转炉炼钢性能分析报告
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高温)
Fe3O4+2CO==3Fe+2CO2(高温)
C+O2==CO2(高温)
C+CO2==2CO(高温)
炼铁是将铁矿石或烧结球团矿、锰矿、石灰石、焦炭按一定比例混合后送入料仓,再送入高炉,从高炉下部吹入约1000℃的热风,使焦炭燃烧产生大量高温还原性气体气体,从而加热物料,使其发生化学反应。大约在1100℃时,铁矿石开始软化,在1400℃时熔化,形成铁水和液态渣,在炉膛内分层。之后,进行出铁和出渣操作。
炼铁所需的原料和燃料,产品和副产品的性质,生产的环境条件,给炼铁工人带来了一系列潜在的职业危害。比如矿石和焦炭在运输、装卸、破碎筛分、烧结筛分等过程中,都会产生大量的粉尘;高炉炉前出铁场,设备、设施、管道密集排列,作业种类多,人员集中,危险有害因素最集中。比如炉前高温辐射会产生大量烟尘,铁水和炉渣遇水会爆炸。由开铁口机和起重机等造成的损坏。炼铁厂煤气泄漏会中毒,高炉煤气混空气会爆炸,威力很大。喷入烟灰粉可发生粉尘爆炸;此外,还有炼铁区域的噪音,以及对机器和车辆的伤害。如此多的危险因素威胁着生产人员的生命安全和健康。
炼钢是以生铁、废钢和造渣材料为原料,经过加热熔化、造渣、脱磷、氧化脱碳、脱气、还原脱氧脱硫、除杂等工序生产钢的冶炼过程。
炼钢过程:
输入原材料
将铁水或废钢等原料加入电炉或转炉的操作是炼钢操作的第一步。
造渣:钢铁生产中调整炉渣成分、碱度、粘度和反应能力的操作。目的是通过渣-金属反应,冶炼出所需成分和温度的金属。比如氧气顶吹转炉造渣吹氧的操作,就是生成具有足够流动性和碱度的炉渣,能够向金属表面转移足够的氧气,使硫、磷降到计划钢种上限以下,尽量减少吹氧时的喷溅量和溢渣量。塞孔
炼钢时根据不同的冶炼条件和目的,在冶炼过程中采取的排渣或扒渣操作。如果用单渣法冶炼,必须在氧化结束时刮去氧化渣;用双渣法造还原渣时,必须将原氧化物渣全部排出,防止磷回流。
熔池搅拌
向金属熔池提供能量,使金属熔液和熔渣运动,从而改善冶金反应的动力学条件。熔池的搅拌可以通过气体、机械、电磁感应等方法实现。
除磷
降低钢水中磷含量的化学反应。磷是钢中有害的杂质之一。含磷较多的钢在室温或更低的温度下使用时容易发脆,称为“冷脆”。钢中碳含量越高,磷引起的脆性越严重。一般普通钢中磷含量不超过0.045%,优质钢对磷的要求较少。
电炉底吹
将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体按工艺要求通过置于炉底的喷嘴吹入炉熔池,加速熔化,促进冶金反应过程。底吹工艺可以缩短冶炼时间,降低能耗,改善脱磷和脱硫操作,增加钢中残余锰量,提高金属和合金的收得率。它能使钢水的成分和温度更加均匀,从而提高钢的质量,降低成本,提高生产率。
熔化期
炼钢的熔化期主要为平炉和电炉炼钢。电弧炉炼钢从通电到入炉开始。
熔化期称为熔化期,直到所有物料熔化为止,平炉炼钢从混铁水开始到炉料完全熔化为止称为熔化期。熔化期的任务是尽快熔化和提高炉料的温度,在熔化期造渣。
氧化阶段和脱碳阶段
普通电弧炉炼钢的氧化阶段通常是指从炉料溶解、取样分析到去除氧化渣的工艺阶段。有人认为是从吹氧或加矿石脱碳开始的。氧化阶段的主要任务是氧化钢水中的碳和磷;去除气体和杂质;钢水被均匀加热以升高温度。脱碳是氧化阶段的一个重要操作过程。为了保证钢的纯净度,要求脱碳大于0.2%。
精炼期
在炼钢过程中,一些对钢的质量有害的元素和化合物通过造渣和其他方法,通过化学反应被选入气相或排出或浮入渣中,从而被排除在钢水之外。
还原期
在普通电弧炉炼钢操作中,从氧化结束到出钢的时间通常称为还原期。其主要任务是制造还原渣,用于扩散、脱氧、脱硫、化学成分控制和温度调节。目前,大功率和超大功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。
外部精炼
:移动已经在炼钢炉(转炉、电炉等)中初步熔炼的钢水的炼钢过程。)到另一个容器中进行提炼也叫二次冶金。因此炼钢过程分为两步:初炼和精炼。初炼:炉料在氧化气氛中熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:在具有真空、惰性气体或还原气氛的容器中脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物并微调钢水的成分。两步炼钢的优点是:提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺流程,降低生产成本。炉外精炼有很多种,大致可分为常压炉外精炼和真空炉外精炼两种。根据处理方法的不同,可分为钢包处理型炉外精炼和钢包精炼型炉外精炼。
钢水搅拌
:炉外精炼过程中对钢水的搅拌。它使钢水的成分和温度均匀化,并促进冶金反应。大多数冶金反应过程都是相界面反应,反应物和产物的扩散速度是这些反应的限制环节。在静止状态下,钢水的冶金反应速度很慢,如电炉内静止钢水脱硫需要30 ~ 60分钟;炉内精炼时,搅拌钢水只需3 ~ 5分钟即可脱硫。在钢水静止状态下,夹杂物*上浮并被去除,去除速度慢;在搅拌钢水时,夹杂物的去除率呈指数增加,这与搅拌的强度和类型、夹杂物的特性和浓度有关。
钢包喂线
通过喂丝机将铁皮包裹的脱氧、脱硫、微调成分粉末喂入钢包,或直接喂铝线、碳线,对钢进行深度脱硫、钙处理、碳铝微调的方法。
钢包处理
钢包处理外部精炼的简称。其特点是精炼时间短(约10 ~ 30分钟),精炼任务单一,无加热装置补偿钢水温度下降,工艺操作简单,设备投资低。它具有钢水脱气和脱硫、控制成分和改变夹杂物形状的装置。如真空循环脱气法(RH、DH)、钢包真空吹氩法(Gazid)、钢包喷粉处理法(IJ、TN、SL)等。
桶中精炼
炉外钢包精炼的简称。其特点是精炼时间比钢包处理长(约60 ~ 180分钟)。它具有多种精炼功能和加热装置,以补偿钢水的温度下降。适用于精炼各种高合金钢和特殊性能钢(如超纯钢)。真空吹氧脱碳(VOD)、真空电弧加热脱气(VAD)、钢包精炼(ASEA-SKF)、密闭吹氩成分微调(CAS)等。,都属于这一类;同样,还有氩氧脱碳(AOD)。
惰性气体处理
惰性气体Ar被吹入钢水中。这种气体本身不参与冶金反应,但每一个从钢水中升起的小气泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2和CO的分压接近于零),具有“气体洗涤”的作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理是应用不同CO分压下碳、铬与温度的平衡关系。用惰性气体和氧气精炼脱碳可以降低碳氧反应中的CO分压。在较低的温度下,碳含量减少,铬不被氧化。
预合金化
向钢水中加入一种或多种合金元素,使之符合成品钢成分规范要求的操作过程称为合金化。大多数情况下,脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的脱氧剂一部分被钢的脱氧所消耗,转化为脱氧产物排出;另一部分被钢水吸收,起合金化作用。在脱氧操作完全完成之前,与脱氧剂同时加入的合金所发挥的合金化作用被钢水吸收,称为预合金化。
成分控制
:确保成品钢的所有成分符合标准要求的操作。成分控制贯穿于配料到出钢的每一个环节,但关键点是在合金化过程中控制合金元素的成分。对于优质钢,往往要求在较窄的范围内精确控制成分;一般在不影响钢材性能的前提下,按中下限控制。
增加硅
吹炼结束时,钢水中的硅含量极低。为了满足各钢种对硅含量的要求,必须以合金的形式加入一定量的硅。除了作为脱氧剂的消耗部分,还增加了钢水中的硅。硅的加入量应准确计算,不应超过吹钢的允许范围。
终端控制
在氧气转炉炼钢和吹炼结束时,控制金属的化学成分和温度满足计划钢种的出钢要求。控制终点有两种方法:增碳和拉碳。
轻敲,水龙头
:当钢水的温度和成分满足炼钢品种的规定要求时,排出钢水的操作。出钢时要注意防止炉渣流入钢包。用于调节钢水温度、成分和脱氧的添加剂,在出钢时加入钢包或出钢流中,也称为脱氧合金化。