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炼钢的工艺流程(工业炼钢全过程)

炼钢的工艺流程(工业炼钢全过程) 炼钢过程

造渣:钢铁生产中调节熔渣成分、碱度、粘度和反应能力的操作。目的是通过渣-金属反应,冶炼出所需成分和温度的金属。比如氧气顶吹转炉的造渣吹氧操作,就是要生成具有足够流动性和碱度的炉渣,使硫、磷降到计划钢种上限以下,尽量减少吹氧时的喷溅量和溢渣量。

出渣:电弧炉炼钢时,根据不同的冶炼条件和目的,在冶炼过程中进行的出渣或刮渣。比如用单渣法冶炼时,必须在氧化结束时刮去氧化渣;用双渣法造还原渣时,必须将原氧化渣彻底排出,防止磷回流。

熔池搅拌:向金属熔池提供能量,使金属熔液和熔渣运动,从而改善冶金反应的动力学条件。熔池的搅拌可以通过气体、机械、电磁感应等方式实现。

电炉底吹:根据工艺要求,将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体通过置于炉底的喷嘴吹入炉内熔池,以加速熔化,促进冶金反应过程。底吹工艺可以缩短冶炼时间,降低电耗,改善脱磷和脱硫操作,提高钢中残余锰含量,增加金属和合金的收得率。并且可以使钢水的成分和温度更加均匀,从而提高钢的质量,降低成本,提高生产率。

熔化期:炼钢的熔化期主要为平炉和电炉炼钢。电弧炉炼钢的熔化期称为从通电开始到炉料完全熔化,平炉炼钢的熔化期称为从铁水混合到炉料完全熔化。熔化期的任务是尽快熔化和提高炉料的温度,使熔化期的炉渣。

和氧化阶段脱碳期:普通功率电弧炉炼钢的氧化阶段通常是指从熔化炉料、取样分析到刮取氧化渣的工艺阶段。也有人认为是从吹氧或加矿石脱碳开始的。氧化阶段的主要任务是氧化钢水中的碳和磷;去除气体和夹杂物;均匀加热钢水。脱碳是氧化阶段的一个重要操作过程。为了保证钢的纯净度,脱碳应大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展,电弧炉的氧化精炼大多在钢包或精炼炉中进行。

精炼期:通过造渣等方法,将一些对钢质量有害的元素和化合物选入气相或通过化学反应排出并漂入渣中,使其从钢水中除去的工艺操作期。

还原期:在普通功率电弧炉炼钢操作中,从氧化结束到出钢这段时间通常称为还原期。其主要任务是制造还原渣,用于扩散、脱氧、脱硫、化学成分控制和温度调节。目前,大功率和超大功率电弧炉炼钢操作的还原期已经取消。

炉外精炼:在炼钢炉(转炉、电炉等)中对钢水进行初步精炼的炼钢工艺。)转移到另一个容器中进行精炼,也称为二次冶金。所以炼钢过程分为初炼和精炼两步。初炼:在氧化气氛中对炉料进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物、微调成分等。在具有真空空、惰性气体或还原气氛的容器中的初始熔融钢。本发明具有提高钢质量、缩短冶炼时间、简化工艺流程、降低生产成本的优点。炉外精炼有很多种,大致分为常压炉外精炼和真空条件下炉外精炼两大类。根据处理方法的不同,可分为钢包处理炉外精炼和钢包精炼炉外精炼。

钢水搅拌:炉外精炼时对钢水的搅拌。它能使钢液成分和温度均匀化,促进冶金反应。大多数冶金反应都是相界面反应,反应物和产物的扩散速率是这些反应的限制环节。当钢水处于静止状态时,其冶金反应速度很慢。例如,钢水在电炉中脱硫需要30 ~ 60分钟。而炉内精炼搅拌钢水脱硫只需3 ~ 5分钟。当钢液处于静止状态时,夹杂物上浮并被去除,去除速度慢;钢液搅拌时,夹杂物的去除率呈指数增加,这与搅拌强度和类型、夹杂物的特性和浓度有关。

钢包喂线:通过喂线机向钢包内喂入包有铁皮的粉末,如Ca-Si粉,或直接喂入铝线和碳线,对钢水进行深度脱硫、钙处理和碳铝微调的方法。它还具有净化钢水和改善非金属夹杂物形态的作用。

钢包处理:是钢包处理式炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短(约10 ~ 30分钟),精炼任务单一,无加热装置补偿钢水温降,工艺操作简单,设备投资少。它具有钢水脱气和脱硫、控制成分和改变夹杂物形状的装置。如真空空循环脱气法(RH、DH)、钢包内真空空吹氩法(Gazid)、钢包喷粉法(IJ、TN、SL)等。

钢包精炼:钢包精炼式炉外精炼的简称。其特点是精炼时间比钢包处理长(约60 ~ 180分钟),具有多种精炼功能,并有补偿钢水温降的加热装置。适用于精炼各种高合金钢和特殊性能钢(如超纯钢)。真空氧气脱碳(VOD)、真空电弧加热脱气(VAD)、钢包精炼(ASEA-SKF)、密闭吹氩微调(CAS)等。,都属于这一类;与此类似,使用氩氧脱碳(AOD)。

惰性气体处理:向钢水中吹入惰性气体。这种气体本身不参与冶金反应,但每一个从钢水中升起的小气泡都相当于一个“小真空空室”(气泡中H2、N2和CO的分压接近于零),具有“气体洗涤”的作用。炉外精炼生产不锈钢的原理是应用不同CO分压下碳铬与温度的平衡关系。向惰性气体中加入氧气进行精炼脱碳可以降低碳氧反应中的CO分压。在较低温度条件下,碳含量降低,铬不被氧化。

预合金化:在钢水中加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规范要求的操作过程称为合金化。大多数情况下,脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的脱氧剂有一部分在钢的脱氧中被消耗掉,转化为脱氧产物排出;另一部分被钢水吸收,起合金化作用。在脱氧操作完成之前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收的合金化作用称为预合金化。

成分控制:确保成品钢的所有成分符合标准要求的操作。成分控制贯穿从配料到出钢的各个环节,但关键点是合金化过程中合金元素的控制。对于优质钢,往往要求在较窄的范围内精确控制成分;一般在不影响钢材性能的前提下,按中下限控制。

增硅:吹炼结束时,钢水中的硅含量极低。为了满足各钢种对硅含量的要求,必须以合金材料的形式加入一定量的硅。除了作为脱氧剂的消耗部分,还增加了钢水中的硅。硅的增加量应计算准确,不应超过吹炼钢的允许范围。

终点控制:在氧气转炉炼钢吹炼结束(吹氧结束)时,使金属的化学成分和温度达到计划钢种出钢要求的控制。控制终点有两种方法:增碳和拉碳。

出钢:当钢水的温度和成分达到钢材规定的要求时,出钢的操作。出钢时注意防止炉渣流入钢包。在出钢过程中,将用于调节钢水温度、成分和脱氧的添加剂加入钢包或出钢流中。

 
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