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钢是如何炼成的——转炉炼钢

2020-01-31 明星资讯

  生活中,钢铁成品到处可见,但我们平日所说的钢和铁其实不是纯铁,而是铁的两种“合金”的总称。生铁和钢的主要构成元素是铁,同时还含有大年夜批碳、 硅、锰、硫、磷,和其他元素。生铁和钢的主要差别在于含碳量、功用和用途。

  生铁的含碳量大年夜于2%,工业生铁含碳量通俗在2.11%至4.3%之间,并含有硅、锰及大年夜批硫、磷等元素,生铁是经过铁矿石经高炉冶炼的产品。而钢的含碳量介于0.02%至2.11%之间,还含有大年夜批硅、锰及极大年夜批硫、磷等元素。

  

  生铁可以铸造,但不适宜铸造,而钢强度高,硬度大年夜,韧性强,延展性好,易机械加工。

  若何把生铁炼成钢?

  炼钢最主要目标是把生铁中太高的含碳量降低。关于钢材,磷元素是有害元素,它会降低钢的塑性和韧性,出现冷脆性(随着温度的降低,金属资料强度有所添加,而韧性降低),需将其含量限制在0.05%以下。同时,硫元素也是有害元素,它会使钢热脆性变大年夜,需将其含量限制在0.05%以下。然则,锰元素却可以添加钢材的稳固性、强度和耐磨损性。除此以外,硅元素也有助于增强钢材强度。所以,炼钢时需求除去生铁中磷、硫等影响钢材功用的元素,同时保管或添加硅、锰等元素并调剂元素之间的比例。

  炼钢所需的炼钢炉分为平炉、转炉和电炉三种。

  以转炉炼钢为例。转炉的外形酷似梨,内壁有耐火砖,按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉。转炉炼钢的基转义务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧,去除有害气体和非金属搀杂物,提高温度和调剂成分。

  转炉炼钢主如果将氧气鼓入熔融的生铁中,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程当中释放出少量的热量 (含1%的硅可使生铁的温度降低200摄氏度),使炉内到达足够高的温度。因此转炉炼钢不需外加热源。

  转炉炼钢过程

  炼钢末尾时,先清除炉内的炉渣,再向转炉内注入1200~1300 ℃的液态生铁和必然量的废钢和生石灰,然后鼓入空气、迁移转变转炉使其竖立起来。在这一过程当中,液态生铁外表会爆发激烈反应,使硅、锰元素氧化生成炉渣,并应用对流感化使反应充沛停止。经过一段时间,钢液中只剩下大年夜批的硅元素与锰元素时,碳元素末尾氧化,生成一氧化碳并释放出少量热量,使钢液激烈沸腾,溢出炉口的一氧化碳会熄灭发生宏大年夜的火焰。最后,磷元素也会爆发氧化反应并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁与生石灰反应生成磷酸钙和硫化钙从而构成炉渣。当磷元素、硫元素逐渐增加,火焰阑珊,炉口出现褐色的四氧化三铁蒸汽时,钢便曾经炼成。最后,将转炉转到水平位置,钢水倾至钢水包内,再参与脱氧剂停止脱氧。

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博客主人YeLongCu
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