炼钢方法及炼钢工艺简介

1.炼钢的实质

炼钢的实质是，减少生铁中碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素的含量。而减少杂质元素含量的方法就是在熔化的生铁中利用氧气或氧化剂，使这些杂质氧化成气体或炉渣并加以去除。因此，钢比铁的杂质少，而且力学性能也较高。

注意，炼钢与炼铁不同，炼铁是还原过程，而炼钢则是氧化过程。

2.炼钢的原理(www.xing528.com)

炼钢的主要反应原理，也是利用氧化还原反应，高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成为气体或炉渣除去。因此，炼钢和炼铁虽然都是利用氧化还原反应，但是炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石里还原出来，而炼钢主要是用氧化剂把生铁里过多的碳和其他杂质氧化而除去。炼钢时常用的氧化剂是空气、纯氧气或氧化铁。

目前，炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。在这里，只简单介绍较广泛采用的氧气顶吹转炉炼钢法的工作原理。

氧气顶吹转炉炼钢时，应按照配料要求，先把废钢等装入转炉内，然后注入刚出高炉的高温铁液，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入转炉内，吹入氧气（是指纯度大于99%的高压氧气流）。氧气直接跟高温的铁液发生氧化反应，使部分铁变成氧化亚铁，并放出大量的热。之后，生成的氧化亚铁再把铁液里的硅、锰、碳等依次氧化，如：生成的一氧化碳气体，能从铁液里直接排出；生成的二氧化硅和氧化锰以及生铁里的硫、磷与造渣材料（如生石灰）相互作用成为炉渣排出。用纯氧代替空气可以克服由于空气里氮气的影响而使钢质变脆以及氮气排出时带走热量的缺点。当钢液的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉倾斜，钢液从出钢口注入钢液包里，同时加入脱氧剂进行脱氧（除去过量的氧化亚铁）并调节成分。通常用硅铁、锰铁或金属铝等使钢脱氧，例如：生成的二氧化硅大部分形成炉渣而除去，部分硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢液合格后，可以浇注成钢铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；得到的一氧化碳可以用作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以生产水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣也可以用作钢渣水泥，而含磷量较高的炉渣可以加工成磷肥。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但是，在冶炼过程中都采用氧化性气体，去硫效率差，而且昂贵的合金元素也易被氧化，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。