碳鋼和不銹鋼冶煉基本知識

1、碳鋼和不銹鋼冶煉基本知識鋼鐵廠生產(chǎn)工藝流程圖鋼鐵廠生產(chǎn)工藝流程圖 碳鋼部分碳鋼部分一、碳鋼冶煉的基本方法1、轉爐煉鋼：底吹轉爐、頂吹轉爐、頂?shù)讖秃洗禑?2、電弧爐煉鋼3、爐外精煉二、轉爐煉鋼 1、冶煉用原材料：煉鋼用原材料分為金屬料和非金屬料兩種。 1.1 金屬料：包括鐵水、廢鋼、合金 1.2 非金屬料：造渣材料、氧化劑 、冷卻劑 、還原劑和增碳劑 2、轉爐（頂吹氧氣）煉鋼工藝2.1主要工藝流程： 裝料-供氧-造渣-溫度及終點控制-出鋼及脫氧合金化-澆鑄（連鑄、模鑄）。 2.1.1裝料：裝料順序：先輕廢后重廢，過重的先裝鐵水后再裝，最后兌鐵水。爐役后期先兌鐵水。裝入量的方法：定量裝入、定深裝入

2、、分階段定量裝入等。 2.1.2供氧：重點是氧槍操作，氧槍的結構、類型、和尺寸確定后，吹煉過程中供氧操作是吹煉工藝中重要的組成部分。吹煉的不同時期對槍位有不同的要求。不同時期有不同的特點： 1、前期的特點：硅迅速氧化。 2、中期的特點：強烈脫碳。 3、吹煉后期，脫碳減慢，這時的基本任務是要進一步調整好爐渣的 氧化性和流動性，繼續(xù)去硫、磷，準確控制終點。 2.1.3造渣： 目的是脫硫、脫磷，通過造渣使爐渣具有除磷、硫所要求的物理、化學性質：適當?shù)膲A度、粘度和氧化性。 2.1.4 終點控制 基本要求是：在吹氧結束時，使金屬的化學成分和溫度同時達到出鋼的要求。方法：拉碳法和增碳法兩種。 2.1.5脫

3、氧、合金： 吹煉終點時鋼中殘留一定量的溶解氧，不脫除就不能順利澆鑄，而且會使鋼老化，使鋼的脆性和電阻系數(shù)增大，影響鋼的磁性，因此要脫氧。脫氧：在出鋼前或在出鋼、鑄鋼過程中，加入一種或幾種與氧親合力比鐵強的元素。使金屬中的含氧量降到要求限度。這一操作過程稱為脫氧。合金化：在脫氧過程中，往往使鋼中硅、錳及其它合金元素的含量達到成品鋼規(guī)格的要求。鋁，鋼的奧氏體晶粒越細，熱處理后鋼的性能就越好。最常用的晶粒細化劑是鋁，加入量300500克/噸鋼。錳，錳的脫硫能力雖弱，卻足以保證得到正常結構的沸騰鋼?？蓽p輕硫對鋼的性能的危害。硅，是常用的脫氧劑。硅的脫氧能力較強，鋼中殘留有0.150.30%的便能得到鎮(zhèn)

4、靜鋼。碳，是理想的脫氧劑。但是碳的脫氧能力只在真空或吹惰性氣體的條件下才能發(fā)揮出來。 2.1.6、爐后吹氬、模鑄和連鑄（略）。常用合金的性能特點：三、電爐煉鋼 電弧爐煉鋼主要是利用電極與爐料間放電產(chǎn)生電弧發(fā)出的熱量來煉鋼。電弧區(qū)溫度高達3000度以上。電爐煉鋼的工藝基本包括：補爐、裝料、熔化、氧化、還原等過程。 3.1補爐電爐每煉一爐鋼，爐襯都遭到不同程度的損壞，因此每爐出鋼后都要及時及時補爐。補爐的原則：高溫、快速、薄補。要求補爐后爐膛溫度不得低于1200度，厚度不能超過25mm。 3.2裝料除對裝料的外觀尺寸有一定的要求外，對裝料的要求總結如下：下部致密、上部疏松、中間高四周低、穿井快、不

5、搭橋、爐門口無大料。 3.3熔化人為地劃分為四個階段：3.3.1第一階段起弧：開始通電時電極下降觸及爐料，發(fā)生短路，在強大的短路電流的作用下，電極與爐料間的空氣被電離，形成電弧。 3.3.2第二階段“穿井”：隨著電極下面爐料的熔化，電極不斷向下移動，逐漸在爐料中間三根電極下面形成3個洞，既所謂穿井。約經(jīng)1525分后電極達到最低位置。 3.3.3第三階段熔化中期（電極回升）：隨著熔池和渣層的形成，電流趨于平穩(wěn)，這一階段主要任務是熔化電極周圍的爐料。 3.3.4第四階段熔清（爐料熔畢）：主要是熔化低溫區(qū)的爐料。吹氧助熔可縮短熔化時間2030分。熔化時部分元素要蒸發(fā)和氧化。熔化期造堿性渣（一般爐底加

6、入石灰）堿度在2.53.0，（FeO）在1520%可達到較好的脫磷效果。 3.4氧化 氧化期的主要任務是：進一步脫磷、去除金屬中的氣體和非金屬夾雜物。因此要通過脫碳造成熔池的沸騰，以促進熔池內的傳質和傳熱。 3.5還原 還原期的主要任務是脫氧，其次是脫硫、進行合金化、調整成分、溫度等。脫氧的方法：沉淀脫氧、擴散脫氧、綜合脫氧三種。 3.6脫硫 還原期中在脫氧的過程中同時也進行脫硫。因還原期溫度高，渣中FeO含量低、爐渣堿度高，有利于脫硫，所以還原期是脫硫的最好時期，這也是電爐煉鋼的優(yōu)點之一。 3.7鋼水溫度的控制 還原期控制溫度是很重要的，還原期內必須控制好鋼水溫度，使脫氧、脫硫順利進行和產(chǎn)物

7、順利排除和澆鑄順利進行。四、爐外精煉爐外精練的基本方法：RH法、VOD法、VD法、LF爐LF爐RH法VD法 VOD法不銹鋼部分不銹鋼部分 一、不銹鋼的定義 不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻，鉻在氧化性介質中能很快生成致密的氧化膜FeCrO4，阻止介質對金屬基體的繼續(xù)腐蝕。不銹鋼的含量一般大于12%。不銹鋼的牌號多達230余種，應用最廣的是Cr13、和18-8型兩種。從結構上分為四類：奧氏體不銹鋼、鐵素鐵不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼。 含鉻大于12% 的合金鋼統(tǒng)稱不銹鋼。 不銹鋼的冶煉工藝大體上分為兩種：70年代開發(fā)的EAF+AOD(VOD)兩步法和80年代開發(fā)的三步法。三步法的關鍵是

8、直接使用鐵水在頂?shù)讖秃限D爐吹煉：第一步EAF電爐或者是復吹轉爐，第二步是復吹轉爐、第三步是VOD或RH。2.1AOD法冶煉工藝：AOD法是利用氧氬混合氣體稀釋法在假真空下進行精練的方法。主要手段是逐漸改變氧、氬比由3：10：2進行脫碳，脫碳結束后加入CaO、CaF2和硅鐵進行還原精練出鋼。2.2VOD法冶煉工藝：VOD法是真空、吹氧脫碳法的簡稱，是1965年發(fā)明的，是把粗鋼水用鋼包吊入真空罐內用頂吹氧、底吹氬進行脫碳的方法。二、不銹鋼生產(chǎn)的基本工藝三、不銹鋼的品種及其應用 3.1品種分類： 200系：CrNi型不銹鋼，特點是以Mn、N代鎳。Ni含量一般在5.8-6%。 300系： CrNi型不銹鋼，典型代表188型（304、321）。 400系：含鉻不銹鋼，Cr13型、Cr17型、409型等。 3.2應用： 不銹鋼的應用非常廣泛，航空業(yè)、建筑業(yè)、食品加工業(yè)、汽車業(yè)、化工業(yè)等，根據(jù)其不同的性能應用于不同的環(huán)境之中： 室外環(huán)境：405、410、420 工業(yè)大氣下：Cr17型：430、431、455等。 汽車工業(yè)：409型，引擎（環(huán)境溫度700-950）、連接管（環(huán)境溫度500-800）、消音器（環(huán)境溫度400） 食品加工業(yè)：304型 化工工業(yè)：316型，特點：Cr、Ni、Mo較高四、不銹鋼的發(fā)展 不銹鋼從1913年問世以后，鋼總量從59年的187