更适合供给连铸优质钢水,如图3所示。

图3 转炉顶底复合吹炼法炼钢方法(9)我国首先在1972-1973年在沈阳第一炼钢厂成功开发了全氧侧吹转炉炼钢工艺。

并在唐钢等企业推广应用,如图4所示。

图4 全氧侧吹转炉炼钢法总之,炼钢技术经过200多年的发展,技术水平、自动化程度得到了很大的提高,21世纪炼钢技术会面临更大的挑战,相信会有不断的新技术涌现。

二、我国钢铁工业的状况我国很早就掌握了炼铁的冶炼技术,东汉时就出现了冶炼和锻造技术,南北朝时期就掌握了灌钢法,曾在世界范围内处于领先地位。

但旧中国钢铁工业非常落后,产量很低,从1890年建设的汉阳钢铁厂至1948年的半个世纪中,钢产量累计到200万吨,1949年只有万吨。

新中国成立后,特别是改革开放以来,我国的钢铁事业得到迅速发展,1980年钢产量达到3712万吨,1990年达到6500万吨,1996年首次突破1亿吨大关,成为世界第一产钢大国,2005年产量达到亿吨,占世界产量的1/3。

可以这样讲,我国的钢铁工业对世界产生了重要影响,我国不仅是产钢大国,而且已经开始迈入钢铁强国的行列,如图5所示。

图5 我国粗钢产量的变化情况第二节炼钢的任务及钢的分类一、炼钢的任务炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧,去除有害气体和非金属夹杂物,提高温度和调整成分。

归纳为:“四脱”(碳、氧、磷和硫),“二去”(去气和去夹杂),“二调整”(成分和温度)。

采用的主要技术手段为:供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。

(一)钢中的磷对于绝大多数钢种来说磷是有害元素。

钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”,即从高温降到0℃以下,钢的塑性和冲击韧性降低,并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。

磷是降低钢的表面张力的元素,随着磷含量的增加,钢液的表面张力降低显着,从而降低了钢的抗裂性能。

磷是仅次于硫在钢的连铸坯中偏析度高的元素,而且在铁固熔体中扩散速率很小,因而磷的偏析很难消除,从而严重影响钢的性能,所以脱磷是炼钢过程的重要任务之一。

磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在,但通常是以[P]来表达。

炼钢过程的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行的。

不同用途的钢对磷的含量有严格要求:非合金钢中普通质量级钢[P]≤%;优质级钢[P]≤%;特殊质量级钢[P]≤%;有的甚至要求[P]≤%。

但对于某些钢种,如炮弹钢,耐腐蚀钢则需添加一定的P元素。

(二)钢中的硫硫对钢的性能会造成不良影响,钢中硫含量高,会使钢的热加工性能变坏,即造成钢的“热脆”性。

硫在钢中以FeS的形式存在,FeS的熔点为1193℃,Fe与FeS组成的共晶体的熔点只有985℃。

液态Fe与FeS虽可以无限互溶,但在固熔体中的溶解度很小,仅为%%。

当钢中的[S]>%时,由于凝固偏析,Fe-FeS共晶体分布于晶界处,在1150-1200℃的热加工过程中,晶界处的共晶体熔化,钢受压时造成晶界破裂,即发生“热脆”现象。

如果钢中的氧含量较高,FeS与FeO形成的共晶体熔点更低(940℃),更加剧了钢的“热脆”现象的发生。

锰可在钢凝固范围内生成MnS和少量的FeS,纯MnS的熔点为1610℃,共晶体FeS-MnS(占%)的熔点为1164℃,它们能有效地防止钢热加工过程的“热脆”。

冶炼一般钢种时要求将[Mn]控制在%%。

在实际生产中还将[Mn]/[S]比作为一个指标进行控制,[Mn]/[S]对钢的热塑性影响很大。

从低碳钢高温下的拉伸实验发现提高[Mn]/[S]比可以提高钢的热延展性。

一般[Mn]/[S]≥7时不产生热脆,如图6所示。

图6 [Mn]/[S]比对低碳钢热延展性的影响硫还会明显降低钢的焊接性能,引起高温龟裂,并在焊缝中产生气孔和疏松,从而降低焊缝的强度。

硫含量超过%时,会显着恶化钢的耐蚀性。

硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

不同钢种对硫含量有严格的规定:非合金钢中普通质量级钢[S]≤%优质级钢[S]≤%,特殊质量级钢[S]≤%有的钢种要求如管线钢[S]≤%,甚至更低。

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