冶 金 工 程 概 论 电炉炼钢共44页
电弧炉炼钢课件PPT
五、电炉工艺流程图
第一章.电弧炉的电器设备 §1—1 电弧概念与交流电弧特性
一.电弧基础 电弧炉热源—电弧:决定炉内热工状况和 设备的电器特性。
1.电弧是一种气体放电现象。在两电极间加 上一定的电压,就能自行放电。放电时两 电极间的气体被电离,出现大量带电质 点—自由电子和正离子,电极间出现导电 通道,电流密度达KA∕cm2,气体达几千摄 氏度。
⑶ 石墨的电阻系数和温度变动的相依关系较复杂。 在1400℃下的电阻系数和室温下的相同,而金属 的电阻系数却总是随温度升高而增大的。
⑷ 石墨的导热性能好而热膨胀系数较低,使石墨抗 热震性能较好,降低了电极中的热应力。
⑸ 在石墨表面温度大于400℃后会和氧气结合。氧 化量与气体中的氧含量、气体流速和暴露时间有 关。在温度大于600℃后,氧化过程激烈。
主要内容
❖ 电炉炼钢及其发展 ❖ 电弧炉的电器设备 ❖ 电弧炉炉体构造与炉衬 ❖ 电弧炉炼钢原材料 ❖ 碱性电弧炉冶炼工艺 ❖ 超高功率电弧炉和直流电弧炉 ❖ 典型钢种冶炼 ❖ 电炉新技术、新工艺
绪论:电弧炉炼钢及其发展
一、电弧炉
目前,世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生 产的,因此电炉炼钢主要指电弧炉。
P1—单位时间的热损失,即熔化期内的平均电能损失。 采用钢渣混出的方法,或先出大部分渣再出钢。
(FeO)+ Ca = (CaO) + [Fe]
二.装料 由炉底、炉壁和炉盖三部分组成。
5~4ml∕100g,氮降低到0. (2)停泵、破空,软吹氩大于3分钟;
1.装料前的炉料计算 由于自动功率调节器的作用,电极始终要与炉料保持一定距离,所以电极随着炉料的熔化而不断下降。
⑵ 当有炉渣形成后,电弧增长并变得稳定些,电弧 被炉渣包围的部分越大时,电弧电压和电流的波 形越接近于正弦形。
冶金工程概论-3高炉炼铁
冶金与材料工程学院冶金教研室
造渣过程 钢铁冶金的许多反应都是在金属熔体和熔渣组 成的复杂体系内进行的,金属熔体是人们所希望是 到的冶炼产品,如高炉冶炼获得生铁。熔渣是由许 多氧化物和少量硫化物等组成的,它本身的经济价 值与金属熔体相比是不大的,但在冶金反应中起着 重要的作用。
冶金与材料工程学院冶金教研室
冶金与材料工程学院冶金教研室
“天外来客”毕竟有限。因此在冶金业发展之前,用陨
铁制作的器具相当的珍贵。因此,铁在地球上的出现与使用,
在最初是带有神秘与高贵的色彩。只有最富有的贵族才能买 得起耐磨的铁制装饰品。
在古罗马,甚至结婚戒指一度是铁制而不是金制。在1
8世纪探险家航行中甚至有过这样的经历,他们用一枚生锈 的铁,可以换一头猪,用几把破刀,就可换足够全体船员食 用好几天的鱼。因为他们遇见的波利尼亚西土著人对铁的渴 望超过了其它。有史以来,锻造业也一直被认为是最体面的 行业之一。
冶金与材料工程学院冶金教研室
燃烧的意义:
1)放出的大量热,并产生高温还原性气体,保证炉料的加热、
分解、还原、熔化、造渣等炉缸内渣铁反应的进行。
2)燃料燃烧使高炉下部形成自由空间,为炉料下降创造了条 件,而且燃烧状态还决定着炉内煤气的初始分布、温度和热 量分布以及生铁炉渣的最终状况。 所以说风口前燃料燃烧既是高炉冶炼所需热能和化学能 的原泉,也是高炉冶炼得以进行的基本前提,对炉缸工作和 炉内各过程的进行以及产品质量都有着重大影响。
冶金与材料工程学院冶金教研室1958年在比利时首都布鲁塞尔世界工业博览会上一座让人过目难忘的大楼矗立起来这座建筑物由9个巨大的金属球组成每个球的直径为18米8个球处于立方体的每个角顶第9个球处于立方体中心这正是一个放大上千亿倍的铁晶体点阵模型它叫阿托米姆atomin也是铁的象征人类不可缺少的朋友
电炉炼钢绪论
0 绪论钢铁材料是人类所使用的最主要的结构材料和最主要的功能材料,尤其是钢,更是被广泛应用于石油、化工、航天航空、交通运输、农业、国防等许多重要领域,人们的日常生活也离不开钢。
钢是碳、硅、锰及其他元素在铁中的固溶体。
钢与生铁的区别首先是在碳的含量中得到体现,理论上把碳含量小于2.11%的铁碳合金称之为钢,它的熔点为1450~1500℃;碳含量大于2.11%的铁碳合金称之为生铁,它的熔点为1100~1200℃。
在钢中,碳元素和铁元素形成Fe3C固溶体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。
由于钢具有很好的物理化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,所以用途十分广泛,而且用途不同对钢的性能要求也不同,从而对钢的品种也提出了不同的要求。
钢中存在的非铁元素可大致分为两大类:碳、硅、锰等是用以改善钢的性能,以满足工程材料要求的有益元素;另一类如磷、硫、氧、氢、氮等,是从炉料或大气中进入钢中的,它们的存在会使大部分钢的性能变坏。
炼钢的工艺过程就是将铁水(或生铁)、废钢铁、直接还原铁经加热、熔化,通过化学反应去除金属液中的有害杂质元素,配加合金调整化学成分达到规定要求,最后浇铸成半成品—铸坯(锭)的过程。
钢的生产历史,也是近代工业的发展历史。
从1740年英国人亨茨曼(B.Huntsman)发明了坩埚炼钢法,到1856年英国人亨利•贝塞麦(H.Bessemer)发明的空气酸性底吹转炉炼钢法—贝塞麦法,再到1865年德国人马丁(Mar Tin)发明的酸性平炉炼钢法—马丁炉法,直到1899年法国人埃鲁(P.L.T.Héroult)发明的三相电极电弧炉炼钢法。
各种炼钢法相继的出现,带动了整个工业技术的发展,而相关产业的发展又更加促进了炼钢技术的进步。
应运而生的氧气转炉炼钢技术、连续铸钢技术、超高功率电弧炉炼钢技术、炉外精炼技术等,推动了炼钢工业业在产品、工艺、设备上的更新换代,使得炼钢技术在二战结束后得到了前所未有的高速发展。
电炉炼钢简介
EAF → VOD法炼钢 (如转炉维修) 需分担后制程VOD脱碳效率及处理时间,故二段式炼钢之配料模式采高 废不锈钢比例。EAF出钢C%一般是0.4%~0.6%.
304 1.4-1.9 0.15- 0.3-0.6 < 0.03 17.6-18 7.6-
0.25
7.9
316L 1.4-1.9 0.2-0.3 <0.4
430 1.4-1.9 0.15- 0.43 0.23
< 0.025
< 0.025
15.816.2
13.514.5
9-10
0-0.15
流 程
物料平衡和热量平衡
电炉炼钢简介
大纲
不锈钢冶炼制程 电炉的原理 不锈钢冶炼中的电炉流程 电炉中的物料平衡和热量平衡
不锈钢冶炼制程
由于不锈钢中比较底的碳含量和含有大量比 铁还容易氧化的元素铬(Cr),而在一般热力
学平衡条件下,Cr 优先于C氧化而溶于渣中,使得
降低高Cr铁水的碳含量十分困难,所以不锈钢和 碳素钢或低合金钢的冶炼有显著差别。
电炉主要的化学反应
Si+O2=SiO2 Mn+1/2O2=MnO2 2Cr+3/2O2=Cr2O3 S+O2=SO2 2Fe+3/2O2=Fe2O3 Fe+1/2O2=FeO C+O2=CO2 C+1/2O2=CO CO+1/2O2=CO2
电弧炉热平衡模式图
能量平衡计算的结果示例
第一篇 冶金工程概论部分 第1章,第2章 4h
8
1.2 金属的分类
2.有色金属
3)贵金属 : Au Ag 铂及铂族元素
4)稀有金属 稀有轻金属:Li Be Rb Cs 稀有难熔金属:W Mo Nb Ta Zr Hf V 稀散金属: In Ge Ga Tl Se Te Re 稀土金属: Sc Y 及 La系元素 稀有放射金属:Th Pa U Ra 锕及锕系元素
28
2、提取冶金方法的分类 注 意
任何一种金属的提取都不是一步完成的,需要分为若干个 阶段进行; 一种金属的提取往往是多步冶金过程联合作用的结果; 金属的提取方法取决于金属的性质、原料的情况、最终产 品的要求等。 钢铁冶金主要采用火法,有色金属的提取往往是多种冶金 方法联合而制备的。
29
第1章 绪论
3、工艺流程图
金属的冶金过程是由若干个阶段或步骤完成的,各个阶段 的冶炼方法和使用的设备不尽相同。 各阶段过程间的联系及其所获得的产物间流动线路图称为 工艺流程图。可分为设备连接图,原则流程图和数质量流 程图。 设备连接图是表示冶炼厂主要设备之间联系的图; 原则流程图是表示各阶段作业间联系为主的图;
如石灰石煅烧为石灰;氢氧化铝煅烧成氧化铝,作 电解铝原料。
16
第1章 绪论
2、提取冶金方法的分类 主要火法冶金单元过程:
烧结和球团:将粉矿或精矿经加热焙烧,固结成多孔状 或球状的物料,以适应下一工序熔炼的要求。 如鼓风炉熔炼,高炉炼铁,氧气底吹炼铅的物料准备。 熔炼:是指将处理好的矿石、精矿或其他原料,在高温 下通过氧化还原反应,使矿物原料中有色金属组分与脉 石和杂质分离为两个液相层即金属(或金属锍)液和熔 渣的过程,也叫冶炼。 分为:还原熔炼、造锍熔炼、氧化吹炼
Ti
1668 4.51VΒιβλιοθήκη 1900 6.1Cr
电炉炼钢冶炼工艺课件
合金元素
合金元素是用于改善钢的性能 和品质的重要原料。
常见的合金元素包括硅、锰、 铬、镍、钨等,根据不同的用 途和工艺要求,加入适量的合 金元素可以提高钢的强度、韧 性、耐腐蚀性等性能。
合金元素的加入量和配比对钢 的性能和产量具有重要影响, 需经过精确的计算和控制。
溶剂与熔剂
01
溶剂与熔剂是用于调节熔融钢液的化学成分和物理性质的重要 原料。
02
常见的溶剂与熔剂包括石灰石、白云石、萤石等,可起到造渣
、脱硫、去磷等作用,以改善钢液的纯净度和质量。
溶剂与熔剂的加入量和配比需经过精确的计算和控制,以确保
03
钢液的化学成分和物理性质符合要求。
燃料与燃气
燃料与燃气是用于提供热能,维 持电炉炼钢冶炼过程所需温度的
电炉炼钢冶炼工艺课件
目
CONTENCT
录
• 电炉炼钢冶炼工艺概述 • 电炉炼钢冶炼工艺流程 • 电炉炼钢冶炼设备 • 电炉炼钢冶炼原料与燃料 • 电炉炼钢冶炼环境保护与节能减排 • 电炉炼钢冶炼质量控制与检测
01
电炉炼钢冶炼工艺概述
定义与特点
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
03
电炉炼钢冶炼设备
电弧炉
总结词
利用电弧产生的高温熔化炉料进行炼钢的设备。
详细描述
电弧炉是电炉炼钢的主要设备之一,其工作原理是利用电极与炉料之间的电弧产生的高温来熔化炉料 。根据电极数量和供电方式的不同,电弧炉可分为三相电弧炉和单相电弧炉。
感应炉
总结词
利用电磁感应原理产生高温熔化炉料的设备。
冶 金 工 程 概 论 第三章 高炉炼铁工艺(工艺部分)
式中:P-生铁日产量;Vμ-高炉有效容积,m3
⑵ 焦比(K) 是生产1吨生铁所消耗的干焦炭质量。显然,焦比愈低愈好。
式中:Q-每日消耗焦炭量,kg/d。
在喷吹燃料时,高炉的的能耗情况用燃料比(K燃)表示,即每
吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。
K燃=(焦炭+煤粉+重油+…)
kg/t
喷吹燃料按对臵换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用
第三章 高炉炼铁工艺
3.1 概述 3.2 高炉冶炼原理 3.3 高炉本体及附属系统 3.4 高炉操作
3.1 概述
炼铁
高炉炼铁
非高炉炼铁
高炉及其附属系统
矿石 焦炭 供料系统
煤 空气
喷吹系统
高炉
送风系统 渣铁处理系统 炉渣 铁水
煤气除尘系统
净煤气
炉尘
高炉工艺流程
炉顶回收电 热风炉 除尘器
无钟罩式炉顶 烟囱 废气
① 由图可看出,曲线a、c、d向上斜,为
放热反应;曲线b向下斜,为吸热反应,三
个放热反应一个吸热反应。 ② b 、 d 、 c三条曲线交于570℃,在此 Fe 、 FeO 和Fe3O4三相平衡共存。 ③ 曲线把图像分为四个区域,分别表示 Fe 、 FeO 、 Fe3O4和 Fe2O3稳定存 在区域。 ④ T<570℃时还原顺序为: Fe2O3→Fe3O4 →Fe ⑤ 温度大于570℃时还原顺序为: Fe2O3→Fe3O4 →FeO →Fe 570℃ CO还原铁矿石气相平衡组成图
④ 焦炭性质焦炭粒度、气孔度、反应性等对燃烧带大小也有一定的影响。
3.2.3 炉料的蒸发、挥发和分解
入炉的炉料首先受到上升煤气流的加热作用,进行水分的蒸发、结晶水
冶 金 工 程 概 论 第02章 高炉冶炼用原料
• 风箱:风箱安装在台车正下方,并用管道与降尘管(大烟道) 相连,降尘管兼有集气和除尘作用。 • 除尘器:由降尘管排出的废气经电除尘器进一步除尘后才 能由抽风机排放。 • 剪切式单辊破碎机和振动筛:剪切式单辊破碎机作为一次 破碎设备,用来破碎从台车上卸下的热烧结块。 • 烧结矿冷却设备:烧结矿从热振动筛卸出时温度高600~ 1000 ℃ ,需要经过冷却才能进行整粒和皮带运输至高炉矿 槽。常见的冷却设备有带式抽风冷却机和环形鼓风冷却机。
0.2 ~ 0.4t
2.1 铁矿石
2.1.1 铁矿石的分类及其特征
铁矿石种类较多,在自然界中已发现的有300多种含铁矿 物。目前世界上常用的铁矿石,主要有磁铁矿石、赤铁矿 石、褐铁矿石和菱铁矿石等。
磁铁矿
赤铁矿
菱铁矿
褐铁矿
⑴ 磁铁矿 磁铁矿是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe3O4,是Fe2O3和 FeO的复合物,呈黑灰色,理论含铁量72.4%,具有磁性。 在选矿时可利用磁选法,处理非常方便,但是由于其结构细 密,故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。 磁铁矿氧化后可变成赤铁矿(假象赤铁矿及褐铁矿),但仍 能保持其原来的晶形。 ⑵ 赤铁矿 赤铁矿主要成份为 Fe2O3,呈暗红色,理论含铁量 70%是 最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多 类别,如赤色赤铁矿、镜铁矿、云母铁矿、粘土质赤铁矿 等。
⑶ 焙烧固结 球团焙烧在竖炉中完成。球团竖炉的大小用矩形炉口的面 积表示,如8m2、10m2:、16m2等。生球用布料器从炉口 布料,经烘床干燥,进入氧化带、高温焙烧固结带和冷却 带完成球团矿的焙烧固结过程。
• 干燥带:主要完成生球水分的蒸发和干燥。竖炉炉口废气 温度达到400~650℃。 • 氧化带:温度950 ~1100℃ 。在这一区域Fe3O4氧化成 Fe2O3保持足够氧化时间,使整个球团充分氧化。 • 焙烧固结带:温度1150~1300 ℃ 。由Fe3O4氧化而来的新 生态Fe2O3 晶体发生再结晶长大,形成强大的晶桥,球团强度 迅速提高。球团经高温焙烧固结后进入冷却带,被下部鼓入的 冷风冷却。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
3rew
演讲完毕,谢谢听讲!
再见,see you again
PPT文档演模板
2020/12/21
钢铁冶金概论------电炉炼钢
炉 顶 料 仓 20~25 个,装入CaO、CaF2、 C等。上料通过液位计 发出指令由地下料仓 输送。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
5.供氧设备
•⑴自耗式氧枪
•⑵水冷碳氧喷枪
PPT文档演模板
钢铁冶金概论------电炉炼钢
PPT文档演模板
⑴自耗式氧枪
用 途:
熔化初期用于切割费钢,为使 用水冷碳氧枪造泡沫渣创造条件;
钢铁冶金概论------电炉 炼钢
PPT文档演模板
2020/12/21
钢铁冶金概论------电炉炼钢
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
PPT文档演模板
钢铁冶金概论------电炉炼钢
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
工作原理:
粉尘随高速气体进入 集尘器,管径变大,气流 速度降低,粉尘汇集于集 尘器底部,净化气体从上 部排出。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
4.加料系统
•⑴装料罐
•⑵高位料仓
PPT文档演模板
钢铁冶金概论------电炉炼钢
PPT文档演模板
⑴装料罐
作 用:
用于将从废钢坑装入 的废钢吊装入电弧炉;
钢铁冶金概论------电炉炼钢
PPT文档演模板
供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣,氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池; 方式: