煉鋼的過程或行業。
煉鋼過程
造渣:鋼鐵生產中調整爐渣成分、堿度、粘度和反應能力的操作。目的是通過渣-金屬反應,冶煉出所需成分和溫度的金屬。比如氧氣頂吹轉爐的造渣和吹氧操作,就是要生成具有足夠流動性和堿度的爐渣,使硫和磷降到計劃鋼種上限以下,盡量減少吹氧時的噴濺量和溢渣量。
排渣:根據不同的冶煉條件和目的,在冶煉過程中進行的排渣或扒渣操作。如果用單渣法冶煉,必須在氧化結束時刮去氧化渣;用雙渣法造還原渣時,必須將原氧化物渣全部排出,防止磷回流。
熔池攪拌:向金屬熔池提供能量,使金屬熔液和熔渣運動,從而改善冶金反應的動力學條件。熔池的攪拌可以通過氣體、機械、電磁感應等方法實現。
電爐底吹:根據工藝要求,將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體通過置於爐底的噴嘴吹入爐內熔池,以加速熔化,促進冶金反應過程。底吹工藝可以縮短冶煉時間,降低能耗,改善脫磷和脫硫操作,增加鋼中殘余錳量,提高金屬和合金的收得率。它能使鋼水的成分和溫度更加均勻,從而提高鋼的質量,降低成本,提高生產率。
熔化期:煉鋼的熔化期主要為平爐和電爐煉鋼。電弧爐煉鋼的熔化期稱為從通電開始到爐料完全熔化的熔化期,平爐煉鋼的熔化期稱為從混鐵水結束到爐料完全熔化的熔化期。熔化期的任務是盡快熔化和提高爐料的溫度,在熔化期造渣。
氧化階段和脫碳期:普通電弧爐煉鋼的氧化階段通常是指從爐料溶解、取樣分析到去除氧化渣的工藝階段。有人認為是從吹氧或加礦石脫碳開始的。氧化階段的主要任務是氧化鋼水中的碳和磷;去除氣體和雜質;鋼水被均勻加熱以升高溫度。脫碳是氧化階段的壹個重要操作過程。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳大於0.2%。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多在鋼包或精煉爐中進行。
精煉期:通過造渣等方法,使某些對鋼質量有害的元素和化合物被選入氣相或通過化學反應排出或漂入渣中,從而被排除在鋼液之外的工藝操作期。
還原期:在普通電弧爐煉鋼操作中,從氧化結束到出鋼這段時間通常稱為還原期。其主要任務是制造還原渣,用於擴散、脫氧、脫硫、化學成分控制和溫度調節。目前,大功率和超大功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉:將在煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初步精煉的鋼水移動的煉鋼過程。)到另壹個容器中進行提煉,也叫二次冶金。因此煉鋼過程分為兩步:初煉和精煉。初煉:爐料在氧化氣氛中熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:在具有真空、惰性氣體或還原氣氛的容器中脫氣、脫氧、脫硫、去除夾雜物並微調鋼水的成分。兩步煉鋼的優點是:提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝流程,降低生產成本。爐外精煉有很多種,大致可分為常壓爐外精煉和真空爐外精煉兩種。根據處理方法的不同,可分為鋼包處理型爐外精煉和鋼包精煉型爐外精煉。
鋼水攪拌:爐外精煉時對鋼水的攪拌。它使鋼水的成分和溫度均勻化,並促進冶金反應。大多數冶金反應過程都是相界面反應,反應物和產物的擴散速度是這些反應的限制環節。在靜止狀態下,鋼水的冶金反應速度很慢,如電爐內靜止鋼水脫硫需要30 ~ 60分鐘;爐內精煉時,攪拌鋼水只需3 ~ 5分鐘即可脫硫。在鋼水靜止狀態下,夾雜物*上浮並被去除,去除速度慢;在攪拌鋼水時,夾雜物的去除率呈指數增加,這與攪拌的強度和類型、夾雜物的特性和濃度有關。
鋼包餵線:通過餵線器將包有鐵皮的脫氧、脫硫、微調成分粉末餵入鋼包,或直接餵鋁線、碳線進行Ca-Si出鋼深度脫硫、鈣處理、微調鋼中碳、鋁成分的方法。它還具有凈化鋼水和改善非金屬夾雜物形狀的功能。
鋼包處理:是鋼包處理式爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10 ~ 30分鐘),精煉任務單壹,無加熱裝置補償鋼水溫度下降,工藝操作簡單,設備投資低。它具有鋼水脫氣和脫硫、控制成分和改變夾雜物形狀的裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH)、鋼包真空吹氬法(Gazid)、鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等。
鋼包精煉:爐外鋼包精煉的簡稱。其特點是精煉時間(約60 ~ 180分鐘)比鋼包處理長,具有多種精煉功能,並帶有補償鋼水溫降的加熱裝置,適用於精煉各種高合金鋼和特殊性能鋼(如超純鋼)。真空吹氧脫碳(VOD)、真空電弧加熱脫氣(VAD)、鋼包精煉(ASEA-SKF)、密閉吹氬成分微調(CAS)等。,都屬於這壹類;同樣,還有氬氧脫碳(AOD)。
惰性氣體處理:向鋼水中吹入惰性氣體,惰性氣體本身不參與冶金反應,但鋼水中上升的每個小氣泡相當於壹個“小真空室”(氣泡中H2、N2和CO的分壓接近於零),具有“氣體洗滌”的作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理是應用不同CO分壓下碳、鉻與溫度的平衡關系。用惰性氣體和氧氣精煉脫碳可以降低碳氧反應中的CO分壓。在較低的溫度下,碳含量減少,鉻不被氧化。
預合金化:向鋼水中加入壹種或多種合金元素,使其符合成品鋼成分規範要求的操作過程稱為合金化。大多數情況下,脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑壹部分被鋼的脫氧所消耗,轉化為脫氧產物排出;另壹部分被鋼水吸收,起合金化作用。在脫氧操作完全完成之前,與脫氧劑同時加入的合金所發揮的合金化作用被鋼水吸收,稱為預合金化。
成分控制:確保成品鋼的所有成分符合標準要求的操作。成分控制貫穿於配料到出鋼的每壹個環節,但關鍵點是在合金化過程中控制合金元素的成分。對於優質鋼,往往要求在較窄的範圍內精確控制成分;壹般在不影響鋼材性能的前提下,按中下限控制。
增矽:吹煉結束時,鋼水中的矽含量極低。為了滿足各鋼種對矽含量的要求,必須以合金的形式加入壹定量的矽。除了作為脫氧劑的消耗部分,還增加了鋼水中的矽。矽的加入量應準確計算,不應超過吹鋼的允許範圍。
終點控制:在氧氣轉爐煉鋼和吹煉結束時,使金屬的化學成分和溫度滿足計劃出鋼要求的控制。控制終點有兩種方法:增碳和拉碳。
出鋼:當鋼水的溫度和成分滿足煉鋼品種的特定要求時,出鋼的操作。出鋼時要註意防止爐渣流入鋼包。出鋼時向鋼包或出鋼流中加入調整鋼水溫度、成分和脫氧的添加劑。