煉鋼的工藝流程(詳細)
作者:化工綜合網發布時間:2022-12-12分類:催化劑及助劑瀏覽:184
所謂轉爐煉鋼,就是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼,并使其具有一定的物理化學性能和力學性能。目前轉爐煉鋼是世界上最主要的煉鋼生產方法
(a)筒球形;(b)錐球形;(c)截錐形
轉爐的形狀主要有筒球型、錐球型和截錐型,
轉爐煉鋼
(1)筒球型:熔池形狀由一個球缺體和一個圓筒體組成。它的優點是爐型形狀簡單,砌筑方便,爐殼制造容易。熔池內型比較接近金屬液循環流動的軌跡,在熔池直徑足夠大時,能保證在較大的供氧強度下吹煉而噴濺最小,也能保證有足夠的熔池深度,使爐襯有較高的壽命。大型轉爐多采用這種爐型。
(2)錐球型:熔池由一個錐臺體和一個球缺體組成。這種爐型與同容量的筒球型轉爐相比,若熔池深度相同則熔池面積比筒球型大,有利于冶金反應的進行。同時,隨著爐襯的侵蝕熔池變化較小,對煉鋼操作有利。歐洲生鐵含磷量相對偏高的國家,較多采用此種爐型。我國2080噸的轉爐多采用錐球型,對筒球型與錐球型的適用性,看法尚不一致。有人認為錐球型適用于大轉爐(奧地利),有人卻認為適用于小轉爐(蘇聯)。但世界上已有的大型轉爐多采用筒球型。
(3)截錐型:熔池為上大下小的圓錐臺。其特點是構造簡單且平底熔池便于修砌。這種爐型基本上能滿足煉鋼反應的要求,適用于小型轉爐。我國30噸以下的轉爐多用這種爐型。國外轉爐容量普遍較大,故極少采用此種形式。
煉鋼的工藝流程:
一、加料
加料:向電爐或轉爐內加入鐵水或廢鋼等原材料的操作,是煉鋼操作的第一步。
二、造渣
造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、堿度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過鋼鐵高爐
鋼鐵高爐
渣--金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣,能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
三、出渣
出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。
四、熔池攪拌
熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
五、脫磷
減少鋼液中含磷量的化學反應。磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為冷脆。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少。生鐵中的磷,主要來自鐵礦石中的磷酸鹽。氧化磷和氧化鐵的熱力學穩定性相近。在高爐的還原條件下,爐料中的磷幾乎全部被還原并溶入鐵水。如選礦不能除去磷的化合物,脫磷就只能在(高)爐外或堿性煉鋼爐中進行。
鐵中脫磷問題的認識和解決,在鋼鐵生產發展史上具有特殊的重要意義。鋼的大規模工業生產開始于1856年貝塞麥(H.Bessemer)發明的酸性轉爐煉鋼法。但酸性轉爐煉鋼不能脫磷;而含磷低的鐵礦石又很少,嚴重地阻礙了鋼生產的發展。1879年托馬斯(S.Thomas)發明了能處理高磷鐵水的堿性轉爐煉鋼法,堿性爐渣的脫磷原理接著被推廣到平爐煉鋼中去,使大量含磷鐵礦石得以用于生產鋼鐵,對現代鋼鐵工業的發展作出了重大的貢獻
六、電爐底吹
電爐底吹:通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。
七、熔化期
熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐鋼花伴料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,并造好熔化期的爐渣。
八、氧化期
氧化期和脫碳期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大于0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
九、精煉期
精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。連鑄機出坯
連鑄機出坯
十、還原期
還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
十一、爐外精煉
爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,煉鋼車間縮短冶煉時間,簡化工藝過程并降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
十二、鋼液攪拌
鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,并能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鐘;而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鐘。鋼液在靜止狀態下,夾雜物上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,并與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
十三、鋼包喂絲
鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
粉末冶金工藝過程
粉末冶金材料是指不經熔煉和鑄造,直接用幾種金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末,通過配制、壓制成型,燒結和后處理等制成的材料。粉末冶金是金屬冶金工藝與陶瓷燒結工藝的結合,它通常要經過以下幾個工藝過程:
一、粉料制備與壓制成型
常用機械粉碎、霧化、物理化學法制取粉末。制取的粉末經過篩分與混合,混料均勻并加入適當的增塑劑,再進行壓制成型,粉粒間的原子通過固相擴散和機械咬合作用,使制件結合為具有一定強度的整體。壓力越大則制件密度越大,強度相應增加。有時為減小壓力合增加制件密度,也可采用熱等靜壓成型的方法。
二、燒結
將壓制成型的制件放置在采用還原性氣氛的閉式爐中進行燒結,燒結溫度約為基體金屬熔點的2/3~3/4倍。由于高溫下不同種類原子的擴散,粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結晶,使粉末顆粒相互結合,提高了粉末冶金制品的強度,并獲得與一般合金相似的組織。經燒結后的制件中,仍然存在一些微小的孔隙,屬于多孔性材料。
三、后處理
一般情況下,燒結好的制件能夠達到所需性能,可直接使用。但有時還需進行必要的后處理。如精壓處理,可提高制件的密度和尺寸形狀精度;對鐵基粉末冶金制件進行淬火、表面淬火等處理可改善其機械性能;為達到潤滑或耐蝕目的而進行浸油或浸漬其它液態潤滑劑;將低熔點金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理,可提高制件的強度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。
粉末冶金工藝的優點
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。2、由于粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨后的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法制造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。3、由于粉末冶金工藝在材料生產過程中并不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能制取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。 5、粉末冶金適宜于生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法制造能大大降低生產成.(林里粉末)
粉末冶金是制取金屬粉末,及采用成形和燒結工藝將金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)制成材料和制品的工藝技術。它是冶金和材料科學的一個分支學科。
粉末冶金制品的應用范圍十分廣泛,從普通機械制造到精密儀器;從五金工具到大型機械;從電子工業到電機制造;從民用工業到軍事工業;從一般技術到尖端高技術,均能見到粉末冶金工藝的身影。
煉鋼指的是將鐵水冶煉成鋼水
而您說的選礦,燒結,球團,是高爐冶煉的原料準備階段,當完成燒結,造球后進入高爐利用高爐內的還原性環境將鐵水從鐵礦石從還原出來,為下一階段的煉鋼提供原料供給。
煉鋼利用轉爐內的氧化性環境將鐵水中過量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳,達到鋼水要求的碳含量。當然在煉鋼廠房內一般來說還要有轉爐之前的鐵水脫硫預處理,轉爐出鋼后的鋼水精煉(LF或LF+RH或LF+VD,VOD等),完成精煉后用行車調運至連鑄機的大包回轉臺,進行連鑄澆鑄的工序環節,為后續的軋鋼廠提供鋼坯原料。
整個聯合鋼鐵廠的工藝流程為:原料碼頭(各種原料集中卸載存放區域)――燒結(礦石造塊或造球團)――高爐(煉鐵)――煉鋼(鐵水預處理-轉爐或電爐-精煉-連鑄)-軋鋼
現代煉鋼工藝主要的流程有那些?
鋼與生鐵的區別,首先是碳的含量,理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼,它的熔點在1450-1500℃,生鐵的含碳量在2.5-4.3%左右,而生鐵的熔點在1100-1200℃。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體,隨著碳含量的增加,其強度、硬度增加,而塑性和沖擊韌性降低。南京麒麟儀器集團的檢測設備可以精準的區分鋼材原材料中的碳元素含量。
鋼具有很好的物理、化學性能與力學性能,可進行拉、壓、軋、沖、拔等深加工,其用途十分廣泛。用途不同對鋼的性能要求也不同,從而對鋼的生產也提出了不同的要求。石油、化工、航天航空、交通運輸、農業、國防等許多重要的領域均需要各種類型的大量鋼材,我們的日常生活更離不開鋼。總之,鋼材仍將是21世紀用途最廣的結構材料和最主要功能材料。
現代煉鋼工藝主要的流程有兩種
(長流程和短流程)
煉鋼,目前主要有兩條工藝路線,即轉爐煉鋼流程和電弧爐煉鋼流程,通常 將“高爐-鐵水預處理-轉爐-精煉-連鑄”稱為長流程,而將“廢鋼-電弧爐-精煉連鑄”稱為短流程,短流程無需龐雜的鐵前系統和高爐煉鐵,因而,工藝簡單、 投資低、建設周期短。但短流程生產規模相對較小,生產品種范圍相對較窄,生產成本相對較高。同時受廢鋼和直接還原鐵供應的限制,目前,大多數短流程鋼 鐵生產企業也開始建高爐和相應的鐵前系統,電弧爐采用廢鋼+鐵水熱裝技術吹氧熔煉鋼水,可降低電耗,縮短冶煉周期,提高鋼水品質。
1
長流程工藝
以氧氣轉爐煉鋼工藝為中心的鋼鐵聯合企業生產流程。高爐經還原冶煉得到的鐵水,經鐵水預處理兌入頂底復吹氧氣轉爐,經吹煉去除雜質,將鋼水倒入鋼包中,經二次精煉(如 RH、LF、VD 等)使鋼水純凈化,然后鋼水經凝固成型連鑄成為鋼坯,在經軋制工序最后成為鋼材。
2
短流程工藝
以電爐煉鋼工藝為中心的小鋼廠生產流程。將回收再利用的廢鋼經破碎、分選加工后,經預熱加入到電弧爐中,電弧爐利用電能做能源熔化廢鋼,去除雜質(如磷、硫)后出鋼,再經二次精煉獲得合格鋼水,然后鋼水經凝固成型連鑄成為鋼坯,在經軋制工序最后成為鋼材。
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