常见的炼钢方式有哪几种
炼钢的方法,一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。
1. 转炉炼钢
转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,其主要原料为:生铁,矿石或加工处理后的废钢等,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰;在氧气吹入熔融的生铁后,其中的杂质碳、硅、锰等迅速氧化并放出大量的热量 (含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。铁、硅、锰氧化生成炉渣,磷也随后发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。 此时表明钢已炼成。
2. 平炉炼钢法
原料为:废铁,废钢,铁矿石、石灰石。反应所需的热量是高炉煤气或发生炉煤气、重油所提供。 开始冶炼时,燃料遇到导入的热空气在燃料面上燃烧,温度高达1800摄氏度。使炉料迅速熔化 (铁的熔点是1535摄氏度,钢略低)。熔化的部分生铁生成氧化亚铁与生铁里的杂质硅、锰氧化生成炉渣。石灰石与磷、硫等杂质就生成磷酸钙和硫化钙成为炉渣。其次碳也反应生成一氧化碳。冶炼过程完毕。
3. 电炉炼钢法
以电为能源的炼钢过程。
此类炼钢炉种类有电弧炉、感应电炉、电渣炉、电子束炉、自耗电弧炉等。通常说的电炉钢是用碱性电弧炉生产的钢。
电炉钢多用来生产优质碳素结构钢、工具钢和合金钢。这类钢质量优良、性能均匀。在相同含碳量时,电炉钢的强度和塑性优于平炉钢。
煤的作用一是提供热量,二是生成一氧化碳气体作为还原剂。
从价格、实用性等方面综合考虑用煤比较好。
但是炼钢并不是必须用煤,比如电炉炼钢用电,转炉炼钢通过吹氧气等。
是,钢、铁是用煤经过高温炼出来的。是用焦炭冶炼的,焦炭的热量高,杂质低。
现在工业炼钢需要煤的时候是在炼铁。通过炼焦把煤变成焦炭,在高炉中通过还原反应得到铁水。下一步通过转炉炼钢或者电炉炼钢变成钢水,连铸变成钢坯。
普通煤炭的燃烧温度达不到炼钢的温度,需要经过加工才能使用。还有直接用煤来炼钢的,因为煤中所含的有害成分较多,而焦炭比较纯净,适合炼钢炼铁。因为钢铁厂大多都用焦炭来炼。
钢铁行业和煤炭行业关系
1.煤炭行业企业是钢铁行业的上游企业和燃料供应行业,钢铁行业企业是煤炭行业的下游企业和用户。
2.两个行业相互依存,同时相互影响,钢铁产品降价,很快就会波及到煤炭的价格下跌; 钢铁产品涨价,就会带动煤炭价格提升。
炼钢的方法,一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下:
1. 转炉炼钢法:这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。
当磷于硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。
随着制氧技术的发展,现在已普遍使用氧气顶吹转炉 (也有侧吹转炉)。这种转炉吹如的是高压工业纯氧,反应更为剧烈,能进一步提高生产效率和钢的质量。
2. 平炉炼钢法 (平炉炼钢法也叫马丁法,现在已经淘汰了):平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物,(废铁,废钢,铁矿石)。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。
平炉的炉膛是一个耐火砖砌成的槽,上面有耐火砖制成的炉顶盖住。平炉的前墙上有装料口,装料机就从这里把炉料装进去。熔炼时关上耐火砖造成的门。炉膛的两端都筑有炉头,炉头各有两个孔道,供导入燃料与热空气,或从炉里导炉气之用。
平炉炼钢所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂 (石灰石和生石灰)。开始冶炼时,燃料遇到导入的热空气就在燃料面上燃烧,温度高达1800摄氏度。热量直接由火焰传给炉料,使炉料迅速熔化 (铁的熔点是1535摄氏度,钢略低)。同时有一部分熔化的生铁生成氧化亚铁,生铁里的杂质硅、锰被氧化亚铁氧化,声成炉渣。由于炉里放有过量的石灰石,磷与硫等杂质就生成磷酸钙和硫化钙成为炉渣。其次碳也进行氧化,生成一氧化碳从熔化的金属里冒出,好象金属在沸腾一样。
反应快要进行完毕的时候,加入脱氧剂并定时把炉渣扒出。在冶炼将完成时要根据炉前分析(用快速分析法,几分钟可完成)来检验钢的成分是否合乎要求。炼锝的钢从出钢口流入钢水包里,再从钢水包注入模子里铸成制品或钢锭。
为了提高炉温,气体燃料要在蓄热室里进行预热。
在平炉里不但可加入液态生铁,而且可以加入固态的生铁以及夹攻以后的废铁和铁矿石等。另外,在平炉里如果用30%的富氧空气鼓风,同时在熔化的金属里吹入氧气,可使生产率提高80%,冶炼的时间缩短2~4小时,并可节约燃料,富氧空气也不需要预热。
3. 电炉炼钢法:钢还可以在以电能为热源的电炉里冶炼。使用电炉炼钢可以炼出优质的合金钢。电炉的种类很多,应用最广泛的是电弧炉。
目前平炉炼钢在我国已基本淘汰,2006年我国转炉炼钢产量所占比重为85%,电炉炼钢所占比重为15%。
从钢铁冶炼工艺中可以盾出,电炉炼钢主要以废钢为原料,对生铁的消耗较少,因此,也就不再需要大量的焦炭,但在我国目前仍以转炉炼钢为主的情况下,由于需要大量的生铁,因此所耗煤炭量还是较大。
(东北亚煤炭交易中心)
(1)转炉炼钢.炼钢(氧气顶吹转炉、顶底复合吹炼转炉、 侧吹转炉、底吹转炉)炼钢,是利用氧与铁水中的碳、硅、锰、 磷元素反应放出的热量来进行冶炼的,不用从外部进行加热.目前,世界上每年约有60%的钢是用转炉(碱性氧气转炉)生 产的.虽然近年电炉钢发展较快,使高炉一转炉流程受到一定 的冲击,但转炉有着铁源来自矿石、钢质纯净等优势,因此在 世界上转炉炼钢仍然占据主要份额.
(2)电炉炼钢.电炉炼钢是利用电能作为主要热源来进行 冶炼.最常用的电炉有电弧炉和感应炉两种.而电炉炼钢占电炉钢产量的绝大部分.一般所说电炉即是指电弧炉.电炉可全部用废钢作金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢、航空用钢和不锈钢等.
电炉按所用的炉衬分为酸性和碱性两种.目前主要用碱性 电炉,这种炉子可以有效地去除钢中的硫,这是其他炼钢方法 所不及的.随着世界钢铁生产的发展,电炉钢的比例不断提高,目前占世界钢产量的30%左右,尤其以电炉一连铸一连乳为特 点的电炉短流程工艺的确立,使电炉钢得到很大的发展.世界上近年来发展的新型电炉主要有超高功率电炉、直流 电炉、双壳电炉、竖炉电炉等.随着炉外精炼工艺的发展,电炉作为初炼炉的功能更加突出.电炉一精炼炉的联合操作,使
电炉的冶炼周期大大缩短,有生产节奏转炉化的趋势,生产效 率大大提高.
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根据对钢性能的不同要求,钢中的含碳量有要求。然而通常经过各种炼钢过程,钢水中的含碳量已经降到很低的状态。这时就须要加入一种叫增碳剂的材料,调整含碳量。
炼钢的整个过程不需要加入煤。但炼钢的上道工序高炉冶炼需要煤。常称为“喷煤”,主要用来节约冶炼生铁的焦炭,并增加单位产量,对炼钢后的钢材品质没有影响。
如果,不用煤炭,用水电能不能炼钢?
炼钢本身不需要煤炭,只消耗电力和煤气(煤气需要煤炭)。
但是大量生产的炼钢需要铁水,而高炉冶炼铁水必须使用焦炭。焦炭较贵,又必须喷煤节省焦炭。
所以从一定意义上说,炼钢离不开煤炭。
当然,用感应电炉重熔炼钢是不用煤炭的,只消耗电力。但需要废钢资源,受限制。
还有,炼钢时搀入硅\锰\碳会炼出特种钢.
钢中必然含碳,不含碳的是工业纯铁。
硅、锰可以提高钢的强度,增加钢的淬透性。配合适当的含碳量,可以炼出弹簧钢,合金结构钢,低合金工具钢等。
锰可以改变合金相图临界点温度。例如含锰量13%的锰13钢在常温下可以获得单相奥氏体组织,有强烈的冷作硬化,极其耐磨耐冲击。
但是我看有材料上说,竟也可以掺入硫,有硫钢这一说吗?
没有硫钢一说,但有易切削钢,这种钢中加入硫,以改善切削性能。
磷虽是有害元素,但其促进铸铁的白口化,阻止麻口。所以在耐磨铸铁中广泛使用,最高含量可达0.55% 。另外,利用磷铁脆性大的特点,军事工业上用来制造炮弹、炸弹外皮,增加爆破后弹片数量,提高杀伤效能。
把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
炼钢是指控制碳含量(一般小于2%),消除P、S、O、N等有害元素,保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并调整元素之间的比例,获得最佳性能。
目前平炉炼钢在我国已基本淘汰,2006年我国转炉炼钢产量所占比重为85%,电炉炼钢所占比重为15%。
从钢铁冶炼工艺中可以盾出,电炉炼钢主要以废钢为原料,对生铁的消耗较少,因此,也就不再需要大量的焦炭,但在我国目前仍以转炉炼钢为主的情况下,由于需要大量的生铁,因此所耗煤炭量还是较大。
有以下三点区别:
1、原料不同
电炉炼钢全部用废钢都行,但高炉炼钢铁水要占到90%。
2、能耗不同
电炉炼钢消耗的是电能和氧气,高炉炼钢消耗的是氧气。
3、出钢钢液成分不同
电炉炼钢出钢钢液成分比较稳定,高炉炼钢出钢钢液成分差异较大。
扩展资料
电炉钢多用来生产优质碳素结构钢、工具钢和合金钢。这类钢质量优良、性能均匀。在相同含碳量时,电炉钢的强度和塑性优于平炉钢。电炉钢用相近钢种废钢为主要原料,也有用海绵铁代替部分废钢。通过加入铁合金来调整化学成分、合金元素含量。
以废钢为原料的电炉炼钢,比之高炉转炉法基建投资少,同时由于直接还原的发展,为电炉提供金属化球团代替大部分废钢,因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座,电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展,最大电炉容量为400吨。
国外150吨以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢,许多国家电炉钢产量的60~80%均为低碳钢。我国由于电力和废钢不足,主要用于冶炼优质钢和合金钢。
参考资料:百度百科——电炉炼钢,百度百科——转炉炼钢