一般管理干部班钢与管知识讲座

锰的氧化与还原
铁液中的锰在高温下能生产稳定的 (MnO)。其反应式为： 在气-金界面上： [Mn] + 0.5{O2} =(MnO) 在渣-金界面上：[Mn] + [O] = (MnO)
[Mn] + [FeO] = (MnO) + [Fe]
[Mn]氧化还原热力学条件:
温度：[Mn]的氧化也是放热反应,低温有 利于[Mn]的氧化。
炉渣碱度：[Si]氧化生成的(SiO2)，在碱性 渣中与(CaO)将发生如下反应：
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(SiO2) + 2(CaO) = (2CaO•SiO2) (SiO2) + 3(CaO) = (3CaO•SiO2)
炉渣碱度:炉渣碱度提高，有利于[Si] 的氧化。
炉渣的氧化性：炉渣的氧化性可用炉渣 中总氧化铁的活度来表示。炉渣的氧化性 强，则炉渣中氧化铁的活度高。炉渣的氧 化性高有利于[Si]的氧化。
（2）促进熔池成分和温度均匀。CO上浮排 出时，使熔池产生强烈沸腾和搅拌，强化了 热量和质量传递，促进了成分和温度均匀。
（3）提高了化学反应速度。熔池的强烈沸 腾和搅拌，增加了渣-金反应接触面积，有 利于化学反应的进行。
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（4）降低了钢中气体含量和夹杂物数量。CO 气泡中的H2和N2的分压极低，对这些气体来说， CO气泡是一个小真空室。小颗粒夹杂物会附着 在CO气泡的表面上浮排除。
硅与锰。硅的氧化同样存在直接氧
化和间接氧化两种方式。
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[Si] + {O2} = (SiO2) [Si] + 2[O] = (SiO2) [Si] + 2[FeO] = (SiO2) +2[Fe]
硅氧化的热力学条件
温度：[Si]的氧化反应为强放热反应，温度 升高，反映的平衡常数降低，不利于[Si]的氧 化。
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二、炼钢的基本任务
（1）脱碳：将铁水中的碳氧化脱除到所炼 钢种要求的范围内。 （2）脱磷脱硫：通过造成分合适的炉渣， 去除铁水中的磷、硫。 （3）脱氧和合金化：加入脱氧剂和铁合金， 降低钢液中的氧，使钢液达到钢种所要求 的合金成分。
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2020/10/31
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目录 一、炼钢技术发展概况 二、炼钢的基本任务 三、炼钢基本原理 四、转炉炼钢生产工艺技术 五、电炉炼钢生产工艺技术 六、连续铸钢
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炼钢生产工艺技术
一、炼钢技术发展概况
3 、平炉炼钢
公司的平炉于1999年4月9日正式关停。
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公司炼钢厂主要由80t转炉生产线、 30t转炉生产线和70t超高功率电弧炉生 产线组成。总的年生产能力可达200万t 左右。转炉生产线配备连铸生产，超高 功率电弧炉生产线既配备了连铸生产， 又配备了模注生产。
（4）脱气(氢、氮)和脱夹杂物：将溶解在钢 液中的气体和来不及上浮排除的非金属夹杂 物，通过一定的方法去除。 （5）升温：将冶炼过程的金属液温度升高 至出钢温度。 （6）浇注：将成分和温度合格的钢水浇铸 成坯。
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三、炼钢基本原理
钢液中元素的氧化方式
A．直接氧化。是指氧气直接与铁液中的应该 去除的元素发生氧化反应。
（5）造成喷溅和溢出。CO气泡排除不均和造 成的熔池上涨，是产生喷溅和溢出的主要原因。 当然这与生产操作不稳定关系很大。这将带来 金属的损失和造渣材料消耗过大。
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2、硅与锰的氧化
炼钢炉使用的铁水、生铁、废钢 中都含有相当数量的硅与锰。 不论 是在电弧炉还是在转炉炼钢过程中， 它们大部分都会被氧化而进入炉渣， 使得初炼钢液出钢时只含有少量的
B．间接氧化。吹入的氧气首先与铁液中的铁 原子反应生成氧化铁FeO，进入炉渣并同时使 铁液中溶解氧。(FeO)和[O]再与应去除的元 素发生氧化。
在渣-金界面上常发生元素的间接氧化反应。
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• 1、碳的氧化
碳的氧化反应式为： 在气-金界面上： [C] + ½ {O2} = {CO} 在渣-金界面上： [C] + [O] = {CO}
[C] + (FeO) = {CO} + [Fe] 可见碳含量越低，则氧含量越高，脱氧剂 和合金消耗也越高。因此，炼钢过程中为了 提高钢的质量和降低消耗，要求控制炼钢炉 中钢液的终点碳含量，使之不能太低。
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脱碳反应的作用
（1）脱碳产生的CO上浮排出，给炼钢过程带 来了独特的作用。
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硅的氧化对炼钢的影响
[Si]的氧化产生大量的化学热，是 转炉炼钢的主要热源之一，可使吹炼 初期熔池温度较快地升高，有利于增 加废钢加入量和使初期渣熔化。
[Si]的氧化产物是(SiO2)，它影响 到石灰的加入量和碱度，对炉衬有侵 蚀作用。
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•
• 炉渣碱度：(MnO)为碱性氧化物，在酸性渣
中，[Mn]的氧化比较彻底，不易发生锰的还原。 但在高碱度渣中，炉渣中的锰将发生还原。比 如，转炉吹炼中期，由于温度升高，炉渣氧化 性弱，碱度提高，(MnO)将被[C]还原，而产生 回锰现象。
炼钢过程主要是一个氧化过程。炼钢按冶炼 方法分为电炉法、转炉法和平炉法。
1、电弧炉炼钢
电弧炉炼钢是以电能作为热源，靠电极和 炉料之间的放电产生电弧，通过辐射和电弧的 直接作用使电能在弧光中转变为T文档演模板
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2、转炉炼钢
反应速度快、热效率高、含氮量低、 可使用达30%的废钢。因此生产率高、成本 低、钢质好、投资比平炉少、易于实现自动 化。公司炼钢厂80t转炉即采用顶底复合吹 炼技术。