钢铁是怎样炼成的需要一个详细的过程。
物料输送系统将烧结矿(由烧结厂烧制)、焦炭、石灰石等原料输入高炉顶部的布料系统,由布料系统按一定比例均匀布料入炉。热风系统将风吹入高炉,焦炭燃烧形成一定的高温(1150-1200度)化学气氛,烧结矿中的氧化铁在此温度和环境下发生还原反应。
矿石中的氧气一部分形成二氧化碳,一部分变成一氧化碳。部分杂质气体被高温排出,进入除尘净化系统和高炉煤气回收系统。无用的二氧化碳被排出,一氧化碳被回收和再利用。矿石中的铁在高温下被还原成液态铁水。
热金属也被称为生铁。生铁可分为三类:一类是炼钢用钢(SI含量小于1.25%);一种是铸造机器零件和工具用的铸铁(硅含量大于1.25%);还有一种铁合金(主要是锰铁和硅铁)。
炼钢:
本质上是将铁水(生铁)加热,加入不同元素,用吹氧的方法将铁的含碳量降低到0.2-1.7%的冶炼过程。可以制造各种不同质地的钢。如果加入锰,锰钢就会精炼;加入镍、铬和钛会使钢不易生锈。
扩展数据:
铁碳合金分为钢和生铁,钢是碳含量为0.03% ~ 2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢材,易冶炼,易加工,价格低廉,在大多数情况下都能满足使用要求,因此应用广泛。根据碳含量的不同,碳钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随着碳含量的增加,碳钢的硬度增加,韧性降低。
合金钢也叫特殊钢。在碳钢的基础上添加一种或多种合金元素,改变钢的组织和性能,从而具有一些特殊的性能,如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀等。钢中经常加入的合金元素有硅、钨、锰、铬、镍、钼、钒、钛等。
合金钢资源相当丰富,除铬、钴不足和锰品位低外,钨、钼、钒、钛和稀土金属储量较高。21世纪初,合金钢在钢总产量中的比重将大幅增加。
碳含量在2% ~ 4.3%的铁碳合金称为生铁。生铁又硬又脆,但抗压耐磨。根据生铁中碳的不同形态,可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C的形式分布,断口呈银白色。它又硬又脆,不能用机器加工。是炼钢的原料,所以又叫炼钢生铁。
碳分布在片状石墨中的灰铸铁断口呈银灰色,易切削、铸造、耐磨。如果碳分布在球状石墨中,则称为球墨铸铁,其力学性能和机械加工性能与钢接近。在铸铁中加入特殊的合金元素可以得到特殊的铸铁。如果加入铬,耐磨性可以大大提高,在特殊条件下有非常重要的应用。
钢中碳的来源:炼铁的原料之一是铁矿石,主要成分是Fe2O3,没有碳。炼铁的第二种原料是焦炭。炼铁过程中,部分焦炭留在铁水中,导致铁水中碳。铁和钢是通过从铁矿石中冶炼生铁生产出来的。
以生铁为原料炼钢,炼钢的过程主要是除碳的过程。碳是不能完全去除的,钢需要一定量的碳才能达到最佳性能。
通过熔炼设备
(1)转炉钢转炉吹炼的钢可分为底吹、侧吹、顶吹、空气吹和纯氧吹。根据内衬的不同,可分为酸性和碱性两种。
⑵平炉钢平炉精炼的钢根据炉衬材料的不同可分为酸性钢和碱性钢。一般平炉钢多为碱性。
(3)电炉钢电炉精炼的钢包括电炉钢、感应炉钢和真空感应炉钢。工业上大量生产的是碱性电弧炉钢。
根据钢的质量
(1)普通钢含有多种杂质元素,硫含量ws一般≤ 0.05%,磷含量wP≤0.045%,如碳素结构钢、低合金结构钢等。
(2)优质钢含杂质元素较少,硫、磷ws、wp含量一般≤0.04%,如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。
(3)优质钢含有极少的杂质元素,硫含量ws一般≤ 0.03%,磷含量wP≤0.035%,如合金结构钢、工具钢等。高等级、高质量的钢材通常在钢号后标有符号“A”或汉字“高”以作识别。
参考资料:
百度百科-钢铁