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炼钢有哪些主要方法

发布时间:2022-12-13 05:39:53

㈠ 炼钢的化学方法

C + O2=点燃=CO2
CO2 + C=高温=2CO
3CO+ Fe2O3=高温=2Fe + 3CO2
生铁烧红后放在铁粘上不停敲打的过程中生铁中的碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳,从而降低了碳的含量,变成含碳较低的钢。

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
炼钢是指控制碳含量(一般小于2%),消除P、S、O、N等有害元素,保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并调整元素之间的比例,获得最佳性能。
钢,是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.06%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今,钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。

㈡ 常用的炼钢方法有哪些请具体点,谢谢!

1 炉外精炼的产生
半世纪以来迅速发展的钢铁冶金重要技术; 半世纪以来迅速发展的钢铁冶金重要技术; 提高生产率、降低生产成本; 提高生产率、降低生产成本;
代替电炉还原期、缓冲、 代替电炉还原期、缓冲、温度调整
提高钢质量; 提高钢质量;
去除钢种的有害元素及气体, 、 、 、 、 成分调整;去除钢种的有害元素及气体,S、O、N、H、C 等;成分调整;夹杂物去除 及控制
满足不同钢种的特殊要求,扩大品种(转炉)。 满足不同钢种的特殊要求,扩大品种(转炉)。
炉外精炼发展历程
20世纪30-40年代,合成渣洗、 20世纪30-40年代,合成渣洗、真空模铸 世纪30年代
1933年 法国佩兰(R.Perrin)应用高碱度合成渣, 1933年,法国佩兰(R.Perrin)应用高碱度合成渣,对钢液 应用高碱度合成渣 进行“渣洗脱硫” 现代炉外精练技术的萌芽 现代炉外精练技术的萌芽; 进行“渣洗脱硫”—现代炉外精练技术的萌芽;
50年代,大功率蒸汽喷射泵技术的突破, 50年代,大功率蒸汽喷射泵技术的突破,发明 年代 了钢包提升脱气法(DH)及循环脱气法(RH) (DH)及循环脱气法 了钢包提升脱气法(DH)及循环脱气法(RH)
1935年 确定大型钢锻件中的白点缺陷是由氢引起的-氢脆。 1935年H.Schenck 确定大型钢锻件中的白点缺陷是由氢引起的-氢脆。 1950年 德国Bochumer (伯施莫尔 威林)真空铸锭。 伯施莫尔1950年,德国Bochumer Verein (伯施莫尔-威林)真空铸锭。 1953年以来,美国的10万千瓦以上的发电厂中, 1953年以来,美国的10万千瓦以上的发电厂中,都发现了电机轴或叶 年以来10万千瓦以上的发电厂中 片折损的事故。 片折损的事故。 1954年 钢包真空脱气。 1954年,钢包真空脱气。 1956年 真空循环脱气(DH、RH)。 1956年,真空循环脱气(DH、RH)。
炉外精炼发展历程
60-70年代,高质量钢种的要求, 60-70年代,高质量钢种的要求,产生了各种 年代 精炼方法
60、70年代是炉外精炼多种方法分明的繁荣时期 60、70年代是炉外精炼多种方法分明的繁荣时期 60年代起纯净钢生产概念的提出 年代起纯净钢生产概念的提出、 与60年代起纯净钢生产概念的提出、连铸生产工艺 稳定和连铸品种扩大的强烈要求密切相关 此时, 此时,炉外精炼正式形成了真空和非真空两大系列 不同功能的系统技术, 不同功能的系统技术,同时铁水预处理技术也得到迅 速发展,它和钢水精炼技术前后呼应,经济分工, 速发展,它和钢水精炼技术前后呼应,经济分工,形 成系统的炉外处理技术体系, 成系统的炉外处理技术体系,使钢铁生产流程的优化 重组基本完成
炉外精炼发展历程
这个时期, 这个时期,还基本奠定了吹氩技术作为各种炉外精 炼技术基础的地位和作用 这一时期发展的技术:VOD-VAD、ASEA-SKF、 这一时期发展的技术:VOD-VAD、ASEA-SKF、RH OB、LF、喷射冶金技术(SL、TN、KTS、KIP)、 )、合金 -OB、LF、喷射冶金技术(SL、TN、KTS、KIP)、合金 包芯线技术、加盖和加浸渍罩的吹氩技术(SAB、CAB、 包芯线技术、加盖和加浸渍罩的吹氩技术(SAB、CAB、 CAS) CAS)
80-90年代,连铸的发展,80-90年代,连铸的发展,连铸坯对质量的要 年代 求及炼钢炉与连铸的衔接
RH-KTB、RH-MFP、RH-OB;RH-IJ( RH-KTB、RH-MFP、RH-OB;RH-IJ(真空深脱),RH PB、WPB(真空深脱硫)、 RH- )、V KIP、SRP脱磷 磷),RH-PB、WPB(真空深脱硫)、V-KIP、SRP脱磷
21世纪,更高节奏及超级钢的生产。 21世纪,更高节奏及超级钢的生产。 世纪
我国90年代炉外处理技术成果 我国 年代炉外处理技术成果
我国90年代四项突出炉外处理技术成果 我国90年代四项突出炉外处理技术成果 90 (1)钢水真空处理综合精炼技术开发与应用 镁质铁水脱硫技术和转炉铁水预处理技术 (2)镁质铁水脱硫技术和转炉铁水预处理技术 开发与应用 适于中小钢包 中小钢包钢水精炼技术的开发与生产 (3)适于中小钢包钢水精炼技术的开发与生产 应用的发展 中间包以镁 锆系材料及流场优化为 (4)中间包以镁-钙-锆系材料及流场优化为 中心的中间包冶金技术的开发应用 再与钢包精炼炉吹氩、 再与钢包精炼炉吹氩、喂丝等基本技术相结合
近几年内炉外处理技术的重 点发展方向
(1)以转炉作为主要手段的全量铁水预处理 不仅会大大提高铁水预处理的生产效率, 不仅会大大提高铁水预处理的生产效率, 还将为现有冶金设备的功能优化重组开辟新的 方向 (2)中间包冶金及钢水凝固过程的精炼技术将 逐渐显示其对最终钢铁产品质量优化的重要意 义(3)电磁冶金技术对炉外处理技术的发展将起 到积极推动作用 (4)钢铁生产固体原料预处理技术研究
近几年内炉外处理技术的重 点发展方向
(5)我国中小型钢厂炉外处理技术将会有重大 突破性进展 (6)配套同步发展辅助技术,包括冶炼炉、精 配套同步发展辅助技术,包括冶炼炉、 炼炉准确的终点控制技术和工序衔接技术智能 化
炉外精炼的内容
脱氧、脱硫、 脱氧、脱硫、脱H、脱N 、 去气、去除夹杂、 去气、去除夹杂、夹杂物改性 调整钢液成分及温度
炉外精炼作用和地位
提高冶金产品质量, 提高冶金产品质量,扩大钢铁生产品种不可缺 少的手段; 少的手段; 是优化冶金生产工艺流程,进一步提高生产效 是优化冶金生产工艺流程, 节能强耗、 率、节能强耗、降低生产成本的有力手段 保证炼钢-连铸- 保证炼钢-连铸-连铸坯热送热装和直接轧制 高温连接优化的必要工艺手段 优化重组的钢铁生产工艺流程中独立的, 优化重组的钢铁生产工艺流程中独立的,不可 替代的生产工序
2 炉外精炼的手段
渣洗 真空 搅拌 喷吹 调温 最简单的精炼手段; 最简单的精炼手段; 目前应用的高质量钢的精炼手段; 目前应用的高质量钢的精炼手段; 最基本的精炼手段; 最基本的精炼手段; 将反应剂直接加入熔体的手段; 将反应剂直接加入熔体的手段; 加热是调节温度的一项常用手段。 加热是调节温度的一项常用手段。
合成渣洗
根据要求将各种渣料配置成满足某种冶金功能的合成炉 渣; 通过在专门的炼渣炉中熔炼,出钢时钢液与炉渣混合, 通过在专门的炼渣炉中熔炼,出钢时钢液与炉渣混合, 实现脱硫及脱氧去夹杂功能; 实现脱硫及脱氧去夹杂功能; 使渣和钢充分接触,通过渣-钢之间的反应,使渣和钢充分接触,通过渣-钢之间的反应,有效去除 钢中的硫和氧(夹杂物); 钢中的硫和氧(夹杂物); 不能去除钢中气体; 不能去除钢中气体; 必须将原炉渣去除; 必须将原炉渣去除; 同炉渣洗、异炉渣洗。 同炉渣洗、异炉渣洗。
真空处理
脱气的主要方法 提高真空度可将钢中C 降低; 提高真空度可将钢中C、H、O降低;
真空处理
日本真空技术,真空度到1 torr; 日本真空技术,真空度到1 torr; C<10ppm,H<1ppm,O<5ppm 中国真空技术,真空度到3 torr; 中国真空技术,真空度到3 torr; C<20ppm,H<2ppm,O<15ppm。 C<20ppm,H<2ppm,O<15ppm。 新开发了脱硫功能:KTB 新开发了脱硫功能: 代表性装置:RH、VD、VOD。 代表性装置:RH、VD、VOD。
搅拌
目的: 目的:
加速反应的进行 均匀成分、均匀成分、温度
手段: 手段:
电磁搅拌 吹气搅拌
喷吹技术
喷吹实现脱碳、脱硫、脱氧、合金化、控制夹 喷吹实现脱碳、脱硫、脱氧、合金化、 杂物形态; 杂物形态; VOD; 单一气体喷吹 VOD; AOD; 混合气体喷吹 AOD; TN; 粉气流的喷吹 TN; 喂线。 固体物加入 喂线。
升温工艺
提高生产率的需要; 提高生产率的需要; 保证连铸的顺利进行; 保证连铸的顺利进行; 加热方法: 加热方法:
电加热:电弧加热、 电加热:电弧加热、感应 加热、加热、等离子加热等 化学热升温装置:
LF加热 LF加热 CAS化学加热 CAS化学加热 OB
3 主要的精炼工艺
LF(Ladle Furnace process);; AOD(Argon-oxygen decaburizition process ); VOD (Vacuum oxygen decrease process) ; RH (Ruhrstahl Heraeus process); CAS-OB( Composition adjustments by sealed argon -oxygen blowing process) ; 喂线 (Insert thread) ; 钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring);钢包吹氩搅拌 ; 喷粉( 喷粉 powder injection )。 。
LF炉 3.1 LF炉
最常用的精炼方法 取代电炉还原期 解决了转炉冶炼优钢问题 具有加热及搅拌功能 脱氧、脱硫、 脱氧、脱硫、合金化
工艺优点
精炼功能强, 精炼功能强,适宜生产超 低硫、超低氧钢; 低硫、超低氧钢; 具备电弧加热功能, 具备电弧加热功能,热效 率高, 升温幅度大, 率高 , 升温幅度大 , 温度 控制精度高; 控制精度高; 具备搅拌和合金化功能, 具备搅拌和合金化功能 , 易于实现窄成分控制, 易于实现窄成分控制, 提 高产品的稳定性; 高产品的稳定性; 采用渣钢精炼工艺, 采用渣钢精炼工艺, 精 炼成本较低; 炼成本较低; 设备简单,投资较少。 设备简单,投资较少。
1-电极;2-合金料斗;3-透气砖;4LF炉精炼原理 滑动水口 1-电极;2-合金料斗;3-透气砖;4滑动水口
LF炉生产流程 LF炉生产流程
LF炉工艺操作 常规 LF炉工艺操作
电炉EBT出钢,出钢过程加合金、加渣料(石灰、 电炉EBT出钢,出钢过程加合金、加渣料(石灰、 EBT出钢 萤石等2%) 底吹氩、通电升温、化渣,10分钟 2%), 萤石等2%),底吹氩、通电升温、化渣,10分钟 取样分析,加渣料(1 (1% 测温取样, 取样分析,加渣料(1%),测温取样,加合金看脱氧,准备出钢。 脱氧,准备出钢。 一般30-50分钟 电耗50 80kwh/t; 分钟, 50- 一般30-50分钟,电耗50-80kwh/t; 30 现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。 现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。
LF炉精炼的主要工艺内容 LF炉精炼的主要工艺内容
(1)加热与温度控制
LF炉采用电弧加热,加热效率一般≥60%,高于电炉升温热 LF炉采用电弧加热,加热效率一般≥60%,高于电炉升温热 炉采用电弧加热%, 效率。吨钢水平均升温1℃耗电0.5 0.8kWh。 1℃耗电0.5~ 效率。吨钢水平均升温1℃耗电0.5~0.8kWh。升温速度决定于供电比功率(kVA/t),供电比功率的大小又 升温速度决定于供电比功率(kVA/t),供电比功率的大小又 ), 决定于钢包耐材的熔损指数。通常LF炉的供电比功率为150~ 决定于钢包耐材的熔损指数。通常LF炉的供电比功率为150~ LF炉的供电比功率为150 200kVA/t,升温速度可达3 5℃/min, 200kVA/t,升温速度可达3~5℃/min,采用埋弧泡沫技术可提高 加热效率10%~15 10%~15%。 加热效率10%~15%。 采用计算机动态控制终点温度可保证控制精度≤±5℃。 采用计算机动态控制终点温度可保证控制精度≤±5℃。 ≤±5℃
LF炉精炼的主要工艺内容 LF炉精炼的主要工艺内容
(2)白渣精炼工艺
利用白渣进行精炼,实现脱硫、脱氧、生产超低硫和低氧钢。 利用白渣进行精炼,实现脱硫、脱氧、生产超低硫和低氧钢。 白渣精炼是LF

㈢ 古代的炼钢方法主要有哪两种

古代的炼钢方法主要有两种:如果用块炼铁做原料,就必须用渗碳技术以增加碳分;如果用生铁做原料,就必须用脱碳技术以减少碳分。

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