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炼钢原理和工艺

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-07-18

 
根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围,并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程。简单地说,是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程。这一过程基本上是一个氧化过程,是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。

炼钢原理是利用氧气或氧化铁在高温下将生铁中多余的碳和其他杂质脱除到煤气或炉渣中。
炼钢方法一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢。它们描述如下:
1.转炉炼钢:炼钢过程中使用的氧化剂是氧气。将空气吹入生铁中,氧化硅和锰等杂质。氧化过程中放出大量热量(1%硅可使生铁温度升高200摄氏度),使炉子达到足够高的温度。因此,转炉炼钢不需要额外的燃料。
转炉炼钢是在转炉内进行的。转炉形状像梨,内壁有耐火砖,炉边有许多小孔(风口),压缩空气从那里吹入炉内,也称为侧吹转炉。首先,转换器处于水平状态,向内部注入1300摄氏度的液态生铁,加入一定量的生石灰,然后吹入空气,旋转转换器使其直立。此时,液态生铁表面剧烈反应,铁、硅、锰(FeO、SiO2、MnO)被氧化(FeO、SiO2、MnO、MnO)产生炉渣,铁水、钢水和炉渣用于对流,使反应扩散到整个炉膛。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅和锰时,碳开始氧化,产生一氧化碳(放热),使钢液沸腾。由于溢出的二氧化碳燃烧,炉口有一个巨大的火焰。最后,磷被氧化,进一步形成磷酸亚铁。磷酸亚铁与生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,它们共同成为渣。
硫中磷含量逐渐降低,火焰下降,炉口出现Fe3O4的褐色蒸汽,说明钢已冶炼。此时应立即停止吹炼,将转炉调至水平位置,钢水倒入钢包内,加入脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟。如果从炉子中吹入空气,则它是低吹转炉。
随着制氧技术的发展,氧气顶吹转炉(又称侧吹转炉)得到了广泛的应用。这种转炉吹炼是高压工业纯氧,反应更加强烈,可以进一步提高生产效率和钢材质量。
2.第二步。平炉炼钢(平炉炼钢,也被称为马丁方法,现在已经过时):平炉炼钢中使用的氧化剂进入空气和炉料中的氧化物(废铁、废钢、铁矿石)。反应所需的热量由气体燃料(高炉煤气、生产气体)或液体燃料(重油)燃烧提供。
平炉的炉缸是由耐火砖制成的槽,炉顶覆盖着耐火砖。在开式炉的前壁上有一个装料口,装料机从上料口开始装料。冶炼时,关上耐火砖造成的门。炉的两端都有炉头,每个炉头都有两个孔,用来导入燃料和热风,或者用来引导炉膛内的煤气。
平炉炼钢所用的原材料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂(石灰石和生石灰)。在熔炼开始时,当在高达1800摄氏度的温度下遇到进口的热空气时,燃料表面上的燃料燃烧。热量直接从火焰转移到快速熔化的炉料上(铁的熔点为1535摄氏度,而钢的熔点略低)。同时,某些熔融生铁形成氧化亚铁,生铁中的杂质硅和锰由氧化亚铁氧化,形成声音渣。由于炉内石灰石过多,磷、硫等杂质形成磷酸钙和硫化钙,形成渣。其次,当金属沸腾时,碳也被氧化以从熔融金属中产生一氧化碳。
反应快结束时,加入脱氧剂,定期刮渣。当冶炼完成时,必须根据炉前分析检查钢的成分是否符合要求(通过快速分析方法,可完成几分钟)。炼钢用的铯从出铁口流入钢包,然后从钢包流入铸模,形成产品或铸锭。
为了提高炉温,应在蓄热室内预热气体燃料。
平炉内不仅可加入液态生铁,还可加入固体生铁、废铁和夹伤后的铁矿石。另外,采用30%富氧空气在平炉吹风,将氧气吹入熔融金属,可提高生产效率80%,冶炼时间缩短2-4小时,节省燃料,无需预热富氧空气。
三。电炉炼钢:钢也可以在以电能为热源的电炉中冶炼。采用电炉炼钢可生产优质合金钢。电炉种类繁多,使用最广泛的是电弧炉。

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