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1、1線材用鋼的冶煉鋼鐵是現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最廣的金屬材料。特別是鋼，在金屬材料的用量中約占80%以上,這是由于鋼的強(qiáng)度高，韌性好，容易加工和焊接，是優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。不同含碳量的碳素鋼和加入一定量合金元素的合金鋼，通過熱處理可以分別獲得不同的機(jī)械性能和一系列特殊性能。鐵作為鋼的基本組成元素，在地殼中的蘊(yùn)藏量僅次于金屬鋁，容易從礦石中提取并加工。近代鋼鐵生產(chǎn)的主要方法一直沿用“二步法”，即第一步先用鐵礦石冶煉出生鐵，第二步再以生鐵和廢鋼為基本原料煉出不同的鋼。平爐煉鋼法曾在世界鋼生產(chǎn)中長期占據(jù)主要地位，直到六十年代平爐鋼還
2、占世界鋼產(chǎn)量的70%以上。但平爐煉鋼冶煉周期長、能耗高，目前已基本淘汰。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼開創(chuàng)了煉鋼生產(chǎn)的新階段。轉(zhuǎn)爐煉鋼可處理不同成分的鐵水，并可加入最高可達(dá)30%的廢鋼。轉(zhuǎn)爐鋼中氮、磷的含量低、質(zhì)量好，能煉很多鋼種。目前，氧氣轉(zhuǎn)爐鋼的產(chǎn)量在各種煉鋼方法中居首位。電弧爐煉鋼是靠電極與爐料之間產(chǎn)生電弧，發(fā)出熱量進(jìn)行煉鋼。由于它以廢鋼作為主要原料，并有溫度高，能控制爐內(nèi)氣氛等特點(diǎn)，特別適合于利用合金廢鋼，回收合金元素。從近代主要煉鋼方法發(fā)展的情況可以看出，一種煉鋼方法的興衰，主要決定于它對資源條件的適應(yīng)性、以及鋼的質(zhì)量、品種和經(jīng)濟(jì)
3、效果。一個現(xiàn)代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，一般有以下幾大生產(chǎn)工序組成：原料處理、煉鐵、煉鋼、軋鋼、能源供應(yīng)、交通運(yùn)輸?shù)?。這些工序構(gòu)成一個復(fù)雜而龐大的生產(chǎn)體系。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程如圖1-1所示。碼頭堆場燒結(jié)結(jié)料結(jié)焦?fàn)t高爐轉(zhuǎn)爐鋼錠精煉鑄件連鑄電爐廢鋼加熱爐鍛壓機(jī)軋機(jī)機(jī)鍛件鋼材圖1-1鋼鐵生產(chǎn)工藝流程此外，在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，還設(shè)有工廠管理機(jī)構(gòu)，技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，檢測中心，備品備件制造加工廠，設(shè)備維修和環(huán)保等部門。1.1轉(zhuǎn)爐冶煉的工藝過程及特點(diǎn)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼主要有頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼和頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼。1.1.1頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐
4、冶煉的工藝過程及特點(diǎn)1.1.1.1頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的工藝過程上爐鋼出完并倒完?duì)t渣后，迅速檢查爐體，必要時進(jìn)行補(bǔ)爐，然后堵出鋼口。裝入廢鋼和兌鐵水后，搖正爐體。下降氧槍的同時，由爐口上方的輔助材料溜槽加入第一批渣料（石灰、螢石、鐵皮）和作冷卻劑用的鐵礦石，其量約為總渣料量的2/3—1/2。當(dāng)氧槍降至規(guī)定槍位時，吹煉正式開始。當(dāng)氧流與熔池面接觸時，碳、硅、錳開始氧化，稱為點(diǎn)火。點(diǎn)火后約幾分鐘，初渣形成并覆蓋于熔池面。隨著硅、錳、磷、碳的氧化，熔池溫度升高，火焰亮度增加，爐渣起泡，并有小鐵粒從爐口噴濺出來。吹煉中期脫碳反應(yīng)激烈，
5、渣中氧化鐵降低，致使?fàn)t渣熔點(diǎn)增高和粘度加大，并可能出現(xiàn)稠渣（即“返干”）現(xiàn)象。此時可分批加入鐵礦石和第二批渣料（其余的1/3），以提高渣中氧化鐵含量及調(diào)整爐渣。第三批渣料為螢石，加入量視爐內(nèi)化渣情況決定。吹煉末期，金屬含碳量大大降低，脫碳反應(yīng)減弱，火焰變短而透明。最后根據(jù)火焰狀況，供氧數(shù)量和吹煉時間等因素，按所煉鋼種的成分和溫度要求，確定吹煉終點(diǎn)，并提槍停止供氧、測溫、取樣。根據(jù)分析結(jié)果，決定出鋼或補(bǔ)吹時間。當(dāng)鋼水成分（主要是碳、磷的含量）和溫度合格，打開出鋼口，倒?fàn)t出鋼。出鋼過程中向鋼包內(nèi)加入脫氧劑和鐵合金進(jìn)行脫氧和合金
6、化，（有時可在打出鋼口前，向爐內(nèi)投入部分鐵合金）。出完鋼后，將爐渣倒入渣罐。通常將相鄰兩爐鋼之間的間隔時間（即從裝入鋼鐵料至倒渣完畢的時間）稱為冶煉周期或冶煉一爐鋼的時間。一般為20—40分鐘。它與爐子噸位大小和工藝的不同有關(guān)。其中吹氧過程的時間稱為供氧時間或純吹煉時間。通常情況下，噴槍是埋沒在爐渣中的。爐渣由于含有大量CO氣泡而膨脹。熔池受到氧氣射流的強(qiáng)烈沖擊和熔池沸騰的作用，一部分鋼液飛濺起來，成為金屬液滴彌散在熔渣中，形成氣—渣—金屬乳化相。氧氣射流沖擊區(qū)凹陷下去，熔池沖擊處大致呈拋物線狀。吹煉過程中金屬成分、熔池溫
7、度、爐渣成分的變化是隨吹煉條件而變化的，一般可作如下描述。吹煉一開始Si、Mn即被迅速氧化到很低含量，繼續(xù)吹煉不再氧化，而Mn在吹煉后期稍有回升。吹煉一開始，碳就被氧化。但Si、Mn氧化后，碳的氧化速度增加，直到吹煉終點(diǎn)前又降低。磷和錳的變化相似，在硅氧化期急劇下降，進(jìn)入激烈脫碳期后，不再降低，而有回升趨勢，到吹煉末期再度下降。硫在硅氧化期和激烈脫碳期變化不大，進(jìn)入吹煉末期脫硫才開始活躍。由上所述，在一般鐵水溫度下，硅最易和氧結(jié)合，其次是錳。因而，開吹后不久，熔池中的硅已燃燒完了，熔池中的錳已氧化到很低含量。由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)一次
8、反應(yīng)區(qū)的溫度很高，因而碳也會被氧化，同時有鐵的蒸發(fā)現(xiàn)象（從爐口可看到鐵氧化的紅煙）。吹煉初期熔池平均溫度通常低于1400℃。由于硅、錳的氧化，初期渣中SiO2和MnO含量較高，爐渣堿度較低。另外鐵的氧化和廢鋼帶入的鐵銹等使初期渣中（FeO）含量很快達(dá)到最高值，約25—30%左右。隨著加入的石灰逐漸熔化，
