headbanner

Acélgyártás alapismeretei

Az acélgyártás a vasgyártással kezdődik. Az acél nyersvasból származik. A vasércből olvasztott nyersvas magas széntartalmú és sok szennyeződést tartalmaz (például szilícium, mangán, foszfor, kén stb.). Ezért a nyersvas nem rendelkezik plaszticitással és szívóssággal, és gyenge mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Nem lehet nyomás alatt feldolgozni, kivéve az olvasztást és az öntést, ami korlátozza használatát.
A nyersvas ezen hiányosságainak kiküszöbölése és az iparban való nagyobb szerepvállalása érdekében szükség van különböző forrásokból származó oxigén felhasználására magas hőmérsékleten, hogy bizonyos mértékben eltávolítsák a nyersvas szennyeződéseit bizonyos összetétel és bizonyos A vas-szén ötvözött acél természete. Ezt a módszert a nyersvasból származó szennyeződések magas hőmérsékleten történő oxidációval történő eltávolítására acélgyártásnak nevezik.

Az acélgyártás alapelvei
A nyersvas különböző szennyeződései nagyobb mértékben kötődnek az oxigénhez különböző mértékben magas hőmérsékletű környezetben. Ezért oxidációval folyékony, szilárd vagy gáznemű oxidokká alakíthatók. A folyékony és szilárd oxidok magas hőmérsékleten reagálnak a kemence bélésével és a kemencéhez hozzáadott fluxussal, salakot képeznek, és a salakolás során eltávolítják a kemencéből. A gázt a CO is kiveszi a kemencéből, amikor az olvadt acél forr.
Az acélgyártó kemencében a szennyeződések oxidációját elsősorban FeO jelenlétében érik el.
2Fe + O2 → 2FeO
1. A szilícium oxidációja
A Si nagyobb affinitással rendelkezik az oxigénnel, ezért a szilícium oxidációja nagyon gyors. Az olvasztás korai szakaszában teljesen oxidálódott, és SiO2 képződött:
Si+2FeO → SiO2+2Fe
Ugyanakkor a SiO2 reagál FeO -val, és szilikátot képez:
2FeO+SiO2 → 2FeO · SiO2
Ez a fajta só nagyon fontos része a salaknak. A CaO -val kölcsönhatásba lépve stabil 2CaO · SiO2 és FeO vegyületeket hoz létre. Az előbbi szilárdan benne van a salakban, az utóbbi pedig a salak szabad komponensévé válik, ami növeli a salak FeO tartalmát. Előnyösebb a szennyeződések oxidációjának elősegítése. A válasz a következő:
2FeO · SiO2+2CaO → 2CaO · SiO2+2FeO
2. A mangán oxidációja
A mangán szintén könnyen oxidálható elem. Az általa előállított MnO olvadáspontja magasabb. Az MnO nem oldódik az olvadt fémben, hanem SiO2 -val vegyületet képez, amely a folyékony fém felületén lebeg, és a salak részévé válik.
Mn+FeO → MnO+Fe
2MnO+SiO2 → 2MnO · SiO2
A szilícium és a mangán oxidációs reakciója sok hőt szabadít fel, ami gyorsan növelheti a kemence hőmérsékletét (ez különösen fontos az átalakító acélgyártásnál), és nagyban felgyorsítja a szén -oxidációs folyamatot.
3. A szén elem oxidációja
A szén oxidációjának nagy mennyiségű hőenergiát kell elnyelnie, ezért magasabb hőmérsékleten kell elvégezni. A szén oxidációja nagyon fontos reakció az acélgyártás folyamatában:
C+FeO → CO+Fe
Mivel a szén oxidációja során CO -gáz keletkezik, erős keverésként hat, amikor a folyékony fémből kiszökik. Ezt a hatást "forralásnak" nevezik. A forralás eredménye elősegítheti az olvadt medence összetételének és hőmérsékletének egyenletességét, felgyorsíthatja a fém és a salak határfelület közötti reakciót, és segíthet eltávolítani a gázokat és a zárványokat az acélból.
4. A foszfor elem oxidációja
A foszfor oxidációja nem túl magas hőmérsékleten is előfordulhat. A foszforizációs folyamat több reakció kombinációjából áll. A reakciók a következők:
2P+5FeO → P2O5+5Fe
P2O5+3FeO → 3FeO · P2O5
Ha elegendő CaO van a lúgos salakban, akkor a következő reakciók lépnek fel:
3FeO · P2O5+4CaO → 4CaO · P2O5+3FeO
Az előállított 4CaO · P2O5 stabil vegyület, amelyet szilárdan tartanak a salakban, így elérve a foszforizálás célját.
Meg kell jegyezni, hogy az olvadt acél dezoxidációs folyamata során dezoxidálószereket, például ferroszilicont és ferromangánt kell hozzáadni. Ezért a dezoxidálás után a salak gyakran savas, a 3FeO · P2O5 megsemmisül, és a P2O5 csökken belőle, és a P2O5 instabil. Oxid, könnyen redukálható szénnel magas hőmérsékleten, ami foszfor visszanyerését eredményezi. Ez is azt mutatja, hogy a savas kemencében nagyon nehéz eltávolítani a foszfort. Ennek a jelenségnek a megelőzése érdekében megfelelően növelni kell a salak lúgosságát és mennyiségét, valamint javítani kell a salak oxidációját.
5. A kén oxidációja
A kén FeS formájában létezik. Ha elegendő CaO van a salakban, a kén is eltávolítható. A reakció a következő:
FeS+CaO → CaS+FeO
A keletkező CaS nem oldódik olvadt acélban, hanem salakot képez az olvadt acél felületén.
A fenti reakció egy reverzibilis reakció, amelyet FeO -t tartalmazó salakban hajtanak végre. Amikor a FeO kölcsönhatásba lép a CaS -szal, a kén visszatér az olvadt acélba, így a kéntelenítés hatékonysága növekszik, ahogy a salak FeO tartalma csökken.
Ha a salak elegendő szenet tartalmaz, a reakció más:
CaO+FeS+C → CaS+Fe+CO
Mivel a szén megfosztja FeO -t az oxigéntől, elveszíti annak lehetőségét, hogy a CaS kölcsönhatásba lépjen a FeO -val, így a reakció nem folytatódhat fordított irányban. Ezért az elektromos kemencés acélgyártás kéntelenítése teljesebb, mint a másik két módszer.
A kéntelenítés folyamatában a mangán szintén szerepet játszik a kéntelenítés elősegítésében. A folyamat a következő:
FeS+MnO → MnS+FeO
A keletkező MnS szinte oldhatatlan az olvadt acélban, és belép a salakba. Ezért a kéntelenítés hatása a mangán oxidációjával fokozódik.
6. FeO oxigénmentesítése
A fenti oxidációs reakciósorozat után, bár a szennyeződéseket oxidálják az eltávolítás céljának elérése érdekében, de az oxidációs eredmények miatt is, az olvadt acél több FeO -t tartalmaz, azaz nagy mennyiségű oxigén van az olvadékban acél, amely az acélszalagot adja Ez nagy veszélyt jelent. Egyrészt az acélban sok buborék van; másrészt ez azt is eredményezi, hogy az acél forró és hideg törékennyé válik, és a veszély nő a széntartalom növekedésével.
Ezért az acélgyártási folyamat végén meg kell próbálnunk nagy mennyiségű oxigént eltávolítani az olvadt acélból. A leggyakrabban használt módszer az, hogy az olvadt acélhoz adunk néhány dezoxidátort, például ferromangánt, ferroszilíciumot, alumíniumot stb. Erősen vonják ki az oxigént a FeO -ból a dezoxidáció céljának elérése érdekében. A reakció a következő:
FeO+Mn → MnO+Fe
2FeO+Si → SiO2+2Fe
3FeO+2Al → Al2O3+3Fe
7. A salak szerepe
Az egész acélgyártási folyamat két folyamatból áll: oxidációból és redukcióból. A szén, a szilícium, a mangán és a foszfor oxidációját általában az oxidációs időszak reakciójának, a kénmentesítést és a dezoxidációt a redukciós periódus reakciójának nevezik. A fenti reakcióképletekből látható, hogy a fémben lévő szennyeződések eltávolítása érdekében sok tényezőt kell figyelembe venni, de a legfontosabb tényező a salak és a salak eltávolítása.
A salaknak a következő fontos szerepe van az acélgyártási folyamatban:
A salaknak biztosítania kell, hogy az acélgyártási folyamat bizonyos reakcióirányban haladjon (oxidáció vagy redukció).
A salaknak biztosítania kell a káros szennyeződések (foszfor és kén) maximális eltávolítását a fémből, és meg kell akadályoznia a kemencében lévő gáz (nitrogén és hidrogén) bejutását a fémbe.
A salaknak biztosítania kell a vas és egyéb értékes elemek minimális veszteségét működés közben.

Az acélgyártás alapvető módszere
OnConverter acélgyártás
Az átalakító acélgyártási módszer olyan acélgyártási módszer, amely levegőt vagy oxigént használ fel az olvadt vas elemeinek a megadott határértékig történő oxidálásához, alulfúvással, oldalfúvással és felülfúvással, hogy minősített összetételű acélt kapjon.

w1

② Elektromos kemencés acélgyártás
Az elektromos kemence elektromos energiát használ fel, hogy hővé alakuljon át acél előállításához. Két általánosan használt elektromos kemence létezik: elektromos ívkemence és indukciós elektromos kemence. Az elektromos ívkemencék a legelterjedtebbek, és alkalmasak kiváló minőségű acél és ötvözött acél olvasztására; Az indukciós kemencéket kiváló minőségű ötvözött acélok és színesfém ötvözetek olvasztására használják.

w2

Nyissa meg a kandalló acélgyártását
Az ipar fejlődésével nagy mennyiségű acélhulladék halmozódott fel a fémfeldolgozó iparban. Abban az időben nem lehetett átalakítóval acélba fújni, ezért az acélgyártók olyan acélgyártási módszert kerestek, amely acélhulladékot használt alapanyagként. 1864-ben a francia Martin feltalálta a nyitott tűzhelyű acélgyártási módszert.

w3

Az oxigénfúvós átalakító acélgyártási módszer gyors fejlődése fokozatosan felváltotta a nyílt tűzhelyű acélgyártási módszert. A tudomány és a technológia fejlődésével néhány új acélgyártási módszer továbbra is megjelenik, például az olvadt acél vákuumkezelése, az elektromos salakos kemenceolvasztás és a vákuumindukciós elektromos kemenceolvasztás, amelyeket egyre többször alkalmaznak.


Feladás ideje: 2021. aug