碳钢与不锈钢冶炼基本知识

1、碳钢和不锈钢冶炼基本知识钢铁厂生产工艺流程图钢铁厂生产工艺流程图 碳钢部分碳钢部分一、碳钢冶炼的基本方法1、转炉炼钢：底吹转炉、顶吹转炉、顶底复合吹炼 2、电弧炉炼钢3、炉外精炼二、转炉炼钢 1、冶炼用原材料：炼钢用原材料分为金属料和非金属料两种。 1.1 金属料：包括铁水、废钢、合金 1.2 非金属料：造渣材料、氧化剂 、冷却剂 、还原剂和增碳剂 2、转炉（顶吹氧气）炼钢工艺2.1主要工艺流程： 装料-供氧-造渣-温度及终点控制-出钢及脱氧合金化-浇铸（连铸、模铸）。 2.1.1装料：装料顺序：先轻废后重废，过重的先装铁水后再装，最后兑铁水。炉役后期先兑铁水。装入量的方法：定量装入、定深装入

2、、分阶段定量装入等。 2.1.2供氧：重点是氧枪操作，氧枪的结构、类型、和尺寸确定后，吹炼过程中供氧操作是吹炼工艺中重要的组成部分。吹炼的不同时期对枪位有不同的要求。不同时期有不同的特点： 1、前期的特点：硅迅速氧化。 2、中期的特点：强烈脱碳。 3、吹炼后期，脱碳减慢，这时的基本任务是要进一步调整好炉渣的 氧化性和流动性，继续去硫、磷，准确控制终点。 2.1.3造渣： 目的是脱硫、脱磷，通过造渣使炉渣具有除磷、硫所要求的物理、化学性质：适当的碱度、粘度和氧化性。 2.1.4 终点控制 基本要求是：在吹氧结束时，使金属的化学成分和温度同时达到出钢的要求。方法：拉碳法和增碳法两种。 2.1.5脱

3、氧、合金： 吹炼终点时钢中残留一定量的溶解氧，不脱除就不能顺利浇铸，而且会使钢老化，使钢的脆性和电阻系数增大，影响钢的磁性，因此要脱氧。脱氧：在出钢前或在出钢、铸钢过程中，加入一种或几种与氧亲合力比铁强的元素。使金属中的含氧量降到要求限度。这一操作过程称为脱氧。合金化：在脱氧过程中，往往使钢中硅、锰及其它合金元素的含量达到成品钢规格的要求。铝，钢的奥氏体晶粒越细，热处理后钢的性能就越好。最常用的晶粒细化剂是铝，加入量300500克/吨钢。锰，锰的脱硫能力虽弱，却足以保证得到正常结构的沸腾钢。可减轻硫对钢的性能的危害。硅，是常用的脱氧剂。硅的脱氧能力较强，钢中残留有0.150.30%的便能得到镇

4、静钢。碳，是理想的脱氧剂。但是碳的脱氧能力只在真空或吹惰性气体的条件下才能发挥出来。 2.1.6、炉后吹氩、模铸和连铸（略）。常用合金的性能特点：三、电炉炼钢 电弧炉炼钢主要是利用电极与炉料间放电产生电弧发出的热量来炼钢。电弧区温度高达3000度以上。电炉炼钢的工艺基本包括：补炉、装料、熔化、氧化、还原等过程。 3.1补炉电炉每炼一炉钢，炉衬都遭到不同程度的损坏，因此每炉出钢后都要及时及时补炉。补炉的原则：高温、快速、薄补。要求补炉后炉膛温度不得低于1200度，厚度不能超过25mm。 3.2装料除对装料的外观尺寸有一定的要求外，对装料的要求总结如下：下部致密、上部疏松、中间高四周低、穿井快、不

5、搭桥、炉门口无大料。 3.3熔化人为地划分为四个阶段：3.3.1第一阶段起弧：开始通电时电极下降触及炉料，发生短路，在强大的短路电流的作用下，电极与炉料间的空气被电离，形成电弧。 3.3.2第二阶段“穿井”：随着电极下面炉料的熔化，电极不断向下移动，逐渐在炉料中间三根电极下面形成3个洞，既所谓穿井。约经1525分后电极达到最低位置。 3.3.3第三阶段熔化中期（电极回升）：随着熔池和渣层的形成，电流趋于平稳，这一阶段主要任务是熔化电极周围的炉料。 3.3.4第四阶段熔清（炉料熔毕）：主要是熔化低温区的炉料。吹氧助熔可缩短熔化时间2030分。熔化时部分元素要蒸发和氧化。熔化期造碱性渣（一般炉底加

6、入石灰）碱度在2.53.0，（FeO）在1520%可达到较好的脱磷效果。 3.4氧化 氧化期的主要任务是：进一步脱磷、去除金属中的气体和非金属夹杂物。因此要通过脱碳造成熔池的沸腾，以促进熔池内的传质和传热。 3.5还原 还原期的主要任务是脱氧，其次是脱硫、进行合金化、调整成分、温度等。脱氧的方法：沉淀脱氧、扩散脱氧、综合脱氧三种。 3.6脱硫 还原期中在脱氧的过程中同时也进行脱硫。因还原期温度高，渣中FeO含量低、炉渣碱度高，有利于脱硫，所以还原期是脱硫的最好时期，这也是电炉炼钢的优点之一。 3.7钢水温度的控制 还原期控制温度是很重要的，还原期内必须控制好钢水温度，使脱氧、脱硫顺利进行和产物

7、顺利排除和浇铸顺利进行。四、炉外精炼炉外精练的基本方法：RH法、VOD法、VD法、LF炉LF炉RH法VD法 VOD法不锈钢部分不锈钢部分 一、不锈钢的定义 不锈钢都含有一定数量的铬，铬在氧化性介质中能很快生成致密的氧化膜FeCrO4，阻止介质对金属基体的继续腐蚀。不锈钢的含量一般大于12%。不锈钢的牌号多达230余种，应用最广的是Cr13、和18-8型两种。从结构上分为四类：奥氏体不锈钢、铁素铁不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体+铁素体双相不锈钢。 含铬大于12% 的合金钢统称不锈钢。 不锈钢的冶炼工艺大体上分为两种：70年代开发的EAF+AOD(VOD)两步法和80年代开发的三步法。三步法的关键是

8、直接使用铁水在顶底复合转炉吹炼：第一步EAF电炉或者是复吹转炉，第二步是复吹转炉、第三步是VOD或RH。2.1AOD法冶炼工艺：AOD法是利用氧氩混合气体稀释法在假真空下进行精练的方法。主要手段是逐渐改变氧、氩比由3：10：2进行脱碳，脱碳结束后加入CaO、CaF2和硅铁进行还原精练出钢。2.2VOD法冶炼工艺：VOD法是真空、吹氧脱碳法的简称，是1965年发明的，是把粗钢水用钢包吊入真空罐内用顶吹氧、底吹氩进行脱碳的方法。二、不锈钢生产的基本工艺三、不锈钢的品种及其应用 3.1品种分类： 200系：CrNi型不锈钢，特点是以Mn、N代镍。Ni含量一般在5.8-6%。 300系： CrNi型不锈钢，典型代表188型（304、321）。 400系：含铬不锈钢，Cr13型、Cr17型、409型等。 3.2应用： 不锈钢的应用非常广泛，航空业、建筑业、食品加工业、汽车业、化工业等，根据其不同的性能应用于不同的环境之中： 室外环境：405、410、420 工业大气下：Cr17型：430、431、455等。 汽车工业：409型，引擎（环境温度700-950）、连接管（环境温度500-800）、消音器（环境温度400） 食品加工业：304型 化工工业：316型，特点：Cr、Ni、Mo较高四、不锈钢的发展 不锈钢从1913年问世以后，钢总量从59年的187