炼钢过程.doc

1、炼钢名 称 ： 炼 钢汉 语 拼 音 ： liàngng英 文 ： steel making; steel smelting 制 造 钢 的 过 程 或 业 务 以 及 炼 钢 设 备 编 辑 本 段 炼 钢 过 程造 渣 ： 调 整 钢 、 铁 生 产 中 熔 渣 成 分 、 碱 度 和 粘 度 及 其 反 应 能 力 的 操 作 。 目 的 是 通 过渣 金 属 反 应 炼 出 具 有 所 要 求 成 分 和 温 度 的 金 属 。 例 如 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 、

2、 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 根 据 不 同 冶 炼 条 件 和 目 的 在 冶 炼 过 程 中 所 采 取 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 还 原 渣 时 ， 原 来 的 氧 化 渣必 须 彻 底 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 善 冶 金 反 应 的

3、动力 学 条 件 。 熔 池 搅 拌 可 藉 助 于 气 体 、 机 械 、 电 磁 感 应 等 方 法 来 实 现 。 电 炉 底 吹 ： 通 过 置 于 炉 底 的 喷 嘴 将 N2、 Ar、 CO2、 CO、 CH4、 O2 等 气 体 根 据工 艺 要 求 吹 入 炉 内 熔 池 以 达 到 加 速 熔 化 ， 促 进 冶 金 反 应 过 程 的 目 的 。 采 用 底 吹 工 艺 可 缩短 冶 炼 时 间 ， 降 低 电 耗 ， 改 善 脱 磷 、 脱 硫 操 作 ， 提 高 钢 中 残 锰 量 ， 提 高 金 属 和 合 金 收 得率 。 并 能 使 钢 水 成 分 、 温 度 更

4、 均 匀 ， 从 而 改 善 钢 质 量 ， 降 低 成 本 ， 提 高 生 产 率 。 熔 化 期 ： 炼 钢 的 熔 化 期 主 要 是 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 全 部 化 完 为 止 都 称 熔 化 期 。 熔 化 期 的 任务 是 尽 快 将 炉 料 熔 化 及 升 温 ， 并 造 好 熔 化 期 的 炉 渣 。 氧 化 期 和 脱 炭 期 ： 普 通 功 率 电 弧 炉 炼 钢 的 氧 化 期 ， 通 常 指 炉 料 溶 清 、 取 样 分

5、 析 到 扒完 氧 化 渣 这 一 工 艺 阶 段 。 也 有 认 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 ， 要 求 脱 碳 量 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 移 到 钢 包 或 精 炼 炉 中 进 行 。 精 炼 期 ： 炼 钢 过 程 通 过 造

6、 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

7、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 和 进 行 成 分 微 调 等 。 将

8、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

9、 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 30 60 分 钟 ； 而 在 炉 精 炼 中 采 取 搅 拌 钢 液 的 办 法 脱 硫 只 需 3 5 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 度 按 指 数规 律 递 增 ， 并 与 搅 拌 强 度

10、、 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 10 3

11、0 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 炉 外 精 炼 的 简 称 。 其 特 点 是 比 钢 包 处 理 的 精 炼 时 间 长 （ 约 60 180

12、 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

13、 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 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

14、： 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

15、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 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

16、 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

17、 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 。 炼 钢 历 史中 国 是 世 界 上 最 早 生 产 钢 的 国 家 之 一 。 考 古 工 作 者 曾 经 在 湖 南 长 沙 杨 家 山 春 秋 晚 期 的 墓葬 中 发 掘 出 一 把 铜 格 “铁 剑 ”， 通 过 金 相 检 验 ， 结 果 证 明 是 钢 制 的 。 这 是 迄 今 为 止 我 们见 到 的 中 国 最 早 的 钢 制 实 物 。 它 说 明 从 春 秋 晚 期 起 中 国 就 有 炼 钢 生 产 了 ， 炼 钢 生 产 在 中国 已 有 2500 多 年 的 历 史 。