氧气转炉炼钢的脱磷问题

冶金工程专业所需知道的炼钢的问题,供大家参考

氧气转炉炼钢的脱磷问题

冶金工程专业所需知道的炼钢的问题,供大家参考

钢铁生产工序

炼钢是将铁水(生铁 、废钢等加热、 炼钢是将铁水 生铁)、废钢等加热、 生铁 熔化， 熔化，通过化学反应去除铁液中的 有害杂质， 有害杂质，配加合金并浇铸成半成 铸坯的生产过程。 品-铸坯的生产过程。

钢铁生产工艺流程2

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为什么要炼钢？ 为什么要炼钢？生铁： 生铁：

铸造生铁可用于生产铸管、机床等设备底座等； 铸造生铁可用于生产铸管、机床等设备底座等； 硬而脆，几乎没有塑性，不能进行轧制、 硬而脆，几乎没有塑性，不能进行轧制、锻压 等塑性变形加工。 等塑性变形加工。钢材： 钢材：

具有良好塑性，能够进行轧制、锻压、 具有良好塑性，能够进行轧制、锻压、拉拔等 塑性变形加工； 塑性变形加工； 钢制品具有强度高、韧性好、易焊接、耐高温、 钢制品具有强度高、韧性好、易焊接、耐高温、 耐腐蚀等优良特性，因此被广泛利用。 耐腐蚀等优良特性，因此被广泛利用。

冶金工程专业所需知道的炼钢的问题,供大家参考

生铁与钢的成分差别元素 C P S Si Mn Cr Ni Mo Nb, Nb,V,Ti 生铁 3.5~5.0% 3.5~5.0% 0.06 1.50% 0.06~1.50% 0.015~0.06% 0.015~0.06% 0.25~1.20% 0.25~ 0.25~0.60 0.25~0.60% 钢 0.001~1.2% 0.001~1.2% 0.002~0.04 0.002~0.04% 0.0005~0.04% 0.0005~0.04% 0.01~6.5% 0.01~6.5% 0.12~13.0% 0.12~13.0% ~18% 18% ~10% 10% ~2% ~0.2% 0.2%

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高炉炼铁

铁矿石被还原： 铁矿石被还原：

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO

高炉炼铁5

冶金工程专业所需知道的炼钢的问题,供大家参考

炼钢基本任务： 脱碳) 炼钢基本任务：氧化去除碳 (脱碳 脱碳脱碳反应： 脱碳反应：

[C] + 1/2O2= CO [C] + O2 = CO2常规脱碳工艺方法： 常规脱碳工艺方法： 氧气转炉； 氧气转炉； 电弧炉。 电弧炉。 超低碳钢( 超低碳钢([C]<0.01%): ): 真空精炼(RH、VOD等); 真空精炼 、 等 氩氧精炼( 氩氧精炼(AOD)。 )。

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炼钢基本任务：去除 、 脱磷、 炼钢基本任务：去除P、S (脱磷、脱硫 脱磷 脱硫)元素 C P S Si Mn Cr Ni Mo Nb, Nb,V,Ti 生铁 3.5~5.0% 3.5~5.0% 0.008~1.50% 0.008~1.50% 0.015~0.06% 0.015~0.06% 0.25~0.80% 0.25~0.80% 0.25~0.60% 0.25~0.60% 钢 0.001~1.2% 0.001~1.2% 0.002~0.04 0.002~0.04% 0.0005~0.04% 0.0005~0.04% 0.01~6.5% 0.01~6.5% 0.12~13.0% 0.12~13.0%

- 对绝大多数钢种，P、S为有害杂质： 18 为有害杂质 对绝大多数钢种， ~18% 为有害杂质： 、%

磷：降低塑性、低温韧性、回火脆性等; 降低塑性、低温韧性、回火脆性等 10% ~10% 硫：降低塑性、低温韧性、焊接性能、 降低塑性、低温韧性、焊接性能、 ~2% 耐腐蚀性能等。 耐腐蚀性能等。 0.2% ~0.2%

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脱磷和

脱硫反应脱磷： 脱磷： 氧化、 钢间反应 钢间反应): 化学反应 (氧化、渣-钢间反应 ： 氧化

2[P]+5(FeO)+ 3(CaO) = (3CaO P2O5) +有利于脱磷的工艺因素： 有利于脱磷的工艺因素： 高碱度(CaO/SiO2)、高氧化性炉渣； 高碱度 、高氧化性炉渣； 增加渣量，降低温度。 增加渣量，降低温度。

脱硫： 脱硫： 还原、 钢反应 钢反应): 化学反应 (还原、渣-钢反应 ： 还原

[S] + (CaO) = (CaS) + [O]有利于脱硫的工艺因素： 有利于脱硫的工艺因素： 高碱度(CaO/SiO2)、低氧化性炉渣； 高碱度 、低氧化性炉渣； 增加渣量，提高温度。 增加渣量，提高温度。8

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炼钢基本任务： 炼钢基本任务：脱氧和去除非金属夹杂物炼钢过程采用向金属熔池供 氧以氧化去除铁液中碳、 氧以氧化去除铁液中碳、磷 等杂质的方法； 等杂质的方法； 为了获得高的反应效率， 为了获得高的反应效率，必 须向熔池供入充足的氧； 须向熔池供入充足的氧； 在冶炼临近结束时，钢液实 在冶炼临近结束时， 际上处于“过度氧化”状态， 际上处于“过度氧化”状态， 即钢液中氧含量高于与钢中 锰等元素平衡的氧含量。 碳、锰等元素平衡的氧含量。

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脱氧和去除非金属夹杂物固态钢中氧的溶解度仅3~4 固态钢中氧的溶解度仅 ppm,钢液中溶解氧在凝 ， 固及随后的冷却过程几乎全部 要从Fe中析出 中析出； 要从 中析出； 固体钢中析出的氧绝大多数以 氧化物、 氧化物、氧硫化物类夹杂物形 式存在于固态钢晶粒边界处； 式存在于固态钢晶粒边界处； 氧含量增加降低钢的延性、 氧含量增加降低钢的延性、冲 击韧性、抗疲劳破坏性能、耐 击韧性、抗疲劳破坏性能、 腐蚀性能等。 腐蚀性能等。

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脱氧反应用与氧亲和力较铁与氧亲和力强的元素作脱氧剂，如铝、 用与氧亲和力较铁与氧亲和力强的元素作脱氧剂，如铝、 钛等； 硅、钙、钡、钛等； 脱氧剂与钢液中的氧直接作用，发生脱氧反应： 脱氧剂与钢液中的氧直接作用，发生脱氧反应： x[M] + y[O] = MxOy 脱氧反应产物由钢液上浮排除，从而达到脱氧目的。 脱氧反应产物由钢液上浮排除，从而达到脱氧目的。

冶金工程专业所需知道的炼钢的问题,供大家参考

炼钢基本任务：去除氮、 炼钢基本任务：去除氮、氢氮的危害： 氮的危害：

降低塑性、低温韧性、焊接性能等； 降低塑性、低温韧性、焊接性能等； 增加钢材时效； 增加钢材时效； 铸坯表面裂纹等缺陷。 铸坯表面裂纹等缺陷。 氢的危害： 氢的危害： 钢材脆断； 钢材脆断； 厚板、大型锻件内部裂纹等。 厚板、大型锻件内部裂纹等。 炼钢过程去除氮、 炼钢过程去除氮、氢： 氧气转炉吹炼过程脱除N、 ; 氧气转炉吹

炼过程脱除 、H; 钢水真空处理脱除N、 。 钢水真空处理脱除 、H。

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钢的洁净化趋势

M. Sasabe, Historical change in refining limit of impurities in bulk steel in Japan, Version 2010, Bulletin ISIJ, 13 15(2010), 562

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炼钢基本任务： 炼钢基本任务：合金化元素 C P S Si Mn Cr Ni Mo Nb, Nb,V,Ti 生铁 3.5~5.0% 3.5~5.0% 0.008~1.50% 0.008~1.50% 0.015~0.06% 0.015~0.06% 0.25~0.80% 0.25~0.80% 0.25~0.60% 0.25~0.60% 钢 0.001~1.2% 0.001~1.2% 0.002~0.04 0.002~0.04% 0.0005~0.04% 0.0005~0.04% 0.01~6.5% 0.01~6.5% 0.12~13.0% 0.12~13.0% ~18% 18% ~10% 10% ~2% ~0.2% 0.2%

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钢中合金元素的作用控制钢材强度、硬度的重要元素， [C]可增加抗拉强 C: 控制钢材强度、硬度的重要元素，每1%[C]可增加抗拉强 度约980MPa 980MPa。 度约980MPa。 Si:增大强度、硬度的元素， Si:增大强度、硬度的元素，每1%[Si]可增加抗拉强度约98 [Si]可增加抗拉强度约98 可增加抗拉强度约 MPa。 MPa。 Mn:增 …… 此处隐藏：2193字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……