2021年钢铁冶金学炼钢部分总结知识点
炼钢重要基础知识点
炼钢重要基础知识点
1. 钢的定义和特性:
钢是一种由铁和少量碳以及其他合金元素组成的金属材料。
钢的主要特点是强度高、韧性好、耐腐蚀性强等,因此被广泛应用于建筑、机械、汽车等领域。
2. 钢的生产方法:
钢的生产过程主要包括炼铁和炼钢两个环节。
炼铁是将铁矿石经过高温炉石化,获得高纯度的铁。
而炼钢则是将炼铁得到的铁经过加热、除杂、加入合金等处理,控制碳含量,使其成为钢。
3. 钢的合金元素:
为了改变钢的力学性能和化学性能,可以向钢中添加各种合金元素。
常见的合金元素包括锰、铬、镍、钼等。
不同的合金元素会赋予钢不同的性能,使其适用于不同的工程需求。
4. 钢的熔炼工艺:
钢的熔炼工艺主要包括平炉、转炉、电炉等几种。
平炉是最早的炼钢方法,通过将炼铁和生铁一起加热熔化,再通过各种方法去除杂质。
转炉是一种常用的炼钢设备,通过向炉中注入氧气,使炉中的碳和其他杂质氧化脱除。
电炉则是利用电能将钢材加热熔化。
5. 钢的热处理与热处理工艺:
钢的热处理是通过加热和冷却过程来改变钢的力学性能和组织结构。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
不同的热处理方式可以使钢材获得不同的硬度、韧性或强度等特性。
6. 钢的质量控制:
钢的质量控制非常重要,可以通过化学成分分析、金相组织观察、力学性能测试等手段来评估钢的质量。
合理的质量控制可以保证钢材的性能,防止出现质量问题。
以上是炼钢的重要基础知识点,希望对你了解炼钢有所帮助。
如果有更深入的问题,欢迎进一步探讨。
钢铁冶金学(炼钢学)
炼 钢 方 法(6)
• 瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹 转炉炼钢的试验,并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产,所以此法也称为 LD法。美国称为BOF法(Basic Oxygen Furnace)或BOP法。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢 O铁B冶M金学/ Q(炼-钢B学O) P
炼 钢 方 法(8)
• 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时,19781979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工 艺,即从转炉上方供给氧气(顶吹氧), 从转炉底部供给惰性气体或氧气,它不仅 提高钢的质量,降低了消耗和吨钢成本, 更适合供给连铸优质钢水。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
LD/ BOF/ BOP
炼 钢 方 法(7)
• 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧 气喷嘴,1967年西德马克西米利安钢铁公 司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢 法,即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进 OBM法,1972年建设了3座200吨底吹转 炉,命名为Q-BO钢铁P冶金(学Q(炼钢u学i)et BOP)。
钢L铁D冶金- 学Q(炼- 钢B学O) P
炼 钢 方 法(9)
•我国首先在 1972-1973 年 在沈阳第一炼钢 厂成功开发了全 氧侧吹转炉炼钢 工艺。并在唐钢 等企业推广应用。
钢铁冶金学(炼钢学)
总之,炼钢技术经过200多 年的发展,技术水平、自动化程 度得到了很大的提高,21世纪炼 钢技术会面临更大的挑战,相信 会有不断的新技术涌现。
1.1 炼钢的发展历程
钢铁冶金学炼钢部分总结(知识点)
1、钢和生铁的区别?答:C<2.11%的Fe-C合金为钢;C>1.2%的钢很少实用;还含Si、Mn等合金元素及杂质。
生铁硬而脆,冷热加工性能差,必须经再次冶炼才能得到良好的金属特性;钢的韧性、塑性均优于生铁,硬度小于生铁长流程:以铁矿石为原料,煤炭为能源-高炉-铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢短流程:以废钢为原料,电为能源-电炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢2、炼钢的基本任务?答:钢铁冶金的任务是由生产过程碳、氧位变化决定的。
炼钢的基本任务分为脱碳,脱磷,脱硫,脱氧,脱氮、氢等,去除非金属夹杂物,合金化,升温(1200°C→1700°C),凝固成型,废钢、炉渣返回利用,回收煤气、蒸汽等。
高炉——分离脉石,还原铁矿石铁水预处理——脱S,Si,P转炉——脱碳,升温炉外精炼——去杂质,合金化3、钢中合金元素的作用?答:C:控制钢材强度、硬度的重要元素,每1%[C]可增加抗拉强度约980MPa;Si:增大强度、硬度的元素,每1%[Si]可增加抗拉强度约98MPa;Mn:增加淬透性,提高韧性,降低S的危害等;Al:细化钢材组织,控制冷轧钢板退火织构;Nb:细化钢材组织,增加强度、韧性等;V:细化钢材组织,增加强度、韧性等;Cr:增加强度、硬度、耐腐蚀性能。
4、钢中非金属夹杂物来源?答:5、主要炼钢工艺流程?答:炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。
主要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
与电炉相比,氧气顶吹转炉炼钢生产率高,对铁水成分适应性强,废钢使用量高,可生产低S、低P、低N的杂质钢,可生产几乎所有主要钢品种。
顶底复吹工艺过氧化程度低,熔池搅拌好,金属-渣反应快,控制灵活,成渣快。
现代炼钢流程:炼铁,炼钢(铁水预处理、炼钢、炉外精炼),连铸,轧钢,主要产品。
6、铁的氧化和熔池的基本传氧方式?答:火点区:氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。
钢铁冶金学(炼钢部分)
耐火材料融损及 卷入
炼钢任务:
9)凝固成型
12
炼钢的基本任务:
1、脱碳; 2、脱磷; 3、脱硫; 4、脱氧; 5、脱氮、氢等; 6、去除非金属夹杂物; 7、合金化; 8、升温; 9、凝固成型 。
13
主要炼钢工艺: 铁水预处理; 转炉或电弧炉炼钢; 炉外精炼(二次精炼); 连铸。
14
3
伴随脱碳反应, 钢的熔点提高。
炼钢任务: 4)升温
1200℃ 1700℃
4
伴随脱碳反应,钢液[O]含量增加。
C(石墨)+1/2O2=CO C(石墨)=[C] 1/2O2=[O]
[C]+[O]=CO
G=-116204-83.617040-2.88T[2]
G=-20482-38.94T
[1]Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 [2]J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-Wesley 1963
30
熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气 体-熔渣-金属乳化相,是吹氧炼钢的特点。
1-氧枪 2-乳化相 3-CO气泡 4-金属熔池 5-火点 6-金属液滴 7-作用区释放出的 CO气泡 8-溅出的金属液滴 9-烟尘
31
2、铁的氧化和还原
向熔池吹氧时
第一步,气体氧分子分解并吸附在铁的表面:
5
0.6
炼钢任务:
¬ wt% [O]£
1650¡ æ 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题第二章一.思考题1.炼钢的任务。
1)脱碳:含碳量是决定铁与钢定义的元素,同时也是控制性能最主要的元素,一般来用向钢中供养,利于碳氧反应去除。
2)脱硫脱磷:对绝大多数钢种来说,硫磷为有害元素,硫则引起钢的热脆,而磷将引起钢的冷脆,因此要求炼钢过程尽量去除。
3)脱氧:在炼钢中,用氧去除钢中的杂质后,必然残留大量氧,给钢的生产和性能带来危害,必须脱除,减少钢中含氧量叫做脱氧。
(合金脱氧,真空脱氧)4)去除气体和非金属夹杂物:钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮,非金属夹杂物包括氧化物,硫化物以及其他化合物,一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。
5)升温:炼钢过程必须在一定高温下才能进行,同时为保证钢水能浇成合格的钢锭,也要求钢水有一定的温度,铁水最温度很低,1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6)合金化:为使钢有必要的性能,必须根据钢中要求加适量的合金元素。
7)浇成良锭:液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯,采用作为轧材的原料,同时要求质量良好,一般有模铸和连铸两种方式。
2.S的危害原因和控制方式。
(1)产生热脆。
(硫的最大危害)(2)形成夹杂:S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。
降低塑性,危害各向同性(采用Mn抑制S的热脆),影响深冲性能和疲劳性能,夹杂物的评级,强度(S对钢的影响不大)(3)改善切削性能(这是硫的唯一有用用途)(2)控制措施有两种方法:(1)提高Mn含量:Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少,提高了钢的热塑性,减少了钢裂纹倾向。
(2)降低S含量:过高的S 会产生较多的MnS夹杂,影响钢的性能。
3.Mn控制S的危害的原理,要求值。
Mn影响S的原理:钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶,在晶界处与S反应生产MnS。
Mns的熔点高,在轧制和连铸过程中仍处于固态,因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。
Mn\S:Mn对S的控制力,一般用Mn和S的质量百分数的比值表示,称为“锰硫比”。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要:一、钢铁冶金概述二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁2.直接还原炼铁3.熔融还原炼铁三、炼铁原料与配料四、高炉操作与管理1.炉料准备2.炉内过程控制3.炉况判断与调整4.休风与焖炉五、炼铁环境保护与节能六、炼铁新技术与发展趋势正文:一、钢铁冶金概述钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程,将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。
钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。
其中,炼铁是钢铁冶金的基础,其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热,使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。
高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。
2.直接还原炼铁直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。
与高炉炼铁相比,直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。
3.熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融,然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。
熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。
三、炼铁原料与配料炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。
铁矿石是炼铁的主要原料,其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。
焦炭作为还原剂,在炼铁过程中起到关键作用。
熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。
四、高炉操作与管理1.炉料准备炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。
合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。
2.炉内过程控制炉内过程控制是高炉炼铁的关键,主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。
通过炉内过程控制,可以使高炉达到最佳状态,提高金属回收率。
3.炉况判断与调整炉况判断与调整是根据高炉运行参数,判断高炉内发生的问题,并采取相应措施进行调整。
合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。
4.休风与焖炉休风是指高炉在短时间内停止煤气供应,以清理炉内积料和调整炉内气氛。
收藏学习!炼钢89个知识点!
收藏学习!炼钢89个知识点!1.加速石灰渣化的途径?答案:①改进石灰质量,采用软烧活性石灰.②适当改进助熔剂的成分③提高开吹温度.④控制合适的枪位⑤采用合成渣2.钢水为什么要脱氧?答案:钢水不进行脱氧,连铸坯就得不到正确的凝固组织结构。
钢中氧含量高还会产生皮下气泡、疏松等缺陷,并加剧硫的危害作用。
生成的氧化物夹杂残留于钢中,会降低钢的塑性、冲击韧性等力学性能,因此,都必须脱除钢中过剩的氧。
3.吹炼过程中应从那几个方面预防爆发性喷溅?答案:⑴控制好熔池温度。
⑵控制(TFe)不出现聚集现象。
⑶吹炼过程一旦发生喷溅就不要轻易降枪。
⑷在炉温很高时,可以在提枪的同时适当加白灰稠化炉渣。
4.炉衬损坏的原因?答案:(1)废钢、铁水对炉衬冲击及机械磨损。
(2)钢液、炉渣的搅动及气体冲刷。
(3)炉渣对炉衬的化学侵蚀。
(4)炉衬温度激冷、激热变化和组织变化的开裂剥落。
(5)开炉初期的机械剥落。
(6)衬砖内部的碳素的氧化。
5.简述冶炼中期炉渣特点及矿物组成?答案:冶炼中期,炉内碳、氧反应剧烈,炉渣容易出现“返干”其特点:碱度高,氧化亚铁含量低。
炉渣得矿物组成时:主相为硅酸二钙和硅酸三钙,当石灰加入大时,有较多的游离CaO。
碱度越高时,硅酸三钙量越大,游离CaO越多,这对冶炼效果不利的。
6.简述炼钢选用原材料的原则?答案:国内外大量生产证明,贯彻精料方针是实现转炉炼钢过程自动化的和提高各项技术经济指标的重要途径,原材料主要由:铁水、废钢、造渣材料、铁合金、和氧气等。
合理的选用原材料大根据冶炼钢种、操作工艺及装备水平使之达到低的投入,高质量产出的原则。
7.减少吹损得主要途径?答案:⑴精料方针,减少渣量⑵合理造渣制度⑶采用合理得供氧制度、装入制度,减少机械喷溅。
⑷采用热补偿技术,多吃废钢,降低化学烧损。
⑸采用合理的复吹技术。
8.什么是少渣操作,少渣操作的优点是什么?答案:当每吨金属料中石灰加入量小于20kg/t时,每吨金属形成渣小于30kg/t,为少渣操作⑴石灰加入量少,降低渣料和能耗,减少了污染物的排放。
钢铁冶金学知识点总结
钢铁冶金学知识点总结一、钢铁冶金学概述钢铁是一种重要的金属材料,广泛用于建筑、机械、汽车、电子、航空航天等行业,对于国民经济的发展起着至关重要的作用。
钢铁冶金学是研究如何通过冶炼和加工原料来生产各种类型钢铁的学科。
本文将系统地介绍钢铁冶金学的相关知识,涉及原料、冶炼工艺、合金设计、热处理等内容。
二、原料1. 铁矿石铁矿石是钢铁冶金的原料,常见的有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等,其中以赤铁矿和磁铁矿为主要产状。
从原料稀缺角度来看,赤铁矿资源相对较丰富,但使用赤铁矿需要高温还原,而且其资源储量日益减少。
而磁铁矿则容易熔化,且熔点低,深受炼铁企业的喜爱。
2. 焦炭和燃料焦炭是冶金煤炭经高温干馏后得到的一种多孔性炭质燃料,是高炉炼铁的原料之一。
燃料也是冶金中常用的燃烧材料,其中包括煤、焦炭、天然气等。
3. 废金属资源钢铁冶金中还需要利用废钢、废铁等废弃金属资源进行熔炼,以提高资源利用率,降低能源消耗。
三、冶炼工艺1. 高炉冶炼高炉是一种用于生产铁水、生铁或合金铁的设备。
高炉内的冶炼过程较为复杂,主要包括炉料下料→还原→熔融→炉渣→收得铁水等步骤。
2. 炼钢炉冶炼炼钢炉冶炼采用的设备主要有转炉炼钢炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢炉和底吹熔融锅炉等,是将生铁或铸铁通过熔化、脱碳、脱磷、分别半湿废气、装料等工艺,生产出合格钢的过程。
4. 电炉冶炼电炉冶炼是利用电能将废钢、废铁、生铁等熔化成合格的熔铁或合金。
其主要特点是能耗低、操作简便、保护环境等。
四、合金设计1. 合金元素合金元素是各种金属或非金属元素的混合物。
在钢材中,合金元素可以显著改变钢的组织和性能。
主要的合金元素有碳(C)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)等。
2. 合金设计合金设计即根据钢材的使用要求和生产条件,选取合适的合金元素和比例,调整钢的成分和组织结构,以获得理想的性能和工艺性。
3. 合金设计的原则合金设计应根据具体用途确定设计要求。
钢铁是怎样炼成的知识点整理及归纳考点
钢铁是怎样炼成的知识点整理及归纳考点一、炼钢的基本原理1. 原料准备:炼钢的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石,其中铁矿石是主要的铁源。
2. 高炉冶炼:高炉是炼钢的主要设备,通过高温和还原剂(焦炭)将铁矿石还原为熔融的铁水。
3. 钢水调质:对炼得的铁水进行调质,包括去除杂质、控制成分和温度等。
4. 连铸成型:将调质后的钢水连续浇注到铸造机中,通过冷却和凝固形成铸坯。
二、炼钢的主要工艺流程1. 矿石处理:将铁矿石破碎、磨细,并通过磁选、重选等工艺去除杂质。
2. 焦炭制备:将煤进行干馏得到焦炭,焦炭是高炉冶炼的还原剂。
3. 高炉冶炼:将经过矿石处理和焦炭制备的原料投入高炉,通过高温还原铁矿石中的铁,并将产生的熔融铁水收集。
4. 调质处理:对收集到的铁水进行脱硫、脱磷、脱硅等处理,调整成分和温度。
5. 连铸成型:将调质后的铁水通过连铸机连续浇注到结晶器中,形成铸坯。
三、炼钢中的关键技术和设备1. 高炉:高炉是炼钢的核心设备,其炉体由炉缸、炉腰、炉身和炉喉组成,通过供热和还原剂来实现铁矿石的冶炼。
2. 连铸机:连铸机是将熔融的铁水连续浇注成型的设备,主要由结晶器、浇注机构和冷却系统组成。
3. 调质设备:包括脱硫装置、脱磷设备、调温系统等,用于对熔融的铁水进行去杂质和调整成分、温度等处理。
4. 矿石处理设备:包括破碎机、磨矿机、磁选机等,用于将铁矿石进行处理,去除杂质。
5. 焦炭制备设备:包括焦炉、焦炭破碎机等,用于将煤进行干馏得到焦炭。
四、炼钢的关键参数和控制要点1. 温度控制:炼钢过程中,需要控制高炉温度、铁水温度和钢水温度等,以保证炼钢过程的稳定性和产品质量。
2. 成分控制:炼钢过程中,需要控制铁水中的碳含量、硫含量、磷含量等,以调整钢的性能和成分。
3. 流动控制:炼钢过程中,需要控制铁水和钢水的流动速度和方向,以保证连铸成型的质量和效率。
4. 杂质控制:炼钢过程中,需要去除铁水中的氧化物、硫化物、杂质金属等有害物质,以提高钢的纯净度和质量。
冶金专业知识点,与炼钢炼铁有关
一、填空题1.吹炼前期调节和控制枪位的原则是:早化渣、化好渣,以利最大限度的去( 磷 )。
2.氧气顶吹转炉中氧的传递方式一般有(直接传氧 )和间接传氧两种方式。
3.炼钢温度控制是指正确地控制一炉钢的吹炼过程温度和( 吹炼终点 )温度。
4.炉渣返干的根本原因是碳氧反应激烈,渣中( FeO )大量减少。
5.氧枪由三层同心钢管组成,内管道是( 氧气 )通道,内层管与中层管之间是冷却水的( 进 )水通道,中层管与外层管之间是冷却水的( 出 )水通道。
6.炉衬的破损原因主要有高温热流的作用、(急冷急热)的作用、(机械冲击)的作用、化学侵蚀等几方面作用。
7.转炉冶炼终点降枪的主要目的是均匀钢水温度和( 成份 )。
8.控制钢水终点碳含量的方法有拉碳法、高拉补吹法和(增碳法)三种。
9.氧气顶吹转炉炼钢过程的自动控制分为( 静态控制 )和动态控制两类。
10.马赫数就是气流速度与当地温度条件下的( 音速 )之比。
11.合理的喷嘴结构应使氧气流股的( 压力能 )最大限度的转换成动能。
12.为了达到炉衬的均衡侵蚀和延长炉龄的目的,砌炉时采用( 综合砌炉 )。
13.副枪作用主要是(测温)、(取样)、(定碳)、(定氧)、(测液面),它带来的好处是降低劳动强度、缩短冶炼时间、容易实现自动化控制。
14.影响转炉终渣耐火度的主要因素是( MgO )、TFe和碱度(CaO/SiO2).15.氧气流量是指单位时间内向熔池供氧的( 体积 )。
16.钢水温度过高,气体在钢中的( 溶解度 )就过大,对钢质危害的影响也越大。
17.以( CaO )、( MgO )为主要成分的耐火材料是碱性耐火材料。
18.在溅渣护炉工艺中,为使溅渣层有足够的耐火度,主要措施是调整渣中的( MgO )含量。
19.供氧制度的主要内容包括:确定合理的(喷头结构)、(供氧强度)、(氧压)以及(枪位控制)。
20.造渣制度是确定合适的(造渣方法);渣料种类;渣料数量;加入时间及加速造渣的措施。
2021年北京科技大学钢铁冶金学炼铁部分知识点复习
炼铁知识点复习第一章概论1、试述3种钢铁生产工艺特点。
答:钢铁冶金任务:把铁矿石炼成合格钢。
工艺流程:①还原熔化过程(炼铁):铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁;②氧化精炼过程(炼钢):铁→精炼(脱C、Si、P等)→钢。
高炉炼铁工艺流程:对原料规定高,面临能源和环保等挑战,但产量高,当前来说仍占有优势,在钢铁联合公司中发挥这重大作用。
直接还原和熔融还原炼铁工艺流程:适应性大,但生产规模小、产量低,并且很多技术问题尚有待解决和完善。
2、简述高炉冶炼过程特点及三大重要过程。
答:特点:①在逆流(炉料下降及煤气上升)过程中,完毕复杂物理化学反映;②在投入(装料)及产出(铁、渣、煤气)之外,无法直接观测炉内反映过程,只能凭借仪器仪表简介观测;③维持高炉顺行(保证煤气流合理分布及炉料均匀下降)是冶炼过程核心。
三大过程:①还原过程:实现矿石中金属元素(重要是铁)和氧元素化学分离;②造渣过程:实现已还原金属与脉石熔融态机械分离;③传热及渣铁反映过程:实现成分与温度均合格液态铁水。
3、画出高炉本体图,并在其图上标明四大系统。
答:煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳高炉炼铁对铁矿石质量规定。
答:①高含铁品位。
矿石品位基本上决定了矿石价格,即冶炼经济性。
②矿石中脉石成分和分布适当。
脉石中SiO2和Al2O3要少,CaO多,MgO含量适当。
③有害元素含量要少。
S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害,K、Na、Zn、Pb、F 对炉衬和高炉顺行有害。
④有益元素要恰当。
Mn 、Cr 、Ni 、V 、Ti 等和稀土元素对提高钢产品性能有利。
上述元素多时,高炉冶炼会浮现一定问题,要考虑冶炼特殊性。
⑤矿石还原性要好。
矿石在炉内被煤气还原难易限度称为还原性。
褐铁矿不不大于赤铁矿不不大于磁铁矿,人造富矿不不大于天然铁矿,疏松构造、微气孔多矿石还原性好。
⑥冶金性能优良。
冷态、热态强度好,软化熔融温度高、区间窄。
⑦粒度分布适当。
太大,对还原不利;太小,对顺行不利。
钢铁冶金学(炼钢学)
02 炼钢原料及预处理
炼钢原料种类及性质
A
铁矿石
主要含铁矿物,分为磁铁矿、赤铁矿等,是炼 钢的主要原料之一。
废钢
来自报废的汽车、建筑、机器等,是炼钢 的重要原料之一,具有可回收性和环保性。
B
C
熔剂
如石灰石、白云石等,用于造渣和脱硫,保 证钢的质量。
合金元素
如铬、镍、钨等,用于提高钢的力学性能和 耐腐蚀性。
特点
钢铁冶金学是一门综合性很强的 技术科学,它涉及地质、采矿、 选矿、冶炼、金属加工和金属材 料性能等多方面的知识。
炼钢学发展历史及现状
发展历史
炼钢学的发展经历了漫长的岁月,从 古代的铁匠铺到现代的钢铁联合企业 ,炼钢技术不断得到改进和完善。
现状
目前,炼钢学已经成为一门高度自动 化的技术科学,采用了许多先进的工 艺和设备,如高炉炼铁、转炉炼钢、 电炉炼钢等。
钢铁冶金学(炼钢学)
目录
• 绪论 • 炼钢原料及预处理 • 炼钢工艺过程及设备 • 炉外精炼技术与应用 • 连铸技术与发展趋势 • 节能环保与资源综合利用 • 课程总结与展望
01
绪论
钢铁冶金学定义与特点
定义
钢铁冶金学是研究从矿石中提取 金属,并用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的学科。
01
02
03
04
高炉
用于将铁矿石还原成生铁的主 要设备,具有高温、高压、高
还原性的特点。
转炉
用于将生铁和废钢转化为钢水 的重要设备,通过吹氧和加入 造渣剂去除杂质和调整成分。
电炉
利用电能加热原料进行熔炼的 设备,具有灵活性高、环保性
好的优点。
连铸机
将钢水连续浇铸成坯或板的设 备,提高了生产效率和产品质
钢铁冶金学(炼铁部分)
钢铁冶金学(炼铁部分)第一部分基本概念及定义1.高炉法:传统的以焦炭为能源,与转炉炼钢相配合,组成高炉―转炉―轧机流程,被称为长流程,是目前的主要流程。
2.非高炉法:泛指高炉以外,不以焦炭为能源,通常分成轻易还原成和熔融还原成,通常与电炉协调,共同组成轻易还原成或熔融还原成―电炉―轧机流程,被称作长流程,就是目前的辅助流程。
3.钢铁联合企业:将铁矿石在高炉内冶炼成生铁,用铁水炼成钢,再将钢水铸成钢锭或连铸坯,经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。
4.高炉有效率容积:由高炉出来铁口中心线所在平面至大料钟上升边线下沿水平面之间的容积。
5.铁矿石:凡是在一定的技术条件下,能经济提取金属铁的岩石。
6.富矿:一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿,对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。
7.还原性能够:矿石中铁融合的氧被还原剂夺回的深浅程度。
主要依赖于矿石的球状程度、空隙及气孔原产状态。
通常还原性不好,碳素燃料消耗量高。
8.熔剂:由于高炉造渣的需要,入炉料中常需配加一定数量的助熔剂,该物质就称为熔剂。
9.耐火度:抗炎高温熔融性能的指标,用耐热锥变形的温度则表示,它表观耐火材料的热性质,主要依赖于化学共同组成、杂质数量和集中程度。
实际采用温度必须比耐火度高。
10.荷重软化点:在施加一定压力并以一定升温速度加热时,当耐火材料塌毁时的温度。
它表征耐火材料的机械特性,耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点。
11.耐急冷急热性(抗热震性):就是所指在温度急剧变化条件下,不脱落、不碎裂的性能。
12.抗蠕变性能:荷重工作温度下,形变率。
13.抗渣性:在使用过程中抵御渣化的能力。
14.高炉有效率容积利用系数(吨/米日)=合格生铁约合产量/(有效率容积×规定工作日)。
15.入炉焦比:干焦耗用量/合格生铁产量(kg/t),一般250~550kg/t。
16.冶炼强度:干焦耗用量/(有效容积×实际工作日),t/m3h。
炼钢行业知识点总结
炼钢行业知识点总结一、炼钢行业概述炼钢行业是钢铁工业的重要组成部分,也是国民经济的关键产业之一。
炼钢行业主要负责将铁矿石、废钢等原料经过高温冶炼、钢水处理、铸造等工艺,生产成各种规格、性能的钢材。
炼钢行业涉及的工艺流程复杂,设备设施、原材料、能源等的要求都很高。
二、炼钢行业的主要原材料1. 铁矿石铁矿石是炼钢的主要原料之一,其主要成分是氧化铁和少量的其他杂质。
一般来说,铁矿石需要经过破碎、磨矿、矿浆浸出等工艺处理后,才能成为炼钢的原料。
当前,铁矿石资源的开采和利用已成为炼钢行业面临的重要问题之一。
2. 废钢废钢是炼钢行业的另一主要原料,其包括废旧钢材、废旧机械设备等。
废钢资源的重复利用对保护环境、节约资源具有重要的意义,因此废钢资源的开发与利用一直受到炼钢行业的重视。
3. 铬、锰等合金元素除了铁矿石和废钢,炼钢行业还需要合金元素,如铬、锰等,来冶炼生产合金钢,以满足市场对高强度、耐腐蚀等特殊性能钢材的需求。
合金元素的选择和添加对钢材的性能起着至关重要的作用。
三、炼钢行业的主要工艺流程1. 炼焦炼焦是将高品质的煤转化成冶金焦,作为高炉冶炼的还原剂。
炼焦过程中需要控制原料粒度、热风量、炼焦时间等,以获得高品质的冶金焦。
2. 高炉冶炼高炉冶炼是利用冶金焦、铁矿石等原料冶炼生铁的主要工艺过程。
在高炉冶炼中,需要精确控制原料比例、炉温、通风量等参数,以获得高品质的生铁。
3. 转炉炼钢转炉炼钢是将生铁转化为钢水的工艺过程,其主要设备包括转炉、炼钢、以及氧气供应系统。
在转炉炼钢过程中,需要根据钢水成分要求调整氧气供应量、加入合金元素、进行脱硫等操作,以获得符合要求的钢水。
4. 连铸连铸是将炼钢得到的钢水浇铸成方坯、圆坯等的成形工艺过程。
在连铸生产中,需要控制浇铸温度、拉速、结晶器等参数,以获得高品质的铸坯。
5. 精炼精炼是通过真空设备、氩气吹炼等手段对钢水进行再处理,以消除氧化物、控制钢水成分和温度,获得高品质的精炼钢。
现代炼钢知识点归纳总结
现代炼钢知识点归纳总结1. 炼铁过程炼铁是炼钢的第一步,它通过高温还原铁矿石得到的生铁。
炼铁过程一般包括了还原和熔化两个过程。
具体包括矿石的选矿、碳素还原法、炼铁炉、高炉、烧结等环节。
炼铁过程是现代炼钢过程中的重要环节,其稳定性和效率直接影响到钢铁生产的质量和成本。
2. 炼钢过程炼钢过程是指将生铁经过氧、碳等还原剂的作用下,去除杂质并将铁中的碳含量控制在一定范围内,最终得到符合要求的钢材。
炼钢过程通常包括了原料的准备、熔炼、除杂、调质、浇铸等环节。
现代炼钢过程中,炼钢技术的进步和改进使得炼钢过程更加精确,高效和环保。
3. 现代炼钢技术现代炼钢技术包括了许多先进的设备和工艺,比如转炉炼钢、电炉炼钢、喷吹炼钢等。
这些新技术的出现使得炼钢的效率得到了大大的提高,产品质量也得到了大幅度的提升。
同时,这些新技术还提供了更多的选择,以满足不同的生产需求。
4. 原料炼钢过程中所使用的原料包括了铁矿石、焦炭、石灰石、废钢等。
其中,铁矿石是钢铁的主要原料,焦炭是还原剂,石灰石用于还原冶金反应的熔炼助剂,废钢则可以通过回收再利用,降低了原料成本和环保。
不同的原料组合和比例会直接影响到炼钢过程的成本和产品质量。
5. 炼钢设备现代炼钢设备包括了高炉、转炉、电炉、喷吹煤氧等,这些设备通常采用高科技材料和先进的控制系统。
通过这些设备,可以实现自动化,智能化,大幅度提高了生产效率和降低了人力成本。
这些设备还具有节能、环保的特点,符合现代工业的可持续发展要求。
6. 炼钢工艺炼钢工艺是指炼钢生产中的一系列操作方法和技术要点。
炼钢工艺涉及了操作人员的技术水平和经验,准确、稳定的操作是保证产品质量的重要保证。
现代炼钢工艺在提高生产效率的同时,也是注重提高操作技术水平,从而保证产品质量和安全生产。
7. 质量控制炼钢的质量控制是现代炼钢过程中的重要环节,包括了原料的质量控制、炉料的合理配比、生产过程的控制和产品质量的检测。
现代炼钢企业通常建立了完善的质量管理体系,从原料采购到产品出厂的全过程控制,保证了产品的质量和安全。
炼钢设计原理 知识点总结
炼钢设计原理知识点总结炼钢是将生铁经过高温冶炼、镁球处理等一系列工艺过程,去除杂质,调整化学成分和温度,以得到符合要求的合金材料的过程。
炼钢设计原理是指在炼钢过程中,根据各种物质的性质和热力学规律,确定合理的工艺参数和操作方法,以实现炼钢过程的高效、稳定和安全。
为了实现高效炼钢,炼钢设计原理需要考虑以下几个方面的内容:1. 原料的选择和预处理在炼钢过程中,原料的质量和成分将直接影响到最终产品的质量。
因此,在炼钢设计中需要仔细选择原料,尽量减少杂质含量,并进行预处理,以提高原料的利用率。
2. 炉型和燃烧技术炼钢的主要设备是炼钢炉,而炉型和燃烧技术的选择将直接影响炼钢过程的效率和产品质量。
在炼钢设计中,需要根据生铁的性质和炼钢目标,选择合适的炉型和燃烧技术,以最大程度地提高炉内的温度和热传导效率。
3. 溶解和炉渣控制溶解和炉渣控制是炼钢过程中非常重要的环节。
在炼钢设计中,需要合理控制溶解速度和炉渣成分,以保证溶解反应的充分进行,并提供足够的热量和氧化剂,以促进金属间的化学反应。
4. 温度和时间控制炼钢过程中,温度和时间的控制非常关键。
在炼钢设计中,需要合理选择加热和保温的方式,以确保炉内温度的均匀分布和保持一定的时间,以达到预期的炼钢效果。
5. 合金元素添加和脱气处理根据炼钢目标和产品要求,可能需要添加一定的合金元素来调整钢的成分和性能。
在炼钢设计中,需要选择合适的添加方法和时间,以确保合金元素的均匀分布。
同时,在炼钢过程中需要进行脱气处理,以降低钢中的氧含量和气体杂质含量。
6. 冷却和凝固控制炼钢后,要通过冷却和凝固控制来实现炉内金属的结晶和凝固。
在炼钢设计中,需要根据钢的成分和要求,选择合适的冷却方式和速度,以控制钢的组织和晶粒尺寸,从而达到预期的产品性能。
总的来说,炼钢设计原理是在充分了解物质性质和热力学规律的基础上,根据炼钢目标和产品要求,确定合理的工艺参数和操作方法,以实现炼钢过程的高效、稳定和安全。
钢铁冶金原理(炼钢部分)考试重点
1、炼钢的基本任务是什么,通过哪些手段实现?答:炼钢的基本任务是脱碳,脱磷,脱硫,脱氧,去除有害气体和非金属夹杂物,提高温度和调整成分。
主要技术手段为:供养,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。
2、磷和硫对钢产生哪些危害?脱磷硫的机理,什么是磷容,硫容,影响脱磷硫的因素。
答:磷:引起钢的冷脆,钢的塑性和冲击韧性降低,并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。
硫:使钢的热加红性能变坏,引起钢的热脆性。
脱磷:2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO ·P2O5)+5[Fe]2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO ·P2O5)+5[Fe] 磷容:炉渣容纳磷的能力 影响因素:温度,碱度,炉渣氧化性。
脱磷的条件:高碱度、高氧化铁含量(氧化性)、良好流动性熔渣、充分的熔池搅动、适当的温度和大渣量。
脱硫:[S]+(CaO)=(CaS)+[O] [S]+(MnO)=(MnS)+[O] [S]+(MgO)=(MgS)+[O]硫容:表达了炉渣容纳硫的能力 脱硫的影响因素:温度,碱度,渣中(FeO ),金属液成分[Si][C]能降低氧活度,有利于脱硫。
脱硫的有利条件:高温,高碱度,低(FeO ),低粘度,反应界面大(搅拌)。
3、实际生产中为什么要将ω(Mn )/ω(S )比作为一个指标进行控制?答:Mn 在钢的凝固范围内生成MnS 和少量FeS 。
这样可有效防止钢热加工过程中的热脆,故在实际生产中将ω(Mn )/ω(S )比作为一个指标进行控制,提高ω(Mn )/ω(S ),可以提高钢的延展性,当ω(Mn )/ω(S )≧7时不产生热脆。
4、氢和氮气对钢会产生哪些危害?答:氢在固态钢中的溶解度很小,在钢水凝固和冷却过程中,氢和CO 、N 2气体一起析出,形成皮下气泡中心缩孔,疏松,造成白点和发纹。
钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹,进而引起钢材的强度,塑性,冲击韧性的降低,发生氢脆现象。
钢铁冶金学炼钢部分总结
钢铁冶金学炼钢部分一、填空1.出钢的方法有挡渣出钢、钢渣混出。
2.炼钢中五大危害元素有:S、P、O、H、N。
3.转炉和平炉的不同点有:供氧源(转炉:鼓入空气;平炉:氧化铁)、热来源(转炉:反应热;平炉:蓄热炉)4.钢与生铁的区别:首先是碳的含量,理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢,它的熔点在1450-1500℃,而生铁的熔点在1100-1200℃。
在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,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。
5.炼钢的基本任务包括:(1)脱碳、脱磷、脱硫、脱氧;(2)去除有害气体和夹杂;(3).提高温度;(4).调6.7.8.9.超过10.11.12.13.14.温度范围,其表面发蓝,钢的强度升高,冲击韧性降低,称之为“蓝脆”。
15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.常用铁合金种类有:简单合金、复合脱氧剂、纯合金。
25.通常把在1050-1150℃温度下焙烧的石灰,具有高反应能力的体积密度小,气孔率高,比表面积大,晶粒细小的优质石灰叫活性石灰,也称软性石灰。
26.合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂,在低温下预制成型。
27.常用的增碳剂有增碳生铁、电极粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。
28.通常将内摩擦系数或黏度系数称为黏度。
29.影响钢液黏度因素主要是温度和成分。
30.黏度的倒数即为流体的流动性。
31.钢液的表面张力就是指钢液和它的饱和蒸气或空气界面之间的一种力。
32.影响钢导热系数的因素主要有钢液的成分、组织、温度、非金属夹杂物含量以及钢中晶粒的细化程度等。
33.造好渣是炼钢的重要条件,造出成分合适、温度适当并具有适宜于某种精炼目的的炉渣,发挥其积极作用,抑制其不利作用。
34.熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称之为熔渣碱度,常用符号R表示。
35.熔渣R<1.0时为酸性渣,由于SiO2含量高,高温下可拉成细丝,称为长渣,冷却后呈黑亮色玻璃状。
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。
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1、钢和生铁区别?答:C < 2.11%Fe-C合金为钢;C > 1.2%钢很少实用;还含Si、Mn等合金元素及杂质。
生铁硬而脆,冷热加工性能差,必要经再次冶炼才干得到良好金属特性;钢韧性、塑性均优于生铁,硬度不大于生铁长流程:以铁矿石为原料,煤炭为能源-高炉-铁水预解决-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢短流程:以废钢为原料,电为能源-电炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢2、炼钢基本任务?答:钢铁冶金任务是由生产过程碳、氧位变化决定。
炼钢基本任务分为脱碳,脱磷,脱硫,脱氧,脱氮、氢等,去除非金属夹杂物,合金化,升温(1200°C→1700°C),凝固成型,废钢、炉渣返回运用,回收煤气、蒸汽等。
高炉——分离脉石,还原铁矿石铁水预解决——脱S,Si,P转炉——脱碳,升温炉外精炼——去杂质,合金化3、钢中合金元素作用?答:C:控制钢材强度、硬度重要元素,每1%[C]可增长抗拉强度约980MPa;Si:增大强度、硬度元素,每1%[Si]可增长抗拉强度约98MPa;Mn:增长淬透性,提高韧性,减少S危害等;Al:细化钢材组织,控制冷轧钢板退火织构;Nb:细化钢材组织,增长强度、韧性等;V:细化钢材组织,增长强度、韧性等;Cr:增长强度、硬度、耐腐蚀性能。
4、钢中非金属夹杂物来源?答:5、重要炼钢工艺流程?答:炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。
重要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
与电炉相比,氧气顶吹转炉炼钢生产率高,对铁水成分适应性强,废钢使用量高,可生产低S、低P、低N杂质钢,可生产几乎所有重要钢品种。
顶底复吹工艺过氧化限度低,熔池搅拌好,金属-渣反映快,控制灵活,成渣快。
当代炼钢流程:炼铁,炼钢(铁水预解决、炼钢、炉外精炼),连铸,轧钢,重要产品。
6、铁氧化和熔池基本传氧方式?答:火点区:氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。
吹氧炼钢特点:熔池在氧流作用下形成强烈运动和高度弥散气体-熔渣-金属乳化相,是吹氧炼钢特点。
乳化可以极大地增长渣-铁间接触面积,因而可以加快渣-铁间反映。
乳化:在氧流强冲击和熔池沸腾作用下,某些金属微小液滴弥散在熔渣中;乳化限度和熔渣粘度、表面张力等性质关于。
乳化可极大增长渣-铁接触面积,因而可加快渣-铁间反映。
杂质氧化方式:直接氧化:气体氧直接同铁液中杂质进行反映。
间接氧化:气体氧优先同铁发生反映,待生成FexO后来再同其她杂质进行反映。
氧气转炉炼钢以间接氧化为主:氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中;氧流直接作用区附近温度高,Si和Mn对氧亲和力削弱;从反映动力学角度来看,C向氧气泡表面传质速度比反映速度慢,在氧气同熔池接触表面上大量存在是铁原子,因此一方面应当同Fe结合成FeO。
7、脱碳反映?答:脱碳重要性:反映热升温钢水;影响生产率;影响炉渣氧化性;影响钢[O]含量。
脱碳产物CO作用:从熔池排出CO气体产生沸腾现象,使熔池受到激烈地搅动,起到均匀熔池成分和温度作用;大量CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气一渣一金属三相乳化重要因素;上浮CO气体有助于清除钢中气体和夹杂物;在氧气转炉中,排出CO气体不均匀性和由它导致熔池上涨往往是产生喷溅重要因素。
“C-O”关系:脱碳反映热力学条件:增大f[C]有助于脱碳;增长[O]有助于脱碳;减少气相PCO有助于脱碳;提高温度有助于脱碳。
8、脱碳反映动力学?答:限制性环节:C高O低时,O扩散为限制性环节;C低O高时,C扩散为限制性环节。
脱碳过程:1.吹炼初期以硅氧化为主,脱碳速度较小;2.吹炼中期,脱碳速度几乎为定值;3.吹炼后期,随金属中含碳量减少,脱碳速度减少。
9、硅氧化反映?答:脱硅作用:硅高,增长渣量,需多加石灰提高炉渣碱度,影响前期脱磷,影响炉龄,增长氧气消耗,减少金属收得率;硅低,渣量少,石灰用量少,氧气消耗低,金属收得率提高。
有助于[Si]氧化反映因素:[Si]氧化反映对炼钢过程影响:热效应;影响脱碳、脱磷反映;影响渣量。
10、锰氧化与还原?答:有助于[Mn]氧化反映因素:有助于[Mn]氧化因素:提高[Mn]活度;提高渣中(FeO)活度;减少(MnO)活度;较低温度。
温度对脱锰反映影响:初期温度低,渣中MnO活度低,大量Mn氧化;中后期温度升高、渣中FeO含量减少,碱度提高,炉渣中某些MnO被还原;末期炉渣FeO含量增高,Mn重新被氧化。
11、脱磷反映?答:有助于脱磷工艺条件:减少温度;提高炉渣碱度;增长炉渣氧化铁活度;增长渣量;增长[P]活度系数。
炉渣重要性:通过造碱性炉渣可以减少P2O5活度系数,同步,碱度CaO/SiO2越高,磷分派比越大,有助于脱磷;渣量增大有助于脱磷。
回磷因素:吹炼中期炉渣“反干”,炉渣FexO含量减少(炼钢过程);出钢带渣量多,炉渣碱度减少,[O]含氧量减少(脱氧过程)。
回磷解决办法:高磷铁水吹炼过程中采用“倒包”办法。
吹炼高磷铁水技术:运用“后吹”脱磷;“双渣”工艺。
超低磷冶炼工艺技术:采用铁水“三脱”预解决;采用氧气转炉进行脱磷预解决;转炉铁水脱磷工艺。
12、脱硫办法及工艺:办法:KR(机械搅拌)脱硫;喷粉脱硫。
工艺:LF炉精炼脱硫渣系;真空喷粉钢水脱硫(铁水预解决-BOF-LF-RH-CC工艺;铁水预解决-BOF-真空喷粉精炼-CC工艺);V-KIP工艺;RH喷粉脱硫;RH-PB工艺;RH 顶喷粉脱硫;IR-UT工艺。
有助于脱硫因素:硫容量:炉渣作用:FexO过高不利于脱硫,碱性还原渣有助于脱硫,增大渣量有助于脱硫。
金属脱硫及气相脱硫:回硫因素及控制:回硫重要来自废钢和铁水脱硫渣;石灰带入硫量很少。
转炉炼钢工艺抑制回硫。
衡量脱硫渣能力办法:炉渣碱度、还原性、[O]活度、[S]活度、(O2-)活度、(S2-)活度高低。
13、脱氧必要性:α铁中氧溶解度仅为3~4ppm,过饱和氧会在钢液冷却过程以铁氧化物氧硫化物或其她类型非金属夹杂物形式析出存在于固态铁晶界处。
在钢加工和使用过程容易成为晶界开裂起点。
脆性破坏。
钢中氧含量增长会减少钢材延性,冲击韧性,抗疲劳破坏性能,提高韧-脆转换温度,减少耐腐蚀性能。
总氧:涉及自由氧(a0)以及固定氧(夹杂物所含氧)。
总氧T[O]表达钢干净度,值越低表达钢越“干净”。
终点氧:炼钢终点时钢液中总溶解氧量。
脱氧方式:沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧法。
沉淀脱氧:长处:反映速度快,操作简便,成本低。
缺陷:某些脱氧产物滞留在钢中,不吐限度污染钢水,减少钢纯净度。
扩散脱氧:长处:脱氧产物不污染钢液。
缺陷:反映速度较慢。
真空脱氧:长处:脱氧产物CO几乎所有由钢液排除,不污染钢液。
缺陷:钢液温度减少较大,且投资和生产成本较高。
沉淀脱氧:是用与氧亲和力较铁与氧亲和力强元素作脱氧剂,脱氧剂与钢液中氧直接作用,发生脱氧反映,反映产物由钢液上浮排除,从而达到脱氧目。
脱氧时将各种脱氧剂以铁合金形式直接加入到钢液中;某些比重较轻或较易气化脱氧剂则多采用向钢液喂丝或喂包芯线办法加入至钢液中。
扩散脱氧:扩散脱氧是向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等脱氧剂,减少炉渣FeO含量;当渣中FeO含量不断减少时,钢中氧即会向炉渣中扩散,以维持氧在渣-钢间分派平衡,从而达到钢液脱氧目;扩散脱氧办法当前重要应用于钢水炉外精炼;扩散脱氧长处是脱氧产物不玷污钢液,缺陷是脱氧速度较慢。
真空脱氧:真空脱氧是指将钢液置于真空条件下,通过减少CO气体分压,促使钢液内[C]-[O]反映继续进行,运用[C]-[O]反映达到脱氧目;真空脱氧办法最大特点是脱氧产物CO几乎所有可由钢液排除,不玷污钢液;钢液温度减少较大,且投资和生产成本较高。
14、元素脱氧能力?答:Ca>Ba>Zr>Al>Ti>B>Ta>Si>C>V>Nb>Cr>Mn。
15、脱氧产物?答:复合脱氧:用具有两种或两种以上脱氧元素铁合金对钢液进行脱氧称为复合脱氧;复合脱氧实质是用两种或两种以上脱氧元素同步同钢液中溶解氧发生反映,并使它们脱氧产物彼此结合成互溶体或化合物以减少脱氧产物活度;由于脱氧产物活度减少,使钢液[O]含量减少;与单独元素脱氧相比,多数状况下,复合脱氧可以提高脱氧元素脱氧能力。
惯用脱氧剂:硅-锰复合脱氧剂;钙-硅复合脱氧剂。
脱氧动力学:涉及如下几种环节,即脱氧元素溶解和均匀化;脱氧化学反映;脱氧产物形核;脱氧产物长大;脱氧产物去除。
脱氧产物长大方式:扩散长大;不同尺寸脱氧产物间扩散长大;由于上浮速度差而碰撞凝集长大;由于钢液运动而碰撞凝集长大。
影响脱氧颗粒长大因素:斯托克定律:V夹杂物上浮速度ρm钢水密度7*10^3Kg/m3 ρs夹杂物密度4*10^3Kg/m3 γ夹杂物当量直接m ηm钢水粘度0.005Pa·S16、夹杂物分类⑴按化学构成成分:氧化物,硫化物,氮化物,磷化物,碳化物⑵按尺寸:超显微夹杂物(微粒<1μm),显微夹杂物(1~100μm),大型夹杂物(微粒>100μm)⑶按图标:A类(硫化物类):具备高延展性,较宽范畴形态比,普通端部呈圆角B类(氧化铝类):大多数没有变形,带角,形态比较小(普通<3μm),黑色或带蓝色颗粒C类(硅酸盐类):具备较高延展性,较宽范畴形态比(普通≧3μm),呈黑色或深灰色,普通端部成锐角D类(球状氧化物类):不变形,形态比较小(普通<3μm),黑色或带蓝色无规则分布颗粒Ds类(单颗粒球状类):圆形或者近似圆形,直径不不大于13μm单颗粒夹杂物17、夹杂物评价指标:含量,尺寸,分布,评级办法夹杂物上浮去除:⑴精炼:底吹气体增进上浮⑵中间包:控流装置延长上浮时间⑶结晶器:控制流动,增进夹杂物上浮。
夹杂物变性解决目:为了最大限度上防止对产品有坏影响夹杂物残留在钢中,还需要把她们变化为对产品性能危害小或者无害夹杂物,即夹杂物形态控制。
氧气顶吹:长处:控制灵活,成渣快。
缺陷:过氧化,金属-渣反映慢,熔池搅拌差。
氧气底吹:长处:过氧化限度低,熔池搅拌好,金属-渣反映快。
缺陷:成渣快,废钢比低。
顶底复吹:长处:过氧化限度低,熔池搅拌好,金属-渣反映快,控制灵活,成渣快。
18、非金属夹杂物分类:氧化物、硫化物、氮化物夹杂。
非金属夹杂物危害和所导致缺陷:铸坯缺陷:表面夹渣;裂纹(表面纵裂纹、表面横裂纹、内部裂纹。
钢材缺陷:热轧钢板(夹渣、翘皮、分层、超声波检查不合等;冷轧钢板(裂纹、灰白线带、起皮、鼓包等。
钢材性能:加工性能(冲压、拉丝、各向异性等;机械性能(延性、韧性、抗疲劳破坏性能等);耐腐蚀性能、焊接性能、抗HIC性能等。
内生类非金属夹杂物:脱氧产物;钢-渣反映、钙解决等化学反映生成夹杂物;二次氧化产物;钢液冷却和凝固过程生成夹杂物。