炼钢基础知识讲述.ppt

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1、炼钢基础知识讲述主讲人：王军2015.06.29目录钢与生铁的区别炼钢的基本任务钢铁企业工艺流程炼钢工艺流程铁水预处理顶底复吹转炉冶炼炉外精炼连铸燃料动力夹杂物钢材的牌号1钢与生铁的区别C<2.11%的Fe-C合金为钢；C>1.2%的钢很少实用；还含Si、Mn等合金元素及杂质。1钢与生铁的区别2炼钢的基本任务1、脱碳；2、脱磷；3、脱硫；4、脱氧；5、脱氮、氢等；6、去除非金属夹杂物；7、合金化；8、升温；9、凝固成型。3钢铁企业工艺流程4炼钢工艺工艺流程5铁水预处理铁水预处理是指铁水进入转炉之前预先去除某些杂质的预备处理过程，包括预脱硫、预脱

2、磷，预脱硅，简称“三脱”。铁水预处理对于提高钢材质量，冶炼品种钢，提高产品竞争力和附加值具有非常重要的意义。铁水预脱硫方法主要有机械搅拌法（如KR法）和喷粉法（如单颗粒镁法，复合喷吹法）铁水预脱硫反应：（CaO）+[S]=(CaS)+[O][Mg]+[S]==（MgS）（CaO）+[S]+[Mg]=(CaS)+(MgO)图1KR搅拌法示意图铁水成分和温度C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)4.00.50.360.1120.0465铁水预处理5铁水预处理铁水脱硫主要物料及用途物料名称用途钝化镁脱硫钝化石灰脱硫凝渣剂脱硫结束后聚集脱硫渣，便于扒渣

3、6顶底复吹转炉冶炼6顶底复吹转炉冶炼转炉炼钢的主要任务：(1)脱C、S、P;(2)去除有害气体和夹杂；(3)合金化及合适的温度；转炉炼钢主要反应：脱碳反应：[C]+[O]=CO↑[C]+2[O]=CO2↑脱磷反应：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]脱硫反应：[S]+[O]=SO2↑(汽化脱硫）[FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS)(炉渣脱硫)脱硅反应：[Si]+2[O]=(SiO2)脱锰反应：[Mn]+[O]=(MnO)铁水氧化：[Fe]+[O]=(FeO)6顶底复吹转炉冶炼脱碳过程为三个阶段1)吹炼初期

4、以硅的氧化为主，脱碳速度较小；2)吹炼中期，脱碳速度几乎为定值；3)吹炼后期，随金属中含碳量的减少，脱碳速度降低。6顶底复吹转炉冶炼[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响热效应；影响脱碳、脱磷反应；影响渣量。6顶底复吹转炉冶炼炼钢过程Mn的氧化与还原初期温度低，渣中MnO活度低，大量Mn氧化；中后期温度升高、渣中FeO含量降低，碱度提高，炉渣中部分MnO被还原；末期炉渣FeO含量增高，Mn重新被氧化。6顶底复吹转炉冶炼对绝大多数钢种，磷是有害的杂质。■冷脆；■调质钢的回火脆性；■热加工性；■焊接性能等。某些钢种，例如高Ni合金钢、低温液态气体

5、储罐、奥氏体不锈钢等，要求尽量降低[P]含量。6顶底复吹转炉冶炼回磷：炼钢过程回磷；脱氧过程回磷。炼钢过程回磷原因：吹炼中期炉渣返干，FetO含量减少；温度偏高。6顶底复吹转炉冶炼硫对钢材性能的影响：■热加工性(红脆);■降低低温韧性；■焊接性能；■抗氢致裂纹性能；■各向异性6顶底复吹转炉冶炼经脱硫处理过的铁水(S<90ppm)在氧气转炉炼钢过程基本不能够脱硫，由于废钢、残渣、耐火材料等带入硫，炼钢过程回硫可达10～30ppm。仅具有铁水脱硫预处理很难经济地生产超低硫钢，炼钢后的二次精炼脱硫对于生产超低硫钢是不可缺少的工序。6顶底复吹转炉冶炼1)

6、回硫主要发生在吹炼的前半期；2)吹炼前半期炉渣碱度低是促使回硫的重要原因，如能在吹炼前期快速将碱度提高到2.3以上，将能够减轻回硫；3)炉料中的硫主要来自废钢和脱硫渣，减少带渣对抑制回硫十分重要。4)冶炼超低硫钢时应采用减少废钢用量或使用低硫优质废钢、尽可能减少铁水带渣方法。6顶底复吹转炉冶炼装入制度是铁水和废钢的装入量和搭配。装入制度需从如下几个方面确定：(1)炉型；(2)铁水成分和温度；(3)废钢资源和结构；好的装入制度，有利于保持操作稳定，确保热平衡，优化钢铁料结构，降低成本。造渣制度包括以下内容:1.炉渣碱度和石灰加入量碱度R=CaO/SiO

7、22:炉渣氧化性∑(%FeO)3.渣中(MgO)4.造渣方法:单渣法、双渣法、留渣法.供氧制度包括以下内容:1、氧气流量单位时间向熔池吹入氧气体积;2、供氧强度单位时间向熔池吨钢提供氧气的体积;3、氧气工作压力设定压力测定点的氧气压力(0.8~1.2MPa);4、枪位喷头至静止金属熔池液面的距离操作方法：恒枪恒压，恒枪变压，变枪变压温度制度包括以下内容:1、过程温度控制升温迅速、平稳2、终点温度控制出钢温度T的确定:T=浇注钢种液相线温度+浇注过热度+钢水镇静及炉外精炼温度降+出钢温降1、终点是指钢液的温度和成分达到所炼钢种的要求。2、脱氧合金化：脱

8、氧：加入脱氧元素去除钢液中多余的氧。如硅铝铁、硅铝钙等等合金化：加入合金元素使钢液成分达到钢种规格要求。如锰