轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝

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1、課程結(jié)構(gòu)第一講緒論和轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料緒論一、轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料本講小結(jié)：第一講緒論和轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料緒論1、鋼鐵在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性鋼鐵工業(yè)是國家的基礎(chǔ)工業(yè)之一，鋼鐵產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家工業(yè)水平和生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志，鋼鐵是使用最多的金屬材料，鋼鐵的質(zhì)量和品種對國民經(jīng)濟(jì)其它工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。2、鋼與生鐵的區(qū)別鋼與生鐵都是以鐵元素為主，并含有少量碳、硅、錳、磷、硫等元素的鐵碳合金。根據(jù)碳元素含量的不同而區(qū)分為鋼和生鐵，一般，含碳量在2%~4．3%的為生鐵，含碳量在0．03%～2%為鋼，如果含碳量小于0．03%稱為純鐵。鋼鐵中常見元素的含

2、量見表1-1。表1-1鋼鐵中常見元素的含量，%生鐵含碳較高，其性質(zhì)硬而脆，不能鍛造。鋼具有比生鐵更好的綜臺(tái)機(jī)械性能，如有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性；若在鋼中添加一些合金元素，則可得到特殊性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等等。若對鋼進(jìn)行熱處理．可在頗大范圍內(nèi)改變同一成分鋼的性能。3．近代煉鋼方法及其優(yōu)缺點(diǎn)1885年貝塞麥法,即酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。優(yōu)點(diǎn)：不需要外加熱源。缺點(diǎn)：不能去除磷、硫。此法只適合用低磷、硫的鐵水作原料。1878年托馬斯法，即堿性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。優(yōu)點(diǎn)：能夠脫磷?？捎酶吡阻F水吹煉。缺點(diǎn)：只適合于處理一定成分的鐵水。用空氣煉，大量熱

3、量消耗于加熱空氣中的氮，不能大量加入廢鋼。1865年平爐煉鋼法。優(yōu)點(diǎn)：原料的適應(yīng)性強(qiáng)，冶煉品種廣，鋼的質(zhì)量好，熔煉過程容易控制。缺點(diǎn)：熱效率低，冶煉一爐鋼時(shí)間長，生產(chǎn)率低。1952年頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)率高（2）原料適應(yīng)性好（3）冶煉的鋼質(zhì)量好、品種多（4）基建投資少、建設(shè)速度快（5）原料消耗少，熱效率高、成本低（6）利于自動(dòng)化生產(chǎn)和開展綜合利用1968年氧氣底吹轉(zhuǎn)爐：底吹氧與ＬＤ相比，具有對熔池?cái)嚢鑿?qiáng)烈，脫磷能力強(qiáng)，能冶煉超低碳鋼，鐵和錳地氧化損失較少，爐內(nèi)反應(yīng)平穩(wěn)，減少鋼渣噴濺，脫氧、脫磷效果好，能用高磷生鐵吹煉，更接近平衡態(tài)等優(yōu)越

4、性，曾受到很多國家重視。頂?shù)讖?fù)合吹煉：在ＬＤ及底吹氧氣的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法，既有ＬＤ的特點(diǎn)又有底吹轉(zhuǎn)爐的特點(diǎn)，又克服了各自的不足，因此，得到迅速發(fā)展。1904年電爐煉鋼法：它以廢鋼作為主要原料，通過電弧加熱獲得高溫，可控制爐內(nèi)氣氛，特別是適合冶煉合金鋼，尤其是高級(jí)合金鋼和特殊鋼，被各國普遍采用，產(chǎn)量穩(wěn)定增長。近年來，有些國家用大型超高功率電弧爐（容量最大已達(dá)400Ｔ），生產(chǎn)普通碳素鋼，與氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼相競爭。鋼液爐外精煉：是近代煉鋼的新技術(shù)，把傳統(tǒng)的煉鋼工藝分成兩步，先在初煉爐（轉(zhuǎn)爐或電爐）內(nèi)進(jìn)行熔化和粗精煉，然后把鋼液移至鋼包或?qū)?/p>

5、用容器中進(jìn)一步精煉。一、轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料煉鋼用原材料可分為金屬和非金屬料兩類。金屬料主要指鐵水，廢鋼和鐵合金；非金屬材料主要指造渣料，氧化劑，冷卻劑和增碳劑等。1．金屬料（1）鐵水占總裝入量的70%~100%，鐵水的物理熱和化學(xué)熱是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的唯一熱源。所以鐵水的溫度和化學(xué)成分是否合適、穩(wěn)定，對轉(zhuǎn)爐煉鋼獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是十分重要的。轉(zhuǎn)爐煉鋼對鐵水的質(zhì)量要求①鐵水溫度要高：要求1250~1300℃（也可以放寬到1200℃）。溫度高低對兌入廢鋼比有影響。②鐵水化學(xué)成分：希望能對鐵水進(jìn)行預(yù)處理，成為高碳、低硅、低磷、低硫的鐵水。（2）廢鋼廢鋼分外

6、來廢鋼和返回廢鋼二大類。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，可以加入多達(dá)30%的廢鋼。作為調(diào)整吹煉溫度的冷卻劑。（3）鐵合金轉(zhuǎn)爐常用的鐵合金：錳鐵、硅鐵、鋁及復(fù)合脫氧劑Mn-Si。冶煉合金鋼還要用鋼種需要的鐵合金，如Fe-Cr、Fe-W、Fe-Mo等。根據(jù)脫氧要求，使用Ca-Si、Cr-Si、Al-Mn-Si等復(fù)合脫氧劑。通常同一合金的不同牌號(hào)中，元素含量越高、碳磷含量越低，價(jià)格越高。2．非金屬料（1）石灰：是堿性煉鋼爐的主要造渣材料。煉鋼用石灰的基本要求如下：①石灰成分要求CaO%含量高、SiO2%和S%含量低。一般要求石灰的有效堿CaO有效≥80～85%（%C

7、aO有效=%CaO石灰-B×%SiO2石灰），②石灰“活性”指標(biāo)好?！盎钚浴笔侵甘以谌墼腥芙馑俣鹊闹笜?biāo)，即作為衡量石灰和其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的能力?！盎钚浴笔揖Я＜?xì)小，氣孔率高，呈海綿狀，活性石灰加入熔池后，熔化快、成渣早、渣量少，能夠提早脫除磷、硫，操作順利。③石灰容易吸收水分而粉化。應(yīng)盡量使用新燒成的石灰，使用前對石灰進(jìn)行高溫烘烤。④石灰塊度一般為5～40毫米（轉(zhuǎn)爐）為宜。（2）白云石：白云石的化學(xué)組成為CaMg（CO3）2的礦物，用白云石造渣可增加渣中MgO含量，減少爐渣對爐襯的侵蝕和熔損。但在造渣時(shí)要發(fā)生分解反應(yīng)，吸收熱量。影響廢鋼加入量

8、。為此，有條件的廠宜使用輕燒白云石。所謂的輕燒白云石是將生白云石在900~1200℃焙燒，使其分解出大部分CO2。（3）螢