炼钢专业基础知识

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1、炼钢专业基础知识讲座（提纲）1钢铁生产发展史人类最先使用生产工具的是铁器(生铁)，由于生铁的使用性能脆，不能进行压力加工，随着近代生产技术发展，形成了现代钢铁冶炼法即把生铁炼成使用性能好的钢。由于自然界的铁是以铁的氧化物形态存在于各种铁矿石之中，所以在高炉中用还原剂焦碳将矿石中的氧去掉，其后，铁水又继续吸收过剩的碳最终成为生铁。在炼钢过程中，由于铁与钢的含C量不同，又重新把过剩的碳通过氧化除去。在1856年贝塞麦首先发明了底吹转炉炼钢法，即在底部通入如空气，用空气中的氧氧化铁水中的碳，同时升温，形成渣层，从而能去除铁水中的相关杂质，最终把铁炼成钢，该炼钢法是现代炼钢法的开始。

2、使用空气吹炼，由于空气中氮氧气在高温下能溶于钢水，使钢水中含氮增高，影响了钢的性能。至二次世界大战后，由于从空气中分离氮、氧技术水平的提高，继后至1952年发展了纯氧顶吹转炉法(L.D法)，至19世纪80年代，结合了顶吹、底吹的优点产生了顶底复合吹炼法，成为当今炼钢的主要方法。随着时代的前进，科学的发展，供电日益方便，另一种炼钢方法---电炉炼钢法(电弧炉冶炼)也相继产生，成为当今世界上与转炉并存的两种主要炼钢方法。随着氧气转炉的出现，原有一种炼钢方法---平炉，由于总体效益差，已逐渐被淘汰。2基础知识2.1钢与铁(生铁)钢与生铁都是铁-碳合金，理论上讲以冷却过程中是否产生渗

3、碳体(Fe3C)为界，当含C量<2.11%的铁一碳合和金称为钢，C量≥2.11%的铁碳合金全称为生铁，然而钢铁决不是简单的铁一碳二元合金，而是以铁为主要元素，还有其他元素的多元合金，例：通常我们称为钢中五大元素－碳，硅、锰、硫、磷。2.2钢的分类钢的分类方法很多，这里简单叙述一下通常的分类方法。2.2.1按化学成份分碳素钢，按含C量不同可分为低碳钢（C〈0.25%〉，中碳钢，高碳钢（C>0.6%）合金钢按含量不同分低合金钢（合金总量<3％），中合金钢、高合金钢（合金总量>10％）。2.2.2按用途分按用途分可分为，电工钢、不锈钢、，轴承钢等。3炼钢基本任务炼钢基本任务是把经过

4、铁水预处理的铁水及加入假如的废钢（称为主原料），通过吹氧（产生化学反应热）或电能升温后，形成液态溶液，在高温下进行一系列物理化学反应，去碳及其它杂质（S.P等），加入合金，调整成份，温度，把初炼钢水出钢至钢包内，包内的初炼钢水，经过各种精炼设施进行钢水二次精炼，最终调整温度，成份，净化钢水，送至下道工序浇铸，通过浇铸，使液态钢水最终凝固成固态的钢坯或钢锭，后送相应的轧钢厂进行轧制。4宝钢炼钢厂生产系统的组成宝钢炼钢厂现有三个炼钢厂：一炼钢，二炼钢，大电炉一炼钢是属于宝钢一期工程（转炉三吹一），转炉三吹二及连铸属二期工程二炼钢，大电炉均属宝钢三期工程炼钢厂生产系统组成主要可分为

5、铁水预处理、冶炼、渣处理、二次精练，浇铸等系统，并与其配套的水，气，通风除尘等，公辅设施系统及供电，控制的三电通信系统。现分别概述有关下列几个主要系统4.1铁水预处理系统为了均衡转炉操作，达到精料要求，便于实现自动控制，在高炉铁水进炼钢炉前脱除铁水中的某些成份（主要是硅，硫，磷俗称三脱）称铁水预处理4.1.1铁水预处理的目的。脱硅----有二个目的，1.为了降低转炉冶炼过程中石灰的消耗，达到转炉少渣冶炼。2.根据物理化学原理，只有铁水中含硅量降到一定值后，脱磷的反应才能进行，所以铁水脱磷的必要条件是铁水先要脱硅。脱硫----为了减轻转炉脱硫的负担，克服转炉有限的脱硫能力，为了

6、满足冶炼低硫钢及超纯净钢等高附加值产品的需要。脱磷----充分利用铁水在低温时对脱磷的有利条件，为了冶炼低磷钢，对铁水进行脱磷。4.1.2铁水预处理的处理方法按反应容器可分，混铁车(鱼雷罐车)法、铁水罐法、转炉法(用转炉作为脱磷炉)按处理的方式可分，机械搅拌法—依靠机械动力搅拌浆进行各种反应；喷吹法—由载流气体将反应所需粉剂送至喷枪然后喷入铁水内部，达到预处理要求。4.2冶炼4.2.1转炉冶炼转炉冶炼是利用铁水带入的物理热及输入氧气，通过氧铁、碳、硅等元素的氧化反应产生的化学热来提高铁水熔池温度，同时熔化了作为主原料之一的废钢及辅原料石灰等造渣剂，形成钢水与熔渣两种液体，在高

7、温下在两液极内进行一系列物理化学反应，完成脱碳、脱硫、脱磷等反应，最终加入部分合金，达到温度，成份符合要求的初炼钢水。自20世纪80年代，转炉冶炼法从原氧气顶吹转炉发展成顶底复合吹炼法，其主要原理是结合了顶部吹氧与底部吹惰性气体，利用底吹的优点克服顶吹的缺点，实践证明复吹转炉具有良好的冶金效果。4.2.2电炉冶炼电炉冶炼是由一次侧高压电源经过炉旁变压器变成低电压大电流，通过石墨电极间电弧产生的电能来熔化主住原料废钢(也可装入一部份铁水)、渣料等固体料，使其熔化成液体，同转炉一样，在高温熔池内完成一系列物