炼钢工艺流程.docx

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炼钢工艺流程
造渣:调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反响能力的操作。目的是经过渣——金
属反响炼出拥有所要求成分和温度的金属。比方氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有
足够流动性和碱度的熔渣,以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下,并使吹氧时喷溅和溢渣
的量减至最小。
出渣:电弧炉炼钢时依据不一样样样冶炼条件和目的在冶炼过程中所采纳的放渣或扒渣操作。
如用单渣法冶炼时,氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造复原渣时,本来的氧化渣必然圆满放
出,以防回磷等。
熔池搅拌:向金属熔池供应能量,使金属液和熔渣产生运动,以改良冶金反响的动力学
条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感觉等方法来实现。
电炉底吹:经过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体依据工艺要求吹
入炉内熔池以达到加快融化,促进冶金反响过程的目的。采纳底吹工艺可缩短冶炼时间,降
低电耗,改良脱磷、脱硫操作,提升钢中残锰量,提升金属和合金收得率。并能使钢水成分、
温度更均匀,从而改良钢质量,降低成本,提升生产率。
融化期:炼钢的融化期主假如对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全
部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料所有化完为止都称融化期。融化期的任务是赶快将
炉料融化及升温,并造好融化期的炉渣。
氧化期和脱炭期:一般功率电弧炉炼钢的氧化期,平时指炉料溶清、取样解析到扒完氧
化渣这一工艺阶段。也有以为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中
的碳、磷;去除气体及夹杂物;使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。
为了保证钢的纯净度,%左右。跟着炉外精髓技术的发展,电弧炉的氧
化精髓大多移到钢包或精髓炉中进行。
精髓期:炼钢过程经过造渣和其余方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物,经化学
反响选入气相或排、浮入渣中,使之从钢液中除去的工艺操作期。
复原期:一般功率电弧炉炼钢操作中,平时把氧化末期扒渣完成到出钢这段时间称为还
原期。其主要任务是造复原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功
率和超功率电弧炉炼钢操作已撤消复原期。
炉外精髓:将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精髓的炼
钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精髓两步进行。初炼:炉料在氧化性氛围
的炉内进行融化、脱磷、脱碳和主合金化。精髓:将初炼的钢液在真空、惰性气体或复原性
氛围的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的
利处是:可提升钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精髓的种类
很多,大概可分为常压下炉外精髓和真空下炉外精髓两类。按办理方式的不一样样样,又可分为钢
包办理型炉外精髓及钢包精髓型炉外精髓等。
钢液搅拌:炉外精髓过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化,并能促进
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冶金反响。多半冶金反响过程是相界面反响,反响物和生成物的扩散速度是这些反响的限制
性环节。钢液在静止状态下,其冶金反响速度很慢,如电炉中静止的钢液脱硫需30~60分
钟;而在炉精髓中采纳搅拌钢液的方法脱硫只要3~5分钟。钢液在静止状态下,夹杂物*
上调除去,除去速度较慢;搅拌钢液时,夹杂物的除去速度按指数规律递加,并与搅拌强度、
种类和夹杂物的特色、浓度有关。
钢包喂丝:经过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂,如
Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙办理以及微调钢中碳和铝等成分
的方法。它还拥有洁净钢水、改良非金属夹杂物形态的功能。
钢包办理:钢包办理型炉外精髓的简称。其特色是精髓时间短(约10~30分钟),精
炼任务单调,没有赔偿钢水温度降低的加热装置,工艺操作简单,设施投资少。它有钢水脱
气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法(RH、DH),钢包真空吹
氩法(Gazid),钢包喷粉办理法(IJ、TN、SL)等均属此类。
钢包精髓:钢包精髓型炉外精髓的简称。其特色是比钢包办理的精髓时间长(约60~
180分钟),拥有多种精髓功能,有赔偿钢水温度降低的加热装置,适于各样高合金钢和特
殊性能钢种(如超纯钢种)的精髓。真空吹氧脱碳法(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)、
钢包精髓法(ASEA-SKF)、封闭式吹氩成分微调法(CAS)等,均属此类;与此近似的还有
氩氧脱碳法(AOD)。
惰性气体办理:向钢液中吹入惰性气体,这种气体自己不参加冶金反响,但从钢水中上
升的每个吝啬泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2、CO的分压凑近于零),拥有
“气洗”作用。炉外精髓法生产不锈钢的原理,就是应用不一样样样的CO分压下碳铬和温度之间
的均衡关系。用惰性气体加氧进行精髓脱碳,可以降低碳氧反响中CO分压,在较低温度的
条件下,碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化:向钢液加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规格要求的操作过程
称为合金化。多半状况下脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的脱氧剂一部分耗费于钢的
脱氧,转变为脱氧产物排出;另一部则为钢水所汲取,起合金化作用。在脱氧操作未所有完
成前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水汲取所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制:保证成品钢成分所有吻合标准要求的操作。成分控制贯串于从配想到出钢的
各个环节,但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优秀钢常常要求把成分精准地控制
在一个狭小的范围内;一般在不影响钢性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹炼终点时,钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求,必然以合金料
形式加入必然量的硅。它除了用作脱氧剂耗费部格外,还使钢液中的硅增添。增硅量要经过
正确计算,不可以超出吹炼钢种所赞同的范围。
终点控制:氧气转炉炼钢吹炼终点(吹氧结束)时使金属的化学成分和温度同时达到计
划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢:钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意
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防备熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的增添剂在出钢过程中加入钢包或出
钢流中。
碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包含原资料准备、补炉、配料及装料、
融化期、氧化期、复原期及出钢等7个阶段。
一、原资料准备
废钢是电弧炉炼钢的主要资料,废钢质量的利害直接影响钢冶的质量、成本
和生产率,因此,对废钢质量有以下几点要求。
1)废钢表面应洁净少锈,因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性
能,延长融化时间,还会影响氧化期去鳞见效及伤害炉衬。废钢锈蚀严重或沾有
油污时还会降低钢和合金元素的收得率,并增添钢中的含氢量。
2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大,熔点低,
不溶于钢液,易齐集在炉底空隙中造成漏钢事故;锡、砷和铜易惹起钢的热脆。
3)废钢中不得混有密封容器,以及易燃、易爆物和有毒物,以保证安全生
产。
4)废钢化学成分应明确,且需按成分分类寄存,硫、磷含量不宜过高。
5)废钢外形尺寸不可以过大(截面积不宜超出300mm×300mm,最大长度不宜超
过350mm。)
二、补炉
一般状况下,每炼完一炉钢后,在装料前要进行补炉,其目的是维修炉底和
被伤害的渣线及被损坏的部位,以保持正常的炉体形状,从而保证冶炼的正常进
行和安全生产,补炉的重点以下:
1)出钢后立刻检查炉衬,需填充炉底时,应先将炉底残渣所有扒出,今后进
行填充。补炉的原则是高温、快补、薄补,保护炉膛原状。
2)补炉料要提早半个小时混淆均匀,补炉后放下电极烘烤30min,若补镁砂
量较大,应酌情延长烘烤时间。
三、配料及装料
配料是电炉炼钢工艺中不可以缺乏的构成部分,配料能否合理关系到炼钢工能
否依据工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注
意以下几点:一是必然正确地进行配料计算和正确地称量炉料装入量;二是炉料
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的大小要按比率搭配,以达到好装、快速融化的目的;三是各样炉料应依据钢液
的质量要乞降冶炼方法搭配使用;四是配料成分必然吻合工艺要求。
装料前应先在炉底铺上一层石灰,其重量约为炉料重量的2%,以便提早造
好融化渣,有益于初期去磷,减少钢液吸气和加快升温。
装料时应将小料的一半放入底部,小料的上部、炉子中心区放入所有大料、
低碳废钢和难熔炉料,大料之间放入小料,中型料装在大料的上边及周围,大料
的最上边放入小料。凡在配猜中使用的电极块应砸成50~lOOmm,装在炉料基层,
且重要实,装好的炉料为半球形,二次加料不使用大块料及湿料。
四、融化期
在电弧炉炼钢工艺中,从通电开始到炉料所有熔清为止称为融化期。融化期
的任务是将固体炉料快速融化成钢液,并进行脱磷,减少钢液汲取气体和金属的
挥发。融化期的操作工艺以下:
1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料,电弧与炉顶距离很近,假如输入
功率过大、电压过高,炉顶简单被烧坏,因此一般采纳中级电压和输入变压器额
定功率的2/3左右。
2)穿井阶段。这个阶段电弧圆满被炉料包围,热量几乎所有被炉料汲取,不
会烧坏炉衬,因此使用最大功率,一般穿井时间为20min左右,约占总融化时间
的1/4。
3)电极上涨阶段。电极“穿井”终归后,炉底已形成熔池,炉底石灰及部分
元素氧化,使得在钢液面上形成一层熔渣,周围的炉料连续受辐射热而融化,钢
液增添使液面高升,电极渐渐上涨。这阶段仍采纳最大功率输送电能,所占时间
为总融化时间的1/2左右。
4)炉料融化过程中,应依据炉猜中含P量的高低,可分批加入适合的石灰及
矿石造渣,以利于脱P,加入的石灰量约为炉料重量的1%~2%,为了调整炉渣
的流动性,可加入适合的氟石。
5)在融化过程中应不停“推料助熔”,当大部分炉料开始融化时可采纳吹氧
助熔,加快炉料融化,吹氧时采纳浅吹提温,插入钢液深度<,~
。~45lOOmm,角度为30
6)融化末期采纳较低电压供电,炉料全熔后,充分搅拌钢液,取样应在熔池
中心处取钢液解析C、P、S,掌握元素含量,作为后阶段进行氧化、复原反响和控制元素含量的依据,如钢液含碳量不足时,在开始氧化前必然进行增碳。
五、氧化期
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加入氧化剂,使钢液中的碳氧化而熔池产生沸腾的阶段叫氧化期。氧化期的
主要任务是脱碳、脱磷,以及去除气体和夹杂物,并提升钢液温度。氧化期的操
作工艺以下:
1)氧化期前一阶段,钢液温度较低,主假如造渣脱磷,炉内的脱磷反响为:
5FeO+2Fe3P=P205+11Fe+Q
P205+CaO=CaO?P205+Q
由以上反响可看出,要提升脱磷见效,必然造成强氧化性(WFeO为12%~
20%)、强碱性(CaO浓度要高,R=2~3)的炉渣,炉渣流动性要好。适合偏低的
温度,增强钢渣的搅拌,以利于脱磷反响的进行。
2)当钢液温度达到1550℃后,氧化期进入第二阶段。氧化第二阶段主假如
进行氧化脱碳沸腾精髓,以去除钢液中的气体和夹杂物。我公司在实质生产中氧
化脱碳采纳矿石+氧气联合脱碳法,炼钢过程中碳的氧化反响是一个特别重要的
反响,其有益于整个熔池的快速加热,也有益于钢液成分的均匀化。详尽化学反
应以下:
0+C=CO,FeO+C=Fe+C。O
在氧化的第二段段,矿石加入应多批、小量、勤搅拌,使熔池沸腾活跃并使
炉渣保持优秀的流动性,做到炉渣自动流出。
3)氧化期操作重点:①氧化、测温吻合要求,渣况优秀方可分批加矿石,每批加矿石量不得超出料重的1%~2%,每批间隔时间需>5min。②为保证熔池沸
腾优秀,%~%。③调整渣况。当氧
化沸腾开始,采纳流渣,要求炉渣R=2~3,炉内渣量控制在3%~4%。氧化期
后阶段,应使炉渣流动性好,渣层要薄,渣量控制在2%~3%。④温度控制。
氧化期总的来讲是一个升温阶段,升温速度的快慢依据钢液中磷的状况而定。氧
化末期必然使钢液温度高升到大于该钢种出钢温度的10~2O℃。⑤净沸腾。当
温度、化学成分适合,就停止加矿石,调整好炉渣,让熔池进入自然沸腾(5~
10min),使钢液中的节余含氧量降低,并负气体及夹杂物充分上调,以利于复原
期的顺利进行。⑥扒渣。氧化期炉渣中FeO含量很高,又含有P205,为了复原
期脱氧及防备回磷必然扒渣,扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度10~2O℃;
扒渣前碳、磷及其余限制性成分应吻合要求。⑦增碳。假如氧化末期碳含量过低
需增碳,可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯净、干燥的碳粉,进行增碳。
六、复原期
氧化期扒渣完成到出钢这段时间称为复原期。主要任务是造好复原渣,钢液
进行脱氧、脱硫,调整化学成分,控制好出钢温度。复原期的操作工艺以下:
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1)停电扒氧化渣后,第一加入锰铁进行“预脱氧”。锰铁加入后,应立刻加
入石灰、氟石和碎硅砖造稀有渣覆盖钢液,以减少钢液吸气和降温。石灰、氟石、
碎硅砖块的加入比率为4:1:1,其总加入量约为钢液重量的2%~3%,稀有渣
形成后造复原渣进行复原。
2)稀有渣造好后,立刻取样解析C、Mn、Si、S、P等元素含量,并加复原碳
粉。复原碳粉加入后立刻封闭炉门,尽量保证炉膛有较好的密封性,以保持白渣
快速形成。
3)跟着复原过程的进行,炉渣渐渐失掉脱氧、脱硫能力,因此需要分批增补
造渣资料,调整炉渣的流动性,大概每隔6~8min加入一批造渣资料,保证反响
连续进行,复原末期加入硅铁和铬铁,做好出钢准备。
4)为了充分地进行脱氧和脱硫,钢液在优秀的白渣下复原时间一般应
≥15min,且有优秀的流动性。复原期总渣量为炉料的2%~3%,其配比为:石
灰:氟石:碳粉=4::1。
5)当含氧量和含硫量都已降到合格的程度,这时可以丈量钢液温度,当钢液
温度达到出钢温度要求时,调整钢液的化学成分。
6)化学成分和钢液温度均调整好后,即可插铝进行终脱氧。最后脱氧的加铝
%~%。
七、出钢
出钢必然做到以下几点:
1)成分合格,各主要元素达到内控规范要求。
2)脱氧优秀,加硅铁前必然是白渣,加入后在10min内出钢。
3)出钢槽必然洁净、干燥、平坦,并与出钢口保持平直,以利于出钢畅达,
做到钢液与炉渣混出。
4)出钢时,盛钢桶必然烘烤成暗红色,
刹,以及每吨钢液加入1kg的稀土硅铁,并在包内烤红。
5)出钢后在盛钢桶内取成品样,检查温度及脱氧状况能否优秀,依据包内钢
液温度并联合烤包、炉渣量等实质状况决定沉稳时间,以达到铸钢件始浇温度不
高于该钢种浇注温度,出钢后应保证沉稳时间≥5min。
对一般电弧炉在融化期采纳熔氧联合技术,可降低钢液含胸襟和含磷量。在复原期采纳复原
精练技术则有益于钢液的去气、去杂质。采纳该冶炼工艺提升了钢液质量,改良铸钢件组织
构造和力学性能,同时也改良了铸件表面质量,并能创办必然的经济效益。(榕霖)
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转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的
过程中放出大批的热量(含1%的硅可使生铁的温度高升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其余使用燃料。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,
提升温度和调整成分。概括为:“四脱”(碳、氧、磷和硫),“二去”
(去气和去夹杂),“二调整”(成分和温度)。采纳的主要技术手段
为:供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。本专题将详尽介绍转
炉炼钢生产的工艺流程,主要工艺设施的工作原理以及控制要求等信
息。因为时间的急促和编写水平有限,专题中不免出现遗漏或错误的地
方,欢迎大家增补指正。
转炉冶炼目的:将生铁里的碳及其余杂质(如:硅、锰)等氧化,
产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。
【有关信息】钢与生铁的差别:第一是碳的含量,理论上一般把
%称之钢,它的熔点在1450-1500℃,而生铁的熔点在1
100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,跟着碳含量的
增添,其强度、硬度增添,而塑性和冲击韧性降低。钢拥有很好的物理、
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。
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转炉冶炼原理简介:
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,
炉侧有很多小孔(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
加入必然量的生石灰,今后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液
态生铁表面强烈的反响,使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成
炉渣,利用融化的钢铁和炉渣的对流作用,使反响遍布整个炉内。几分
钟后,当钢液中只剩下少许的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放
热)使钢液强烈沸腾。炉口因为溢出的一氧化炭的焚烧而出现巨大的火
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
反响生成坚固的磷酸钙和硫化钙,一同成为炉渣。当磷与硫渐渐减少,
火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表示钢已炼成。这时应
立刻停止鼓风,并把转炉转到水平川址,把钢水倾至钢水包里,再加脱
氧剂进行脱氧。整个过程只要15分钟左右。假如氧气是从炉底吹入,
那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。
转炉冶炼工艺流程简介:
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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
由以下六步构成:
(1)上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设施等并进行必需的
维修和维修;
(2)倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直地点);
(3)降枪开吹,同时加入第一批渣料(开初炉内噪声较大,
从炉口冒出赤色烟雾,随后喷出暗红的火焰;3~5min后硅锰氧凑近结
束,碳氧反响渐渐强烈,炉口的火焰变大,亮度随之提升;同时渣料熔
化,噪声减弱);
(4)3~5min后加入第二批渣料连续吹炼(随吹炼进行钢中碳
渐渐降低,约12min后火焰稍微,停吹);
(5)倒炉,测温、取样,并确立补吹时间或出钢;
(6)出钢,同时(将计算好的合金加入钢包中)进行脱氧合
..
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金化。
转炉炼钢主要工艺设施简介:
转炉(converter)
炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,
呈圆筒形,内衬耐火资料,吹炼时靠化学反响热加热,不需外加热源,
是最重要的炼钢设施,也可用于铜、镍冶炼。
AOD精髓炉
AOD即氩氧脱碳精髓炉,是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD
炉型依据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由
半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。
VOD精髓炉
VOD精髓炉(vacuumoxygendecarburization),是在真空状态下进
行吹氧脱碳的炉外精髓炉,它以精髓铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素
体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精髓包中放入密封的真空罐中进
行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。
LF精髓炉
LF(ladlefurnace)炉是拥有加热和搅拌功能的钢包精髓炉。加
热一般经过电极加热,搅拌是经过底部透气砖进行的。
氧枪
氧枪是转炉供氧的主要设施,它是由喷头、枪身和尾部构造构成。
喷头是用导热性优秀的紫铜经铸造和切割加工而成,也合用压力浇铸而
成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是
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