炼钢（炼钢炉）

今天给各位分享炼钢的知识，其中也会对炼钢炉进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、炼钢原理和方法是什么？？
• 2、常见的炼钢方式有哪几种
• 3、炼钢的方法有哪些？
• 4、炼钢的主要过程以及化学方程式
• 5、炼钢工艺步骤和流程分别是什么？

炼钢原理和方法是什么？？

炼钢原理就是在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转为气体或炉渣而除去。

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）

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。

炼钢的方法有哪些？

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。

炼钢的主要过程以及化学方程式

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。炼钢主要以下五个过程：1.融化过程。铁水及废钢中含有C、Mn、Si、P、S等杂质，在低温融化过程中，C、Si、P、S被氧化，即使单质态的杂质变为化合态的杂质，以利于后期进一步去除杂质。氧来源于炉料中的铁锈(成分为Fe2O3·2H2O)、氧化铁皮、加入的铁矿石以及空气中的氧和吹氧。各种杂质的氧化过程是在炉渣与钢液的界面之间进行的。2.氧化过程。氧化过程是在高温下进行的脱炭、去磷、去气、去杂质反应。3.脱氧、脱硫与出钢。氧化末期，钢中含有大量过剩的氧，通过向钢液中加入块状或粉状铁合金或多元素合金来去除钢液中过剩的氧，产生的有害气体CO随炉气排出，产生的炉渣可进一步脱硫，即在最后的出钢过程中，渣、钢强烈混合冲洗，增加脱硫反应。4.炉外精炼。从炼钢炉中冶炼出来的钢水含有少量的气体及杂质，一般是将钢水注入精炼包中，进行吹氩、脱气、钢包精炼等工序，得到较纯净的钢质。5.浇铸。从炼钢炉或精炼炉中出来的纯净的钢水，当其温度合适、化学成分调整合适以后，即可出钢。钢水经过钢水包脱入钢锭模或连续铸钢机内，即得到钢锭或连铸坯。炼钢的基本原理是通过氧化还原反应，在高温下，用纯氧气把生铁中的过多的碳和其它杂质去除。所以涉及到的反应就有硅锰的氧化反应、脱硫反应和脱磷反应。

炼钢工艺步骤和流程分别是什么？

1、加料

加料：向电炉或转炉内加入铁水或废钢等原材料的操作，是炼钢操作的第一步。

2、造渣

造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。

3、出渣

出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。

4、熔池搅拌

熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。

5、脱磷

减少钢液中含磷量的化学反应，磷是钢中有害杂质之一，含磷较多的钢，在室温或更低的温度下使用时，容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。普通钢中规定含磷量不超过 0.045%，优质钢要求含磷更少。

生铁中的磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐，氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近，在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水，如选矿不能除去磷的化合物，脱磷就只能在（高）炉外或碱性炼钢炉中进行。

6、电炉底吹

电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N₂、Ar、CO₂、CO、CH₄、O₂等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。

采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。

7、熔化期

熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。

8、氧化期

氧化期和脱碳期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。

氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。

9、精炼期

精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排出的工艺操作期。

10、还原期

还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度，高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。

11、炉外精炼

炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。

精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。

炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。

12、钢液搅拌

钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。

钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。

13、钢包喂丝

钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。

扩展资料

转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的材料。

主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）。

参考资料来源：百度百科-炼钢

参考资料来源：百度百科-转炉炼钢

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