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课程结构 第一章 概论 第一节 钢铁生产的两大工艺流程 第二节 炼钢的基本任务 第三节 主要的炼钢方法及炼钢各主要环节的功能 第二章 炼钢炉渣 第一节 炼钢炉渣的作用来源和主要组成 第二节 炉渣结构 第三节 炉渣的物理化学性质 第一讲 内容小节 第一讲 炼钢概述及熔渣基础知识 第一章 概论 钢铁生产在冶炼工程中的两大基本环节为炼铁和炼钢。 第一节 钢铁生产的两大工艺流程 炼钢技术高速发展，出现了下列技术： 1、氧气转炉炼钢取代平炉,成为主要的炼钢技术； 2、超高功率电弧炉炼钢技术高速发展； 3、连铸炼钢使经济效益逐渐提高； 4、炉外精炼技术出现，把传统的炼钢方法分为两步：初炼和精炼。 新技术带来的优势：缩短冶炼时间，提高生产率和降低生产成本，大幅度提高钢的质量。 新技术使炼钢生产逐渐演化为两种流程模式：长流程与短流程。 长流程 多见于大中型钢铁厂 高炉→铁水预处理→氧气转炉→炉外精炼→连铸机 铁矿石 铁水 预处理铁水 初炼钢水 精炼钢水 连铸坯 短流程 一般中、小型钢铁厂、特钢厂采用 电弧炉→炉外精炼→连铸机 废钢 初炼钢水 精炼钢水 连铸坯 磁化杯两种流程的主要区别：原料来源不同；长流程原材料：铁矿石；短流程原材料：主要是废钢。 第二节 炼钢的基本任务 气泡包装膜1、脱碳并将其碳含量按钢号要求调整到一定的规定范围； 2、去除杂质（脱磷、脱硫、脱氧，去除气体和非金属夹杂物）； 3、调整钢液的成分和温度；超导失超 4、将钢液浇注成质量好的钢锭和铸坯。 第三节 主要的炼钢方法及炼钢各主要环节的功能 两种主要的炼钢方法：顶底复吹转炉炼钢；超高功率电炉炼钢。 这两种炼钢方法在现代炼钢中一般都运用在炼钢生产中的初炼环节。 炼钢生产的主要环节 无论是长流程还是短流程，炼钢生产的主要环节都是：初炼炉(氧气转炉和超高功率电炉)→炉外精炼→连铸通常在采用长流程时,在氧气转炉前还增加了铁水预处理工序。 主要环节的功能介绍 1、铁水预处理 1) 脱硫、脱磷、脱硅； 2) 对整个炼钢生产过程起到调节能量的作用； 3) 铁水预处理的建立起到了高炉—转炉之间的缓冲作用。 2、 氧气转炉 1) 快速高效脱碳； 2)快速升温； 3)优化脱磷； 4)节约能源； 3、超高功率电炉 1)快速熔化废钢 2)适度脱磷和脱碳 3)准确控制温度和热效率改善 4、炉外精炼 1)精炼钢液 2)可以在初炼炉和连铸机之间起缓冲作用 3)使生产效率和经济效益大为提高 5、连铸 1)使钢液快速高效凝固和成型化 2) 获得良好的铸坯表面质量和铸坯组织 3)提高成材率，优化了流程 第二章 炼钢炉渣 造好渣是炼钢的重要条件，俗话说“炼钢就是炼渣,要炼好钢,首先要炼好渣”，可见炉渣的重要性。 第一节 炼钢炉渣的作用来源和主要组成 一、炼钢炉渣的作用 去除铁水和钢水中的磷、硫等有害元素，同时能将铁和其他有用元素的损失控制最低； 保护钢液不过度氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损； 防止热量散失，以保证钢的冶炼温度； 吸收钢液中上浮的夹杂物及反应产物。 侵蚀耐火材料，降低炉衬寿命，特别是低碱度熔渣对炉衬的侵蚀更为严重； 熔渣中夹带小颗粒金属及未被还原的金属氧化物，降低了金属的回收率。 二、炼钢炉渣的来源 炼钢过程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、萤石、硅石、铁矾土及火砖块； 钢铁材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物； 冶炼过程被侵蚀的炉衬耐火材料； 三、炉渣的分类和主要组成 1、炉渣的组成 以金属氧化物为主,并含有少量的硫化物和氟化物。 氧化物可归纳为以下三类: 1)碱性氧化物，主要是RO型氧化物,如CaO、MgO、MnO、FeO等。 2)酸性氧化物，主要是SiO2和P2O5,其他还有TiO2、V2O5等。 3)中性氧化物，R2O3型氧化物,如Al2O3、Fe2O3、Cr2O3等，它们在又称为两性氧化物。 2、炉渣的分类 常见的是按酸碱性分类： 当渣中的碱性氧化物占优势，即%(CaO)/%( SiO2)>1时，称为碱性渣； 冰鲜台当渣中酸性氧化物占优势,即%(CaO)/%( SiO2)<1时,称为酸性渣； 当%(CaO)/%( SiO2)=1时,成为中性渣。 不同类型的炉渣具有不同的冶炼目的，一般碱性氧化渣具有脱磷、脱硫能力，而碱性还原渣则有很强脱氧能力。 第二节 炉渣结构 在研究炉渣的基本性质和以后分析炉渣—金属反应时,一律采用分子理论作为依据。 分子理论的要点： 炉渣是自由的简单氧化物分子和复杂氧化物分之组成。 酸性氧化物和碱性氧化物相互作用形成复杂化合物，这些简单的氧化物和复杂化合物分子之间处于动平衡状态。 只有自由氧化物才有参加反应的能力。 炉渣是理想溶液，可以利用物理化学定律计算钢—渣间的平衡反应。 第三节 炉渣的物理化学性质 一、炉渣的物理性质 1、炉渣的熔化温度 熔渣的熔化温度是固态渣完全转化为均匀液态时的温度，通常是一个温度范围，但习惯上仍称它为熔点。一般说来，熔渣中高熔点组元越多，熔化温度越高。 炼钢过程对熔渣的熔点的要求：低于所炼钢的熔点50℃-200℃。一般而言,氧气转炉和电炉氧化渣的熔点约为1450℃左右。 炉渣碱度对碱性炉渣熔点的影响： 当=1.2时,渣的熔点为1200℃,随着比值的增加，渣的熔点也增高,可达到1600℃以上，即渣的碱度增加，熔点升高。 2、炉渣黏度 黏度是熔渣重要的物理性质，它对元素的扩散、渣钢间反应、气体逸出、热量传递，铁损及炉衬寿命等均有很大的影响。它与流动性成反比,黏度大，流动性差；黏度小，流动性好。 影响炉渣黏度的因素主要有：熔渣的成分、熔渣中的固体熔点、温度。 （1）酸性渣中，提高SiO2含量可导致熔渣黏度升高；提高CaO 含量会使黏度降低。 邀请注册（2）碱性渣中，CaO超过40-50%后，随CaO增加，黏度也随之增加。 （3）SiO2在一定范围内增加，能降低碱性渣的黏度，但SiO2含量超过一定值，则使熔渣变黏。 （4）增加FeO含量，渣黏度显著降低。 （5）MgO 在碱性渣中对黏度影响很大，当MgO浓度超过9%-10%时，会破坏渣的均匀性，使熔渣变黏。 （6）Al2O3具有稀释碱性渣的作用。 （7）CaF2能降低熔渣的黏度。 （8）炉渣中颗粒物增加，会使熔渣黏度增加。 （9）温度升高，熔渣的黏度降低。 3、炉渣的表面张力 表面张力就是生成1平方厘米新表面(或界面)所需要做的功。泡沫渣的形成,炉渣对非金属夹杂物的吸收以及钢与渣的分离等，都与炉渣的表面张力有关。 影响熔渣表面张力的因素有温度和成分。熔渣的表面张力一般是随着温度的升高而降低，但高温冶炼时，温度的变化范围较小，所以影响也就不明显。 4、炉渣的密度 熔渣的密度主要与其成分有关。 一般液态碱性渣的密度为3.0 g/cm3， 固态碱性渣的密度为3.5 g/cm3，（FeO＞40%）高氧化性渣的密度为4.0g/cm3，酸性渣的密度一般为3.0g/cm3。 二、炉渣的化学性质 1、炉渣的碱度 熔渣的碱度即熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称之为熔渣碱度，常用符号B表示。 炉渣去除硫、磷的能力、炉渣对钢液的氧化和还原能力以及防止钢液吸收气体等都与炉渣的碱度有关。 碱度的常见表示方法： 1) 炉料中含磷较低时(铁水[P]<0.3%),用碱性最强的CaO和酸性最强的SiO2的重量百分数表示,即 B= 2) 当炉料中含磷量较高时:即B= 3) 加白云石造渣,渣中MgO较高时: 即B= 酸性渣与碱性渣 酸性渣：熔渣B <1.0时为酸性渣，一般酸性渣冷却后呈黑亮玻璃状。 碱性渣：B>1.0为碱性渣。 碱性渣按其碱度大小，一般可分为三级: 低碱度渣 B=1.3~1.6 中碱度渣 B=1.7~2.4 高碱度渣 B≥2.5. 2、炉渣的氧化能力 熔渣的氧化能力就是熔渣的氧化性，它是熔渣的一个重要的化学性质。即熔渣的氧化性是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。 在其它一定的情况下，熔渣的氧化性决定了脱磷、脱碳以及夹杂物的去除等。 炉渣氧化能力（氧化性），通常是用熔渣中的氧化铁含量来表示，即∑(%FeO)。 第一讲 内容小节 现代钢铁生产的主要有长流程和短流程两大工艺流程模式，不管是那种流程模式，炼钢过程都要完成脱碳、去除夹杂、调整钢液的成分和温度并把钢液浇注成质量好的钢锭和铸坯的基本任务。 造渣是炼钢的重要条件，熔渣在炼钢生产中起很重要的作用。熔渣有多种种类，不同类型的炉渣具有不同的冶炼目的。炉渣的熔化温度、黏度、表面张力、密度等物理性质和炉渣的碱度、氧化能力等化学性质对冶炼有很大影响。 | ||||||||||||
本文发布于:2024-09-21 20:37:47，感谢您对本站的认可！
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