炼钢讲义1-20

钢铁冶金（炼钢部分）授课时数：46学时教材：炼钢学原理，曲英，冶金工业出版社钢铁冶金学（炼钢部分），陈家祥，冶金工业出版社钢铁冶炼，万谷志郎，冶金工业出版社第一章、炼钢的基本任务一、钢与生铁的区别C2.11%的Fe-C合金为钢；C1.2%的钢很少实用；还含Si、Mn等合金元素及杂质。元素生铁或铸铁钢C2.5％～4.5％0.002％～1.2％Si0.3％～4.0％0.01％～3.0％Mn0.4％～2.0％0.3％～2.0％P0.015％～0.5％0.01％～0.05％S0.01％～0.1％0.0005％～0.04％1)脱碳；2)脱磷；3)脱硫。炼钢任务：伴随脱碳反应，钢的熔点提高。炼钢任务：4)升温1200℃1700℃伴随脱碳反应，钢液[O]含量增加。C(石墨)+1/2O2=COG＝－116204－83.62T[1]C(石墨)=[C]G＝21318－41.8T[2]1/2O2=[O]G＝－117040－2.88T[2][C]+[O]=COG＝－20482－38.94T[1]ReedThomas,FreeEnergyofFormationofBinaryCompounds,MITPress,1971[2]J.F.Elliott,ThermochemistryforSteelmaking,Vol.2,Addison-Wesley1963炼钢任务：5)脱氧0.3%0.0003%炼钢任务：6)合金化伴随脱碳反应，钢液[Si]和部分[Mn]被氧化。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。Si：也是增大强度、硬度的元素，每1％[Si]可增加抗拉强度约98MPa。Mn：增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等。Al：细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构。Nb：细化钢材组织，增加强度、韧性等。V：细化钢材组织，增加强度、韧性等。Cr：增加强度、硬度、耐腐蚀性能。炼钢任务：7)去除[N]、[H]等气体杂质元素陈家祥，炼钢常用图表数据手册，冶金工业出版社，1984炼钢任务：8)去除非金属夹杂物氧化物系非金属夹杂物脱氧产物二次氧化生成物外来性夹杂物渣卷入耐火材料融损及卷入炉渣造成的氧化空气造成的氧化炉衬造成的氧化钢水包衬中间包衬炉渣中间包覆盖渣结晶器保护渣钢中非金属夹杂物来源炼钢任务：9)凝固成型炼钢的基本任务：1、脱碳；2、脱磷；3、脱硫；4、脱氧；5、脱氮、氢等；6、去除非金属夹杂物；7、合金化；8、升温；9、凝固成型。主要炼钢工艺：铁水预处理；转炉或电弧炉炼钢；炉外精炼（二次精炼）；连铸。铁水预处理脱硫预处理；三脱(脱硅、脱磷、脱硫)预处理。铁水脱硫预处理：[S]＋{Mg}＝(MgS)脱硫剂：CaC2,CaO、Mg等脱硫率：40-80％[S]可脱除到90～30ppm。KR法脱硫喷粉脱硫[S]＋(CaO)＋[C]＝(CaS)＋CO三脱(脱硅、脱磷、脱硫)预处理脱硅反应：[Si]＋2/3Fe2O3＝(SiO2)＋4/3Fe2[P]＋3(CaO)＋5/3Fe2O3＝(3CaOP2O5)＋5/3Fe脱磷反应：氧气转炉炼钢主原料：铁水、废钢辅助原料：石灰、萤石、铁矿石等吨位：25～300t顶吹O2：3～3.5m3/min.t吹炼时间：15～25min炉龄：2000～20000次