一般管理干部班钢与管知识讲座.ppt

1,钢与管知识讲座（炼钢部分）,伍晓波,2,目录一、炼钢技术发展概况二、炼钢的基本任务三、炼钢基本原理四、转炉炼钢生产工艺技术五、电炉炼钢生产工艺技术六、连续铸钢,3,炼钢生产工艺技术,一、炼钢技术发展概况炼钢过程主要是一个氧化过程。炼钢按冶炼方法分为电炉法、转炉法和平炉法。1、电弧炉炼钢电弧炉炼钢是以电能作为热源，靠电极和炉料之间的放电产生电弧，通过辐射和电弧的直接作用使电能在弧光中转变为热能，加热并熔化金属和炉渣的一种炼钢方法。,4,2、转炉炼钢反应速度快、热效率高、含氮量低、可使用达30%的废钢。因此生产率高、成本低、钢质好、投资比平炉少、易于实现自动化。公司炼钢厂80t转炉即采用顶底复合吹炼技术。3、平炉炼钢公司的平炉于1999年4月9日正式关停。,5,公司炼钢厂主要由80t转炉生产线、30t转炉生产线和70t超高功率电弧炉生产线组成。总的年生产能力可达200万t左右。转炉生产线配备连铸生产，超高功率电弧炉生产线既配备了连铸生产，又配备了模注生产。,6,二、炼钢的基本任务（1）脱碳：将铁水中的碳氧化脱除到所炼钢种要求的范围内。（2）脱磷脱硫：通过造成分合适的炉渣，去除铁水中的磷、硫。（3）脱氧和合金化：加入脱氧剂和铁合金，降低钢液中的氧，使钢液达到钢种所要求的合金成分。,7,（4）脱气(氢、氮)和脱夹杂物：将溶解在钢液中的气体和来不及上浮排除的非金属夹杂物，通过一定的方法去除。（5）升温：将冶炼过程的金属液温度升高至出钢温度。（6）浇注：将成分和温度合格的钢水浇铸成坯。,8,三、炼钢基本原理钢液中元素的氧化方式A直接氧化。是指氧气直接与铁液中的应该去除的元素发生氧化反应。B间接氧化。吹入的氧气首先与铁液中的铁原子反应生成氧化铁FeO，进入炉渣并同时使铁液中溶解氧。(FeO)和O再与应去除的元素发生氧化。在渣-金界面上常发生元素的间接氧化反应。,9,1、碳的氧化碳的氧化反应式为：在气-金界面上：C+O2=CO在渣-金界面上：C+O=COC+(FeO)=CO+Fe可见碳含量越低，则氧含量越高，脱氧剂和合金消耗也越高。因此，炼钢过程中为了提高钢的质量和降低消耗，要求控制炼钢炉中钢液的终点碳含量，使之不能太低。,10,脱碳反应的作用（1）脱碳产生的CO上浮排出，给炼钢过程带来了独特的作用。（2）促进熔池成分和温度均匀。CO上浮排出时，使熔池产生强烈沸腾和搅拌，强化了热量和质量传递，促进了成分和温度均匀。（3）提高了化学反应速度。熔池的强烈沸腾和搅拌，增加了渣-金反应接触面积，有利于化学反应的进行。,11,（4）降低了钢中气体含量和夹杂物数量。CO气泡中的H2和N2的分压极低，对这些气体来说，CO气泡是一个小真空室。小颗粒夹杂物会附着在CO气泡的表面上浮排除。（5）造成喷溅和溢出。CO气泡排除不均和造成的熔池上涨，是产生喷溅和溢出的主要原因。当然这与生产操作不稳定关系很大。这将带来金属的损失和造渣材料消耗过大。,12,2、硅与锰的氧化炼钢炉使用的铁水、生铁、废钢中都含有相当数量的硅与锰。不论是在电弧炉还是在转炉炼钢过程中，它们大部分都会被氧化而进入炉渣，使得初炼钢液出钢时只含有少量的硅与锰。硅的氧化同样存在直接氧化和间接氧化两种方式。,13,Si+O2=(SiO2)Si+2O=(SiO2)Si+2FeO=(SiO2)+2Fe硅氧化的热力学条件温度：Si的氧化反应为强放热反应，温度升高，反映的平衡常数降低，不利于Si的氧化。炉渣碱度：Si氧化生成的(SiO2)，在碱性渣中与(CaO)将发生如下反应：,14,(SiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO2)(SiO2)+3(CaO)=(3CaOSiO2)炉渣碱度:炉渣碱度提高，有利于Si的氧化。炉渣的氧化性：炉渣的氧化性可用炉渣中总氧化铁的活度来表示。炉渣的氧化性强，则炉渣中氧化铁的活度高。炉渣的氧化性高有利于Si的氧化。,15,硅的氧化对炼钢的影响Si的氧化产生大量的化学热，是转炉炼钢的主要热源之一，可使吹炼初期熔池温度较快地升高，有利于增加废钢加入量和使初期渣熔化。Si的氧化产物是(SiO2)，它影响到石灰的加入量和碱度，对炉衬有侵蚀作用。,16,锰的氧化与还原铁液中的锰在高温下能生产稳定的(MnO)。其反应式为：在气-金界面上：Mn+0.5O2=(MnO)在渣-金界面上：Mn+O=(MnO)Mn+FeO=(MnO)+FeMn氧化还原热力学条件:温度：Mn的氧化也是放热反应,低温有利于Mn的氧化。,17,炉渣碱度：(MnO)为碱性氧化物，在酸性渣中，Mn的氧化比较彻底，不易发生锰的还原。但在高碱度渣中，炉渣中的锰将发生还原。比如，转炉吹炼中期，由于温度升高，炉渣氧化性弱，碱度提高，(MnO)将被C还原，而产生回锰现象。炉渣的氧化性：Mn的氧化需要提供氧，故炉渣的氧化性强，有利于Mn的氧化。,18,锰的氧化还原对炼钢的影响Mn氧化产生化学热，是转炉炼钢的热源之一。(MnO)为碱性氧化物，在冶炼初期可形成低熔点的多元系炉渣，能降低炉渣的熔化性温度，有利于化渣。在碱性炼钢法中，MnO的还原有利于提高钢水中的残余锰量。钢中的锰可提高钢的品质，降低钢的脆性，对钢有强化作用。,19,3、脱磷（1）磷对钢材性能的影响磷在钢中是有害元素，易使钢发生“冷脆”现象，在室温下使钢的冲击韧性急剧下降。磷的有益影响：在某些钢中磷以合金元素的形式加入。如炮弹钢。耐蚀钢中，除含有Cu外，还可加入小于0.1%的P，以增加钢的抗大气腐蚀的能力。,20,(2)脱磷用碱性炉渣脱磷的反应为：在渣-金界面：3(CaO)+2P+5O=(3CaOP2O5)3(CaO)+2P+5FeO=(3CaOP2O5)+5Fe在渣-金-气界面：3(CaO)+2P+5/2O2=(3CaOP2O5),21,炼钢过程中的脱磷反应式为：2P+5O+4(CaO)=（4CaOP2O5）+Q2P+5O+3(CaO)=（3CaOP2O5）+Q影响炉渣脱磷的主要因素有：温度：脱磷反映是强烈的放热反应，低温有利于脱磷。温度对脱磷的影响应在保证炉渣具有一定碱度和流动性的较低温度下才能有效脱磷。,22,脱磷反应式：2(e)(a)(aOO)e脱磷要求具有以下基本条件：低温高碱度高（eO）大渣量,23,炉渣的碱度：碱度提高，可以提高炉渣的脱磷能力和增加磷的分配系数。与温度一样，碱度对脱磷的影响也要辩证考虑。碱度过高，炉渣的粘度和熔点升高，脱磷效果变差。炼钢炉渣合适的碱度为2.5-3.5。炉渣的氧化性：提高炉渣的氧化性，即提高炉渣中FeO的活度，可提高磷的分配系数。但FeO对脱磷有双重影响。,24,金属液的成分：铁液中C、Si、O、N、S的存在，将使增加，从而有利于脱磷。但有些元素的氧化产物对渣的物化性质有影响。如Si的增加，其脱氧产物将影响炉渣的碱度。Mn影响不大，有助于石灰的溶解，从而促进脱磷。渣量：增加渣量，可降低钢水中的磷含量，从而有利于脱磷。冶炼中、高磷铁水时，常采用大渣量脱磷，但一次造渣量过大会给操作带来困难，此时可采用双渣法造渣脱磷。,25,(3)回磷磷从渣中回到钢中，使钢中含磷量增加的现象。炉内脱氧回磷：炉内脱氧时，其强氧化剂Fe-Si、Al等将使炉渣与钢水的氧化性下降。且脱氧产物还将降低炉渣的碱度。如果炉渣中存在(P2O5)组元时，将使磷的分配系数下降引起回磷。钢包内脱氧回磷：出钢过程中，如果含(P2O5)的渣进入钢包中，在进行包内脱氧时将可能发生包内回磷的现象。,26,4、脱硫（1）硫对钢材性能的影响钢中的硫主要来自于铁水、废钢、铁合金、造渣剂如石灰、铁矿石等。硫的危害主要表现为钢的“热脆”现象。低温下，钢中硫高，也会使钢的冲击值或冲击韧性显著降低。较高的硫含量，还使钢的抗腐蚀性能降低。硫在钢中的有利之处：改善钢的切削性能，改善工件的表面质量、节省动力。,27,（2）硫在铁液和熔渣中存在的形式硫在铁液中以FeS形式存在，但通常做热力学和动力学研究时，将S看作一个组元溶于铁液中。炼钢中，硫在渣中以(S2-)的形式存在。（3）影响脱硫反应的因素脱硫反应为：FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO)影响脱硫的因素有：温度：脱硫反应是吸热反应，温度升高，反映的平衡常数和硫的分配系数增加，有利于脱硫。,28,碱度：碱度提高有利脱硫，但应注意保持炉渣良好的流动性。氧化性：渣中不同的(FeO)含量，对脱硫有不同的影响。但总的说来，低的(FeO)含量的炉渣中的硫分配比远远大于高(FeO)含量的炉渣中的硫分配比。因此，常常需要降低炉渣的氧化性来进行脱硫。渣量：增大渣量，可使钢水中的硫含量降低。,29,脱硫要求具有以下基本条件：高温高碱度低（eO）大渣量,30,5、脱氧(1)氧对钢材性能的影响在室温下，钢中氧含量的增加将使钢的延伸率和断面收缩率显著降低。在较低温度和氧含量极低时，钢的强度和塑性随氧含量的增加而急剧降低。随氧含量增加，钢的抗冲击性能下降，脆性转变温度很快升高。氧在钢种与其它元素形成氧化物夹杂，对钢的塑性、韧性和疲劳强度均有不利影响。当FeO与其它夹杂形成低熔点的复合化合物聚集在晶界上时，也可能造成热脆。,31,(2)脱氧方法脱氧是向炼钢熔池或钢水中加入脱氧剂。进行脱氧反应，脱氧产物进入渣中或成为气相排出。根据脱氧发生的地点的不同，其脱氧方法沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧。沉淀脱氧：又称为直接脱氧。将块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。出钢时向钢包内,32,加入硅铁、锰铁、铝铁或铝块就是沉淀脱氧。这种脱氧方法脱氧速度快，但脱氧产物有可能难以全部上浮排除而成为钢中的夹杂。扩散脱氧：又称为间接脱氧。它是将粉状脱氧剂如C粉、Fe-Si粉、CaSi粉、Al粉加到炉渣中，降低炉渣中的氧势，使钢液中的氧向炉渣中扩散，从而降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。在电炉的还原期和炉外精炼中向渣中加入粉状脱氧剂进行的脱氧就是扩散脱氧。,33,扩散脱氧的特点是：脱氧反应在渣中进行；钢液中的氧向渣中转移，脱氧速度慢；脱氧时间长；不会在钢中形成非金属夹杂物。真空脱氧：是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的方法。只适用于脱氧产物为气体的脱氧，如C-O反应。如RH真空处理、VAD、VD等精炼方法。真空脱氧不会造成非金属夹杂物的污染，但需要专门的设备。,34,6、钢中气体与非金属夹杂物钢中气体：钢中气体是指溶解在钢中的氢和氮。钢中气体来源：一、金属料如废钢和铁合金中的氢和氮；二、潮湿的造渣剂分解水蒸气；三、耐火材料用的焦油、泥青、树脂粘结剂中含有的氢(8-9%)；,35,四、与空气接触的钢液吸氢；五、炼钢用不纯的氧气中含有的氮气。气体对钢的危害：氢以原子的形式固溶于钢中，与铁形成间隙式固溶体。氢使钢产生白点，又称发裂，造成脆断，在使用过程中将造成极为严重的意外事故。氢在冷凝过程中因溶解度降低而析出，产生点状偏析。具有点状偏析的钢材，质量极差，不能使用而报,36,废。随氢含量的增加，钢的抗拉强度下降，塑性和断面收缩率急剧降低。氮固溶于铁，形成间隙式固溶体。氮在铁中溶解度在590达到最大值，约为0.1%；在室温时则降至0.001%以下。含氮高的钢从高温快速冷却时，铁素体会被氮饱和，此种钢在高温下防止，氮将以Fe4N的形式逐渐析出，使钢的强度和硬度上升，塑性和韧性下降，此种现象称为时效硬化。,37,氮是导致钢产生蓝脆现象的主要原因。钢中的氮易形成气泡和疏松，与钢中的Ti、Al等元素形成脆性夹杂物。氮有时也作为合金元素使用。普通低合金钢中，氮和钒形成氮化钒可以起到细化晶粒和沉淀强化的作用。渗氮用钢中，氮与钢表层中的铬、铝等合金元素形成氮化物，增加钢表层的硬度、强化、耐磨性及抗蚀性。氮可代替部分Ni用于不锈耐酸钢中。,38,降低钢中气体的措施：（1）提高炼钢原材料质量，如使用含气体量低的废钢和铁合金；对含水份的原材料进行烘烤干燥；采用高纯度的氧气。（2）不影响其它操作时，尽量降低出钢温度,减小气体在钢中的溶解度。（3）冶炼中，应充分利用脱碳反应产生的溶池沸腾来降低钢水中的气体含量。,39,（4）采用炉外精炼技术，降低钢水中的气体含量。如采用钢包吹氩搅拌、真空脱气、微气泡脱气等方法进行脱气处理。（5）采用保护浇铸技术，防止钢水吸收气体。如采用保护渣、长水口、伸入式水口等技术。钢中的非金属夹杂物概念：钢中的硫、磷、氧、氮等杂质元素，与钢中的合金元素如硅、锰、铝、钛、钒,40,等将形成非金属氧化物、硫化物、氮化物等。这些未能从钢液中排出的化合物就称为非金属夹杂物。另外，炼钢中炉渣和炉衬中的化合物进入(卷入)到钢液中，也会形成夹杂物。夹杂物的分类：A、按化学成分分。有氧化物、硫化物和氮化物夹杂。氧化物夹杂可分为简单氧化物夹杂、复杂氧化物夹杂、硅酸盐夹杂。B、按夹杂物的形态分。有塑性夹杂、脆性夹杂、不变形夹杂。,41,C、按夹杂物的来源分。夹杂物可分为外来夹杂和内生夹杂。外来夹杂由熔渣、耐火材料在冶炼、出钢、浇铸过程带入，其特征是外形不规则，尺寸较大，出现地点不确定。内生夹杂是在液态或固态钢中，由于脱氧和凝固时发生的各种物理化学反应形成的，主要是钢中氧、硫、氮的反应产物，钢中的大部分夹杂是在脱氧和凝固时产生的。,42,降低钢中夹杂物数量的措施：（1）冶炼中采取各种手段降低钢中杂质元素O、S、N、P等的含量，提高钢的洁净度。（2）提高耐火材料质量，提高抗冲击和耐侵蚀的能力，减少外生夹杂。（3）采取合理的脱氧制度，使脱氧产物易于聚集上浮。（4）采用钢包冶金技术、中间包冶金技术去除钢水中的夹杂物。（5）采用保护浇铸技术。防止钢液吸氧、氢、氮。,43,四、转炉炼钢生产工艺技术1、转炉炼钢用原材料A金属料：铁水、废钢、铁合金等。铁水：我国温度一般应大于1250-1350，国外铁水温度一般为1370-1430。B造渣材料石灰：碱性炼钢的造渣材料。萤石：主要用于化渣，是良好的助熔剂，能在短时间内改善改善渣的流动性。,44,生白云石和轻烧白云石：其主要成分为CaCO3MgCO3。合成渣料：主要是高碱度的球团矿和烧结矿。可显著改善造渣过程，但吸热较大。C氧化剂氧气：是炼钢最重要的氧化剂。O298%，冶炼含氮低的钢时O299.5%，使用前应除水。铁矿石和氧化铁皮：使用前应去除水和油污。,45,D冷却剂常用富铁矿、团矿、烧结矿作冷却剂，降低炉内的温度。也有助熔剂的作用。2、顶底复吹转炉炼钢工艺氧气顶底复吹转炉炼钢，根据底吹气体种类的不同，可分为底吹非氧化性气体和氧化性气体两种。在我国，主要采用前一种工艺，即底部吹入氮气、氩气来搅拌熔池。,46,其工艺主要包括装料、供氧、底部供气、造渣、温度及终点控制、脱氧及合金化等内容。(1)装料制度装料次序：一般是先加废钢再兑铁水。可避免废钢冲击铁水，造成喷溅；如果炉内有未倒净的液渣，先加废钢可使其冷凝，防止喷溅。炉役后期，废钢加入量较多时，可先兑铁水后加废钢。这主要是由于后期炉衬工作层较薄，先加废钢会对炉衬冲击过大。,47,氧气转炉合适的金属料装入量应考虑如下因素：合适的炉容比(V/T)。炉容比为转路内部自由空间的体积(V)与金属装入量变(T)之比。一般炉容比为0.8-1.0m3/t左右。合适的熔池深度。熔池深度是指在平静状态时，金属液面到炉底最低点的距离。装入制度：A定量装入。整个炉役中，每炉装入量不变。,48,B定深装入。整个炉役中，每炉熔池深度不变。C分阶段定量装入。是根据炉衬侵蚀情况，将一个炉役分为若干阶段，每一阶段定量装入。公司转炉实行的是分阶段定量装入。实行转炉溅渣护炉后，一般装入顺序为先加废钢，后兑铁水。(2)供氧制度在底部吹入非氧化性气体的复吹转炉中，全,49,部氧气通过顶枪提供。氧气射流对熔池的搅拌作用：A.形成冲击坑。B熔池运动。C枪位影响。枪位是指喷头到静止金属熔池液面的距离。硬吹是氧枪枪位低或氧压高时的供氧方式。软吹为枪位高或氧压低时的供氧方式。D喷头结构参数。,50,(3)造渣制度：造渣方法由铁水成分和所炼钢种确定。单渣法：吹炼过程中不倒渣，适用于低S、P铁水的冶炼；特点：工艺简单，冶炼时间短，金属损失少，热量损失少，脱磷率90%左右，脱硫率30-40%左右。双渣法：吹炼中途倒一次渣，重新加渣料造渣。适用于高磷(0.5%重量百分比)铁水，冶炼低磷的中、高碳钢，在炉内加入大量易氧,51,化元素的合金钢。特点：去P、S效果好，可消除大渣量引起的喷溅，初期酸性渣倒出后对炉衬的侵蚀少。但金属收得率低，热效率低，冶炼时间长。脱磷效果达92-95%，脱硫率60%左右。双渣留渣法：是将双渣法的高碱度、高氧化性终渣一部分或全部留在炉内供下一炉冶炼的造渣方法。特点：高碱度、高氧化性的初渣成渣快，有利于前期脱P、S。,52,缺点是若操作不当，易引起兑铁水时的喷溅事故。采用溅渣护炉工艺，将终渣溅到炉壁上凝固，可避免这一缺点。留渣法的脱硫率可达60-70%。(4)温度控制炼钢的重要任务之一就是将钢水温度升至出钢温度。转炉出钢温度的控制是指正确地控制一炉钢的升温过程和吹炼终点的钢水温度。吹炼的正确控制与吹炼过程中热量的来源和消耗有关。,53,(5)终点控制和出钢终点控制方法：一是拉碳法。拉碳法是指吹炼终点，钢水的成分和温度满足出钢要求，熔池的C加上铁合金带入的C达到钢种的规格要求，不用在出钢后加入增碳剂增碳。优点是终点钢水氧含量低，终渣(FeO)含量低，残锰高，耗氧少，金属收得率高。二是增碳法。是指在吹炼终点，将熔池中的碳降到较低的水平(0.05%-0.06%)，出钢时,54,在钢包内增碳，使钢水的C含量达到钢种的要求。优点是：省去了倒炉取样和补吹时间，生产率高。缺点是渣中(FeO)含量高，耗氧量高。出钢控制：当钢水成分和温度达到出钢要求后，就可出钢。为减少炉渣进入钢包，应采用挡渣技术。目前常用的挡渣方法有：挡渣球挡渣、气动挡渣。,55,(6)脱氧及合金化转炉炼钢中，吹炼终点时，钢水中的氧含量一般较高。为保证钢的质量和顺利浇铸，为使钢的性能达到要求，必须进行脱氧合金化。不同的钢种，由于允许的氧含量不同，因此出钢时加入的脱氧剂种类和数量也不一样。沸腾钢一般采用Fe-Mn合金弱脱氧，镇静钢用Fe-Si合金、Al进行较完全的脱氧。,56,转炉炼钢的脱氧操作根据脱氧剂加入地点的不同分为两种。A炉内预脱氧，包内补充脱氧。适合于合金加入多、有难熔合金的合金钢冶炼。特点：炉内脱氧，夹杂在钢包内上浮的多；包内合金收得率高，氧含量显著降低，钢的清洁度高；占用冶炼时间，生产率低；脱氧剂或合金的收得率低。,57,B包内预脱氧。目前采用炉外精炼，故大部分均采用包内脱氧。特点：产量高，回磷量小，收得率高。在大多数情况下，脱氧和合金化是同时进行的。大多数的合金元素，在合金化的同时，必然有一定的脱氧作用。合金元素的加入应根据与氧亲和力的大小、熔点高低、密度及物理性质等，确定合金的加入时间、地点、必需采取的助熔和防氧化措施。,58,3、转炉溅渣护炉技术概况概念：出完钢后，利用高压N2将转炉内的炉渣(或加入调质剂后改性的炉渣)溅到炉壁上，形成一定厚度的溅渣层，作为下一炉炼钢的炉衬，这一工艺就称为溅渣护炉。这一工艺的采用，可以减小炉衬的侵蚀速度，大幅度地提高转炉的炉龄。,59,4、公司80t转炉主要工艺参数转炉公称容量80t平均炉产钢液量80t有效工作容积60.58m3炉容比0.75m3/t净空高度6.4m总装入量75-92t5、公司30t转炉主要工艺参数转炉公称容量30t平均出钢量27.5t,60,五、电炉炼钢生产工艺技术电炉炼钢原材料、钢铁料:废钢（要求如下：）（1）经过处理后不允许混有合金钢、生铁和铁合金等。同时表面要清洁。（2）废钢中S、P含量不大于0.1%。（3）废钢的块度要适宜。（4）渣钢含渣量不大于15%。,61,（5）废武器应做安全处理。返回废钢生铁2、氧化剂铁矿石、氧化铁皮、氧气。3、脱氧剂和铁合金4、造渣材料石灰、萤石、粘土砖块。5、增碳剂碳粉、碎电极块。,62,补炉和装料1、炉衬及补炉炉衬是指炉壁、炉底、和炉顶。寿命最低的是炉壁，它的工作条件最差，距电弧近，温度高，又受炉渣的严重浸蚀。补炉方法可以用高温、快速、薄补六个字加以概括。补炉材料：镁砂和煅烧白云石。攀成钢用镁砂。,63,2、装料装料是将钢铁料和造渣材料合理装入炉内的过程和操作。为了保证熔化期的顺利进行，必须装得密实。3、熔化期熔化期是从通电开始到炉料全部熔清为止这段时间。主要任务是快速熔化炉料、造渣脱磷、脱碳、去除气体等。按照炉料熔化和电极,64,升降的情况，可将熔化过程分为起弧、穿井、电极回升和熔毕4个阶段。为了缩短熔化时间，采用了吹氧助熔、氧燃烧嘴、炉外预热废钢等技术。70t超高功率电弧炉采用了炉门氧枪、预埋吹氧管进行吹氧助熔。熔化期的主要物化反应：元素的挥发和元素的氧化及钢液的吸气。P一般为有害元素，造成“冷脆”。,65,炼钢过程中的脱磷反应：2（e）（a）（aOO）e脱磷要求具有以下基本条件：低温高碱度高（eO）大渣量4、氧化期氧化期是指炉料熔清取样分析到扒除氧化渣这一工艺阶段。,66,氧化期的任务：去除钢液中的磷到规定的限度。去除钢液中的气体（氢气和氮气）。去除钢液中的氧化物夹杂。升高钢水温度。调整钢液的碳含量。氧化期的主要物化反应：1）、钢液的脱碳,67,（1）加入铁矿石氧化脱碳。（2）吹氧脱碳。2）、钢液的脱磷3）、排除钢液中的气体及非金属夹杂物（1）钢液中气体的来源a、来源于原材料b、来源于耐火材料c、来源于操作过程,68,（2）H、N对钢性能的危害钢中气体通常指的是H和N。H不但使钢的机械性能变坏（塑性降低），还会出现白点，点状偏析和氢脆的缺陷。N使钢出现“蓝脆”现象，增加钢的时效敏感性。所谓“蓝脆”是指在2504500C这一温度区间，钢的强度升高，冲击韧性降低。由于钢在这一温度区间下加热时表面发蓝，故称“蓝脆”。（3）钢液中非金属夹杂物的去除,69,5、还原期还原期：是指氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间。还原期主要任务：（1）去除钢液中的氧。（2）去除钢液中的硫。（3）调整钢液成分到规格范围。（4）调整钢液温度到出钢温度。,70,氧化物夹杂的来源：钢中氧化物夹杂除了脱氧所生成的Al203、SiO2以外，还有几种不同的来源。（1）原材料带入。（2）耐火材料带入。（3）出钢过程中钢液的二次氧化。（4）炉渣受钢液冲击而乳化，镇静时来不及上浮的细微粒会增加钢中的球状夹杂。,71,脱氧方法：（1）钢渣界面脱氧钢液中的碳、硅、锰等元素和渣中、钢液中的氧在钢渣界面进行化学反应。（2）沉淀脱氧直接向钢液加入块状脱氧剂（硅铁、硅钙、铝、硅锰铝等）。（3）炉渣脱氧用脱氧剂直接脱除渣中不稳定性氧化物。,72,脱硫钢中硫的来源主要是金属料（铁水、废钢和铁合金）、造渣材料（石灰）和燃料。硫在钢中与铁无限互溶，产生热脆。炼钢过程的脱硫反应：FeS+（CaO）=（CaS）+（FeO）脱硫要求具有以下基本条件：高温高碱度低（eO）大渣量,73,还原期的操作工艺从炉渣脱氧的性质分白渣法和电石渣法。白渣是电炉炼钢中经常造的一种碱性渣，炉渣冷却后呈白色，白渣碱度高，极易与钢水分离上浮，较少玷污钢水，通常规定在白渣下出钢。电石渣增碳严重，表面张力小，易被钢液润湿。使出钢时，钢渣不易分离，增加钢中的炉渣夹杂。为此，规定了在电石渣下不能出钢。在出钢前必须破坏电石渣，使其变为白渣。,74,6、出钢出钢条件：（1）钢水脱氧良好，看收缩样。（2）钢水化学成分合符要求。（3）炉渣为流动性良好的白渣。（4）温度合格。出钢操作：通常情况下，都是采用大口深坑钢渣混冲的出钢方法。另外先钢后渣的,75,电弧炉偏心炉底出钢技术其特点为：（1）出钢时电炉倾动角小。（2）可进行留渣操作。（3）出钢钢流垂直，有利于加盖出钢。钢流短而集中，无散流，可减少温降和二次氧化。（4）由于出钢温度损失小，可降低出钢温度2030。,76,六、连续铸钢生产工艺设备连续铸钢就是钢水连续地由液态逐渐变为固态的过程。其连铸设备（以最常用的弧型连铸机为例）主要由钢包、中间包、结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成，如图1-1所示。,77,1钢包；2中间包；3结晶器；4二次冷却和铸坯导置；5拉坯矫直装置；6切割装置；7出坯装置,图1-1弧型连铸机示意图,78,连铸设备连铸机按铸机形式分为：立弯式连铸机，带多点弯曲的立弯式连铸机，带直线段弧型连铸机，弧型连铸机，多半径椭园型连铸机，水平连铸机等。中间包是钢水包和结晶器之间的用于装载钢水的过渡装置。其作用为：（1）稳定钢流，减少钢流对结晶器坯壳的冲刷。有利于夹杂物上浮，提高铸坯的质量。（2）使多炉连浇在更换钢包时保证浇铸不中断。,79,结晶器的作用：钢水在其中强制冷却凝固，形成所需要的断面尺寸的铸坯外形。钢水在结晶器内应生成足够厚度的凝固壳，以避免铸坯出结晶器时漏钢。另外，结晶器还有一个任务就是使铸坯均匀冷却，避免产生表面裂纹和保证有良好的表面质量。结晶器的振动方式主要有同步式、负滑动式和正弦式等三种。正弦波振动是目前使用最广泛的一种振动方式。,80,拉矫机的作用（1）克服结晶器和二冷区的拉坯阻力，顺利地拉出铸坯。（2）调节拉速，适应不同工艺如不同钢种断面的需要，对结晶器液面实行自动控制的拉坯系统实现闭环控制。（3）实现弧形铸坯在全凝固或有部分液芯时的矫直，且矫直过程中不影响铸坯质量。,81,引锭杆的作用（1）在开浇前堵住结晶器下口，使钢水在结晶器内和引锭杆头部凝结在一起。（2）通过拉矫装置的牵引，使铸坯向下运行而引锭。在引锭杆出拉矫机后，将铸坯与引锭杆脱开。此后即进入正常的拉坯状态。,82,连铸坯的切割设备一种是火焰切割设备，另一种是机械剪切设备。火焰切割是用氧气和燃气反应通过切割嘴来切割铸坯的。燃气的种类主要有：乙炔、丙烷、天然气和焦炉煤气等。切割不锈钢时，还需要喷射铁粉，使之氧化，产生高温，将铸坯才能切断。,83,近终型连铸技术近终型连铸是指所有浇铸接近最终的产品尺寸和形状的浇铸方式。主要包括：（1）薄板坯连铸（2）带坯连铸（3）薄带连铸（4）异型坯连铸（5）中空圆坯连铸,84,谢谢大家！,