1、鋼與管知識講座 （煉鋼部分）,目錄 一、煉鋼技術(shù)發(fā)展概況 二、煉鋼的基本任務(wù) 三、煉鋼基本原理 四、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 五、電爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 六、連續(xù)鑄鋼,煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù),一、煉鋼技術(shù)發(fā)展概況 煉鋼過程主要是一個氧化過程。煉鋼按冶煉方法分為電爐法、轉(zhuǎn)爐法和平爐法。 1、電弧爐煉鋼 電弧爐煉鋼是以電能作為熱源，靠電極和爐料之間的放電產(chǎn)生電弧，通過輻射和電弧的直接作用使電能在弧光中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜岵⑷刍饘俸蜖t渣的一種煉鋼方法。,2、轉(zhuǎn)爐煉鋼 反應(yīng)速度快、熱效率高、含氮量低、可使用達30%的廢鋼。因此生產(chǎn)率高、成本低、鋼質(zhì)好、投資比平爐少、易于實現(xiàn)自動化。公司煉鋼廠80t轉(zhuǎn)爐即采用頂?shù)讖?fù)合

2、吹煉技術(shù)。 3 、平爐煉鋼 公司的平爐于1999年4月9日正式關(guān)停。,公司煉鋼廠主要由80t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線、30t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線和70t超高功率電弧爐生產(chǎn)線組成。總的年生產(chǎn)能力可達200萬t 左右。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線配備連鑄生產(chǎn)，超高功率電弧爐生產(chǎn)線既配備了連鑄生產(chǎn)，又配備了模注生產(chǎn)。,二、煉鋼的基本任務(wù) （1）脫碳：將鐵水中的碳氧化脫除到所煉鋼種要求的范圍內(nèi)。 （2）脫磷脫硫：通過造成分合適的爐渣，去除鐵水中的磷、硫。 （3）脫氧和合金化：加入脫氧劑和鐵合金，降低鋼液中的氧，使鋼液達到鋼種所要求的合金成分。,（4）脫氣(氫、氮)和脫夾雜物：將溶解在鋼液中的氣體和來不及上浮排除的非金屬夾雜物，通過一定的方法去

3、除。 （5）升溫：將冶煉過程的金屬液溫度升高至出鋼溫度。 （6）澆注：將成分和溫度合格的鋼水澆鑄成坯。,三、煉鋼基本原理 鋼液中元素的氧化方式 A直接氧化。是指氧氣直接與鐵液中的應(yīng)該去除的元素發(fā)生氧化反應(yīng)。 B間接氧化。吹入的氧氣首先與鐵液中的鐵原子反應(yīng)生成氧化鐵FeO，進入爐渣并同時使鐵液中溶解氧。(FeO)和O再與應(yīng)去除的元素發(fā)生氧化。 在渣-金界面上常發(fā)生元素的間接氧化反應(yīng)。, 1、碳的氧化 碳的氧化反應(yīng)式為： 在氣-金界面上： C + O2 = CO 在渣-金界面上： C + O = CO C + (FeO) = CO + Fe 可見碳含量越低，則氧含量越高，脫氧劑和合金消耗也越高。因

4、此，煉鋼過程中為了提高鋼的質(zhì)量和降低消耗，要求控制煉鋼爐中鋼液的終點碳含量，使之不能太低。,脫碳反應(yīng)的作用 （1）脫碳產(chǎn)生的CO上浮排出，給煉鋼過程帶來了獨特的作用。 （2）促進熔池成分和溫度均勻。CO上浮排出時，使熔池產(chǎn)生強烈沸騰和攪拌，強化了熱量和質(zhì)量傳遞，促進了成分和溫度均勻。 （3）提高了化學(xué)反應(yīng)速度。熔池的強烈沸騰和攪拌，增加了渣-金反應(yīng)接觸面積，有利于化學(xué)反應(yīng)的進行。,（4）降低了鋼中氣體含量和夾雜物數(shù)量。CO氣泡中的H2和N2的分壓極低，對這些氣體來說，CO氣泡是一個小真空室。小顆粒夾雜物會附著在CO氣泡的表面上浮排除。 （5）造成噴濺和溢出。CO氣泡排除不均和造成的熔池上漲，是

5、產(chǎn)生噴濺和溢出的主要原因。當(dāng)然這與生產(chǎn)操作不穩(wěn)定關(guān)系很大。這將帶來金屬的損失和造渣材料消耗過大。,2、硅與錳的氧化 煉鋼爐使用的鐵水、生鐵、廢鋼中都含有相當(dāng)數(shù)量的硅與錳。 不論是在電弧爐還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，它們大部分都會被氧化而進入爐渣，使得初煉鋼液出鋼時只含有少量的硅與錳。硅的氧化同樣存在直接氧化和間接氧化兩種方式。,Si + O2 = (SiO2) Si + 2O = (SiO2) Si + 2FeO = (SiO2) +2Fe 硅氧化的熱力學(xué)條件 溫度：Si的氧化反應(yīng)為強放熱反應(yīng)，溫度升高，反映的平衡常數(shù)降低，不利于Si的氧化。 爐渣堿度：Si氧化生成的(SiO2)，在堿性渣中與(Ca

6、O)將發(fā)生如下反應(yīng)：,(SiO2) + 2(CaO) = (2CaOSiO2) (SiO2) + 3(CaO) = (3CaOSiO2) 爐渣堿度:爐渣堿度提高，有利于Si的氧化。 爐渣的氧化性：爐渣的氧化性可用爐渣中總氧化鐵的活度來表示。爐渣的氧化性強，則爐渣中氧化鐵的活度高。爐渣的氧化性高有利于Si的氧化。,硅的氧化對煉鋼的影響 Si的氧化產(chǎn)生大量的化學(xué)熱，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源之一，可使吹煉初期熔池溫度較快地升高，有利于增加廢鋼加入量和使初期渣熔化。 Si的氧化產(chǎn)物是(SiO2)，它影響到石灰的加入量和堿度，對爐襯有侵蝕作用。,錳的氧化與還原 鐵液中的錳在高溫下能生產(chǎn)穩(wěn)定的(MnO)。其反

7、應(yīng)式為： 在氣-金界面上： Mn + 0.5O2 =(MnO) 在渣-金界面上：Mn + O = (MnO) Mn + FeO = (MnO) + Fe Mn氧化還原熱力學(xué)條件: 溫度：Mn的氧化也是放熱反應(yīng),低溫有利于Mn的氧化。,爐渣堿度：(MnO)為堿性氧化物，在酸性渣中，Mn的氧化比較徹底，不易發(fā)生錳的還原。但在高堿度渣中，爐渣中的錳將發(fā)生還原。比如，轉(zhuǎn)爐吹煉中期，由于溫度升高，爐渣氧化性弱，堿度提高，(MnO)將被C還原，而產(chǎn)生回錳現(xiàn)象。 爐渣的氧化性：Mn的氧化需要提供氧，故爐渣的氧化性強，有利于Mn的氧化。,錳的氧化還原對煉鋼的影響 Mn氧化產(chǎn)生化學(xué)熱，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱源之一。(M

8、nO)為堿性氧化物，在冶煉初期可形成低熔點的多元系爐渣，能降低爐渣的熔化性溫度，有利于化渣。 在堿性煉鋼法中，MnO的還原有利于提高鋼水中的殘余錳量。鋼中的錳可提高鋼的品質(zhì)，降低鋼的脆性，對鋼有強化作用。,3、脫磷 （1）磷對鋼材性能的影響 磷在鋼中是有害元素，易使鋼發(fā)生“冷脆”現(xiàn)象， 在室溫下使鋼的沖擊韌性急劇下降。磷的有益影響：在某些鋼中磷以合金元素的形式加入。如炮彈鋼。耐蝕鋼中，除含有Cu外，還可加入小于0.1%的P，以增加鋼的抗大氣腐蝕的能力。,(2) 脫磷 用堿性爐渣脫磷的反應(yīng)為： 在渣-金界面： 3(CaO) + 2P + 5O = (3CaO P2O5) 3(CaO) + 2P

9、+ 5FeO = (3CaO P2O5) + 5Fe 在渣-金-氣界面： 3(CaO) + 2P + 5/2O2 = (3CaO P2O5),煉鋼過程中的脫磷反應(yīng)式為： 2P + 5O + 4(CaO) =（4CaO P2O5）+ Q 2P + 5O + 3(CaO) =（3CaO P2O5）+ Q 影響爐渣脫磷的主要因素有： 溫度：脫磷反映是強烈的放熱反應(yīng)，低溫有利于脫磷。溫度對脫磷的影響應(yīng)在保證爐渣具有一定堿度和流動性的較低溫度下才能有效脫磷。,脫磷反應(yīng)式： 2(e)(a) (aOO) e 脫磷要求具有以下基本條件： 低溫高堿度高（eO） 大渣量,爐渣的堿度： 堿度提高，可以提高爐渣的脫磷

10、能力和增加磷的分配系數(shù)。與溫度一樣，堿度對脫磷的影響也要辯證考慮。堿度過高，爐渣的粘度和熔點升高，脫磷效果變差。煉鋼爐渣合適的堿度為2.5-3.5。 爐渣的氧化性：提高爐渣的氧化性，即提高爐渣中FeO的活度，可提高磷的分配系數(shù)。但FeO對脫磷有雙重影響。,金屬液的成分：鐵液中C、Si、O、N、S的存在，將使增加，從而有利于脫磷。但有些元素的氧化產(chǎn)物對渣的物化性質(zhì)有影響。如Si的增加，其脫氧產(chǎn)物將影響爐渣的堿度。Mn影響不大，有助于石灰的溶解，從而促進脫磷。 渣量：增加渣量，可降低鋼水中的磷含量，從而有利于脫磷。冶煉中、高磷鐵水時，常采用大渣量脫磷，但一次造渣量過大會給操作帶來困難，此時可采用雙

11、渣法造渣脫磷。,(3)回磷 磷從渣中回到鋼中，使鋼中含磷量增加的現(xiàn)象。 爐內(nèi)脫氧回磷：爐內(nèi)脫氧時，其強氧化劑Fe-Si、Al等將使?fàn)t渣與鋼水的氧化性下降。且脫氧產(chǎn)物還將降低爐渣的堿度。如果爐渣中存在(P2O5)組元時，將使磷的分配系數(shù)下降引起回磷。 鋼包內(nèi)脫氧回磷：出鋼過程中，如果含(P2O5)的渣進入鋼包中，在進行包內(nèi)脫氧時將可能發(fā)生包內(nèi)回磷的現(xiàn)象。,4、脫硫 （1） 硫?qū)︿摬男阅艿挠绊?鋼中的硫主要來自于鐵水、廢鋼、鐵合金、造渣劑如石灰、鐵礦石等。硫的危害主要表現(xiàn)為鋼的“熱脆”現(xiàn)象。低溫下，鋼中硫高，也會使鋼的沖擊值或沖擊韌性顯著降低。較高的硫含量，還使鋼的抗腐蝕性能降低。硫在鋼中的有利之

12、處：改善鋼的切削性能，改善工件的表面質(zhì)量、節(jié)省動力。,（2） 硫在鐵液和熔渣中存在的形式 硫在鐵液中以FeS形式存在，但通常做熱力學(xué)和動力學(xué)研究時，將S看作一個組元溶 于鐵液中。煉鋼中，硫在渣中以(S2-)的形式存在。 （3）影響脫硫反應(yīng)的因素 脫硫反應(yīng)為：FeS + (CaO) = (CaS) + (FeO) 影響脫硫的因素有： 溫度：脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，反映的平衡常數(shù)和硫的分配系數(shù)增加，有利于脫硫。,堿度：堿度提高有利脫硫，但應(yīng)注意保持爐渣良好的流動性。 氧化性：渣中不同的(FeO)含量，對脫硫有不同的影響。但總的說來，低的(FeO)含量的爐渣中的硫分配比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高(FeO)含量

13、的爐渣中的硫分配比。因此，常常需要降低爐渣的氧化性來進行脫硫。 渣量：增大渣量，可使鋼水中的硫含量降低。, 脫硫要求具有以下基本條件： 高溫高堿度低（eO） 大渣量,5、脫氧 (1) 氧對鋼材性能的影響 在室溫下，鋼中氧含量的增加將使鋼的延伸率和斷面收縮率顯著降低。在較低溫度和氧含量極低時，鋼的強度和塑性隨氧含量的增加而急劇降低。隨氧含量增加，鋼的抗沖擊性能下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度很快升高。氧在鋼種與其它元素形成氧化物夾雜，對鋼的塑性、韌性和疲勞強度均有不利影響。當(dāng)FeO 與其它夾雜形成低熔點的復(fù)合化合物聚集在晶界上時，也可能造成熱脆。,(2) 脫氧方法 脫氧是向煉鋼熔池或鋼水中加入脫氧劑。進行脫氧

14、反應(yīng)，脫氧產(chǎn)物進入渣中或成為氣相排出。根據(jù)脫氧發(fā)生的地點的不同，其脫氧方法沉淀脫氧、擴散脫氧、真空脫氧。 沉淀脫氧：又稱為直接脫氧。將塊狀脫氧劑加入到鋼液中，脫氧元素在鋼液內(nèi)部與鋼中氧直接反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物上浮進入渣中的脫氧方法稱為沉淀脫氧。出鋼時向鋼包內(nèi),加入硅鐵、錳鐵、鋁鐵或鋁塊就是沉淀脫氧。這種脫氧方法脫氧速度快，但脫氧產(chǎn)物有可能難以全部上浮排除而成為鋼中的夾雜。 擴散脫氧：又稱為間接脫氧。它是將粉狀脫氧劑如C粉、Fe-Si粉、CaSi粉、Al粉加到爐渣中，降低爐渣中的氧勢，使鋼液中的氧向爐渣中擴散，從而降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法。在電爐的還原期和爐外精煉中向渣中加入粉狀脫氧劑進行

15、的脫氧就是擴散脫氧。,擴散脫氧的特點是：脫氧反應(yīng)在渣中進行；鋼液中的氧向渣中轉(zhuǎn)移，脫氧速度慢；脫氧時間長；不會在鋼中形成非金屬夾雜物。 真空脫氧：是利用降低系統(tǒng)的壓力來降低鋼液中氧含量的方法。只適用于脫氧產(chǎn)物為氣體的脫氧，如C-O反應(yīng)。如RH真空處理、VAD、VD等精煉方法。真空脫氧不會造成非金屬夾雜物的污染，但需要專門的設(shè)備。,6、鋼中氣體與非金屬夾雜物 鋼中氣體：鋼中氣體是指溶解在鋼中的氫和氮。 鋼中氣體來源： 一、金屬料如廢鋼和鐵合金中的氫和氮； 二、潮濕的造渣劑分解水蒸氣； 三、耐火材料用的焦油、泥青、樹脂粘結(jié)劑中含有的氫(8-9%)；,四、與空氣接觸的鋼液吸氫； 五、煉鋼用不純的氧氣

16、中含有的氮氣。 氣體對鋼的危害：氫以原子的形式固溶于鋼中，與鐵形成間隙式固溶體。氫使鋼產(chǎn)生白點，又稱發(fā)裂，造成脆斷，在使用過程中將造成極為嚴(yán)重的意外事故。氫在冷凝過程中因溶解度降低而析出，產(chǎn)生點狀偏析。具有點狀偏析的鋼材，質(zhì)量極差，不能使用而報,廢。隨氫含量的增加，鋼的抗拉強度下降，塑性和斷面收縮率急劇降低。 氮固溶于鐵，形成間隙式固溶體。氮在鐵中溶解度在590達到最大值，約為0.1%；在室溫時則降至0.001%以下。含氮高的鋼從高溫快速冷卻時，鐵素體會被氮飽和，此種鋼在高溫下防止，氮將以Fe4N的形式逐漸析出，使鋼的強度和硬度上升，塑性和韌性下降，此種現(xiàn)象稱為時效硬化。,氮是導(dǎo)致鋼產(chǎn)生藍脆現(xiàn)

17、象的主要原因。鋼中的氮易形成氣泡和疏松，與鋼中的Ti、Al等元素形成脆性夾雜物。 氮有時也作為合金元素使用。普通低合金鋼中，氮和釩形成氮化釩可以起到細(xì)化晶粒和沉淀強化的作用。滲氮用鋼中，氮與鋼表層中的鉻、鋁等合金元素形成氮化物，增加鋼表層的硬度、強化、耐磨性及抗蝕性。氮可代替部分Ni用于不銹耐酸鋼中。,降低鋼中氣體的措施： （1） 提高煉鋼原材料質(zhì)量，如使用含氣體量低的廢鋼和鐵合金；對含水份的原材料進行烘烤干燥；采用高純度的氧氣。 （2）不影響其它操作時，盡量降低出鋼溫度,減小氣體在鋼中的溶解度。 （3）冶煉中，應(yīng)充分利用脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的溶池沸騰來降低鋼水中的氣體含量。,（4）采用爐外精煉技術(shù)，

18、降低鋼水中的氣體含量。如采用鋼包吹氬攪拌、真空脫氣、微氣泡脫氣等方法進行脫氣處理。 （5）采用保護澆鑄技術(shù)，防止鋼水吸收氣體。如采用保護渣、長水口、伸入式水口等技術(shù)。 鋼中的非金屬夾雜物 概念：鋼中的硫、磷、氧、氮等雜質(zhì)元素，與鋼中的合金元素如硅、錳、鋁、鈦、釩,等將形成非金屬氧化物、硫化物、氮化物等。這些未能從鋼液中排出的化合物就稱為非金屬夾雜物。另外，煉鋼中爐渣和爐襯中的化合物進入(卷入)到鋼液中，也會形成夾雜物。 夾雜物的分類： A、按化學(xué)成分分。有氧化物、硫化物和氮化物夾雜。氧化物夾雜可分為簡單氧化物夾雜、復(fù)雜氧化物夾雜、硅酸鹽夾雜。 B、按夾雜物的形態(tài)分。有塑性夾雜、脆性夾雜、不變形

19、夾雜。,C、按夾雜物的來源分。 夾雜物可分為外來夾雜和內(nèi)生夾雜。 外來夾雜由熔渣、耐火材料在冶煉、出鋼、澆鑄過程帶入，其特征是外形不規(guī)則，尺寸較大，出現(xiàn)地點不確定。內(nèi)生夾雜是在液態(tài)或固態(tài)鋼中，由于脫氧和凝固時發(fā)生的各種物理化學(xué)反應(yīng)形成的，主要是鋼中氧、硫、氮的反應(yīng)產(chǎn)物，鋼中的大部分夾雜是在脫氧和凝固時產(chǎn)生的。,降低鋼中夾雜物數(shù)量的措施： （1）冶煉中采取各種手段降低鋼中雜質(zhì)元素O、S、N、P等的含量，提高鋼的潔凈度。 （2）提高耐火材料質(zhì)量，提高抗沖擊和耐侵蝕的能力，減少外生夾雜。 （3）采取合理的脫氧制度，使脫氧產(chǎn)物易于聚集上浮。 （4）采用鋼包冶金技術(shù)、中間包冶金技術(shù)去除鋼水中的夾雜物。

20、（5）采用保護澆鑄技術(shù)。防止鋼液吸氧、氫、氮。,四、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 1、轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料 A金屬料：鐵水、廢鋼、鐵合金等。 鐵水：我國溫度一般應(yīng)大于1250-1350，國外鐵水溫度一般為1370-1430。 B造渣材料 石灰：堿性煉鋼的造渣材料。 螢石：主要用于化渣，是良好的助熔劑，能在短時間內(nèi)改善改善渣的流動性。,生白云石和輕燒白云石： 其主要成分為CaCO3MgCO3。 合成渣料：主要是高堿度的球團礦和燒結(jié)礦?？娠@著改善造渣過程，但吸熱較大。 C氧化劑 氧氣：是煉鋼最重要的氧化劑。O298%，冶煉含氮低的鋼時O299.5%，使用前應(yīng)除水。 鐵礦石和氧化鐵皮：使用前應(yīng)去除水和油污。,D

21、冷卻劑 常用富鐵礦、團礦、燒結(jié)礦作冷卻劑，降低爐內(nèi)的溫度。也有助熔劑的作用。 2、頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，根據(jù)底吹氣體種類的不同，可分為底吹非氧化性氣體和氧化性氣體兩種。在我國，主要采用前一種工藝，即底部吹入氮氣、氬氣來攪拌熔池。,其工藝主要包括裝料、供氧、底部供氣、造渣、溫度及終點控制、脫氧及合金化等內(nèi)容。 (1) 裝料制度 裝料次序：一般是先加廢鋼再兌鐵水?？杀苊鈴U鋼沖擊鐵水，造成噴濺； 如果爐內(nèi)有未倒凈的液渣，先加廢鋼可使其冷凝，防止噴濺。爐役后期，廢鋼加入量較多時，可先兌鐵水后加廢鋼。這主要是由于后期爐襯工作層較薄，先加廢鋼會對爐襯沖擊過大。,氧氣轉(zhuǎn)爐合適的金屬料裝

22、入量應(yīng)考慮如下因素：合適的爐容比(V/T)。爐容比為轉(zhuǎn)路內(nèi)部自由空間的體積(V)與金屬裝入量變(T)之比。一般爐容比為0.8-1.0m3/t左右。 合適的熔池深度。熔池深度是指在平靜狀態(tài)時，金屬液面到爐底最低點的距離。 裝入制度： A定量裝入。 整個爐役中，每爐裝入量不變。,B定深裝入。整個爐役中，每爐熔池深度不變。 C分階段定量裝入。是根據(jù)爐襯侵蝕情況，將一個爐役分為若干階段，每一階段定量裝入。公司轉(zhuǎn)爐實行的是分階段定量裝入。實行轉(zhuǎn)爐濺渣護爐后，一般裝入順序為先加廢鋼，后兌鐵水。 (2) 供氧制度 在底部吹入非氧化性氣體的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中，全,部氧氣通過頂槍提供。 氧氣射流對熔池的攪拌作用： A.

23、 形成沖擊坑。 B熔池運動。 C槍位影響。 槍位是指噴頭到靜止金屬熔池液面的距離。硬吹是氧槍槍位低或氧壓高時的供氧方式。軟吹為槍位高或氧壓低時的供氧方式。 D噴頭結(jié)構(gòu)參數(shù)。,(3) 造渣制度：造渣方法由鐵水成分和所煉鋼種確定。 單渣法：吹煉過程中不倒渣，適用于低S、P鐵水的冶煉；特點：工藝簡單，冶煉時間短，金屬損失少，熱量損失少，脫磷率90%左右，脫硫率30-40%左右。 雙渣法：吹煉中途倒一次渣，重新加渣料造渣。適用于高磷(0.5%重量百分比)鐵水，冶煉低磷的中、高碳鋼，在爐內(nèi)加入大量易氧,化元素的合金鋼。特點：去P、S效果好，可消除大渣量引起的噴濺，初期酸性渣倒出后對爐襯的侵蝕少。但金屬收

24、得率低，熱效率低，冶煉時間長。脫磷效果達92-95%，脫硫率60%左右。 雙渣留渣法：是將雙渣法的高堿度、高氧化性終渣一部分或全部留在爐內(nèi)供下一爐冶煉的造渣方法。特點：高堿度、高氧化性的初渣成渣快，有利于前期脫P、S。,缺點是若操作不當(dāng)，易引起兌鐵水時的噴濺事故。采用濺渣護爐工藝，將終渣濺到爐壁上凝固，可避免這一缺點。留渣法的脫硫率可達60-70%。 (4) 溫度控制 煉鋼的重要任務(wù)之一就是將鋼水溫度升至出鋼溫度。轉(zhuǎn)爐出鋼溫度的控制是指正確地控制一爐鋼的升溫過程和吹煉終點的鋼水溫度。吹煉的正確控制與吹煉過程中熱量的來源和消耗有關(guān)。,(5) 終點控制和出鋼 終點控制方法：一是拉碳法。拉碳法是指吹

25、煉終點，鋼水的成分和溫度滿足出鋼要求，熔池的C加上鐵合金帶入的C達到鋼種的規(guī)格要求，不用在出鋼后加入增碳劑增碳。優(yōu)點是終點鋼水氧含量低，終渣(FeO)含量低，殘錳高，耗氧少，金屬收得率高。 二是增碳法。是指在吹煉終點，將熔池中的碳降到較低的水平(0.05%-0.06%)，出鋼時,在鋼包內(nèi)增碳，使鋼水的C含量達到鋼種的要求。優(yōu)點是：省去了倒?fàn)t取樣和補吹時間，生產(chǎn)率高。缺點是渣中(FeO)含量高，耗氧量高。 出鋼控制：當(dāng)鋼水成分和溫度達到出鋼要求后，就可出鋼。為減少爐渣進入鋼包，應(yīng)采用擋渣技術(shù) 。 目前常用的擋渣方法有：擋渣球擋渣、氣動擋渣。,(6) 脫氧及合金化 轉(zhuǎn)爐煉鋼中，吹煉終點時，鋼水中的

26、氧含量一般較高 。為保證鋼的質(zhì)量和順利澆鑄， 為使鋼的性能達到要求，必須進行脫氧合金化。不同的鋼種，由于允許的氧含量不同，因此出鋼時加入的脫氧劑種類和數(shù)量也不一樣。沸騰鋼一般采用Fe-Mn合金弱脫氧，鎮(zhèn)靜鋼用Fe-Si合金、Al進行較完全的脫氧。,轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫氧操作根據(jù)脫氧劑加入地點的不同分為兩種。 A爐內(nèi)預(yù)脫氧，包內(nèi)補充脫氧。適合于合金加入多、有難熔合金的合金鋼冶煉。 特點：爐內(nèi)脫氧，夾雜在鋼包內(nèi)上浮的多；包內(nèi)合金收得率高，氧含量顯著降低，鋼的清潔度高；占用冶煉時間，生產(chǎn)率低；脫氧劑或合金的收得率低。,B包內(nèi)預(yù)脫氧。目前采用爐外精煉，故大部分均采用包內(nèi)脫氧。 特點：產(chǎn)量高，回磷量小，收得率高

27、。在大多數(shù)情況下，脫氧和合金化是同時進行的。大多數(shù)的合金元素，在合金化的同時，必然有一定的脫氧作用。合金元素的加入應(yīng)根據(jù)與氧親和力的大小、熔點高低、密度及物理性質(zhì)等，確定合金的加入時間、地點、必需采取的助熔和防氧化措施。,3、轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)概況 概念：出完鋼后，利用高壓N2將轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣(或加入調(diào)質(zhì)劑后改性的爐渣)濺到爐壁上，形成一定厚度的濺渣層，作為下一爐煉鋼的爐襯，這一工藝就稱為濺渣護爐。這一工藝的采用，可以減小爐襯的侵蝕速度，大幅度地提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。,4、公司80t轉(zhuǎn)爐主要工藝參數(shù) 轉(zhuǎn)爐公稱容量 80t 平均爐產(chǎn)鋼液量 80t 有效工作容積 60.58m3 爐容比 0.75m3 /t

28、凈空高度 6.4m 總裝入量 75-92t 5、公司30t轉(zhuǎn)爐主要工藝參數(shù) 轉(zhuǎn)爐公稱容量 30t 平均出鋼量 27.5t,五、電爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 電爐煉鋼原材料 、鋼鐵料: 廢鋼（要求如下：） （1）經(jīng)過處理后不允許混有合金鋼、生鐵和鐵合金等。同時表面要清潔。 （2）廢鋼中S、P含量不大于0.1%。 （3）廢鋼的塊度要適宜。 （4）渣鋼含渣量不大于15%。,（5）廢武器應(yīng)做安全處理。 返回廢鋼 生鐵 2、氧化劑 鐵礦石、氧化鐵皮、氧氣。 3、脫氧劑和鐵合金 4、造渣材料 石灰、螢石、粘土磚塊。 5、增碳劑 碳粉、碎電極塊。,補爐和裝料 1、爐襯及補爐 爐襯是指爐壁、爐底、和爐頂。壽命最低的是

29、爐壁，它的工作條件最差，距電弧近，溫度高，又受爐渣的嚴(yán)重浸蝕。 補爐方法可以用高溫、快速、薄補六個字加以概括。 補爐材料：鎂砂和煅燒白云石。攀成鋼用鎂砂。,2、裝料 裝料是將鋼鐵料和造渣材料合理裝入爐內(nèi) 的過程和操作。為了保證熔化期的順利進行，必須裝得密實。 3、 熔化期 熔化期是從通電開始到爐料全部熔清為止這段時間。主要任務(wù)是快速熔化爐料、造渣脫磷、脫碳、去除氣體等。按照爐料熔化和電極,升降的情況，可將熔化過程分為起弧、穿井、電極回升和熔畢4個階段。為了縮短熔化時間，采用了吹氧助熔、氧燃燒嘴、爐外預(yù)熱廢鋼等技術(shù)。70t超高功率電弧爐采用了爐門氧槍、預(yù)埋吹氧管進行吹氧助熔。 熔化期的主要物化反

30、應(yīng)： 元素的揮發(fā)和元素的氧化及鋼液的吸氣。 P一般為有害元素，造成“冷脆”。,煉鋼過程中的脫磷反應(yīng)： 2（e） （a） （aOO） e 脫磷要求具有以下基本條件： 低溫 高堿度 高（eO） 大渣量 4、氧化期 氧化期是指爐料熔清取樣分析到扒除氧化渣這一工藝階段。, 氧化期的任務(wù)： 去除鋼液中的磷到規(guī)定的限度。 去除鋼液中的氣體（氫氣和氮氣）。 去除鋼液中的氧化物夾雜。 升高鋼水溫度。 調(diào)整鋼液的碳含量。 氧化期的主要物化反應(yīng)： 1）、鋼液的脫碳,（1）加入鐵礦石氧化脫碳。 （2）吹氧脫碳。 2）、鋼液的脫磷 3）、排除鋼液中的氣體及非金屬夾雜物 （1）鋼液中氣體的來源 a、來源于原材料 b、來

31、源于耐火材料 c、來源于操作過程,（2）H、N對鋼性能的危害 鋼中氣體通常指的是H和N。 H不但使鋼的機械性能變壞（塑性降低），還會出現(xiàn)白點，點狀偏析和氫脆的缺陷。N使鋼出現(xiàn)“藍脆”現(xiàn)象，增加鋼的時效敏感性。所謂 “藍脆”是指在250 4500C這一溫度區(qū)間，鋼的強度升高，沖擊韌性降低。由于鋼在這一溫度區(qū)間下加熱時表面發(fā)藍，故稱“藍脆”。 （3）鋼液中非金屬夾雜物的去除,5、還原期 還原期：是指氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間。 還原期主要任務(wù)： （1）去除鋼液中的氧。 （2）去除鋼液中的硫。 （3）調(diào)整鋼液成分到規(guī)格范圍。 （4）調(diào)整鋼液溫度到出鋼溫度。,氧化物夾雜的來源： 鋼中氧化物夾雜除了

32、脫氧所生成的Al203、SiO2 以外，還有幾種不同的來源。 （1）原材料帶入。 （2）耐火材料帶入。 （3）出鋼過程中鋼液的二次氧化。 （4）爐渣受鋼液沖擊而乳化，鎮(zhèn)靜時來不及上浮的細(xì)微粒會增加鋼中的球狀夾雜。,脫氧方法： （1）鋼渣界面脫氧 鋼液中的碳、硅、錳等元素和渣中、鋼液中的氧在鋼渣界面進行化學(xué)反應(yīng)。 （2）沉淀脫氧 直接向鋼液加入塊狀脫氧劑（硅鐵、硅鈣、鋁、硅錳鋁等）。 （3）爐渣脫氧 用脫氧劑直接脫除渣中不穩(wěn)定性氧化物。,脫硫 鋼中硫的來源主要是金屬料（鐵水、廢鋼和鐵合金）、造渣材料（石灰）和燃料。硫在鋼中與鐵無限互溶，產(chǎn)生熱脆。 煉鋼過程的脫硫反應(yīng)： FeS +（CaO）= （CaS）+（FeO） 脫硫要求具有以下基本條件： 高溫 高堿度 低（eO） 大渣量,還原期的操作工藝 從爐渣脫氧的性質(zhì)分白渣法和電石渣法。 白渣是電爐煉鋼中經(jīng)常造的一種堿性渣，爐渣冷卻后呈白色，白渣堿度高，極易與鋼水分離上浮，較少玷污鋼水，通常規(guī)定在白渣下出鋼。電石渣增碳嚴(yán)重，表面張力小，易被鋼液潤濕。使出鋼時，鋼渣不易分離，增加鋼中的爐渣夾雜。為此，規(guī)定了在電石渣下不能出鋼。在出鋼前必須破壞電石渣，使其變?yōu)榘自?6、出鋼 出鋼條件： （1）鋼水脫氧良好，看收縮樣。 （2）鋼水化學(xué)成分合符要求。 （3）爐渣為流動性良好的白渣。 （4）溫度合格。 出鋼操作