1、中卫职业技术学校1炼钢工艺流程王良海机械化工部中卫职业技术学校2 工程材料金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料 黑色金属 有色金属 钢、铁 Al,Mg,Cu,及其合金 金属氧化物 非金属氧化物 热塑性工程塑料 热固性工程塑料 树脂基复合材料 金属基复合材料 MgO,CaO,ZrO2,Al2O3等 SiC,Si3N4,SiO2等 聚酰胺（即尼龙）、ABS树脂等 酚醛塑料、环氧树脂 如玻璃纤维与玻璃钢材料 纤维增强铝合金 中卫职业技术学校3本节课主要内容一一 炼钢工艺流程简介炼钢工艺流程简介二二 钢铁冶炼原理与及设备钢铁冶炼原理与及设备三三 炼钢原料炼钢原料中卫职业技术学校4一一 、炼钢工艺流程简介
2、、炼钢工艺流程简介 炼钢工艺流程：长流程：铁矿石原料经过烧结球团处理后采用高炉生产铁水，铁水经预处理后，有转炉炼钢，炉外精炼至合格成份钢水，有连铸浇铸成不同的铸坯，轧制成各类成品。短流程：是将回收的废钢近粉碎，分选加工后，直接加入电炉（电弧炉）中，利用电炉电能做热源来进行冶炼，经过精炼获得合格成份钢水后续工序同长流程。中卫职业技术学校5中卫职业技术学校6 6中卫职业技术学校7 短流程:高炉转炉连铸 烧结矿 焦炭 请自己动手写出炼钢的长流程简图废钢电弧炉连铸冷扎热轧”称为短流程。冷扎热轧”称为长流程。课堂练习中卫职业技术学校81 1 基本反应原理基本反应原理炼铁炼铁：铁矿石（化合态）铁矿石（化合
3、态）铁单质（游离态）铁单质（游离态）：3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3=3=2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温 2 设备：高炉设备：高炉中卫职业技术学校9高炉：横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺 简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成
4、的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。中卫职业技术学校10炼钢：生铁炼钢：生铁 钢钢1 1需要做到需要做到一取：降低含碳量一取：降低含碳量三脱：脱硫、脱磷三脱：脱硫、脱磷 脱气体脱气体 二调：调节温度二调：调节温度 调节合金元素的含量调节合金元素的含量2基本反应原理：基本反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（用纯氧气
5、）（用纯氧气）把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。3 设备设备：转炉转炉 电弧炉电弧炉中卫职业技术学校11转炉电弧炉中卫职业技术学校12中卫职业技术学校13电弧炉和转炉与高炉热量的来源有什么不同？中卫职业技术学校14三三 、炼钢原料、炼钢原料 原材料是炼钢的基础，原材料的质量对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。倘若原材料质量不合技术要求，势必导致消耗增加，产品质量变差，有时还会出现废品，造成产品成本的增加。国内外实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提高经济效益的基础。中卫职业技术学校15炼钢原料主原料 辅助原
6、料铁水废钢造渣剂 冷却剂脱氧剂：石灰 萤石 白云石：废钢 铁矿石 氧化铁皮：锰铁 硅铁 铝氧化剂（氧气）中卫职业技术学校161.主原料 1)铁水：是转炉炼钢的基本原料（70100%）主要要求成分：Si、Mn、P、S温度：转炉炼钢重要发热元素，Si0.1%，废钢比1.31.5%；Si过高，渣量增加，引起喷溅；渣中（SiO2），炉龄；高炉焦比锰是弱发热元素，铁水中锰氧化后形成的(MnO)可促进石灰溶解，加快成渣；减少氧枪粘钢，终点钢中余锰高，能够减少合金用量，利于提高金属收得率；锰在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。Mn/Si的比值为0.81.00时对转炉的冶炼操作控制最为有利。当前使用较
7、多的为低锰铁水，一般铁水中Mn=0.200.40。磷是强发热元素，磷会使钢产生“冷脆”现象，通常是冶炼过程要去除的有害元素。磷在高炉中是不可去除的，氧气顶吹转炉的脱磷效率在8595，铁水中磷含量越低，转炉工艺操作越简化，并有利于提高各项技术经济指标。如使用P1.50的铁水炼钢时，炉渣可以用作磷肥。除了含硫易切钢(要求S=0.080.30)以外，绝大多数钢中硫是有害元素。转炉中硫主要来自金属料和熔剂材料等，而其中铁水的硫是主要来源。在转炉内氧化性气氛中脱硫是有限的，脱硫率只有3540。由于低硫s0.01的优质钢需求量增长，因此用于转炉炼钢的铁水要求s0.020。这种铁水很少，为此必须进行预处理，
8、降低入炉铁水硫含量。铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占转炉热收入的50。因此，铁水的温度不能过低，否则热量不足，影响熔池的温升速度和元素氧化过程，也影响化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。入炉铁水温度应大于1250，以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。小型转炉和化学热量不富裕的铁水，保证铁水的高温入炉极为重要;转炉炼钢时入炉铁水的温度还要相对稳定，如果相邻几炉的铁水入炉温度有大幅的变化，就需要在炉与炉之间对废钢比作较大的调整，这对生产管理和冶炼操作都会带来不利影响。中卫职业技术学校172)废钢 废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约7090%；对氧气顶吹转炉炼钢，既是主原料之一
9、，也是冷却效果稳定的冷却剂。通常占装入量的30以下，适当地增加废钢比，可以降低转炉钢消耗和成本。中卫职业技术学校182.辅助材料1）造渣剂石灰（石灰（CaO）萤石（萤石（CaF2）生白云石（生白云石（CaMg(CO3)2）石灰是炼钢主要造渣材料，具有脱P、脱S能力，也是用量最多的造渣材料。其质量好坏对冶炼工艺操作，产品质量和炉衬寿命等有着重要影响。特别是转炉冶炼时间短，要在很短的时间内造渣去除磷、硫，保证各种钢的质量。对石灰质量的要求：(1)有效CaO含量高;(2)硫含量低;(3)残余CO2少;(4)活性度高造渣加入萤石可以加速石灰的溶解，萤石的助熔作用是在很短的时间内能够改善炉渣的流动性，但
10、过多的萤石用量，会产生严重的泡沫渣，导致喷溅，同时加剧炉衬的损坏，并污染环境。焙烧后为熟白云石，其主要成分CaO与MgO。保持渣中有一定的MgO含量，以减轻初期酸性渣对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命，生白云石也是溅渣护炉的调渣剂。中卫职业技术学校192)2)冷却剂冷却剂 氧气顶吹转炉炼钢过程热量有氧气顶吹转炉炼钢过程热量有富余，因而根据热平衡计算加入一富余，因而根据热平衡计算加入一定数量的冷却剂，以准确地命中终定数量的冷却剂，以准确地命中终点温度。点温度。冷却剂包括冷却剂包括:废钢废钢、生铁、生铁块块、铁矿石和氧化铁皮、铁矿石和氧化铁皮、石灰石、石灰石等等。中卫职业技术学校203）氧化剂氧气氧化铁皮 氧气是氧气转炉炼钢的主要氧化剂，要求含氧量达到99.5以上，并脱除水分。氧压为612105Pa。工业用氧是通过制氧机把空气中的氧气分离、提纯来实现的。氧化铁皮要求杂质含量少，不含油污和水分。铁矿石铁矿石要求含铁高，P和水分低；中卫职业技术学校214脱氧剂锰铁硅铁 铝 吹炼终点脱除钢中多余的氧，并调整成分达到钢种规格，需加入铁合金以脱氧合金化。炼钢常用的合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、铝、Fe-Al、复合脱氧剂等。其化学成分及质量均应符合国家标准规定。中卫职业技术学校22THE ENDTHE END
