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史上全常用的28種煉鋼冶煉方法
發(fā)布時(shí)間：2018/5/16 17:03:59 點(diǎn)擊率： 來(lái)源:艾米 作者：榮盛耐材01 轉(zhuǎn)爐煉鋼
一種不需外加熱源、主要以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點(diǎn)是靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分，如碳、錳、硅、磷等與送入爐內(nèi)的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量作冶煉熱源來(lái)煉鋼。爐料除鐵水外，還有造渣料(石灰、石英、螢石等);為了調(diào)整溫度，還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。
轉(zhuǎn)爐按爐襯耐火材料性質(zhì)分為堿性(用鎂砂或白云為內(nèi)襯)和酸性(用硅質(zhì)材料為內(nèi)襯);按氣體吹入爐內(nèi)的部分分為底吹頂吹和側(cè)吹;按所采用的氣體分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐。酸性轉(zhuǎn)爐不能去除生鐵中的硫和磷，須用高質(zhì)量生鐵，因而應(yīng)用范圍受到限制。堿性轉(zhuǎn)爐適于用高磷生鐵煉鋼，曾在西歐獲得較大發(fā)展�？諝獯禑挼霓D(zhuǎn)爐鋼，因其含氮量高，且所用的原料有局限性，又不能多配廢鋼，未在世界范圍內(nèi)得到推廣。
02 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼
用純氧從轉(zhuǎn)爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，或稱(chēng)LD法;在美國(guó)通常稱(chēng)BOF法，也稱(chēng)BOP法。它是現(xiàn)代煉鋼的主要方法。爐子是一個(gè)直立的坩堝狀容器，用直立的水冷氧槍從頂部插入爐內(nèi)供氧。爐身可傾動(dòng)。
爐料通常為鐵水、廢鋼和造渣材料;也可加入少量冷生鐵和鐵礦石。通過(guò)氧槍從熔池上面向下吹入高壓的純氧(含O299.5%以上)，氧化去除鐵水中的硅、錳、碳和磷等元素，并通過(guò)造渣進(jìn)行脫磷和脫硫。各種元素氧化所產(chǎn)生的熱量，加熱了熔池的液態(tài)金屬，使鋼水達(dá)到現(xiàn)定的化學(xué)成分和溫度。它主要用于冶煉非合金鋼和低合金鋼;但通過(guò)精煉手段，也可用于冶煉不銹鋼等合金鋼。
03 氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼
通過(guò)轉(zhuǎn)爐底部的氧氣噴嘴把氧氣吹入爐內(nèi)熔池，使鐵水冶煉成鋼的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法。其特點(diǎn)是;爐子的高度與直徑比較小;爐底較平并能快速拆卸和更換;用風(fēng)嘴、分配器系統(tǒng)和爐身上的供氧系統(tǒng)代替氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的氧槍系統(tǒng)。由于吹煉平穩(wěn)、噴濺少、煙塵量少、渣中氧化鐵含量低，因此氧氣底吹轉(zhuǎn)爐的金屬收得率比氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的高1%～2%;采用粉狀造渣料，由于顆粒細(xì)、比表面大，增大了反應(yīng)界面，因此成渣快，有利于脫硫和脫磷。此法特別適用于吹煉中磷生鐵，因此在西歐用得廣。
04 連續(xù)煉鋼
不分爐次地將原料(鐵水、廢鋼)從爐子一端不斷地加入，將成品(鋼水)從爐子的另一端不斷地流出的煉鋼方法。連續(xù)煉鋼工藝的設(shè)想早在19世紀(jì)就已出現(xiàn)。由于這種工藝具有設(shè)備小、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單而且穩(wěn)定等潛在優(yōu)越性，幾十年來(lái)許多國(guó)家都作了各種各樣方法的大量試驗(yàn)，其中主要有槽式法、噴霧法和泡沫法三類(lèi)，但迄今為止都尚未投入工業(yè)化生產(chǎn)。
05 混合煉鋼
用一個(gè)爐子煉鋼、另一個(gè)電爐煉還原渣或還原渣與合金，然后在一定的高度下進(jìn)行沖混的煉鋼方法。用此法處理平爐、轉(zhuǎn)爐及電爐所煉鋼水，可提高鋼的質(zhì)量。沖混可增加渣、鋼間的接觸面積，加速化學(xué)反應(yīng)以及脫氧、脫硫，并有吸附和聚合氣體及夾雜物的作用，從而提高鋼的純結(jié)度和質(zhì)量。
06 復(fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼
在頂吹和底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的基礎(chǔ)上，綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)并克服兩者的缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的新煉鋼方法，即在原有頂吹轉(zhuǎn)爐底部吹入不同氣體，以改善熔池?cái)嚢�。目前，世界上大多�?shù)國(guó)家用這種煉鋼法，并發(fā)展了多種類(lèi)型的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，常見(jiàn)的如英國(guó)鋼公司開(kāi)發(fā)的以空氣+N2或Ar2作底吹氣體、以N2作冷卻氣體的熔池?cái)嚢鑿?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法—BSC—BAP法，德國(guó)克勒克納—馬克斯冶金廠開(kāi)發(fā)的用天然保護(hù)底槍、從底部向熔池分別噴入煤和氧的KMS法、日本川崎鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的將占總氧量30%的氧氣混合石灰粉一道從爐底吹入熔池的K—BOP法以及新日本鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的將占總氧量10%~20%的氧氣從底部吹入，并用丙烷或天然氣冷卻爐底噴嘴的LD—OB法等。
07 頂吹氧氣平爐煉鋼
從50年代中期開(kāi)始，在平爐生產(chǎn)中采用1～5支水冷氧槍由爐頂插入熔煉室，直接向熔池吹氧的煉鋼方法。該法改善了熔池反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，使碳氧反應(yīng)的熱效應(yīng)由原來(lái)的吸熱變?yōu)榉艧�，并改善了熱工條件;生產(chǎn)率大幅度地得到提高。
08 電弧爐煉鋼
利用電弧熱效應(yīng)熔煉金屬和其他物料的一種煉鋼方法。煉鋼用三相交流電弧爐是常見(jiàn)的直接加熱電弧爐。煉鋼過(guò)程中，由于爐內(nèi)無(wú)可燃?xì)怏w，可根據(jù)工藝要求，形成氧化性或還原性氣氛和條件，故可以用于冶煉高質(zhì)量非合金鋼和合金鋼。
按電爐每噸爐容量的大小，可將電弧爐分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼向高功率、超高功率發(fā)展的目的是為了縮短冶煉時(shí)間、降低電耗、提高生產(chǎn)率、降低成本。隨著高功率和超高功率電爐的出現(xiàn)，電弧爐已成為熔化器，一切精煉工藝都在精煉裝置內(nèi)進(jìn)行。近十年來(lái)直流電弧爐由于電極消耗低、電壓波動(dòng)小和噪音小而得到迅速發(fā)展，可用于冶煉高質(zhì)量鋼和鐵合金。
09 STB法
原文為SumitomoTopandBottomblowingprocess，由日本住友金屬公司開(kāi)發(fā)的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。該法綜合了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法和氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法兩者的優(yōu)點(diǎn)。用于吹煉低碳鋼，脫磷效果好且成本下降顯著。所用的底吹氣體為O2、CO2、N2等。在STB法基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了從頂部噴吹粉末的STB—P法，進(jìn)一步改善了高碳鋼的脫磷條件，并用于精煉不銹鋼。
10 RH法
又稱(chēng)循環(huán)法真空處理。由德國(guó)Ruhrstahl/Heraeus二公司共同開(kāi)發(fā)。真空室下方裝有兩個(gè)導(dǎo)管，插入鋼水，抽真空后鋼水上升至一定高度，再在上升管吹入惰性氣體Ar、Ar上升帶動(dòng)鋼液進(jìn)入真空室接受真空處理，隨后經(jīng)另一導(dǎo)管流回鋼包。真空室上裝有加合金的加料系統(tǒng)。此法已成為大容量鋼包(>80t)的鋼水主要真空處理方法。
11 RH—OB
RH吹氧法。是在真空循環(huán)脫氣(RH)法中加上吹氧操作(OxygenBlowing)來(lái)升溫。用于精煉不銹鋼，是利用減壓下可優(yōu)先進(jìn)行脫碳反應(yīng);用于精煉普通鋼則可減輕轉(zhuǎn)爐負(fù)荷。也可采用加鋁升溫。
12 OBM—S法
原文為OxygenBottomMaxhutte—Scarp，由德國(guó)Maxhutte-Klockner廠發(fā)明的以天然氣或丙烷作底吹氧槍冷卻介質(zhì)的氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。OBM—S是在OBM氧氣底吹轉(zhuǎn)爐的爐帽上安裝側(cè)吹氧槍?zhuān)撞垦鯓尨得簹�、天然氣預(yù)熱廢鋼，從而達(dá)到增加廢鋼比的目的。
13 NK—CB法
原文為NKKCombinedBlowingSystem，由日本鋼管公司于1973年建立的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，即在頂吹的同時(shí)，從爐底吹入少量氣體(Ar，CO2，N2)，以加強(qiáng)鋼渣的攪拌，并控制鋼水中的CO分壓。該法采用多孔磚噴嘴，用于煉低碳鋼可降低成本;用于煉高碳鋼則有利于脫磷。該法應(yīng)與鐵水預(yù)處理工藝結(jié)合起來(lái)。
14 MVOD
在VAD法的設(shè)備上增設(shè)水冷氧槍?zhuān)怪谡婵障驴纱笛趺撎嫉姆椒�，由于真空下脫碳為放熱反�?yīng)，可省去VAD法的真空加熱措施。操作過(guò)程與VOD法相同。
15 LF法
原文為L(zhǎng)adleFurnace，是1971年日本特殊鋼公司(大同鋼特殊鋼公司)開(kāi)發(fā)的鋼包爐精煉法。其設(shè)備和工藝由氬氣攪拌、埋弧加熱和合金加料系統(tǒng)組合而成。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是：能準(zhǔn)確地控制鋼水化學(xué)成分和溫度;降低夾雜物含量;合金元素收得率高。LF爐已成為煉鋼爐與連鑄機(jī)之間不可缺少的一種爐外精煉設(shè)備。
16 LD煉鋼法
1952年奧鋼聯(lián)林茨(Linz)廠與奧地利阿爾卑斯礦冶公司多納維茨(Donawitz)廠早在工業(yè)上開(kāi)發(fā)成功的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，并以該兩廠的個(gè)字母而命名。該法問(wèn)世后在全世界范圍迅速得到推廣。美國(guó)稱(chēng)此法為BOF或BOP法，即BasicOxygenFurnace或Process的簡(jiǎn)稱(chēng)。詳見(jiàn)氧氣頂吹,轉(zhuǎn)爐。
17 LD—OTB法
原文為L(zhǎng)D—OxgyenTopanBottomProcess，由日本神戶(hù)制鋼公司加古川廠開(kāi)發(fā)的頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。其特點(diǎn)是使用了專(zhuān)門(mén)的底吹單環(huán)縫形噴嘴(SA噴嘴)，因而底吹氣體能控制在很寬的范圍內(nèi)。底部吹入惰性氣體。
18 LD—HC法
原文為L(zhǎng)D—HainautSaubreCRM，系比利時(shí)開(kāi)發(fā)的用于吹煉高磷鐵水的頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法，即LD+底吹氧，用碳?xì)浠衔锉Ｗo(hù)噴嘴。
19 LD-AC法
原文為L(zhǎng)D-Arbed-CentreNational，法國(guó)鋼鐵研究所開(kāi)發(fā)的頂吹氧氣噴石灰粉煉鋼法，用于吹煉高磷鐵水。
20 KS法
原文KlocknerSteelmaking，系采用100%固體料操作的底部噴煤粉氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。底吹氧比率為60%～100%。
21 K—ES法
將底吹氣體技術(shù)、二次燃燒技術(shù)和噴煤粉技術(shù)結(jié)合起來(lái)的電弧爐煉鋼法，它是由日本東京煉鋼公司和德國(guó)Kiokner公司共同開(kāi)發(fā)的技術(shù)，可以以煤代電。
22 FINKL—VAD法
電弧加熱鋼包脫氣法或稱(chēng)真空電弧脫氣法。其特點(diǎn)是在真空室的蓋上增設(shè)有電弧加熱裝置，并在真空下用氬氣攪拌。該法的脫氣效果穩(wěn)定，而且能脫硫、脫碳和加入大量合金。設(shè)備主要由真空室、電弧加熱系統(tǒng)、合金加料裝置、抽真空系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)組成。
23 DH法
德國(guó)DortmundHorder聯(lián)合冶金公司開(kāi)發(fā)的一種真空處理裝置。內(nèi)襯耐火材料的真空室，下部裝上有耐火襯的導(dǎo)管插入鋼包，真空室或鋼包周期性地放下與提升，使一部分鋼水進(jìn)入真空室，處理后返回鋼包。上部有加合金料裝置和真空加熱保溫裝置。目前已不再建造這種設(shè)備。
24 CLU法
一種不銹鋼的精煉方法。其原理與AOD法相同，物點(diǎn)是采用水蒸氣代替氬氣。該方法是法國(guó)Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研制成功的，并于1973年正式投入生產(chǎn)。水蒸氣與鋼液接觸后分解為H2和O2;H2使CO分壓降低。同時(shí)，該分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因而可抑制鋼液溫度上升。但鉻的氧化燒損比AOD法的嚴(yán)重。
25 CAS法
原文為Compositionadjustmentbysealedargonbubbling，是在氬氣密封下進(jìn)行合金成分微調(diào)的爐外精煉方法。該法由鋼包底部吹氬，將渣排開(kāi)后，下降浸漬罩，繼續(xù)吹氬，然后加合金微調(diào)成分。其優(yōu)點(diǎn)是可準(zhǔn)確控制成分，且合金收得率高。
26 CAS—OB法
原文為Compositonadjustmentbysealedargonbubblingwithoxygenblowing，是在CAS設(shè)備上增設(shè)吹氧槍的爐外精煉方法。降可微調(diào)合金成分外，它還可加鋁并吹氧升溫(化學(xué)熱法)，升溫速度為5～13℃/分。這種方法可使鋼水溫度準(zhǔn)確地控制在±3℃，從而有利于配合連鑄生產(chǎn)。
27 ASEA-SKF法
瑞典開(kāi)發(fā)的一種鋼包精煉法。它采用低頻電磁攪拌，在常壓下進(jìn)行電弧加熱，在鋼包中造渣精煉，在另一工位真空除氣，并設(shè)有氧槍?zhuān)稍跍p壓下吹氧脫碳。為了提高精煉效果，它還可在鋼包底部通過(guò)多孔磚吹氬攪拌，并能加入合金調(diào)整鋼液成分。
28 AOD法
氬氧脫碳法和簡(jiǎn)稱(chēng)，原文為Argon-OxygenDecarburisation，是冶煉低碳不銹鋼的主要精煉法。1964年由美國(guó)碳化物公司研制成功，1968年用于實(shí)際生產(chǎn)。其冶金原理是用Ar稀釋CO，使其分壓降低，達(dá)到真空的效果，從而使碳脫到很低的水平。AOD爐體和傳動(dòng)裝置與轉(zhuǎn)爐相類(lèi)似，風(fēng)眼安放在接近爐底的側(cè)壁上，向爐內(nèi)吹入的是Ar+O2混合氣體，原料為初煉爐熔化的鋼水。吹煉過(guò)程分為氧化期、還原期、精煉期。它已成為不銹鋼的主要生產(chǎn)工藝。
以上為小編匯總的常用的煉鋼方法。
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