炼钢炼铁历史

Step 5 倒渣
• 出钢结束后，从另一个方向 倒渣 • 可以利用渣制造水泥、或化 肥（磷肥） • 有时留少量渣补炉，以提高 转炉炉龄。
复合吹炼转炉 / 顶底复吹转炉
钢包精炼 – Ladle Refining
• 1. 深脱氧（还原过程） • 2. 高碱度渣，深度脱 硫 • 3. 精确控制合金成分 • 4. 夹杂物控制 • 5. 精确控制温度
• 浇铸成内、外部质量好的钢坯或钢锭 • Solidified the ingots or billets with good inner and surface quality. • 避免裂纹、疏松；降低偏析；不出现宏观夹杂。 • Avoid cracks, porosity; Decrease the segregation; • No Macro-inclusions. • 模铸、连铸 • Ingot Casting, Continue Casting
Brief Introduction of Ironmaking & Steelmaking
机设普10-4 邓云峰
主要内容 1. 钢铁发展简史 2. 现代钢铁冶炼流程 3. 炼钢的过程 炼钢的任务、炼钢的工艺过程及相 关设备 4. 钢的铸造 5.文章翻译
1.钢铁发展简史
最早使用陨铁 （约商代） 木炭还原铁矿石 (~1000oC) 鼓风机的应用，更高温度还原铁矿石 ---------------------------------------------------------1855年发明酸性空气底吹转炉炼钢法(Bessemer Process) 1878年发明碱性炉衬的底吹转炉炼钢 法(Thomas Process) 1880~1960s, 平炉炼钢时代 (Open Heart Process) 1950s~ ，氧气顶吹转炉开始(1952 Linz, 1953 Donawitz
4连续铸造
• • • • 1.大包– Ladle 2.中间包 – Tundish 3.结晶器 – Mold 4.二冷段 – Secondary Cooling Zone
总结
5文章翻译
钢铁工业是世界上最重要的工业之一，也是传
统史上最古老的工业之一。早在公元3000年前， 铁就是人类文化与文明的基础。 从矿石中提炼铁的历史可以追溯到史前时期。 古时候，铁矿石是在炭火中加热的（起初无疑是 偶然的），当火熄灭时，像海绵一样的固体铁块 就产生了。海绵铁能够锤打成型制造工具和武器。 冶金前辈发现，在吹火或扇风时，火会燃烧得更 旺，铁就会更快地炼成。从此以后人们就使用风 箱来增加风量。 现代炼铁生产的发展得益于几项重要技术的应用：
一旦电能供应充足，电热就开始被用来炼Hale Waihona Puke Baidu。 在1914～1918年的战争期间，电弧炉工艺首 次被广泛地用于合金钢的生产. 二次大战期间 和之后，合金钢需求的快速增加导致要建造 炉容大和吨钢能耗低的炉子。当前，电弧炉 在工业上有着稳定的地位。 二十世纪七十年代后，亨利.贝塞麦工艺和平 炉工艺逐渐被淘汰。而随着对高质量钢需求 的增加，炉外精炼已成为当今炼钢过程中必 不可少的步骤。
（1）1709年，一位叫亚伯拉罕.达比的年 轻人使用焦炭炼铁获得成功,这一革新导致 生铁产量陡然增加。 （2）1755年以后，蒸气机和大型电动机作 鼓风机动力，使鼓风量大幅增加。 （3）1828年尼尔森采用蓄热式热风炉送风， 使高炉焦比大幅降低。 工业革命以前，钢是一种贵重材料，只能 少量生产以用来制造像剑和弹簧这样的物 件，而结构部件则用铸铁或熟铁来制造。
古代炼铁
2. 现代钢铁冶炼流程
2. 现代钢铁冶炼流程
炼铁
3炼钢的任务
• 去除杂质 • 硫：降低塑性（特别是横向塑性），热脆；（Sulfur: reduce the plastic (especially transverse plastic), hot shortness） • 磷： 冷脆，特别明显降低低温冲击性能;(P: cold brittle, especially obviously reduce the low-temperature impact properties) • 氧/夹杂物：形成钢材中薄弱处，对疲劳性能影响极大； (Oxygen / inclusion formation in steel: the weak point, effect on fatigue performance greatly;) • 氮：加工时效后易脆化，蓝脆；(N: processing after aging brittle, blue brittleness )
Step 1 装料
Step 2 吹炼
各元素的氧化去除
Step 3 分析
Step 4 出钢
• 出钢成分 • C 0.08~0.10%, P≤0.015% • 出钢温度 ~1600oC • 出钢同时，合金化 • 锰铁、硅铁、硅锰、 • 铝块、增碳剂等 • 42CrMo4合金化后成分 • C 0.30-0.38%, Si 0.070.15% • Mn 0.55-0.70%, Cr 0.851.05%
在1865年，诞生了另一种有效的炼钢工艺， 它使生铁/和废钢进入到具有蓄热室的炉子中 进行冶炼。依发明者的名字命名，就叫做西 门子－马丁工艺（平炉工艺）。之所以被叫 做西门子－马丁平炉工艺是因为铁水盛在一 个比较浅的炉底或炉膛内，如图1-1所示。但 是，平炉效率不高，适应不了高炉的巨大生 产能力，这就必然促成了大生产能力的氧气 转炉炼钢法的出现。
在1856年8月，一位名叫亨利· 贝塞麦的英国人公布了他的 炼钢方法，这个工艺能够把钢的成本降低到原来成本的七 分之一左右，更重要的是它能够大量地生产钢了。亨利贝 塞麦工艺是从炉底向铁水吹入空气，使铁水中的杂质去除， 它曾经是炼钢工业的一个主要支柱。 最早的亨利· 贝塞麦转炉是用硅砖做炉衬。维多利亚女王 时代的铁器制造商发现，酸性贝塞麦工艺不能去除对钢有 害的磷，所以必须用低磷生铁进行冶炼。1878年，名叫 希德尼· 托马斯和珀西· 克利斯特的两个英国人对此法进行 了改进，他们用含氧化镁或白云石的碱性耐火砖砌成炉衬， 再向熔池加入石灰使其与铁水中的磷和硅化合，这样磷和 硅就以磷酸钙和硅酸钙的形式从铁水中除去。转炉采用碱 性炉衬提供了铁水与石灰发生反应的条件，从而避免了炉 衬的损坏。如果象酸性法那样使用硅砖，石灰就会对炉衬 产生化学侵蚀作用