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炼钢原理及方法

炼钢先炼铁。钢是从生铁而来。用铁矿石冶炼而得的生铁 ,含碳量很高,且有许多的杂质(像硅、锰、磷、硫等等),正因此,生铁缺乏塑形和韧性,力学的性能差,熔化浇铸除外,压力加工不可能,用途被限制。

克服这些缺点,工业上的作用就能发挥的更大,须在高温下利用各种来源的氧,把生铁里面的杂质氧化清除到一定程度,以便得到一定成分和一定性质的铁碳合金-钢。在高温下氧化清除生铁中杂质的方法叫做炼钢。

炼钢的基本原理

生铁中的各种杂质,在高温的环境下,不同程度上有和氧有大的亲和力。因此可利用氧化的方法使得它们成为液体,固体或气体氧化物,液体和固体氧化物在高温下炉衬和加入炉内的炼钢增碳剂进行反应,结合成炉渣。在炼钢炉内,杂质的氧化主要依靠氧化铁的存在而实现。

之后便是锰、碳、磷、硫等元素的氧化。

氧化铁的脱氧

以上元素一系列脱氧反应之后,虽然杂质被氧化了,达到去除的目的,但由于氧化的结果,让钢水中有较多的氧化铁,就是水钢水中存在大量的氧,给钢水带来很大的危害。一方面钢带有大量的气泡。另一方面使得钢出现热脆和冷脆现象,危害性随着含碳量增加而增大。因此在炼钢过程的最后,须想法去除钢水中存在着的大量氧。一般用的方法为加入一些脱氧剂,想锰铁、硅铁、铝等等。

炉渣的作用

整个炼钢过程是氧化和还原组成,通常把碳、硅、锰、磷的氧化称为氧化期内的反应,把脱硫和脱氧称为还原期内的反应,为清除金属中额杂质,须考虑多方面因素,主要因素是造渣和除渣。

炉渣在炼钢过程中有下列重要作用

炉渣应保证炼钢过程按一定反应方向来进行(氧化或还原)

炉渣应保证最大限度去除监护中的有害杂质(磷和硫),以防止炉气中气体(氮气和氢气)进入到金属中。

炉渣应保证操作过程中铁和其他有价值元素损失最小。

炼钢的基本方法

转炉炼钢法就是利用空气或氧气,采取底吹、侧吹和顶吹的方式,使铁水中的元素氧化到规定限速,而得到成分合格的钢的一种炼钢方法。

电炉炼钢

电炉是利用电能转变称为热能来炼钢的,常用的电炉有两种:电弧炉和感应电炉。电弧炉用的最广,适合冶炼优质钢和合金钢,感应炉用于冶炼高级合金钢和有色合金。

平炉炼钢

随着中积累了大量的废钢,当时无法用转工业的发展,金属加工工业炉将其重新吹炼成钢,因此炼钢工作者寻找一种用废钢作为原料的炼钢方法,平炉炼钢。


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