转炉炼钢工艺流程

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炼钢工艺流程介绍

炼钢工艺流程介绍

炼钢工艺流程介绍1. 引言炼钢是将生铁或废钢经过一系列物理、化学反应得到所需的钢材的过程。

在炼钢工艺中,通过控制温度、压力和化学反应来控制钢材的成分和性质。

本文将介绍一般炼钢工艺的流程,并详细说明每个步骤的作用和操作方法。

2. 炼钢工艺流程炼钢的工艺流程通常包括以下几个步骤:2.1 原料准备在炼钢过程中,主要原料是铁矿石、焦炭和废钢。

首先需要将这些原料进行准备,包括筛分、粉碎和配料。

原料的质量和配比对成品钢材的质量有着重要的影响。

2.2 高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石和焦炭在高温下进行冶炼反应的过程。

在高炉中,焦炭的燃烧产生高温热能,将铁矿石还原为金属铁,并与熔融的矿渣分离。

这一步骤主要产生生铁,生铁中包含着各种杂质。

2.3 转炉炼钢转炉炼钢是将生铁和废钢在转炉中进行冶炼反应的过程。

转炉是一种大型倾转容器,通过吹氧将生铁和废钢的杂质氧化,使其融入熔池中。

同时,添加合适的合金元素来调整钢材的成分和性质。

转炉炼钢是钢材生产的关键步骤。

2.4 精炼处理精炼处理是通过将熔融的钢水进行调温和加料处理,去除残留的杂质并调整钢材中其他元素的含量。

精炼处理通常使用包括脱氧剂、脱硫剂和合金剂在内的各种辅料。

这一步骤可以提高钢材的纯度和质量。

2.5 过程控制炼钢过程中需要进行严格的过程控制。

包括温度控制、加料控制、吹氧控制等,以确保炼钢过程的稳定性和钢材的一致性。

现代炼钢工艺通常使用计算机控制系统来实现自动化控制。

2.6 出钢当钢水达到预定的成分和温度要求后,可以通过倾炉或连铸的方式进行出钢。

倾炉是指将钢水倒入预先准备好的钢包中,经过冷却和凝固后得到铸坯。

连铸是指将钢水直接注入连铸机,通过连续冷却和凝固来制备钢材。

3. 结论炼钢工艺流程是将原料转化为所需钢材的关键步骤。

炼钢过程中需要进行原料准备、炼铁、炼钢、精炼处理、过程控制和出钢等多个步骤。

每个步骤的操作和控制对于钢材质量的影响都非常重要。

通过精细的工艺控制和先进的技术装备,炼钢工艺能够生产出优质的钢材,满足不同行业的需求。

炼钢工艺步骤和流程

炼钢工艺步骤和流程

炼钢工艺步骤和流程炼钢是将生铁或钢水经过一系列工艺步骤,使其成分、温度、质量等指标达到一定要求的过程。

炼钢工艺步骤和流程对于钢铁生产至关重要,下面将介绍炼钢的一般工艺步骤和流程。

1. 原料准备。

炼钢的原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石。

在炼钢工艺开始之前,首先需要对原料进行准备。

铁矿石经过破碎、磨矿、浸出等工艺处理,得到高品位的铁矿石粉末;焦炭经过煤泥浸出、煤泥干燥、粉碎等工艺处理,得到高品位的焦炭粉末;石灰石经过破碎、磨矿、煅烧等工艺处理,得到高品位的石灰石粉末。

原料准备工作的好坏将直接影响炼钢的成品质量。

2. 炼铁。

炼钢的第一步是炼铁。

炼铁是将铁矿石还原成生铁的过程。

首先将原料铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例混合,然后经过高温煅烧,使铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。

炼铁的质量和效率对后续的炼钢过程有着直接的影响。

3. 转炉炼钢。

转炉炼钢是目前主要的炼钢方法之一。

在转炉炼钢过程中,首先将炼铁和废钢放入转炉中,然后加入适量的废钢、铁合金和石灰石。

通过高温燃烧,将废钢中的杂质燃尽,使废钢中的铁与炼铁混合,形成合金。

在燃烧的同时,石灰石中的氧化钙与炼铁中的磷、硫等杂质反应生成渣,将杂质排除。

经过一系列处理,最终得到合格的炼钢产品。

4. 电弧炼钢。

电弧炼钢是另一种常用的炼钢方法。

在电弧炼钢过程中,首先将炼铁和废钢放入电弧炉中,然后通过高压电弧加热炉内物料,使其熔化。

然后加入适量的废钢、铁合金和石灰石。

通过高温燃烧和电弧加热,将废钢中的杂质燃尽,使废钢中的铁与炼铁混合,形成合金。

在燃烧和电弧加热的同时,石灰石中的氧化钙与炼铁中的磷、硫等杂质反应生成渣,将杂质排除。

经过一系列处理,最终得到合格的炼钢产品。

5. 连铸。

连铸是炼钢的最后一道工艺环节。

在连铸过程中,将炼钢液体倒入连铸机中,经过连铸机的一系列处理,将炼钢液体冷却凝固成坯料。

然后通过切割、冷却等工艺处理,得到成品钢材。

总结。

炼钢工艺步骤和流程是一个复杂而又精密的过程,需要各个环节的配合和协调。

转炉炼钢生产工艺流程

转炉炼钢生产工艺流程

转炉炼钢生产工艺流程
嘿,咱今儿就来说说转炉炼钢生产工艺流程这档子事儿。

你想啊,那转炉就像个大熔炉,各种原材料就像一群小伙伴,欢欢喜喜地聚到一块儿。

先把铁水倒进去,这铁水就好比是这场炼钢大戏的主角呀。

然后呢,再加上其他的配角,像废钢啦、造渣材料啦等等。

这时候啊,就开始热闹起来啦!氧气喷枪呼呼地喷着氧气,就像给这个大熔炉加了一把火,让里面的反应热热闹闹地进行着。

这不就跟咱做饭似的,火大了才能把菜炒熟炒香嘛。

在这个过程中,会产生好多神奇的变化呢。

炉渣就像个保护罩,保护着里面的钢水不受外界干扰。

而钢水呢,在这一系列的操作下,逐渐变得纯净、坚韧。

转炉炼钢可不是一蹴而就的呀,得慢慢来,仔细着。

就好像培育一朵花,得精心呵护,给它合适的温度、养分,才能让它绽放出最美的花朵。

炼钢也是一样,每一个环节都不能马虎。

你说要是哪个环节出了岔子,那不就像做蛋糕没放糖一样,味道全变啦?所以啊,那些炼钢的师傅们可都得瞪大了眼睛,时刻关注着这大熔炉里的情况。

等炼钢完成了,那钢水就变成了我们需要的钢材啦。

这些钢材可以用来造房子、造汽车、造各种各样的东西,用处可大了去啦!
你想想,要是没有这转炉炼钢的工艺,我们的生活得少了多少便利呀。

没有坚固的钢材,那些高楼大厦怎么能建得起来呢?没有高质量的钢材,那些汽车怎么能跑得又快又稳呢?
所以说啊,转炉炼钢生产工艺流程可真是个了不起的东西。

它就像一个神奇的魔法,把那些普通的原材料变成了对我们生活有着巨大作用的宝贝。

咱可得好好珍惜这个工艺,让它为我们的生活带来更多的美好和便利呀!这就是转炉炼钢,是不是很有意思呢?。

炼钢工艺流程简介

炼钢工艺流程简介

炼钢工艺流程简介
炼钢是将铁矿石转化为钢的过程,涉及多个工艺步骤。

以下是一个简要的炼钢工艺流程:
1. 铁矿石的预处理:铁矿石经过破碎、磁选、粉煤矸石等预处理步骤,以去除杂质和提高矿石的质量。

2. 炼铁:铁矿石与焦炭、石灰石等混合物一起放入高炉中进行冶炼。

高炉内的高温条件下,铁矿石被还原为铁,并与碳一起形成熔融的铁水。

3. 转炉炼钢:将炼铁得到的铁水转移到转炉中。

在转炉中,通过吹入氧气、加入石灰石等操作,将铁水中的杂质和碳含量降低,得到较纯净的炼钢熔体。

4. 炼钢炉炼钢:与转炉炼钢相比,炼钢炉炼钢更加灵活,可以使用多种原料。

在炼钢炉中,通过加热和冶炼操作,进一步调整炼钢熔体的成分和温度,以得到所需的钢种。

5. 进一步加工:炼钢得到的钢液可以通过连铸、轧制、锻造等加工工艺进行成型和终端加工,以满足具体的产品要求。

需要注意的是,炼钢工艺流程可以因企业的规模、钢种和技术水平而有所不同。

此外,还有其他的炼钢工艺如电弧炉炼钢、氧气座炉炼钢等。

每个工艺都有其特点和适用范围。

以上是一个基本的炼钢工艺流程概述,具体的炼钢过程可能更为复杂和细分。

炼钢工艺流程简介

炼钢工艺流程简介

炼钢工艺流程简介炼钢厂目前共有大小转炉11座,其中炼钢一厂8座,分别为40吨转炉4座,80吨转炉1座,100吨转炉3座;炼钢二厂150 吨转炉3座。

炼钢系统的主要工艺流程为:转炉兑铁——冶炼——出钢——钢包吹氩——LF精炼炉——方坯连铸工艺。

•铁水供应转炉炼钢所需铁水用钢包或鱼雷罐由炼铁厂运往炼钢厂。

高炉运来的铁水除一部分兑入混铁炉贮存外,其余铁水经倒包调整和称量作业,保证入炉铁水控制在所需的范围。

需要进行脱硫处理的铁水,由天车运往脱硫站进行脱硫处理,不需处理的铁水,直接兑入转炉。

转炉兑铁铁水是转炉炼钢最主要的金属料,一般占转炉金属料70%以上。

铁水的成分、温度是否适当和稳定,对简化、稳定转炉操作,保证冶炼顺行以及获得良好的技术经济指标都十分重要。

•废钢供应在炼钢厂设有废钢库,外来的废钢由汽车运到废钢库存放。

废钢铁通过磁盘吊车按不同配比和装料顺序装入废钢料槽,由天车加入转炉。

转炉加冷料转炉炼钢时,由于热量富裕,可以加入多达30%的废钢,作为调整吹炼温度的冷却剂。

采用废钢冷却,可以降低铁水量、造渣材料和氧气的消耗,而且比用铁矿石冷却的效果稳定,喷溅少。

•散状原料供应(石灰、铁皮球、镁球等)1、100吨转炉炼钢散状原料上料系统选用皮带上料工艺。

散状原料通过汽车运到地下受料仓,由垂直皮带运送到42m平台,再由水平皮带运输机和布料小车装入相应的料仓。

转炉加料画面2、加料系统布置在转炉的上方,每座转炉有一套炉顶料仓,每套有10个炉顶料仓,分别为调渣剂、脱硫剂、石灰、铁皮球、镁球、萤石、包渣料仓等。

料仓中的散状料分别通过振动给料器→称量斗→汇总斗→下料溜管,加入转炉。

•铁合金供应100吨转炉设有一组铁合金料仓,由10个铁合金料仓组成.,为3座转炉供应合金料。

铁合金是脱氧及合金化材料。

用于钢液脱氧的铁合金叫做脱氧剂;用于调整钢液成分的铁合金叫做合金剂。

炼钢常用的铁合金有:硅铁、锰铁、钒铁、钼铁、硅钙合金等。

•转炉冶炼炼钢是通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。

炼钢的工艺流程

炼钢的工艺流程

炼钢的工艺流程介绍炼钢是将铁矿石经过一系列的冶炼和精炼过程,将其中的杂质去除,最终得到纯净的钢材的过程。

本文将详细探讨炼钢的工艺流程,包括原料准备、高炉冶炼、转炉冶炼、电炉冶炼、连铸以及后续的加工工序。

原料准备炼钢的原料主要包括铁矿石、焦炭、石灰石和废钢等。

原料准备是炼钢工艺流程的第一步,其目的是确保原料的质量和配比符合要求。

1. 铁矿石的选矿铁矿石是炼钢的主要原料,其主要成分是氧化铁。

在选矿过程中,通过物理和化学方法对铁矿石进行分离和浓缩,以提高铁矿石的品位。

2. 焦炭的制备焦炭是炼钢中的还原剂,用于将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。

焦炭的制备过程包括煤炭的炭化和焦炭的精炼,以提高焦炭的固定碳含量和强度。

3. 配料将选矿后的铁矿石、焦炭、石灰石和废钢等按照一定的比例混合,以满足炼钢过程中的化学反应和热平衡的要求。

高炉冶炼高炉冶炼是炼钢的主要工艺之一,其目的是将铁矿石还原为液态的生铁。

1. 高炉的结构和原理高炉是一种大型冶炼设备,通常由炉体、风口系统、热风炉和炉缸等组成。

高炉内部通过高温燃烧和还原反应,将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。

2. 高炉冶炼过程高炉冶炼过程包括上料、点火、炉况调整、出铁和停炉等多个阶段。

在高炉冶炼过程中,通过逐层加入铁矿石、焦炭和石灰石等原料,并通过热风炉提供高温热风,使炉内温度达到数千摄氏度,以实现还原反应和燃烧反应。

转炉冶炼是炼钢的另一种常用工艺,其主要特点是采用氧气吹炼,将生铁转化为钢水。

1. 转炉的结构和原理转炉是一种承压容器,通常由炉体、氧气吹炼系统和倾炉机构等组成。

转炉内部通过氧气吹炼和搅拌,将生铁中的碳和其他杂质氧化除去,从而得到低碳钢水。

2. 转炉冶炼过程转炉冶炼过程包括预热、装料、吹炼、倾炉和取样等多个阶段。

在转炉冶炼过程中,通过预热转炉、加入生铁和废钢等原料,并通过氧气吹炼和搅拌,使炉内温度升高并实现氧化还原反应,最终得到符合要求的钢水。

电炉冶炼电炉冶炼是一种利用电能将废钢和生铁等原料进行冶炼的工艺,其主要特点是能够灵活调整炉温和合金成分。

转炉炼钢工艺流程图

转炉炼钢工艺流程图

转炉炼钢工艺流程图转炉炼钢工艺是一种重要的钢铁生产工艺,它能够有效地降低钢铁生产成本,提高钢材的质量和产量。

下面我将为大家详细介绍一下转炉炼钢工艺的流程图。

首先,在炼钢车间进行预处理,将炉前原料送入料仓中,并进行称重和样品取样。

然后,经过预处理后的原料被送入转炉中进行炼钢。

在转炉炼钢的过程中,首先需要给转炉充氧。

炼钢车间通过转炉的底吹风口以及橇渣器的顶吹风口,向转炉中喷吹氧气。

喷吹氧气的目的是增加钢水的温度,提高钢水中的含氧量,有利于脱碳和脱硫反应的进行。

接着,炼钢车间会通过转炉的高温燃烧器给炉膛供应燃料,例如煤粉或煤气。

燃烧产生的高温气体会通过转炉炉膛进一步加热钢水,使其达到炼钢的温度要求。

经过一段时间的炼炉,炼钢车间会进行取样分析,确定钢水中的含碳量、含硫量以及其他组成成分的含量。

根据取样分析的结果,炼钢车间会根据需要进行脱碳和脱硫处理。

脱碳处理可以通过注入氧气和喷吹氧化剂的方式进行,脱硫处理一般通过射硫剂的喷入来实现。

在脱碳和脱硫过程中,炼钢车间需要注意控制钢水中的温度和其他成分的含量,以确保钢材的质量。

同时,炼钢车间还可以通过控制转炉顶部的开门和开吹风口来调节钢水中的含氧量。

经过脱碳和脱硫处理后,炼钢车间会进行渣化处理。

这一步骤主要是通过引入含碱性物质的矿渣来吸收钢水中的杂质,形成炼钢渣。

炼钢渣可以帮助保持钢水的温度和化学成分稳定,并且还可以提供一定的保护作用。

最后,炼钢车间会对转炉喷吹的氧气和燃料进行关闭,停止转炉的供料和喷吹。

经过一段时间的冷却,转炉中的钢水会凝固成钢锭。

钢锭经过冷却后,可以通过铸造、热轧或冷轧等工艺进一步加工成钢材。

以上就是转炉炼钢工艺流程图的介绍。

通过转炉炼钢工艺,钢铁生产企业可以实现高效、低成本、高质量的钢铁生产,提高钢铁的竞争力和市场占有率。

同时,转炉炼钢工艺还具有环保的优势,减少钢铁生产对环境的影响。

转炉炼钢工艺在钢铁行业中具有重要的地位和作用。

煤气转炉炼钢原理及工艺流程图

煤气转炉炼钢原理及工艺流程图

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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。

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2.5-4.5m3/(t·min);120t以上的转炉一般为2.8-3.6m3/(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 2.11%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0.8%,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15.8万吨。

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3.4亿吨,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著,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]≤0.045%;优质级钢[P]≤0.035%;特殊质量级钢[P]≤0.025%;有的甚至要求[P]≤0.010%。

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0.015%-0.020%。

当钢中的[S]>0.020%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93.5%)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0.4%-0.8%。

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0.06%时,会显著恶化钢的耐蚀性。

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]≤0.045%优质级钢[S]≤0.035%,特殊质量级钢[S]≤0.025%有的钢种要求如管线钢[S]≤0.005%,甚至更低。

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