[冶⾦知识]钢铁⼈应知的钢铁⽣产⼯艺知识！
上周⼩编以“黄⾦螺是怎样炼成的，⼀探究竟!”为题，为⼤家介绍了钢铁⽣产的炼钢环节，因为钢铁冶炼⼯艺流程复杂，所以上周主要从“流程”⽅⾯为⼤家简单介绍了⼀下炼钢的主要冶炼设备和⽣产流程，今天⼩编继续从炼钢⽣产环节⼊⼿，重点从⼯艺技术⽅⾯介绍⼀下“钢铁是怎样炼成的”！
烟饼
今天主要从铁⽔脱硫，钢⽔冶炼、钢⽔浇铸三个⽅⾯来介绍！⼀、铁⽔脱硫预处理（KR脱硫）
1、KR脱硫主要化学反应⽅程式 CaO+FeS=CaS+FeO
2、KR脱硫⼯艺流程：铁⽔罐运到把渣位并倾翻→第⼀次测温取样→第⼀次扒渣→铁⽔罐回位→加脱硫剂→搅拌脱硫→搅拌头上升→第⼆次测温取样→铁⽔罐倾翻→第⼆次扒渣→铁⽔罐回位→铁⽔罐开⾄吊罐位→兑⼊转炉。
3、脱硫效率的表⽰⽅式：
4、脱硫剂的成分要求%
5、脱硫效率的影响因素：铁⽔温度、铁⽔硫含量、搅拌时间、搅拌器旋转速度和脱硫剂加⼊量都会对脱硫率产⽣影响，具体如下： ①铁⽔温度对脱硫效果有着相当⼤的影响，在其它条件相同的情况下，铁⽔温度越⾼，则脱硫效果越好。
②脱硫率随脱硫剂加⼊量的增加⽽升⾼，但加⼊量到⼀定量后，对脱硫已不起作⽤，过多的增加脱硫剂⽤量，会增加成本，增加温降，增加对铁⽔的污染。因此要在合适铁⽔温度下加⼊合适的脱硫剂。
③延长搅拌时间和加快搅拌器旋转速度能提⾼脱硫效果，但也会增加处理成本，增加铁⽔温降，因此搅拌时间以5-
8min，旋转速度以85-90r/min为宜。只有在铁⽔初始硫含量较⾼时，才需要延长搅拌时间和加快搅拌器旋转速度。
⼆、钢⽔冶炼
钢⽔冶炼主要分为氧化过程和还原过程，氧化过程主要在钢⽔粗炼时完成（转炉或电炉），还原过程在特钢企业主要在炉外精炼完成（如LF炉）。 1、钢⽔氧化冶炼过程
炼钢时，转炉从炉顶直接吹⼊氧⽓，使它跟⾼温的铁⽔发⽣氧化反应，除去杂质，从⽽使得吹炼后铁⽔的成分要求符合钢⽔成分的要求，具体反应过程如下：
地板线槽
①硅、锰和铁的氧化
⽣铁中除了铁元素外，还含有碳、硅、锰、磷、硫五种元素。在这些元素中，铁跟氧的结合能⼒是最低的，按理说，它不应该被最先氧化⽣成（FeO）。但是，氧化顺序的先后并不是完全由氧结合能⼒决定的，还跟元素在铁⽔中的含量有关系。因为铁元素在铁⽔中的含量最⼤，所以铁元素最先被氧化。
硅和锰跟氧的结合能⼒都⽐碳强，它们在铁⽔中的含量也较⾼。开始吹炼时，炉温较低，兑⼊炉内的铁⽔温度是 1200－1300℃，碳的氧化受到抑制，只有当Si、Mn 氧化到差不多，炉温超过 1400℃时，碳的氧化才能剧烈进⾏。
当⾼压氧化⽓流作⽤于铁⽔时，铁⽔被激成液滴状的铁⽔珠，同时把铁⽔珠表⾯氧化成氧化亚铁：
这些带着氧化亚铁的铁⽔珠，随着⽓流的循环运动扩散到到这个熔化液中，使Si、Mn发⽣氧化反应：
⽣成的SiO2、FeO、MnO互相作⽤，⽣成硅酸亚铁和硅酸锰：
吹炼中，随着⽯灰的逐渐熔化，FeO被碱性强的CaO从硅酸亚铁中“置换”出来：
②碳和磷的氧化
磷跟氧结合能⼒⽐碳⼩，碳应⽐磷先氧化，但由于吹炼前期的炉温不是太⾼（低于1400℃），碳的活性⼩，碳的氧化受到抑制，磷容易氧化⽽被⼤量出去，只有当炉温超过1400℃后，碳跟氧才急剧反应，从⽽加速了钢的脱碳。如果这时能形成良好的炉渣，这就加速了钢跟渣界⾯间磷的氧化反应。磷在钢中以Fe2P存在，它跟FeO反应⽣成P2O5：
太阳能热水器清洗机P2O5能跟炉渣中的CaO反应，⽣成稳定的化合物磷酸钙：
2、钢⽔还原冶炼过程
钢⽔的氧化冶炼完成之后进⾏还原冶炼过程，⼀般特钢企业是在炉外（如LF炉）精炼过程完成的。
①去硫
新型燃气炉钢中的硫是以硫化亚铁(FeS)形式存在，它能跟氧化钙(CaO)反应⽣成较稳定的硫化钙(CaS)⽽进⼊炉渣，以达到从钢中去硫的⽬的：
止推垫圈
由于脱硫反应实际是⼀个可逆的吸热反应，从化学平衡移动原理可知，为了保证脱硫效果，应该提⾼CaO的浓度(加⼊多量的⽯灰，即提⾼炉渣的碱度)、降低FeO浓度(在还原期FeO浓度低，所以脱硫是在还原期进⾏)，并且保持较⾼的炉温。
②脱氧、合⾦化
氧在钢中是以FeO的形式混在钢⽔中，含氧⾼的钢，脆性⼤，塑性低；同时，它跟钢中的碳形成CO⽓泡⽽留在钢中，直接影响钢的质量。因此，在吹炼末期要把铁合⾦(锰铁、硅铁、铝粒或铝铁、钒铁、钛铁等)直接加⼊钢包中跟铁⽔接触，铁合⾦就会跟钢⽔中的FeO作⽤⽽进⾏脱氧。
⽣成的Si02、MnO、Al2O3 等⼤部分形成炉渣⽽除去，部分的Si 、Mn留在钢⾥以调整钢的成分。
三、钢⽔浇铸
连铸⼯艺参数
1、浇铸温度（过热度）
钢⽔的浇注温度是指中间包钢⽔温度，等于该钢种的液相线温度加上中间包钢⽔合适的过热度。合理选择浇注温度对于连铸操作⾄关重要。
如果浇注温度偏低，会使：
如果浇注温度偏低，会使：
①钢⽔发黏，夹杂物不易上浮；
③⽔⼝冻结，浇注中断。
如果浇注温度太⾼，会使：
①耐⽕材料严重冲蚀，钢中夹杂物增多；
②出结晶器坯壳薄，容易拉漏；
③铸坯柱状晶发达，中⼼偏析加重。
2、拉坯速度
拉坯速度以铸机每⼀流每分钟拉出的铸坯长度(m)来表⽰。拉速与连铸机设计及⽣产品种相关，在铸坯断⾯确定之后，拉速对连铸机的⽣产能⼒起决定作⽤。拉速愈⼤，铸机的⽣产能⼒就愈⼤，但它有⼀定限度，因为钢⽔的凝固速度限制了铸坯出结晶器时的坯壳厚度，拉速愈⾼，坯壳越薄，易产⽣过⼤变形甚⾄漏钢，反之拉速低时则形成的坯壳厚。同时⼜会造成铸坯内部的疏松和缩孔，使质量变坏。
在⼀定的⼯艺条件下，为得到最好的经济效果，寻求最佳拉速时，必须满⾜两个最基本的要求；⼀是铸坯出结晶器下⼝时具有⼀定的坯壳厚度，以防过⼤变形和拉漏；⼆是铸坯内、外部质量良好。
3、结晶器冷却强度
结晶器中钢液的冷却凝固是连铸的关键，应确保铸坯的凝固坯壳在结晶器内均匀稳定⽣长，这也是减少因初⽣坯壳厚薄不均产⽣铸坯表⾯缺陷的重要⼿段。结晶器冷却强度过⼩会形不成⾜够⽀撑⼒的坯壳，出结晶器后在钢⽔静压⼒的作⽤下，容易坯壳破裂，导致漏钢情况的发⽣。冷却强度过⼤，铸坯在结晶器内形成过厚坯壳，坯壳与结晶器壁的摩擦⼒过⼤，导致裂纹的产⽣。
4、⼆冷强度（⽐⽔量）
⼆冷区冷却强度对铸坯质量的影响有以下⼏个⽅⾯：
①冷却不均匀，导致坯壳温度回升，铸坯易产⽣中间裂纹或⽪下裂纹。
②铸坯矫直时表⾯温度过低（如⼩于 900℃），易产⽣表⾯横裂纹。
③冷却强度不够，铸坯带液⼼矫直易产⽣矫直裂纹。
④⼆冷区铸坯表⾯温度过⾼，板坯易产⽣⿎肚变形⽽使中⼼偏析加重。
⑤⼆冷强度过⼤，促使柱状晶发达易形成穿晶结构，使中⼼疏松和偏析加剧。
5、电磁搅拌
①钢液的流动状态有利于⾮⾦属夹杂物及⽓泡的上浮，降低铸坯内⽓泡及夹杂物的含量；
滚筒造粒机②抑制弯⽉⾯处钢⽔的波动，防⽌保护渣等外界杂质卷⼊结晶器钢液内；
③降低钢⽔的过热度，均匀液相⽳内温度场，防⽌液⾯温度过⾼或过低带来的卷渣、结壳等现象的发⽣，有利于减少裂纹，提⾼铸坯的纯净度；
④加强液相⽳内钢⽔的对流运动，有利于打碎枝状晶，形成等轴晶，提⾼铸坯的等轴晶率，减少中⼼偏析、中⼼疏松和
④加强液相⽳内钢⽔的对流运动，有利于打碎枝状晶，形成等轴晶，提⾼铸坯的等轴晶率，减少中⼼偏析、中⼼疏松和缩孔，改善铸坯的凝固组织；
⑤减少钢液对初⽣凝固壳的冲刷，降低产⽣裂纹和拉漏的可能性，从⽽有利于快速连铸。
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