炼钢用原材料课件

1、炼钢用原材料2022/10/1炼钢用原材料炼钢用原材料2022/9/28炼钢用原材料钢的分类 按化学成分分类 按是否加入合金元素可钢分为把碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢根据碳含量的高低又可分成低碳钢（C0.25%） 中碳钢(0.25%C0.60%)和高碳钢(C0.60%) 合金钢根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢， 中合金钢和高合金钢。 一般合金元素总含量小于3%的为普通低合金钢，总含量为3%5%的为低合金钢，大于10%的叫高合金钢，总含量介于5%10%之间为中合金钢。炼钢用原材料钢的分类 按化学成分分类炼钢用原材料按冶炼方法和质量水平分类按炼钢炉设备不同可分为转炉钢、电炉钢、平炉钢

2、。其中电炉钢包括电弧炉钢、感应炉钢、电渣钢、电子束熔炼及有关的真空熔炼钢等。 按脱氧程度不同可分为沸腾钢（不经脱氧或微弱脱氧）、镇静钢（脱氧充分）和半镇静钢（脱氧不完全，介于镇静钢和沸腾钢之间）。 按质量水平不同可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。 炼钢用原材料按冶炼方法和质量水平分类按炼钢炉设备不同可分为转炉钢、电炉钢按用途分类 分为三大类：结构钢，工具钢，特殊性能钢。 结构钢是目前生产最多、使用最广的钢种，它包括碳素结构钢和合金结构钢，主要用于制造机器和结构的零件及建筑工程用的金属结构等。合金结构钢根据化学成分（主要指含碳量）热处理工艺和用途的不同，又可分为渗碳钢、调质钢和氮化钢。 工具钢包

3、括碳素工具钢和合金工具钢及高速钢。特殊性能钢指的是具有特殊化学性能或力学性能的钢，如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金钢等。炼钢用原材料按用途分类 分为三大类：结构钢，工具钢，特殊性能钢。 炼3.1 炼钢用原材料金属料铁水（或生铁块）废钢铁合金非金属料（辅助材料）造渣材料石灰（活性石灰）萤石白云石合成造渣材料氧化剂氧气铁矿石氧化铁皮冷却剂还原剂和增碳剂石墨电极木炭焦炭电石硅铁、硅钙等废钢铁矿石氧化铁皮石灰石炼钢用原材料3.1 炼钢用原材料金属料铁水（或生铁块）废钢铁合金非金属料金属料铁水（生铁） 铁水是转炉炼钢的基本原料。铁水的成分和温度是否适当和稳定，对简化和稳定转炉操作并获得良好的技术经济指

4、标十分重要。温度 12001300,且稳定。硅 硅是重要的发热元素。对大中型转炉，用废钢作冷却剂时，铁水含硅量以0.50.8%为宜。用矿石冷却时，由于矿石带入SiO2，铁水含硅量应适当降低。铁水含硅量过高、过低对冶炼有什么影响？硫 顶吹氧气转炉单渣法操作的去硫率很少超过40%，吹炼低硫钢的铁水，要求含硫98%O2。冶炼含氮量低的钢种时，应99.5%O2。氧气应脱除水分。氧气的使用压力一般为0.61.2MPa。由于炼钢是周期性用氧，必须有贮氧装置。考虑到输氧过程中的压力损失，一般将氧气加压到2.53.0MPa贮存。 2.铁矿石、氧化铁皮 使用一定量的铁矿石，可改善脱磷条件。作为氧化剂而使用的铁矿

5、石，要求含铁高，Si02、磷和水分要少，使用前要加热。氧化铁皮可代替部分铁矿石，但氧化铁皮潮湿，油污较多，使用前必须烘烤。 炼钢用原材料氧化剂 1.氧气 由氧气厂供应，用管道输送。炼钢用原冷却剂 除废钢外，转炉炼钢常用的冷却剂有： 1.富铁矿、团矿、烧结矿、球团矿、氧化铁皮利用它们所含的FeXOY氧化金属中的杂质时要吸收大量的热。这部分炼铁原料可以直接炼成钢，并且利用了其中的氧；与废钢比较，加入时可以不用装料机或吊车，不必倒炉停吹；同时又是助熔剂，有利于化渣。缺点是带入的脉石使石灰的消耗量和渣量增大；一次加入矿石过多时会产生严重喷溅。要求含铁量高，Si02和硫的含量少，成分和块度稳定(氧化铁皮

6、不要求块度)，干燥。炼钢用原材料冷却剂 除废钢外，转炉炼钢常用的冷却剂有：炼钢用原材冷却剂 2.石灰石 缺乏废钢和富铁矿等冷却剂的转炉钢厂，可试用石灰石作冷却剂。CaCO2分解时要大量吸热。比加入铁矿石和氧化铁皮时喷溅少，在去除磷硫程度相同的情况下渣中(Fe)要低些。其主要缺点是比加废钢冷却时的金属损失多，又没有加铁矿石冷却时的铁的收益，钢铁料消耗较高。 炼钢用原材料冷却剂 2.石灰石 炼钢用原材料还原剂和增碳剂 电弧炉炼钢使用的还原剂和增碳剂有石墨电极，木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙、铝等。它们的粒度应0.5毫米，使用前要烘烤。 氧气转炉用增碳法冶炼中、高碳钢种时，一般用含灰分很少的石油焦增碳

7、。炼钢用原材料还原剂和增碳剂 电弧炉炼钢使用的还原剂和增碳剂有石墨 3.2 炼钢用耐火材料耐火材料的分类耐火材料的使用性能（理化指标）钢铁生产常用的耐火材料耐火材料一般生产工艺流程耐火材料的要求、损毁机理及选用原则炼钢用原材料 3.2 炼钢用耐火材料耐火材料的分类炼钢用原材料喷射混合料：喷补用制造工艺及形 态烧成砖：成型砖坯经烧制而成定形耐火材料耐火泥浆：砌砖时用料，成分同砌砖不定形耐火材料不烧成砖：高压成形熔铸砖：配料在电炉中熔化后注入铸模制成绝热耐火砖：有耐火和绝热性能耐火纤维：可作绝热材料可塑料：作喷浆、捣结用固体散装料：捣结用耐火涂层材料：涂于耐火材料表面炼钢用原材料喷射混合料：喷补用

8、烧成砖：成型砖坯经烧制而成定耐火泥浆：砌砖 耐 火 度普通耐火材料：15801770高级耐火材料：17702000特殊耐火材料：2000按耐火制品性质分类炼钢用原材料普通耐火材料：15801770高级耐火材料：17702 化 学 特 性酸性耐火材料：以SiO2质为主中性耐火材料：以 Al2O3、Cr2O3和碳质为主碱性耐火材料：以CaO、MgO质为主按化学性质分类炼钢用原材料酸性耐火材料：以SiO2质为主中性耐火材料：以 Al2O3、耐火材料使用性能（理化指标） 凡是耐火度高于1580，能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受高温荷重作用的无机非金属材料，称为耐火材料。耐火度荷重软化点耐急冷

9、急热性（抗热震性）常温耐压强度抗蠕变性能导热性炼钢用原材料耐火材料使用性能（理化指标） 凡是耐火度高于钢铁生产常用的耐火材料硅酸铝质材料如粘土砖、高铝砖、半硅砖、刚玉砖等。这类材质以氧化铝和氧化硅为基本化学组成，通常根据制品中氧化铝和氧化硅含量进行分类：当氧化铝极低，而氧化硅大于93时，为硅质制品如硅砖；而氧化铝含量高于90时则为刚玉材料，常见的热电偶保护管即是此类材料的制品；氧化铝含量为1530的是半硅砖，很多天然材料属此类，它虽没有很高的耐火度，但热稳定性和抗渣性好；氧化铝量再高为粘土质；氧化铝含量超过48的称为高铝质。炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料硅酸铝质材料炼钢用原材料钢铁生产常用

10、的耐火材料硅质材料硅砖在600以上具有极好的高温性能，但在低温时，由于晶型转化伴随着体积的巨大变化而崩裂，因而在600以下抗震性能极差，使用受到限制。使用硅砖代替高铝砖砌筑热风炉拱顶和上部格子砖。硅砖有高的荷重软化温度，还有高的抗蠕变性能。价格低，它含SiO2在95以上，但仍有一定抗CaO和FeO等的渣化能力。炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料硅质材料炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料镁质材料镁砖含氧化镁8590，有极高的耐火度（2000），属碱性材料，是炼钢生产不可缺少的耐火材料。抗热震性能差，易剥蚀。加入CaCO3和Al2O3等方法来改善其性能。当今转炉寿命的延长，主要是使用高纯和高碳含量

11、的材料（镁碳砖），以提高其耐侵蚀性能。炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料镁质材料炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料绝热材料依靠空气不能流动的微孔起绝热作用。体积密度小，导热系数低(小于0.30W/mK）；用来降低砌体热量损失，减少燃料消耗。这种材料有砖、散状料和毡。高铝纤维毡体积密度为 320kgm3，长期使用温度为 1200，1000以下导热系数为 0.09W/mK左右。 炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料绝热材料炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料碳与碳化硅材料耐高温（特别是碳），有良好的导热性、体积稳定性和抗渣性。碳砖的最大缺点是在氧化性气氛中会产生强烈氧化，所以应在还原性气氛或保护气氛里

12、使用，主要用于砌筑高炉炉底和炉体。碳化硅材料造价昂贵，主要用于某些特殊热设备上，如电阻炉的发热体等。在高炉炉身中下部位使用碳砖，对高炉寿命的延长，获得良好效果。炼钢用原材料钢铁生产常用的耐火材料碳与碳化硅材料炼钢用原材料耐火材料一般生产工艺流程耐火材料的品种和质量取决于耐火材料的原料和其生产工艺。 块状烧成耐火制品的一般生产工艺流程如下： 原料的加工配料混练成型干燥烧成拣选成品。炼钢用原材料耐火材料一般生产工艺流程炼钢用原材料硬质耐火粘土、软质粘土、菱镁矿、高铝矾土、硅线石族矿物、白云矿、铬铁矿等 耐 火 原 料 天然 人工合成海水镁砂、烧结刚玉、合成莫来石、碳化硅等原料来源炼钢用原材料硬质耐

13、火粘土、 天然 人工合成海水镁砂、原料来源炼钢用 耐火材料生产工艺流程炼钢用原材料 耐火材料生产工艺流程炼钢用耐火材料的要求 冶金炉窑种类繁多，结构也很复杂，耐火材料的选择和应用有很大差别。冶金炉窑对耐火材料有下列要求：能承受高温作用，而不软化，不熔化；能承受高温荷重作用，不丧失结构强度，不发生变 形和坍塌；有好的体积稳定性，在高温下不发生过大的体积膨胀和收缩，重烧线变化小；能抵抗温度急剧变化；能抵抗高温熔体的化学侵蚀和物理冲刷作用；外形尺寸规整，公差小。炼钢用原材料耐火材料的要求 冶金炉窑种类繁多，结构也很耐火材料的损毁机理渣蚀作用由于熔渣和金属液或含尘腐蚀性气体的物理化学作用而引起的侵蚀。

14、炼钢转炉和电炉渣线区域主要是由于渣蚀，而成为损毁最严重的部位，并决定着炉衬的寿命。温度剧烈变化作用温度波动大，产生很大的内应力，造成砖砌体开裂、剥落，严重时变形或坍塌倾倒。如炼钢转炉、电弧炉，熔炼期最高炉温可达12501650，而放渣和出钢后，炉内温度急剧降至600800，造成耐火材料内应力大，产生崩裂、剥落而损毁。气相的沉积作用生产过程中会产生CO分解和铅、锌及碱金属氧化挥发，并在耐火材料气孔及砌缝内沉积，造成砖砌体龟裂、变形和化学侵蚀。炼钢用原材料耐火材料的损毁机理渣蚀作用由于熔渣和金属液或含尘腐蚀性气体耐火材料在服役中损毁的机理机械冲击和磨损作用炉窑内物料的运动，对炉衬产生很大的机械冲击

15、和严重的磨蚀作用，破坏性非常大。单纯熔融作用耐火材料在高温热负荷作用下，往往发生重烧线变化，造成砌筑体失稳。有时操作温度过高，还会造成局部软化甚至熔融形成熔滴，导致砌体坍塌。转炉炉衬耐火材料的损毁原因机械冲击和磨损；耐材的高温溶解；高温溶液渗透；高温下气体挥发；炼钢用原材料耐火材料在服役中损毁的机理机械冲击和磨损作用炉窑内物料的运耐火材料选用的原则 选用耐火材料时，一般应遵循下列原则：掌握炉窑特点 根据炉窑的构造、各部位工作特性、耐火材料损毁的原因及运行条件，选用耐火材料。如各种熔炼炉渣线及以下部位的炉衬及炉底，以受渣和金属熔体的化学侵蚀为主，其次才是温度骤变所引起的热应力作用，一般选用抗渣性优良的镁质、镍铬质耐火砖砌筑。渣线以上部位可选用镁铝砖或镁铬砖或高铝砖砌筑。熟悉耐火材料的特性 充分发挥耐火材料的优良特性，尽量避开其缺点。如硅砖荷重软化温度高，能抵抗酸性炉渣的侵蚀，但在600以下发生晶型向晶型的快速转变，耐热震性很差，而在600以上使用时耐热震性较好，高温下只会膨胀不发生体积收缩。炼钢用原材料耐火材料选用的原则 选用耐火材料时，一般应遵循下列原则耐火材料选用的原则保证炉窑的整体寿命 炉子各部位所用各种耐火材料之间合理配合，保证各部位的均衡损耗。采取合理技术措施下达到均衡损耗，保证炉子整体使用寿命