炼钢的主要任务是将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢,并使其具有一定的物理化学性能和力学性能,主要的任务概括为“四脱、两去、两调整”
“四脱”:脱碳、脱硫、脱磷、脱氧;
“两去”:去除有害气体、去除有害杂质;
“两调整”:调整钢液温度,调整合金料成分。
⑴脱碳并将其含量调整到一定的范围。
钢中含碳量增加,则硬度、强度、脆性都将提高,而延展性能将下降;反之,含碳量减少,则硬度、强度下降,而延展性提高。所以,炼钢过程必须按钢种规格将碳氧化至一定范围。
⑵去除杂质,主要包括:
①脱磷、脱硫:对绝大多数钢种来说,P、S均为有害杂质,P可引起钢的冷脆,而S则引起钢的热脆,因此,要求在炼钢过程中尽量除之。
②脱氧:由于在转炉冶炼过程中,向熔池中输入大量的氧,以氧化杂质,致使钢液中溶入一定量的氧,它将大大影响钢的质量。因此,需降低钢中的含氧量。一般是向钢液中加入比铁有更大亲氧力的元素来完成(如Al、Si、Mn等合金)。
③去除气体和非金属夹杂物:钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮;非金属夹杂物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它们所形成的复杂化合物。在转炉冶炼中,主要靠碳—氧反应时产生CO气泡的逸出,引起熔池沸腾来降低钢中气体和非金属夹杂物。
⑶调整钢液成份和温度。
为保证钢的各种物理、化学性能,除控制钢液的碳含量和降低杂质含量外,还应加入适量的合金元素使其含量达到钢种规格范围;为保证钢液能顺利浇铸,根据冶炼过程的要求不断将钢液温度调整到合适的范围。
⑷将钢液浇铸成质量合格的钢坯。
通过连铸,将钢液浇铸成各种不同断面、不同尺寸的质量合格的钢坯。
炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、升温、搅拌等手段完成炼钢基本任务
炼钢生产工艺及主要设备流程图
炼钢用原材料炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢(生铁块)。炼钢用辅原料通常指造渣剂(石灰、萤石、白云石、合成造渣剂)、冷却剂(铁矿石、氧化铁皮、烧结矿、球团矿)、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。
一、铁水
铁水是转炉炼钢的主要原料,一般占入炉量的70%-%。铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的基本热源,,应努力保证入炉铁水温度大于摄氏度,以保证炉内热源充足和成渣迅速
铁水成分:硅是重要的发热元素之一。锰是弱发热元素、磷是强发热元素
铁水带渣量:高炉渣中含s、A2o3量较高,过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大,石灰消耗增加,容易造成喷溅,降低炉衬寿命。因此,兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。
二、废钢
目前我国的钢铁积累量达六亿多吨,按循环期“9”年计算,每年有废钢)万吨,若废钢的回收利用率以80%计算,则可供使用的废钢将有万吨。近年来,为了降低转炉炼钢的能耗,提高转炉废钢加入量是其主要措施之一。特别是顶底复合吹炼转炉工艺的出现,使废钢加入量进一步提高。
用普通吊车加入废钢,将吊车的主钩和副钩吊起废钢料槽,像兑铁水那样依靠主、副钩的联合动作把废钢加入转炉。
炼钢炉外精炼渣洗:脱氧、脱硫、去夹杂
真空:脱氢、脱氮、脱氧、去夹杂
搅拌:调温、混匀、净化
加热:防止钢液冷却
喷吹:脱氧、脱硫、去夹杂
炼钢连铸连铸是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯,然后直接送轧钢车间轧制成钢材。
炼钢连铸工艺流程:
转炉冶炼的钢水经过脱氧合金化和温度、成分的调整,调运到连铸平台,钢液由钢包注入中间包内,中间包暂时储存钢液,再浇注到结晶器内,钢液在结晶器内迅速冷却,形成外表为凝固坯壳内部未凝固的钢水的铸坯,随着拉辊缓慢地将带液心的铸坯从结晶器拉出,中间包内的钢水也连续地注入结晶器内,带液芯的铸坯在二次冷却区接受喷水的强制冷却,当拉到规定位置时,铸坯内部完却凝固,然后将铸坯切割成规定的尺寸,由出坯装置送到热轧厂进行轧制。
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