《炼钢原料》PPT课件

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1、冶金学之炼钢篇阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2011年5月3日～6月30日/1#教学楼301（No3-4）主要内容第一章炼钢概述第二章炼钢基础理论第三章炼钢原材料第四章转炉炼钢法第五章电炉炼钢法9/4/20212东北大学/阎立懿第二章炼钢基础理论钢液的物理性质钢液的化学反应9/4/20213东北大学/阎立懿钢的物理性质物理性质研究意义影响因素数值大小熔点确定冶炼、浇铸温度的重要参数成分↑，↓钢1450～1500，生铁1100~1200,渣1300~1400℃密度研究渣、钢及夹杂物分离、上浮温度↑，↓；成分↑，↓↑钢液7.0、钢7.85t/m3渣2.5～3.0t/m3黏度确

2、定冶炼温度，影响扩散、夹杂物上浮、气体去除温度↑，↓；成分↑，↓↑钢液0.002~0.003，炉渣0.02Pa•s表面张力新相生成，结晶核心，脱氧产物、夹杂物、气体排除温度↑，↓、↑；成分↑，↓、↑钢液1.5，铁液1.7～1.9，渣0.35～0.50N/m导热能力(导热系数钢物性，热传导及传导效率温度↑，↓↑；成分↑，↓钢40～60、铜400、钻石2300W/m•℃9/4/20214东北大学/阎立懿钢液的硅锰氧化内容硅的氧化锰的氧化反应式1）[Si]+2[O]=（SiO2）或[Si]+2(FeO)=(SiO2)＋2[Fe]+2）2(CaO)+（SiO2）=(2CaOSi

3、O2)[Si]+2[O]或2(FeO)+2(CaO)——(2CaOSiO2)+2[Fe][Mn]+[O]=(MnO)或/和[Mn]+(FeO）=(MnO)＋[Fe]热效应△HSiO2＝-542kJ/mol△HMnO<0氧化条件低温、高氧化性、高碱度，即造碱性渣氧化的彻底。低温、高氧化性、低碱度，即在碱性渣条件下，锰氧化不彻底；“残锰”有防钢水过氧化，可作为钢液温度高低的标志，节约Fe-Mn合金的用量等益处。9/4/20215东北大学/阎立懿反应必要性化学反应式有利条件脱碳加速反应，均匀成分、温度，去除气体和夹杂[C]＋[O]=CO△HCO＝－22.2kJ高氧化性，高温，

4、低PCO等均有利于脱碳反应脱磷“冷脆”与“偏析”影响钢的质量2[P]+5（FeO）+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+5[Fe]，△H＜0高氧化性、高碱度，低温，流渣、换渣操作脱硫“热脆”与“偏析”影响钢的质量[FeS]+（CaO）=（CaS）+（FeO），△H＞0高碱度、低氧化性及强还原气氛，高温，增加渣-钢接触及好的流动性脱氧碳氧化成气孔，硅、锰氧化成夹杂，加剧硫的危害-热脆x[M]块＋y[O]＝(MxOy)x(M)粉+y(FeO)＝(MxOy)+y[Fe][FeO]→(FeO)低氧化性及强还原气氛，增加渣-钢接触及好的流动性。各脱氧方法的特点——去气夹杂氢脆、

5、硬化，破坏金属的连续性，影响钢的质量[％H]＝KPH1/2，[％N]＝KPN1/2促进氧化脱碳反应，减少分压；脱氧及上浮充分、无氧化浇铸等有利。“四脱、二去”及有利条件9/4/20216东北大学/阎立懿第三章炼钢用原材料原材料是炼钢的基础，原材料的质量和供应条件对钢材的质量及炼钢生产的各项技术经济指标产生重要影响。对炼钢原料的基本要求是：既要保证原料具有一定的质量和相对稳定的成分，又要因地制宜充分利用本地区的原料资源，不宜苛求。炼钢原材料分为金属料，非金属料或叫辅助料。9/4/20217东北大学/阎立懿原材料种类：1）金属料铁水、废钢铁、生铁、直接还原铁、铁合金2）非金

6、属料（辅助料）造渣剂：石灰、萤石、白云石、火砖块；氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮；冷却剂：废钢、生铁、铁矿石、球团矿、氧化铁皮；增碳剂：焦炭、石墨电极块、生铁、煤块。9/4/20218东北大学/阎立懿3.1金属料3.1.1铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%～100%。也是转炉炼钢的主要热源。对铁水要求有：温度、成分及带渣量。1）铁水温度铁水温度是铁水含物理热多少的标志，铁水物理热占转炉热收入的50%。应努力保证入炉铁水的温度，保证炉内热源充足和成渣迅速。我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃，并且要相对稳定。9/4/20219东北大学/阎立懿2）铁水

7、成分（五大常存元素）C铁水中的碳含量一般达到饱和，为3.5％～4.5％，它是主要的发热元素，占元素氧化放热的50％～60％。碳的氧化产物是CO气体，在其上浮排出过程中，对熔池有搅拌作用。氧化放热；搅动熔池、加大渣-钢界面，加速反应；均匀成分、温度；有利于去除钢中气体与夹杂；9/4/202110东北大学/阎立懿Si是主要的发热元素，占元素氧化放热的25％～30％。由于它最先氧化，故对熔池的初始温升和初渣形成以及废钢加入量有重要影响。铁水中[Si]量增加热量增加，每增加0.1%，废钢加入量可提高1.3%～1.5%；但Si量过高时，需要增加石灰