畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）煉鋼工藝流程研究

1、昆明冶金高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)煉鋼工藝流程研究學(xué) 院： 電氣學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 電氣0844 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 2010.12.01 至 2011.01.02 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程介紹【導(dǎo)讀】：轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度

2、）。采用的主要技術(shù)手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。本專題將詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。由于時(shí)間的倉(cāng)促和編輯水平有限，專題中難免出現(xiàn)遺漏或錯(cuò)誤的地方，歡迎大家補(bǔ)充指正。轉(zhuǎn)爐冶煉目的： 將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能更好的鋼?！鞠嚓P(guān)信息】鋼與生鐵的區(qū)別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點(diǎn)在1450-1500，而生鐵的熔點(diǎn)在1100-1200。在鋼中碳元素和鐵元素形成fe3c固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學(xué)

3、性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。 轉(zhuǎn)爐冶煉原理簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (feo,sio2 , mno,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火

4、焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝流程簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成：（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理；（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；（3）降槍開吹，同時(shí)加入第一

5、批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；35min后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）；（4）35min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒?fàn)t，測(cè)溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；（6）出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐（converter）爐體可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時(shí)靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。 aod精煉

6、爐aod即氬氧脫碳精煉爐，是一項(xiàng)用于不銹鋼冶煉的專有工藝。aod爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動(dòng)控制發(fā)展到智能計(jì)算機(jī)控制來(lái)冶煉不銹鋼。vod精煉爐vod精煉爐（vacuumoxygen decarburization),是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。lf精煉爐lf（ladle furnace) 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。氧槍 氧

7、槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p00.528時(shí)形成超音速射流。轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)傾爐系統(tǒng):變頻調(diào)速(變頻器+電機(jī)+減速機(jī)+大齒輪) 傾爐機(jī)構(gòu)：傾爐機(jī)構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺(tái)、水平支撐機(jī)構(gòu)和支座等組成。煉鋼工藝流程造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過渣金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有

8、足夠流動(dòng)性和堿度的熔渣，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最小。 出渣：電弧爐煉鋼時(shí)根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時(shí)，原來(lái)的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。 熔池?cái)嚢瑁合蚪饘偃鄢毓?yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以改善冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電爐底吹：通過置于爐底的噴嘴將n2、ar、co2、co、ch4、o2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，

9、提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。 熔化期：煉鋼的熔化期主要是對(duì)平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。 氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認(rèn)為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務(wù)是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項(xiàng)重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2左右。隨著爐外精煉技術(shù)的

10、發(fā)展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進(jìn)行。 精煉期：煉鋼過程通過造渣和其他方法把對(duì)鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。 還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間稱為還原期。其主要任務(wù)是造還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。 爐外精煉：將煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電爐等）中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真

11、空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝過程并降低生產(chǎn)成本。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。 鋼液攪拌：爐外精煉過程中對(duì)鋼液進(jìn)行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)。多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需3060分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需35分鐘。鋼液在靜止

12、狀態(tài)下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)。 鋼包喂絲：通過喂絲機(jī)向鋼包內(nèi)喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調(diào)成分的粉劑，如ca-si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對(duì)鋼水進(jìn)行深脫硫、鈣處理以及微調(diào)鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態(tài)的功能。 鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡(jiǎn)稱。其特點(diǎn)是精煉時(shí)間短（約1030分鐘），精煉任務(wù)單一，沒有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態(tài)等裝置。如真空循環(huán)脫氣法（rh、dh），鋼包真空吹氬法（gazid

13、），鋼包噴粉處理法（ij、tn、sl）等均屬此類。 鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡(jiǎn)稱。其特點(diǎn)是比鋼包處理的精煉時(shí)間長(zhǎng)（約60180分鐘），具有多種精煉功能，有補(bǔ)償鋼水溫度降低的加熱裝置，適于各類高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（vod）、真空電弧加熱脫氣法（vad）、鋼包精煉法（asea-skf）、封閉式吹氬成分微調(diào)法（cas）等，均屬此類；與此類似的還有氬氧脫碳法（aod）。 惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應(yīng)，但從鋼水中上升的每個(gè)小氣泡都相當(dāng)于一個(gè)“小真空室”（氣泡中h2、n2、co的分壓接近于零），具有“氣洗”作用。爐外精煉法生產(chǎn)不

14、銹鋼的原理，就是應(yīng)用不同的co分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關(guān)系。用惰性氣體加氧進(jìn)行精煉脫碳，可以降低碳氧反應(yīng)中co分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。 預(yù)合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達(dá)到成品鋼成分規(guī)格要求的操作過程稱為合金化。多數(shù)情況下脫氧和合金化是同時(shí)進(jìn)行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗于鋼的脫氧，轉(zhuǎn)化為脫氧產(chǎn)物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時(shí)加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預(yù)合金化。 成分控制：保證成品鋼成分全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求的操作。成分控制貫穿于從配料到出鋼的各個(gè)環(huán)節(jié)，但重點(diǎn)是合金化時(shí)對(duì)合金元素成分的控制。對(duì)優(yōu)

15、質(zhì)鋼往往要求把成分精確地控制在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。 增硅：吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼液中含硅量極低。為達(dá)到各鋼號(hào)對(duì)硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)算，不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。 終點(diǎn)控制：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉終點(diǎn)（吹氧結(jié)束）時(shí)使金屬的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到計(jì)劃鋼種出鋼要求而進(jìn)行的控制。終點(diǎn)控制有增碳法和拉碳法兩種方法。 出鋼：鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。出鋼時(shí)要注意防止熔渣流入鋼包。用于調(diào)整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。堿性

16、電弧爐氧化法煉鋼工藝過程主要包括原材料準(zhǔn)備、補(bǔ)爐、配料及裝料、熔化期、氧化期、還原期及出鋼等7個(gè)階段。一、原材料準(zhǔn)備廢鋼是電弧爐煉鋼的主要材料，廢鋼質(zhì)量的好壞直接影響鋼冶的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率，因此，對(duì)廢鋼質(zhì)量有如下幾點(diǎn)要求。1）廢鋼表面應(yīng)清潔少銹，因廢鋼中沾有的泥沙等雜物會(huì)降低爐料的導(dǎo)電性能，延長(zhǎng)熔化時(shí)間，還會(huì)影響氧化期去鱗效果及侵蝕爐襯。廢鋼銹蝕嚴(yán)重或沾有油污時(shí)還會(huì)降低鋼和合金元素的收得率，并增加鋼中的含氫量。2)廢鋼中不得混有鉛、錫、砷、鋅和銅等有色金屬。鉛的密度大，熔點(diǎn)低，不溶于鋼液，易沉積在爐底縫隙中造成漏鋼事故；錫、砷和銅易引起鋼的熱脆。3）廢鋼中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和

17、有毒物，以保證安全生產(chǎn)。4)廢鋼化學(xué)成分應(yīng)明確，且需按成分分類存放，硫、磷含量不宜過高。5)廢鋼外形尺寸不能過大(截面積不宜超過300mm300mm，最大長(zhǎng)度不宜超過350mm)。二、補(bǔ)爐一般情況下，每煉完一爐鋼后，在裝料前要進(jìn)行補(bǔ)爐，其目的是修補(bǔ)爐底和被侵蝕的渣線及被破壞的部位，以維持正常的爐體形狀，從而保證冶煉的正常進(jìn)行和安全生產(chǎn)，補(bǔ)爐的要點(diǎn)如下：1)出鋼后立即檢查爐襯，需填補(bǔ)爐底時(shí)，應(yīng)先將爐底殘?jiān)堪浅?，然后進(jìn)行填補(bǔ)。補(bǔ)爐的原則是高溫、快補(bǔ)、薄補(bǔ)，維護(hù)爐膛原狀。2)補(bǔ)爐料要提前半個(gè)小時(shí)混合均勻，補(bǔ)爐后放下電極烘烤30min，若補(bǔ)鎂砂量較大，應(yīng)酌情延長(zhǎng)烘烤時(shí)間。三、配料及裝料配料是電爐煉

18、鋼工藝中不可缺少的組成部分，配料是否合理關(guān)系到煉鋼工能否按照工藝要求正常地進(jìn)行冶煉操作。合理的配料能縮短冶煉時(shí)間。配料時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是必須正確地進(jìn)行配料計(jì)算和準(zhǔn)確地稱量爐料裝入量；二是爐料的大小要按比例搭配，以達(dá)到好裝、快速熔化的目的；三是各類爐料應(yīng)根據(jù)鋼液的質(zhì)量要求和冶煉方法搭配使用；四是配料成分必須符合工藝要求。裝料前應(yīng)先在爐底鋪上一層石灰，其重量約為爐料重量的2，以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，減少鋼液吸氣和加速升溫。裝料時(shí)應(yīng)將小料的一半放入底部，小料的上部、爐子中心區(qū)放入全部大料、低碳廢鋼和難熔爐料，大料之間放入小料，中型料裝在大料的上面及四周，大料的最上面放入小料。凡在配料

19、中使用的電極塊應(yīng)砸成50loomm，裝在爐料下層，且要緊實(shí)，裝好的爐料為半球形，二次加料不使用大塊料及濕料。四、熔化期在電弧爐煉鋼工藝中，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。熔化期的任務(wù)是將固體爐料迅速熔化成鋼液，并進(jìn)行脫磷，減少鋼液吸收氣體和金屬的揮發(fā)。熔化期的操作工藝如下：1)啟弧階段。通電啟弧時(shí)爐膛內(nèi)充滿爐料，電弧與爐頂距離很近，如果輸入功率過大、電壓過高，爐頂容易被燒壞，因此一般選用中級(jí)電壓和輸入變壓器額定功率的23左右。2)穿井階段。這個(gè)階段電弧完全被爐料包圍，熱量幾乎全部被爐料吸收，不會(huì)燒壞爐襯，因此使用最大功率，一般穿井時(shí)間為20min左右，約占總?cè)刍瘯r(shí)間的14。3)電極上升

20、階段。電極“穿井”到底后，爐底已形成熔池，爐底石灰及部分元素氧化，使得在鋼液面上形成一層熔渣，四周的爐料繼續(xù)受輻射熱而熔化，鋼液增加使液面升高，電極逐漸上升。這階段仍采用最大功率輸送電能，所占時(shí)間為總?cè)刍瘯r(shí)間的12左右。4)爐料熔化過程中，應(yīng)根據(jù)爐料中含p量的高低，可分批加入適量的石灰及礦石造渣，以利于脫p，加入的石灰量約為爐料重量的12，為了調(diào)整爐渣的流動(dòng)性，可加入適量的氟石。5)在熔化過程中應(yīng)不斷“推料助熔”，當(dāng)大部分爐料開始熔化時(shí)可采取吹氧助熔，加速爐料熔化，吹氧時(shí)采用淺吹提溫，插入鋼液深度5min。為確保熔池沸騰良好，應(yīng)將氧化脫碳速率控制在每分鐘0.o10.03。調(diào)整渣況。當(dāng)氧化沸騰開

21、始，采用流渣，要求爐渣r=23，爐內(nèi)渣量控制在34。氧化期后階段，應(yīng)使?fàn)t渣流動(dòng)性好，渣層要薄，渣量控制在23。溫度控制。氧化期總的來(lái)講是一個(gè)升溫階段，升溫速度的快慢根據(jù)鋼液中磷的情況而定。氧化末期必須使鋼液溫度升高到大于該鋼種出鋼溫度的102o。凈沸騰。當(dāng)溫度、化學(xué)成分合適，就停止加礦石，調(diào)整好爐渣，讓熔池進(jìn)入自然沸騰(510min)，使鋼液中的殘余含氧量降低，并使氣體及夾雜物充分上浮，以利于還原期的順利進(jìn)行。扒渣。氧化期爐渣中feo含量很高，又含有p205，為了還原期脫氧及防止回磷必須扒渣，扒渣的條件是扒渣溫度高于出鋼溫度102o；扒渣前碳、磷及其他限制性成分應(yīng)符合要求。增碳。如果氧化末期碳

22、含量過低需增碳，可在扒渣后裸露的鋼液面上撒加純凈、干燥的碳粉，進(jìn)行增碳。六、還原期氧化期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間稱為還原期。主要任務(wù)是造好還原渣，鋼液進(jìn)行脫氧、脫硫，調(diào)整化學(xué)成分，控制好出鋼溫度。還原期的操作工藝如下：1)停電扒氧化渣后，首先加入錳鐵進(jìn)行“預(yù)脫氧”。錳鐵加入后，應(yīng)立即加入石灰、氟石和碎硅磚造稀薄渣覆蓋鋼液，以減少鋼液吸氣和降溫。石灰、氟石、碎硅磚塊的加入比例為4：1：1，其總加入量約為鋼液重量的23，稀薄渣形成后造還原渣進(jìn)行還原。2)稀薄渣造好后，立即取樣分析c、mn、si、s、p等元素含量，并加還原碳粉。還原碳粉加入后立即關(guān)閉爐門，盡量保證爐膛有較好的密封性，以保持白渣快速形成

23、。3)隨著還原過程的進(jìn)行，爐渣逐漸失去脫氧、脫硫能力，因而需要分批補(bǔ)充造渣材料，調(diào)整爐渣的流動(dòng)性，大約每隔68min加入一批造渣材料，確保反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，還原末期加入硅鐵和鉻鐵，做好出鋼準(zhǔn)備。4)為了充分地進(jìn)行脫氧和脫硫，鋼液在良好的白渣下還原時(shí)間一般應(yīng)15min，且有良好的流動(dòng)性。還原期總渣量為爐料的23，其配比為：石灰：氟石：碳粉=4：15：1。5)當(dāng)含氧量和含硫量都已降到合格的程度，這時(shí)可以測(cè)量鋼液溫度，當(dāng)鋼液溫度達(dá)到出鋼溫度要求時(shí)，調(diào)整鋼液的化學(xué)成分。6)化學(xué)成分和鋼液溫度均調(diào)整好后，即可插鋁進(jìn)行終脫氧。最終脫氧的加鋁量是鋼液重量的0.10.15。七、出鋼出鋼必須做到以下幾點(diǎn)：1)成分合

24、格，各主要元素達(dá)到內(nèi)控規(guī)范要求。2)脫氧良好，加硅鐵前必須是白渣，加入后在10min內(nèi)出鋼。3)出鋼槽必須清潔、干燥、平整，并與出鋼口保持平直，以利于出鋼暢通，做到鋼液與爐渣混出。4)出鋼時(shí)，盛鋼桶必須烘烤成暗紅色，出鋼前15min加2.0kg硅鋁鋇終脫氧剎，以及每噸鋼液加入1kg的稀土硅鐵，并在包內(nèi)烤紅。5)出鋼后在盛鋼桶內(nèi)取成品樣，檢查溫度及脫氧情況是否良好，根據(jù)包內(nèi)鋼液溫度并結(jié)合烤包、爐渣量等實(shí)際情況決定鎮(zhèn)靜時(shí)間，以達(dá)到鑄鋼件始澆溫度不高于該鋼種澆注溫度，出鋼后應(yīng)保證鎮(zhèn)靜時(shí)間5min。對(duì)普通電弧爐在熔化期采取熔氧結(jié)合技術(shù)，可降低鋼液含氣量和含磷量。在還原期采取還原精練技術(shù)則有利于鋼液的去

25、氣、去雜質(zhì)。采用該冶煉工藝提高了鋼液質(zhì)量，改善鑄鋼件組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，同時(shí)也改善了鑄件表面質(zhì)量，并能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。（榕霖）轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度）。采用的主要技術(shù)手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。本專題將詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的工藝流程，主要

26、工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。由于時(shí)間的倉(cāng)促和編輯水平有限，專題中難免出現(xiàn)遺漏或錯(cuò)誤的地方，歡迎大家補(bǔ)充指正。轉(zhuǎn)爐冶煉目的： 將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能更好的鋼?！鞠嚓P(guān)信息】鋼與生鐵的區(qū)別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點(diǎn)在1450-1500，而生鐵的熔點(diǎn)在1100-1200。在鋼中碳元素和鐵元素形成fe3c固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。 轉(zhuǎn)爐冶煉原理簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。

27、轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (feo,sio2 , mno,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷

28、與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝流程簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成：（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理；（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；（3）降槍開吹，同時(shí)加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；35min后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈

29、，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）；（4）35min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒?fàn)t，測(cè)溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；（6）出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡(jiǎn)介：轉(zhuǎn)爐（converter）爐體可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時(shí)靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。 aod精煉爐aod即氬氧脫碳精煉爐，是一項(xiàng)用于不銹鋼冶煉的專有工藝。aod爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t

30、、25t、30t等。裝備水平也由半自動(dòng)控制發(fā)展到智能計(jì)算機(jī)控制來(lái)冶煉不銹鋼。vod精煉爐vod精煉爐（vacuumoxygen decarburization),是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。lf精煉爐lf（ladle furnace) 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。氧槍 氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓

31、力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p00.60%)。合金鋼是指鋼中除含有硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素如鉻、鎳、鉬、鈦、釩、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和稀土元素等，有的還含有某些非金屬元素如硼、氮等的鋼。根據(jù)鋼中合金元素含量的多少，又可分為低合金鋼，中合金鋼和高合金鋼。一般合金元素總含量小于3%的為普通低合金鋼，總含量為3%5%的為低合金鋼，大于10%的叫高合金鋼，總含量介于5%10%之間為中合金鋼。按鋼中所含有的主要合金元素不同可分為錳鋼、硅鋼、硼鋼、鉻鎳鎢

32、鋼、鉻錳硅鋼等。 按冶煉方法和質(zhì)量水平分類：按煉鋼爐設(shè)備不同可分為轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼、平爐鋼。其中電爐鋼包括電弧爐鋼、感應(yīng)爐鋼、電渣鋼、電子束熔煉及有關(guān)的真空熔煉鋼等。 按脫氧程度不同可分為沸騰鋼（不經(jīng)脫氧或微弱脫氧）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧充分）和半鎮(zhèn)靜鋼（脫氧不完全，介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間）。 按質(zhì)量水平不同可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。 按用途分類，分為三大類：結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊性能鋼。 結(jié)構(gòu)鋼是目前生產(chǎn)最多、使用最廣的鋼種，它包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造機(jī)器和結(jié)構(gòu)的零件及建筑工程用的金屬結(jié)構(gòu)等。碳素結(jié)構(gòu)鋼是指用來(lái)制造工程結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件用的鋼，其硫、磷等雜質(zhì)含量比優(yōu)質(zhì)鋼高些，一般s0.055%，p0.045%，優(yōu)質(zhì)碳素鋼s和p均0.040%。