炼钢工艺和设备教材
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第二章转炉炼钢设备与工艺一、炼钢原理1、根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围,并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程。
2、简单地说,是对生铁降碳、去硫、磷、调硅、锰含量的过程。
这一过程基本上是一个氧化过程,是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。
反应生成的一氧化碳很容易从铁水排至炉气中而被除掉。
生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作用成为炉渣浮在钢水面上。
3、化学反应主要有:2FeO+Si ——2Fe+SiO2 FeO+Mn—— Fe+MnO4、生铁中硫、磷这两种元素在一般情况下对钢是有害的,在炼钢过程中必须尽可能除去。
在炼钢炉中加入石灰(CaO),可以去除硫、磷:2P+5FeO+3CaO—— 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)5、在使碳等元素降到规定范围后,钢水中仍含有大量的氧,是有害的杂质,使钢塑性变坏,轧制时易产生裂纹。
故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等),以除去钢液中多余的氧:Mn+FeO ——MnO+Fe Si+2FeO—— SiO2+2Fe Al+3FeO ——Al2O3+3Fe6、同时调整好钢液的成分和温度,达到要求可出钢,把钢水铸成连铸坯或钢锭。
二、炼钢方法1、炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。
(1)平炉炼钢的主要特点是可搭用较多的废钢(可搭用钢铁料的20—50%的废钢),原料适应性强,所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂(石灰石和生石灰)。
反应所需的热量是由燃烧气体燃料(高炉煤气,发生炉煤气)或液体燃料(重油)所提供。
但冶炼时间长,已被淘汰。
(2)转炉炼钢广泛采用氧气顶吹转炉或顶底复吹转炉,生产速度快(1座300吨的转炉吹炼时间不到20分钟,包括辅助时间不超过1小时,而300吨平炉炼1炉钢要7个小时),品种多、质量好,可炼普通钢,也可炼合金钢。
(3)电炉炼钢是用电能作热源进行冶炼。
原料可以是废钢、也可以是海绵铁,现代电弧炉甚至可以用大量铁水。
炼钢培训教材第1章炼钢基础知识1.1 炼钢的基本任务和流程1.2 钢中元素及其对钢性能的影响1.3钢的分类1.3.1按化学成分分类1.3.2按特性及用途分类1.3.3按冶炼方法分类1.3.4按脱氧方法分类1.4炼钢技术经济指标1.4.1转炉炼钢技术经济指标1.4.2精炼炉技术经济指标1.4.3连铸技术经济指标第2章炼钢用原材料2.1金属料2.2造渣剂2.3其它辅助材料第3章铁水预处理3.1铁水预脱硫3.1.1铁水预脱硫工艺技术特点3.1.2 KR搅拌法脱硫3.1.3 喷吹法脱硫3.1.3.1鱼雷罐车顶喷法(TDS)脱硫工艺3.1.3.2铁水包喷吹法脱硫工艺3.2铁水预脱硅3.2.1铁水预脱硅方法3.2.2铁水预脱硅工艺3.3铁水预脱磷第4章炼钢4.1转炉炼钢冶炼过程概述4.2 转炉炼钢工艺制度4.2.1 装入制度4.2.2供氧制度4.2.3 造渣制度4.2.4温度制度4.2.5终点控制4.2.5脱氧和合金化4.2.5.1 脱氧4.2.5.2合金化4.2.5.3出钢口的维护及挡渣操作4.3顶底复合吹炼转炉第5章炉外精炼-LF精炼炉法5.1 LF精炼炉法5.2 LF炉精炼钢液的特点5.3 LF精炼炉设备5.4 LF精炼炉耐火材料5.5 LF精炼工艺制度5.6 LF的计算机控制第6章连铸6.1连铸概述6.2连铸机的主体设备6.3连铸操作工艺6.3.1浇注前的准备6.3.1.1钢包的准备6.3.1.2 中间包的准备6.3.1.3 结晶器的检查6.3.1.4二冷区的检查6.3.1.5堵引锭头操作6.3.1.6 其它准备工作6.3.2浇注操作6.3.2.1钢包浇注6.3.2.2中间包浇注6.3.2.3连铸机的起步6.3.2.4 正常浇注6.3.2.5浇注结束6.4操作事故6.4.1钢包滑动水口故障6.4.1.1滑动水口不能自动开浇6.4.1.2钢包注流失控6.4.2中间包故障6.4.2.1塞棒失控6.4.2.2浸入式水口穿孔或部分裂开6.4.3水口堵塞6.4.4漏钢6.4.4.1开浇漏钢6.4.4.2 注中漏钢6.5拉坯速度的控制6.6冷却制度6.7 连铸钢水的质量控制6.7.1连祷钢水温度控制6.7.2连铸钢水质量控制6.8连铸坯质量控制第1章炼钢基础知识1.1 炼钢的基本任务和流程所谓炼钢,就是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质,再根据钢的性能要求,加入适量的合金元素,使其成为具有高的强度、韧性或其它特殊性能的钢。
钢铁冶炼工艺内容简介本书共分13章,系统地介绍了冶炼概述、高炉原燃料、高炉冶炼原理、高炉冶炼工艺、高炉炉况判断及炉况异常的处理、高炉技术的发展、炼钢原材料、炼钢基本原理、铁水预处理、转炉炼钢工艺、转炉炉衬材料及维护、电炉冶炼工艺、炼钢技术的发展等内容,较全面地反映了目前国内外钢铁冶炼新技术、新工艺及发展趋势等。
书中每章均附有复习思考题,十分适合教学使用。
本书为高等职业院校冶金专业学生的教学用书,也可作为冶金企业进行职工培训的教材和供冶金工程技术人员参考。
前言本书是根据职业技术院校冶金技术专业“钢铁冶炼工艺”课程教学基本要求编写的教学用书,是在充分了解我国钢铁工业生产现状、分析了炼铁炼钢岗位能力要求的基础上,精选内容编写而成。
全书以炼铁、炼钢的生产工艺为主线,也兼顾基本原理,突出生产现场实际应用性。
书中系统地介绍了高炉原燃料、高炉冶炼原理、高炉冶炼工艺、高炉炉况判断及炉况异常的处理、高炉技术的发展、炼钢原材料、炼钢基本原理、铁水预处理、转炉炼钢工艺、转炉炉衬材料及维护、电炉冶炼工艺、炼钢技术的发展等内容,较全面地反映了目前国内外钢铁冶炼新技术、新工艺及发展趋势等。
本书也可作为冶金企业进行职工培训的教材和供冶金工程技术人员参考。
本书由武汉工程职业技术学院陈胜清、周秋松主编,王展宏主审。
由于时间仓促,加之编者水平所限,书中不足之处,敬请读者批评指正。
作者2006年12月目录第一章概述 (3)第二章炼铁原材料 (10)第三章高炉冶炼原理 (25)第四章高炉冶炼工艺 (38)第五章高炉炉况判断及炉况异常的处理 (92)第六章高炉技术的发展 (109)第七章炼钢的原材料 (118)第八章炼钢基本原理 (134)第九章铁水预处理 (147)第十章转炉炼钢工艺 (158)第十一章转炉炉衬材料及维护 (191)第十二章电炉冶炼工艺 (202)第十三章炼钢技术的发展 (246)一、炼钢工艺方面 (246)3.多段炼钢少渣吹炼 (247)6.连续炼钢 (248)二、电炉炼钢方面 (249)3.超高功率电弧炉 (250)4.电弧炉偏心炉底出钢 (251)第一章概述【本章学习要点】本章学习炼铁、炼钢工业的发展简史,炼铁产品及炼铁技术经济指标,铁和钢的区别,炼钢的基本任务和炼钢技术经济指标。