电炉炼钢原理简介
炼钢炉子的工作原理
炼钢炉子的工作原理
炼钢炉是用于将生铁转化为熔化的钢的设备。它的工作原理可以大致概括如下:
1. 充料:首先,炉子需要被填充上适当的原料,包括生铁、废钢、废铁等。这些原料通常是用来提供铁和其他合金元素。
2. 加热:一旦炼钢炉中的原料准备就绪,加热过程开始。这可以通过使用火焰喷射器、天然气燃烧器等方式实现。炉子内部的温度会逐渐升高,使原料逐渐熔化和加热。
3. 反应:当原料达到足够高的温度并开始熔化时,炼钢炉就会发生一系列的化学反应。在炼钢过程中,碳、硅、锰等元素的含量会被控制,以达到所需的钢的化学成分。
4. 净化:炉内的冶炼反应会生成各种杂质和非金属物质。为了获得高质量的钢,这些杂质需要被剔除。通常,可以通过向炉中注入氧气或其他气体,使杂质在反应中转化为气体,并通过排放系统移除。
5. 出钢:一旦冶炼和净化过程完成,炉子内的钢液会被倾倒或抽取到其他设备中,以进行进一步的处理和成形。钢液可以注入连铸机中,通过冷却和solidification 转化为钢坯。
总之,炼钢炉的工作原理涉及到原料加热、反应、净化和出钢等步骤,以实现从生铁到钢的转化,并获得高质量的钢产品。具体的炼钢炉类型和技术细节则因设备的不同而有所变化。
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢原理及工艺
以电炉炼钢原理及工艺为标题,本文将详细介绍电炉炼钢的原理和工艺流程。
一、电炉炼钢的原理
电炉炼钢是利用电能将废钢或铁矿石熔化并加以冶炼的一种钢铁生产方法。相比传统的炼钢方法,电炉炼钢具有灵活性高、能耗低、环保等优点,因此在现代钢铁工业中得到广泛应用。
电炉炼钢的基本原理是利用电弧放电的高温高能量特性,将电能转化为热能,使炉内的材料熔化。电炉内设置有电极,通过电极产生的电弧放电,使炉内的钢块或铁矿石迅速升温至熔化点,完成炼钢过程。
二、电炉炼钢的工艺流程
电炉炼钢的工艺流程主要包括原料准备、熔炼、冶炼和出钢等环节。
1. 原料准备:电炉炼钢的原料主要包括废钢和铁矿石。废钢是指回收利用的废旧钢材,根据需要进行分类和预处理。铁矿石经过破碎、磁选等工艺处理后,得到适合电炉炼钢的铁矿粉。
2. 熔炼:原料装入电炉后,通过电极引入高温电弧,将原料迅速加热至熔化点。在熔炼过程中,电弧的高温作用下,原料中的杂质被氧化还原,炉内温度逐渐升高。
3. 冶炼:炉内温度达到要求后,加入适量的脱氧剂和合金元素,调整炉内成分,提高钢的质量。同时,通过喷吹氧气等方式进行氧化剂的供给,控制冶炼过程中的氧化还原反应,进一步净化钢液。
4. 出钢:冶炼结束后,通过倒炉或倾炉等方式将炼好的钢液从电炉中倾出,进一步加工成所需的钢材。出钢后,需要进行连铸、轧制等工艺,最终得到成品钢材。
三、电炉炼钢的特点和优势
1. 灵活性高:电炉炼钢可灵活调整炉内温度和成分,适应不同的钢种和质量要求,具有较强的适应性和灵活性。
2. 能耗低:电炉炼钢相比传统炼钢方法,能耗更低。电能可以高效转化为热能,提高能源利用效率,减少能源浪费。
电炉炼钢工作原理
电炉炼钢工作原理
电炉炼钢是利用电能产生高温,通过炉料与电弧的作用来进行钢铁的冶炼工艺。其工作原理如下:
首先,将钢铁炼制所需的生铁和废钢等炉料装入电炉内部,然后闭合电炉的上盖。接下来,通过高压电源将电流引入电炉内,通过电极形成一定的电弧,产生高温。这个电弧就是通过强电流在电极之间产生的。
在电炉内,电弧将电流和炉料之间产生强烈的热效应,使炉料受热并融化。同时,电炉内所产生的强烈电弧还会产生强烈的搅拌效应,使炉中的炉料均匀混合,并有利于炉渣的脱除。
经过一段时间的炼烧,炉内的炉料逐渐熔化,并形成一定的液态金属池。此时,可根据需要控制电流、电压及电弧的位置,调整电弧对炉中液态金属的深度和温度,以实现对合金成分和金属温度的精确控制。
在炼烧过程中,随着炉料的熔化,其中的杂质和氧化物等会沉入炉底形成炉渣。通过倾炉操作,将脱氧剂加入到炉渣中,可以有效去除金属中的气体和不良杂质。
最后,根据所需的钢铁成分,将其他合金元素加入到炉中,以调整钢的成分并改善其性能。当达到目标成分后,打开电炉的出块装置,将炉内炼制好的钢水倒入模具中进行凝固,后续可通过不同的工艺进行进一步的加工和制造。
电炉炼铁的原理和方法
电炉炼铁的原理和方法
电炉炼铁是利用电能来作热源进行冶炼。
常用的电路有电弧炉和感应炉两种,而电弧炉冶炼占电炉冶炼产量的绝大部分。一般所说电炉就是指电弧炉。
电炉可全部用废钢铁为金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢,航空用钢和不锈刚等。
电炉熔炼的实质是将炉料加入矿热电炉中,在电热作用下将炉料熔化并发生与反射炉熔炼相同的各种物理化学变化,形成铜锍、炉渣和烟气。
加热和熔化
将电极从炉顶插入熔池渣层,通电后电能就会转变为热能。在电极附近,电流密度和电极与炉渣之间的气膜电阻都很大,因此在电极附近会产生微弧放电并集中了大量的热量,使电极附近炉渣的温度很高;而在距离电极远的区域,则由于电流密度小和炉渣电阻比气膜电阻小的缘故,热量较少,温度也低,至炉墙处温度最低。
电炉熔炼有何特点?
(1)感应电炉构造及工作原理感应电炉是利用电流感应产生热量来加热和熔化铁料的熔炉。炉子的构造分为有芯式和无芯式两种,在无芯式感应电炉中,坩埚内的铁料在交变磁场的作用下产生感应电流,并因此产生热量,而将其自身熔化和使铁液过程热。
在有芯式感应电炉中,需要加入用其它熔炉(如冲天炉)熔化的铁液,在环形铁芯内产生的交变磁场使沟槽内的铁液过程,并利用沟槽中铁液与其上面熔池中的铁液循环作用而加热全部铁液。
无芯式感应电炉具有熔化固体炉料的能力,而有芯感应电炉只能过热已熔化的铁液,但在过热铁液的电能消耗方面,则以有芯感应电炉更为节省。(2)感应电炉熔炼的优缺点及其应用与冲天炉熔炼相比,感应电炉熔炼的优点是熔炼过程中不会有增碳和增硫现象,而且熔炼过程可以造渣覆盖铁液,在一定程度上能防止铁液中硅、锰及合金元素的氧化,并减少铁液从炉气中吸收气体,从而使铁液比较纯净。
炼钢的基本原理
炼钢的基本原理
炼钢是利用高温条件下对矿石进行加热、还原和熔化的过程,以提取出其中的铁质,并通过添加适量的合金元素控制组织和性能的处理方法。
炼钢的基本原理包括:
1. 还原:将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。在高温下,将富氧化铁的矿石与还原剂(如焦炭、煤粉等)一同放入高炉或电弧炉中,通过氧化铁与还原剂的反应,将氧还原为金属铁。
2. 熔化:将还原后的金属铁熔化成流动的铁水。通过高温下的加热,金属铁达到熔点后转变为液态,在高炉或电弧炉中形成铁水。
3. 脱硫:将铁水中的硫含量降至合理范围。通过向铁水中加入足量的脱硫剂(如氧化钙、氧化镁等),以及通过炉内搅拌、吹气等方式,将铁水中的硫元素与脱硫剂反应,从而降低硫含量。
4. 添加合金元素:根据需要,向炼钢炉中添加合金元素,如锰、铬、镍等,以改善钢的性能和组织。这些合金元素可以提高钢的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
5. 出钢:将经过处理后的铁水浇铸成钢坯。通过连铸机或浇注工艺,将熔融的铁水倒入铸型中,并经过冷却和凝固,形成钢坯。
总之,炼钢的基本原理是通过还原、熔化、脱硫、添加合金元素等步骤,将铁矿石转变为具有特定性能和组织的钢材。
电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程
电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程
最佳答案
工艺一般都是老三期干法可分为熔化期氧化期还原期
原理:电炉练刚.电炉练钢是利用电能来作热源进行冶炼.
常用的电路有电弧炉和感应炉两种,而电弧炉练钢占电炉练钢产量的决大部分.一般所说电炉就是指电弧炉.
电炉可全部用废钢做为金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢,航空用钢和不锈刚等.
电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种.目前主要用碱性电炉,这种炉子可以有效地祛除钢中的硫,这是其他练钢方法所及的.随着世界钢铁生产的发展,电炉钢的比例不断提高,目前占世界钢产量的30%左右,尤其以电路-连铸-连扎为特点的电炉短流程工艺的确立,使电炉钢得到了很大的发展.世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉,直流电路,双壳电炉,坚炉电炉
等.随着炉外精练工艺的发展,电炉作为初练炉的功能更加突出.电炉-精练炉的联合超作,使电炉的冶炼周期大大缩短,有生产节奏转炉化的趋势,生产效率大大提高.(累啊~~本人就是电炉练钢的本质料全部来源书)
电弧炉熔炼
(1)电弧炉构造及工作原理
电弧炉熔炼是利用石墨电极与铁料(铁液)之间产生电弧所发生的热量来熔化铁料和使铁液进行过热的。生产上普遍使用的是三相电弧炉,其炉体部分的构造示于图1。在电弧炉熔炼过程中,当铁料熔清后,进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖铁液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种。碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。
(2)弧炉熔炼的优缺点及其应用
电弧炉熔炼的优点是熔化固体炉料的
aod炉炼钢工作原理
aod炉炼钢工作原理
AOD炉炼钢工作原理
AOD炉是一种常用的炼钢设备,它采用氧气作为氧化剂,通过控制氧气的流量和时间,使炉内的碳、硅、锰等元素被氧化,从而达到炼钢的目的。本文将详细介绍AOD炉炼钢的工作原理。
一、AOD炉的结构
AOD炉是一种双壳结构的炉子,内壳和外壳之间填充了保温材料。炉体下部有一个底部喷嘴,用于喷入氧气和惰性气体。炉体上部有一个烟囱,用于排放废气。炉体内部有一个转子,用于搅拌炉内的钢水和氧气,促进氧化反应的进行。
二、AOD炉的工作原理
AOD炉的炼钢过程分为三个阶段:预热阶段、氧化阶段和还原阶段。
1. 预热阶段
在炉子启动前,需要将炉体预热到一定温度,以保证炉子的正常运行。预热阶段通常需要用天然气或液化石油气等燃料加热炉体,使炉体温度达到1000℃以上。
2. 氧化阶段
当炉体温度达到预定温度后,开始喷入氧气和惰性气体。氧气的流量和时间是关键因素,需要根据炉内钢水的成分和质量来确定。氧气的喷入会使炉内的碳、硅、锰等元素被氧化,从而降低钢水中这些元素的含量。同时,氧气的喷入还会产生大量的热量,使炉内温度升高,促进氧化反应的进行。
3. 还原阶段
当钢水中的碳、硅、锰等元素被氧化后,需要进行还原反应,以恢复钢水的成分。此时,需要喷入一定量的惰性气体,如氮气、氩气等,以减少氧气的含量,促进还原反应的进行。同时,还需要加入一定量的合金元素,如铬、镍、钼等,以调整钢水的成分和性能。
在整个炼钢过程中,需要不断地对炉内的温度、氧气流量、惰性气体流量等参数进行监控和调整,以保证炉内的反应达到最佳状态。当钢水的成分和质量达到要求后,可以将钢水倒出,进行后续的加工和制造。
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢原理及工艺是现代钢铁生产中常用的一种方法。电炉是一种以电能为热源,通过电流通过炉料生成炉内高温的设备。其基本原理是利用电流通过炉料,使炉料内部产生电阻加热,在高温下将炉料熔化成为钢水,再进一步进行冶炼和处理得到所需的合金钢。
电炉炼钢的工艺一般包括以下几个步骤:
1. 原料准备:选择适合的生铁、废钢等作为原料,需要根据要求的钢种和质量进行调配和预处理。
2. 炉料装入:将准备好的原料装入电炉中,根据需要添加石灰、生石灰等辅助熔剂,以调节炉温和炉料成分。
3. 炉衬加热:通过电极将电能输入到炉衬中,形成电阻加热,在高温下将炉衬加热到一定温度,保证炉料顺利熔化。
4. 炉料熔化:炉料在高温下逐渐熔化,原料中的铁水和废钢中的钢水混合在一起,并通过搅拌和吹氧等方式进行冶炼和处理,以达到所需钢种的成分和纯净度。
5. 渣化处理:在炼钢过程中生成的氧化物和杂质通过吹氧等方式与炉底的炉渣反应,形成浮渣并排出炉外。
6. 钢水处理:根据需要进行脱氧、合金化等处理,以调整钢液的成分和性能。
7. 出钢:达到要求后,将炉内的钢水倾倒到包铸机或连铸机中进行连铸或铸锭。
8. 后续处理:根据需要对钢水的温度、成分、物理性能等进行进一步调整和处理,以获得可供应市场的成品钢材。
总之,电炉炼钢是一种使用电能为热源的钢铁生产方法。其原理是利用电阻加热炉料达到高温,将炉料熔化成钢水,再经过冶炼和处理得到所需的合金钢。根据具体工艺要求,通过合理选料、调配、预处理、炉衬加热、炉料熔化、渣化处理、钢水处理等一系列步骤,最终获得合格的钢材产品。
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢是利用电力作为热源,将废钢和铁合金原料在电炉中进行熔炼,通过
调整炉温、添加合金元素等工艺控制,最终得到符合要求的钢铁产品。电炉炼钢工艺具有灵活、高效、环保等优点,因此在钢铁生产中得到了广泛应用。
首先,电炉炼钢原理主要包括电炉熔炼原理和合金元素控制原理。电炉熔炼原
理是利用电能将废钢和铁合金原料加热至熔化温度,使其中的杂质和氧化物被还原或氧化,从而得到符合要求的钢液。合金元素控制原理是通过添加合金元素的方式,调整钢液的成分和性能,以满足不同用途的钢铁产品需求。
其次,电炉炼钢工艺主要包括原料准备、炉料装入、炉温控制、合金元素添加、炉渣处理等环节。原料准备是指对废钢和铁合金原料进行分类、清理、切割等处理,以保证炼钢过程中原料的质量和成分。炉料装入是将处理好的原料装入电炉中,并按一定比例混合,以保证钢液的成分和温度均匀。炉温控制是通过调节电炉的电能输入和氧气吹炼量,控制炉内温度的升降,以保证炼钢过程的顺利进行。合金元素添加是在炉内加入合金元素,如铬、锰、钼等,以调整钢液的成分和性能。炉渣处理是指在炼钢过程中,及时清理和处理炉内产生的渣皮和氧化物,以保证钢液的纯净度和质量。
最后,电炉炼钢工艺的发展趋势主要包括智能化、节能环保、高效化等方向。
随着信息技术的发展,智能化炼钢系统将逐渐成为未来的发展趋势,通过实时监测和控制,提高炼钢过程的自动化程度和生产效率。节能环保是钢铁行业的重要发展方向,电炉炼钢相比传统炼钢工艺具有较低的能耗和排放,符合现代工业的可持续发展要求。高效化则是提高炼钢生产效率和产品质量的关键,通过工艺优化和设备更新,提高电炉炼钢的生产能力和产品品质。
炼钢的基本原理
炼钢的基本原理
炼钢的基本原理:
生铁,矿石或加工处理后的废钢氧气等为主要原料
炼钢的方法,一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下:
1.转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里,使
杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄
氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),
压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄
氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态
生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧
化(FeO,SiO2,MnO,)生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。
几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧
烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步
生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。
当磷于硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立
即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再
加
脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。
随着制氧技术的发展,现在已普遍使用氧气顶吹转炉(也有侧吹转炉)。这种转炉吹如的是高
压工业纯氧,反应更为剧烈,能进一步提高生产效率和钢的质量。
电炉炼钢原理
电炉炼钢原理
*** 电炉炼钢原理 ***
一、什么是炼钢
炼钢,即通过浓热、液态钢和气体中的化学反应,使各种元素在钢中的组成比例和结构组合得以改变,从而获得满足特定应用要求的钢。炼钢是冶金工业中的一项主要工艺;它是把低纯度钢制品转化为各种结构、性能和化学成分的可靠的钢材的过程。
二、炼钢的原理
炼钢的原理是利用电炉加热钢铁原料,使之融化成液态,然后借助高温燃料的燃烧热量,使液态钢温度提高到熔融状态,进而将原料中的各种元素在钢中的组成比例和结构组合进行改变,以达到获得满足特定应用要求的钢的目的。
三、炼钢的过程
1.运输:将原料运至电炉,然后将原料装入电炉中;
2.加热:将电炉中原料逐步加热,一般加热到1300℃~1600℃左右即可;
3.熔炼:当原料达到融化温度后,电炉中的原料就会融化成液态;
4.冶炼:将各种金属原料加入液态钢中,使液态钢的化学成分、组织结构等符合要求;
5.分离:将液态钢冷却到一定温度,完成固化,分离出炼制的钢坯。
四、炼钢的优点
1.炼钢过程可以有效控制原料中的元素,改变其组分结构,使钢材获得一定的机械性能、耐腐蚀性、耐热性等特性;
2.炼钢可以使钢材的结构更加紧密,增加钢材的抗弯强度和抗压强度;
3.炼钢可以提高产品的硬度,使钢材更加耐用;
4.炼钢可以增加钢材的材料抗拉强度,使得产品更加坚固耐用。
电炉炼钢原理简介
炼钢工艺过程
造渣:调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣,以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下,并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
出渣:电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时,氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造还原渣时,原来的氧化渣必须彻底放出,以防回磷等。
熔池搅拌:向金属熔池供应能量,使金属液和熔渣产生运动,以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。
电炉底吹:通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化,促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间,降低电耗,改善脱磷、脱硫操作,提高钢中残锰量,提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀,从而改善钢质量,降低成本,提高生产率。
熔化期:炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温,并造好熔化期的炉渣。
氧化期和脱炭期:普通功率电弧炉炼钢的氧化期,通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷;去除气体及夹杂物;使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度,要求脱碳量大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展,电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。
电炉炼钢的工作原理
电炉炼钢的工作原理
电炉炼钢的工作原理是利用电能将铁矿石经过还原、脱硫、脱磷等工艺步骤,使其变为高品质的钢铁产品。电炉炼钢是一种革命性的钢铁生产方式,相较于传统的炼铁炉,它更加环保、高效,并且可以调控炉料、操作简单,因而在钢铁工业中得到广泛应用。
电炉炼钢的基本工作原理是通过电阻加热和电弧加热作用下,将炉料加热到高温,并进行融化和化学反应。通常,电炉采用三相交流电能作为能源,通过电极引入到炉内,使电能转化为热能。在电极的引入点,形成弧电焰,推动氧和炉料之间的分解和还原反应。
电炉主体通常由炉壳、电极和熔化室等主要组成部分构成。首先,炉壳是用来固定和保护电炉炉体、电极和隔热层的结构,它通常采用钢板焊接而成。其次,电极是引入电能的通道,一般设有两个或多个电极,通过与炉料接触,使其受到电极电流的加热和融化。最后,熔化室是指炉内容纳炉料和进行炉内化学反应的空间,其材质通常由耐火材料构成,以保证电炉内部的高温和耐腐蚀。
电炉炼钢的工作过程大致可以分为预处理、熔化和精炼三个阶段。首先,在预处理阶段,先将原料炉料准备好,包括选矿、破碎、烘干等工艺,同时加入适量的底料和熔剂,以保证炉内化学反应和熔化过程的顺利进行。预处理完成后,开始进行熔化阶段。这个阶段主要是将炉料和底料投入电炉中,通过电弧加热和电极电流作用下的高温,使炉料在熔化室中迅速融化,并通过氧化和还原反应,将杂
质和不需要的元素通常以气体和渣的形式排出。最后,通过精炼阶段,对熔融的炉料进行进一步的净化和改良,一般包括脱硫、脱磷和调整合金成分等工艺,使得炉料的品质达到钢铁生产的要求。
电炉炼钢吹氧的原理是什么
电炉炼钢吹氧的原理是什么
电炉炼钢是一种利用电能将电能转化为热能进行冶金反应的钢铁生产工艺。其中,吹氧是电炉炼钢过程中的关键步骤,主要是通过将氧气吹入炉内,通过氧气与炉内的金属进行反应,以促进金属中的不纯物质的氧化和脱除,使得钢质更加纯洁。
吹氧的原理是基于氧气与金属间的化学反应。氧气是一种具有强氧化性的气体,当氧气与金属相接触时,会与金属发生氧化反应。在电炉炼钢过程中,通过吹氧,将氧气注入炉内,与炉内的熔融金属相接触,并发生化学反应。
在电炉炼钢过程中,吹氧主要有以下几个作用:
1. 氧化去除有害物质:吹氧可以使炉内的有害物质发生氧化反应,从而去除钢中的硫、磷等有害元素。在吹氧的过程中,氧气与炉内的硫、磷等有害元素发生化学反应,生成氧化物,随着气体的排出,有害物质得以去除。
2. 氧化脱碳:吹氧可以促进钢中的碳元素发生氧化反应,从而使钢中的碳含量降低,提高钢的质量。在吹氧的过程中,氧气与炉内的碳发生反应,生成二氧化碳,从而实现脱碳。
3. 促进冶金反应:吹氧不仅可以去除有害物质和降低碳含量,还可以促进其他冶金反应的进行。例如,在冶炼高合金钢时,吹氧可以加快合金元素的溶解和均匀分布,提高钢的合金化程度。
4. 温度调节:吹氧可以引入冷却剂,降低炉内的温度,控制炉内的冶炼过程。通过吹氧,可以在炉内产生一定的气流,使炉内的温度得到调节。
吹氧的过程主要包括氧气的供给和氧气与炉内金属的反应两个方面。在电炉炼钢过程中,需要通过氧气供给系统将氧气引入炉内。一般来说,氧气通过管路连接到电炉上方,通过喷嘴喷入炉内。
钢铁工厂电弧炉工作原理
钢铁工厂电弧炉工作原理
电弧炉是一种常见的钢铁冶炼设备,其工作原理如下:
1. 供电系统:电弧炉主要通过一个高电压的供电系统来提供所需的电能。电弧炉通常需要三相交流电源,并通过电源线将电力传输到炉内。
2. 炉膛:电弧炉的炉膛是一个金属容器,内壁通常由耐火材料制成。该容器能够集中高温和电弧,在其中进行冶炼过程。炉膛通常具有倾斜装置,以便在冶炼结束后倾倒炉内材料。
3. 底部电极:电弧炉的底部通常安装有一个电极,它是一个导电材料的大块,如碳或钼。底部电极通过一个电弧接触器与供电系统连接,以确保电流传导到炉膛中。
4. 顶部电极:电弧炉的顶部通常安装有一个可移动的电极,它可以上下调整。顶部电极也通过一个电弧接触器与供电系统连接,以供电并形成电弧。
5. 冶炼过程:当电弧接触器接通供电系统时,底部和顶部的电极之间会形成一道电弧,该电弧产生极高的温度,可将炉内的金属材料加热到熔化的温度。材料在高温下熔化,并与其他合金添加剂混合以制备所需的钢铁合金。
总结:电弧炉利用电弧的高温作用将金属材料加热到熔化,从而实现钢铁冶炼的过程。供电系统和电极的使用使得电能能够传导到炉膛中,并形成足够强的电弧以实现高温冶炼。
电炉炼钢法
电炉炼钢法
电炉炼钢法是以电能作为热源,而电弧炉炼钢是应用得最为普遍的电炉炼钢方法。我们通常所说的电炉炼钢,主要是指电弧炉炼钢,因为其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。
电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧,使电能在弧光中转变为热能,并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣,冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。
电炉炼钢主要利用电弧热,在电弧作用区,温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期,在炉内不仅能造成氧化气氛,还能造成还原气氛,因此脱磷、脱硫的效率很高。
所用含铁原料主要为废钢,约占70%以上,另外可以加入铁水、生铁、直接还原铁、热压块等。冶炼时间较长,一般至少是转炉冶炼时间的两倍。电炉熔炼温度高且容易控制调节,电弧炉弧光区温度高达3000-6000℃,炉温高达2000℃以上,远高于冶炼一般钢种所需的温度,可以用于冶炼转炉不能冶炼的合金钢和不锈钢。
炉内气氛易于控制调节。在冶炼的不同阶段,炉内不仅能造成氧化性气氛,还能造成还原性气氛,前者有利于脱碳和去磷,后者有利于脱氧、去硫、易氧化合金的加入、回收金属元素和控制钢液成分。电炉设备比简单,投资少,建厂快,占地少,且容易控制污染。
但由于所需能源由电极在短路时产生的高温来提供,耗电量较大,冶炼1吨钢所消耗的电能约350-600kwh;成品钢中氢、氮含量偏高。因为在电弧作用下,炉内空气的水汽大量离解,生成的氢和氮,如进入钢水,将影响钢的质量。电弧是“点”热源,炉内温度分布不均匀,熔池平静时,各部分钢水温度相差较大。碳质电极的存在会使钢液增碳,给冶炼低碳钢带来困难。
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电炉炼钢原理简介 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
炼钢工艺过程
造渣:调整钢、铁生产中熔渣成分、和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣,以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下,并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
出渣:炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时,氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造还原渣时,原来的氧化渣必须彻底放出,以防回磷等。
熔池搅拌:向金属熔池供应能量,使金属液和熔渣产生运动,以改善冶金反应的条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、等方法来实现。
底吹:通过置于炉底的将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化,促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间,降低电耗,改善脱磷、操作,提高钢中残锰量,提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀,从而改善钢质量,,提高。
熔化期:炼钢的熔化期主要是对平炉和而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温,并造好熔化期的。
氧化期和脱炭期:普通功率电弧炉炼钢的氧化期,通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷;去除气体及夹杂物;使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度,要求脱碳量大于%左右。随着炉外精炼技术的发展,电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或中进行。
精炼期:炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物,经化学反应选入气相或排、浮入渣中,使之从钢液中排除的工艺操作期。
还原期:普通功率电弧炉炼钢操作中,通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。
炉外精炼:将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼:炉
料在气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:将初炼的钢液在真空、或气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是:可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。
钢液搅拌:炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化,并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应,反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下,其冶金反应速度很慢,如电炉中静止的钢液脱硫需30~60分钟;而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3~5分钟。钢液在静止状态下,夹杂物*上浮除去,排除速度较慢;搅拌钢液时,夹杂物的除去速度按指数规律递增,并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。
钢包喂丝:通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂,如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。
钢包处理:钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短(约10~30分钟),精炼任务单一,没有补偿钢水温度降低的加热装置,工艺操作简单,设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法(RH、DH),钢包真空吹氩法(Gazid),钢包处理法(IJ、TN、SL)等均属此类。
钢包精炼:钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长(约60~180分钟),具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼。真空吹氧脱碳法(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)、钢包精炼法(ASEA-SKF)、封闭式吹氩成分微调法(CAS)等,均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法(AOD)。
惰性气体处理:向钢液中吹入惰性气体,这种气体本身不参与冶金反应,但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2、CO的分压接近于零),具有“气洗”作用。炉外精炼法生产的原理,就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳,可以降低碳氧反应中CO分压,在较低温度的条件下,碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化:向钢液加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的一部分消耗于钢的脱氧,转化为脱氧产物排出;另一部则为钢水所吸收,起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制:保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节,但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内;一般在不影响钢性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹炼终点时,钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求,必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外,还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算,不可超过吹炼钢种所允许的范围。
终点控制:氧气吹炼终点(吹氧结束)时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢:钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的在出钢过程中加入钢包或出钢流中。