炼钢培训讲义(全面) PPT

磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在，但 通常是以[P]来表达。炼钢过程的脱磷反应是在金
属液与熔渣界面进行的。
不同用途的钢对磷的含量有严格要求：
非合金钢中普通质量级钢[P]≤0.045%；
优质级钢
[P]≤0.035%；
特殊质量级钢
[P]≤0.025%；
有的甚至要求
[P]≤0.010%。
有些钢种:炮弹钢，耐腐蚀钢需加P元素。
炼 钢 方 法（4）
1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的 底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在 吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决 了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧 的一些国家特别适用，因为西欧的矿石 普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉 子寿命底，钢水中氮的含量高。
炼 钢 方 法（5）
1899年出现了完全依靠废钢为原料的电 弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢 炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一 直在不断发展，是当前主要的炼钢法之 一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢 的产量的30-40%。
钢中氧含量高，还会产生皮下气泡，疏松等缺陷， 并加剧硫的热脆作用。在钢的凝固过程中，氧将 会以氧化物的形式大量析出，会降低钢的塑性， 冲击韧性等加工性能。 一般测定的是钢中的全氧，即氧化物中的氧和溶 解的氧之和，在使用浓差法定氧时才是测定钢液 中溶解的氧，在铸坯或钢材中取样时是全氧样。
脱氧的任务
从低碳钢高温下的拉伸实验发现提高[Mn]/[S] 比可以提高钢的热延展性。一般[Mn]/[S]≥7时不 产生热脆。
图1-2 [Mn]/[S]比对低碳钢热延展性的影响
硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂， 并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强 度。硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀 性。硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

4）补炉材料
机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者 的混合物，并掺入磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。
5.2.2 装料
目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料 筐）装料（图5-3），每炉钢的炉料分1～3次加入。 装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电 极消耗以及合金元素的烧损等。因此，要求合理 装料，这主要取决于炉料在料罐中的布料合理与 否。 现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、 中间高、四周低、炉门口无大料，穿井快、不搭 桥，熔化快、效率高。
图4-3 电炉装料情况
5.2.3 熔化期
传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的 50%～70%，电耗占70%～80%。因此熔化期的长 短影响生产率和电耗，熔化期的操作影响氧化期、 还原期的顺利与否。 （1）熔化期的主要任务 将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；
提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。 （2）熔化期的操作 合理供电，及时吹氧，提前造渣。
5.2.1 补炉 1）影响炉衬寿命的“三要素”
炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
2）补炉部位
炉衬各部位的工作条件不同（图4-1、图4-2） 损坏情况也不一样。炉衬损坏的主要部位如下： 炉壁渣线 受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学 侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重； 渣线热点区 尤其2＃热点区还受到电弧功率大、 偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为 换炉的依据； 出钢口附近 因受渣钢的冲刷也极易减薄； 炉门两侧 常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及 操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。
1）炉料熔化过程及供电
装料完毕即可通电熔化。
炉料熔化过程见图5-4，基本可分为四个阶段 （期），即点弧、穿井、主熔化及熔末升温。

1）生产率高，冶炼周期短。 2）利用铁水的物理热和化学热，热效率高，原材料消耗少。 3）成本低，投资快。 当前，国外炼钢技术的进展主要是顶底复合吹炼转炉、超高功率电炉和炉外精练技术 的进一步完善和普及以及连铸技术的大发展，可以说已经形成了炼钢——炉外精炼——连 铸的现代化标准炼钢工艺流程。 当代炼钢技术向着大幅度提高生产效率、节约能源、扩大品种、不断提高产品质量、 开发高附加值产品，降低生产成本的方向发展；重视对原有企业的改造、扩建，使之现代 化并减少投资，根据市场需求，调整产品结构，以增强市场的适应性。
CaO含量% SiO2含量%
硫含量%
残余CO2% 活性度ml 块度mm
≥88
≤4
≤0.05
2左右
≥300
40-60
②轻烧白云石和轻烧镁球：加入炉中是为了提高渣中MgO含量，减少炉渣对炉 衬的侵蚀及熔损。同时也可促进石灰的溶解。
白云石化学组成为CaMg（ CO3）2，纯白云石含MgO 21.9%,CaO 30.4%； 镁球含MgO70±2%，CaO≤2.5%，水分≤3.0%，块度10-50mm； 菱镁石主要成分CaCO3，MgO≥41%，CaO≤6%，SiO2≤2，块度5-25mm。 ③萤石（含CaF275-85% ，SiO2≤14%，S≤0.1%，P≤0.06%）、氧化铁皮（主 要是FeO和Fe2O3，∑FeO≥65%）和矿石（∑FeO≥55%，SiO2<3%，S<0.04%， P≤0.05，块度30-60 mm）是炉渣助熔剂，可与石灰生成低熔点共晶物从而降低 炉渣熔点，改善炉渣流动性。萤石因分解后氟分子有腐蚀性对炉衬侵蚀严重，已 很少用。
石灰消耗增大使渣量增大，引起渣中铁损增加；渣中SiO2增多加剧对炉衬的侵蚀， 并可能造成喷溅。

钢铁冶金学(炼钢部分 )课件
• 炼钢基本原理 • 炼钢原料与设备 • 转炉炼钢法 • 电弧炉炼钢法 • 炉外精炼技术 • 钢铁冶金学实验与实践
目录
01
炼钢基本原理
炼钢的目的和意义
01
炼钢的目的是通过一系列的物理 和化学反应，将生铁转化为钢， 以满足不同领域对钢材性能的需 求。
02
炼钢的意义在于提高钢材的质量 和性能，降低生产成本，促进钢 铁工业的发展，满足社会经济的 需要。
熔化
将铁矿石、燃料、熔剂等加入炉中，加热熔化 成铁水。
氧化
向熔化的铁水中吹入氧气，使铁水中的杂质氧化 成气体或熔渣排出。
还原
向铁水中加入还原剂，如焦炭或煤粉，将氧化物还 原成金属。
精炼
通过加入其他合金元素或调整温度、压力等手段 ，进一步调整钢的成分和性质。
浇注
将精炼后的钢水浇注成各种规格的钢坯或钢材。
实验步骤
详细说明实验操作步骤和 方法。
实验内容与方法
01
数据分析：对实验数据进行处理和分析，得出实验 结果。
02
实验三：连铸实验
03
实验原理：介绍连铸的基本原理和工艺流程。
实验内容与方法
实验设备
01
介绍连铸的主要设备及其功能。
实验步骤
02
详细说明实验操作步骤和方法。
数据分析
03
对实验数据进行处理和分析，得出实验结果。
03
转炉炼钢法
氧气顶吹转炉炼钢法
总结词
以氧气顶吹的方式，将铁水炼制成钢的工艺。
详细描述
氧气顶吹转炉炼钢法是一种常见的炼钢工艺，通过向熔池表面中心位置吹入氧 气，使铁水中的杂质氧化，同时降低碳含量，达到炼钢的目的。该方法具有生 产效率高、成本低等优点，广泛应用于大型钢铁企业。