1、炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物,经化学反应选入气相或排、浮入渣中,使之从钢液中排除的工艺操作期。还原期:普通功率电弧炉炼钢操作中,通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、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取消还原期。炉外精炼: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炼的炼钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼:炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物
2、和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是:可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。钢液搅拌:炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化,并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应,反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下,其冶金反应速度很慢,如电炉中静止的钢液脱硫需3060分钟;而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需35分钟。钢液在静止状态下,夹杂物*上浮除去,排除速度较慢;搅拌钢液时,夹杂物的除去速
3、度按指数规律递增,并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。钢包喂丝:通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、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。钢包处理:钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短(约1030分钟),精炼任务单一,没有补偿钢水温度降低的加热装置,工艺操作简单,设备投资少。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),钢包喷粉处理法(IJ、TN、SL)等均属此类。钢包精炼:钢包精炼型
4、炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长(约60180分钟),具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类高合金钢和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼。真空吹氧脱碳法(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)、钢包精炼法(ASEA-SKF)、封闭式吹氩成分微调法(CAS)等,均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法(AOD)。惰性气体处理:向钢液中吹入惰性气体,这种气体本身不参与冶金反应,但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2、CO的分压接近于零),具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理,就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加
5、氧进行精炼脱碳,可以降低碳氧反应中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。多数情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消耗于钢的脱氧,转化为脱氧产物排出;另一部则为钢水所吸收,起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。成分控制:保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节,但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内;一般在不影响钢性能的前提下,按
6、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,必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外,还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算,不可超过吹炼钢种所允许的范围。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。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加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括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期
7、及出钢等7个阶段。一、原材料准备废钢是电弧炉炼钢的主要材料,废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率,因此,对废钢质量有如下几点要求。1)废钢表面应清洁少锈,因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能,延长熔化时间,还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。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,并增加钢中的含氢量。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,易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故;锡、砷和铜易引起钢的热脆。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,且需按成分分类存放,硫、磷含量不宜过
8、高。5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm300mm,最大长度不宜超过350mm)。二、补炉一般情况下,每炼完一炉钢后,在装料前要进行补炉,其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位,以维持正常的炉体形状,从而保证冶炼的正常进行和安全生产,补炉的要点如下:1)出钢后立即检查炉衬,需填补炉底时,应先将炉底残渣全部扒出,然后进行填补。补炉的原则是高温、快补、薄补,维护炉膛原状。2)补炉料要提前半个小时混合均匀,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缺少的组成部分,配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操
9、作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意以下几点:一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量;二是炉料的大小要按比例搭配,以达到好装、快速熔化的目的;三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用;四是配料成分必须符合工艺要求。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,以便提前造好熔化渣,有利于早期去磷,减少钢液吸气和加速升温。装料时应将小料的一半放入底部,小料的上部、炉子中心区放入全部大料、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面及四周,大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的电极块应砸成50lOOmm,装在炉料下层,且要紧实,装好的炉料为半球形,二次
10、加料不使用大块料及湿料。四、熔化期在电弧炉炼钢工艺中,从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液,并进行脱磷,减少钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下: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,如果输入功率过大、电压过高,炉顶容易被烧坏,因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的23左右。2)穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围,热量几乎全部被炉料吸收,不会烧坏炉衬,因此使用最大功率,一般穿井时间为20min左右,约占总熔化时间的14。3)电极上升阶段。电极“穿井”到底后,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
11、一层熔渣,四周的炉料继续受辐射热而熔化,钢液增加使液面升高,电极逐渐上升。这阶段仍采用最大功率输送电能,所占时间为总熔化时间的12左右。4)炉料熔化过程中,应根据炉料中含P量的高低,可分批加入适量的石灰及矿石造渣,以利于脱P,加入的石灰量约为炉料重量的12,为了调整炉渣的流动性,可加入适量的氟石。5)在熔化过程中应不断“推料助熔”,当大部分炉料开始熔化时可采取吹氧助熔,加速炉料熔化,吹氧时采用浅吹提温,插入钢液深度5min。为确保熔池沸腾良好,应将氧化脱碳速率控制在每分钟0.O10.03。调整渣况。当氧化沸腾开始,采用流渣,要求炉渣R=23,炉内渣量控制在34。氧化期后阶段,应使炉渣流动性好,
12、渣层要薄,渣量控制在23。温度控制。氧化期总的来讲是一个升温阶段,升温速度的快慢根据钢液中磷的情况而定。氧化末期必须使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的102O。净沸腾。当温度、化学成分合适,就停止加矿石,调整好炉渣,让熔池进入自然沸腾(510min),使钢液中的残余含氧量降低,并使气体及夹杂物充分上浮,以利于还原期的顺利进行。扒渣。氧化期炉渣中FeO含量很高,又含有P205,为了还原期脱氧及防止回磷必须扒渣,扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度102O;扒渣前碳、磷及其他限制性成分应符合要求。增碳。如果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、还原期氧
13、化期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。主要任务是造好还原渣,钢液进行脱氧、脱硫,调整化学成分,控制好出钢温度。还原期的操作工艺如下:1)停电扒氧化渣后,首先加入锰铁进行“预脱氧”。锰铁加入后,应立即加入石灰、氟石和碎硅砖造稀薄渣覆盖钢液,以减少钢液吸气和降温。石灰、氟石、碎硅砖块的加入比例为4:1:1,其总加入量约为钢液重量的23,稀薄渣形成后造还原渣进行还原。2)稀薄渣造好后,立即取样分析C、Mn、Si、S、P等元素含量,并加还原碳粉。还原碳粉加入后立即关闭炉门,尽量保证炉膛有较好的密封性,以保持白渣快速形成。3)随着还原过程的进行,炉渣逐渐失去脱氧、脱硫能力,因而需要分批补充造渣材料,调整
14、炉渣的流动性,大约每隔68min加入一批造渣材料,确保反应继续进行,还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,钢液在良好的白渣下还原时间一般应15min,且有良好的流动性。还原期总渣量为炉料的23,其配比为:石灰:氟石:碳粉=4:15:1。5)当含氧量和含硫量都已降到合格的程度,这时可以测量钢液温度,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。最终脱氧的加铝量是钢液重量的0.10.15。七、出钢出钢必须做到以下几点:1)成分合格,各主要元素达到内控规范要求。2)脱氧良好,加硅铁前必须是白渣,加入后在10min
15、内出钢。3)出钢槽必须清洁、干燥、平整,并与出钢口保持平直,以利于出钢畅通,做到钢液与炉渣混出。4)出钢时,盛钢桶必须烘烤成暗红色,出钢前15min加2.0kg硅铝钡终脱氧刹,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,检查温度及脱氧情况是否良好,根据包内钢液温度并结合烤包、炉渣量等实际情况决定镇静时间,以达到铸钢件始浇温度不高于该钢种浇注温度,出钢后应保证镇静时间5min。对普通电弧炉在熔化期采取熔氧结合技术,可降低钢液含气量和含磷量。在还原期采取还原精练技术则有利于钢液的去气、去杂质。采用该冶炼工艺提高了钢液质量,改善铸钢件组织结构和力学性能,同时也改善了
16、铸件表面质量,并能创造一定的经济效益。(榕霖)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。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。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗
17、漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。转炉冶炼目的: 将生铁里的碳及其它杂质(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。【相关信息】钢与生铁的区别: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。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,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,
18、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
19、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: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;35min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)35min后加入第二批渣
20、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。转炉炼钢主要工艺设备简介: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,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。AOD精炼炉AOD即氩氧脱碳精炼炉,是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有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精炼炉V
21、OD精炼炉(vacuumoxygen decarburization),是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉,它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼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精炼炉LF(ladle furnace) 炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热,搅拌是通过底部透气砖进行的。氧枪 氧枪是转炉供氧的主要设备,它是由喷头、枪身和尾部结构组成。喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成,也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。
22、拉瓦尔型喷头是收缩扩张收缩型喷孔,当出口氧压与进口氧压之比p出/p00.528时形成超音速射流。转炉倾炉系统倾炉系统:变频调速(变频器+电机+减速机+大齿轮) 倾炉机构:倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。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。转炉炼钢是在转炉里进行。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。(1)上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行
23、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;(4)35min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
24、料。吹炼过程中的供氧强度:小型转炉为2.5-4.5m3/(tmin);120t以上的转炉一般为2.8-3.6m3/(tmin)。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。 此贴被mym在2008-04-22 17:27重新编辑 最新悬赏任务:查看更多急招施耐德昆腾系列PLC培训讲师 (4000元)购iFix在污水处理系统中的案例 (1500元)购InTouch在自来水系统中的案例 (1500元)诚聘兼职PLC培训教师 (1500元)购InTouch在火电厂监控中的案例 (1500元)诚征图书编辑(INTOUCH软件、水 (2000元)购iFix在钢铁厂高炉监控中的案例 (1500元)新产品(技术)转让区 (5000元)Posted: 2008-04-21 17:33 | 楼 主 mym 级别: 总版主精华: 41
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