煉鋼工藝講座

氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝萊鋼型鋼煉鋼廠杜金科氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝1煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識2煉鋼用原材料3鐵水預(yù)處理工藝4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝5精煉生產(chǎn)工藝6連鑄生產(chǎn)工藝7影響鋼性能因素分析煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.1煉鋼的發(fā)展在公元前1400~1500年人類使用的是隕鐵,后來人們用木炭還原鐵礦石制得熟鐵。1740年出現(xiàn)了一種可以冶煉液體鋼的方法----坩堝法，但是該方法不能去除鋼中的有害雜質(zhì)。1855年，亨利.貝塞麥發(fā)明了酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，第一次解決了用鐵水直接煉得液態(tài)鋼的問題，使煉鋼生產(chǎn)的質(zhì)量、產(chǎn)量提高了一大步。1878年英國人托馬斯發(fā)明了堿性爐襯的底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，并采用石灰造堿性渣解決了鐵水的脫磷問題，但由于采用空氣吹煉，鋼材易產(chǎn)生實效硬化現(xiàn)象。1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識上世紀(jì)四十年代大型空氣分離機(jī)問世，開始提供大量廉價的氧氣，隨即產(chǎn)生了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。1952年在奧地利林茨和多納維茨城先后建成了30噸的轉(zhuǎn)爐車間并投入生產(chǎn)，所以這一方法也稱LD法，在美國稱BOF法。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉周期短，熱效率高，投資少，成本低，質(zhì)量好，所以氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐自從其誕生后就得到了迅速的發(fā)展，已取代平爐，與電爐煉鋼成為當(dāng)今世界上鋼鐵生產(chǎn)的兩種主要形式。我國很早就掌握了煉鐵的冶煉技術(shù)，東漢時就出現(xiàn)了冶煉和鍛造技術(shù)，南北朝時期就掌握了灌鋼法，曾在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。但舊中國鋼鐵工業(yè)非常落后，產(chǎn)量很低，從1890年建設(shè)的漢陽鋼鐵廠至1948年的半個世紀(jì)中，鋼產(chǎn)量累計到200萬噸，1949年只有15.8萬噸。新中國成立后，特別是改革開放以來，我國的鋼鐵事業(yè)得到迅速發(fā)展，1980年鋼產(chǎn)量達(dá)到3712萬噸，1990年達(dá)到6500萬噸，1996年首次突破1億噸大關(guān)，成為世界第一產(chǎn)鋼大國，2003年產(chǎn)量達(dá)到2.2億噸，占世界產(chǎn)量的1/4。2007年達(dá)到4.9億噸。1.2煉鋼整體工藝流程

鐵水預(yù)處理

轉(zhuǎn)爐

LF爐

RH爐

連鑄1.3我廠主要生產(chǎn)設(shè)備簡介

1.3.1脫硫及混鐵爐：

萊鋼銀山型鋼煉鋼廠脫硫工序目前有3個噴吹位，均為單噴鎂方式，鎂消耗約0.53kg/t鐵。脫硫工序任務(wù)主要是針對高爐鐵水硫0.020%以上的進(jìn)行脫硫，同時對入廠鐵水進(jìn)行扒渣處理。目前有1座900噸混鐵爐，設(shè)計年處理能力315萬噸，當(dāng)前使用頻率較低，年處理能力約150萬噸。

1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.3.2

轉(zhuǎn)爐工序

萊鋼銀山型鋼煉鋼廠現(xiàn)有公稱容量120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐3座，年設(shè)計能力330萬噸，目前平均出鋼量約135噸，平均冶煉周期約30-35分鐘，平均每爐吹煉時間約15~17分鐘，轉(zhuǎn)爐除塵采用干法除塵。1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.3.3精煉：LF及RH萊鋼銀山型鋼煉鋼廠目前有130噸LF鋼包精煉爐3座，正常鋼水處理周期約30分鐘/爐，可以去除夾雜物、有害氣體元素，對鋼水碳、硅、錳、硫進(jìn)行調(diào)整，確保鋼水成分在要求范圍內(nèi)，均勻成分及溫度，為三臺連鑄鋼水質(zhì)量提供有力保證。RH工序萊鋼銀山型鋼煉鋼廠RH精煉爐為2006年新上設(shè)備，投產(chǎn)于2006年12月31日,

RH精煉爐主要用來真空脫氣、深脫碳,進(jìn)行新鋼種的開發(fā),目前我廠利用RH精煉爐已成功開發(fā)了SPHCSPHD、X65管線鋼等新品種鋼1.3.4連鑄工序

萊鋼銀山型鋼煉鋼廠現(xiàn)有三臺連鑄機(jī)，其中1#連鑄機(jī)為異型坯連鑄機(jī)，規(guī)格為全弧型三機(jī)三流連鑄機(jī)，年產(chǎn)量計劃為120萬噸。2號連鑄機(jī)為二機(jī)二流板坯連鑄機(jī)，年產(chǎn)量計劃為210萬噸。3號連鑄機(jī)為一機(jī)一流板坯連鑄機(jī)，年產(chǎn)量為100萬噸。

1#連鑄機(jī)1、機(jī)型：全弧型三機(jī)三流異型坯連鑄機(jī)2、鑄坯規(guī)格：

BB1555×440×90

BB2750×370×90

BB31024×390×90目前生產(chǎn)鋼種包括Q235B、SS400、55C、345B等鋼種。近期我們按照歐標(biāo)、日標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)了一批鋼坯，質(zhì)量達(dá)到客戶要求,通過采用奧鋼聯(lián)的先進(jìn)技術(shù)與萊鋼多年的連鑄生產(chǎn)實踐有效的進(jìn)行結(jié)合，投產(chǎn)至今運(yùn)行狀況十分良好，根據(jù)奧鋼聯(lián)專家和阿賽洛專家的判斷，產(chǎn)量及質(zhì)量指標(biāo)在全世界異形坯連鑄機(jī)中居于領(lǐng)先水平。2＃連鑄機(jī)1、機(jī)型：兩機(jī)兩流直弧形多點彎曲多點矯直板坯連鑄機(jī)2、鑄坯規(guī)格：厚度175mm

寬度

750～1400mm

3、拉坯速度為：1.2—1.4m/分鐘。鋼包容量135t，單包澆注時間為30分鐘。中間包形狀為Ｔ形，干式料工作襯，容量40t。單中間包壽命20～36小時，平均連澆爐數(shù)100爐/澆次。結(jié)晶器為平行直板組合式結(jié)晶器，倒錐度窄面0.67%/m，寬面1.10%/m。比水量0.8～1.0L/kg，通鋼量50000～80000t。3＃連鑄機(jī)1、機(jī)型：直結(jié)晶器連續(xù)彎曲連續(xù)矯直直弧形板坯連鑄機(jī)2、鑄坯規(guī)格：厚度:160～250mm寬度:1500～2100mm

拉坯速度分別為：200mm厚度的，1.3m/min；250mm厚度的，1.1m/min。鋼包容量135t，大包回轉(zhuǎn)臺為蝶型，可升降。2006年4月，新增了160mm的斷面。4#機(jī)：

1、機(jī)型：單機(jī)單流多點彎曲多點矯直直弧形板坯連鑄機(jī)2、鑄坯規(guī)格：厚度:200、250、300mm寬度:1500～2500mm1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.4煉鋼產(chǎn)品1.4.1主產(chǎn)品通常情況下，煉鋼廠的主要產(chǎn)品是鋼錠、鋼坯。在實現(xiàn)全連鑄的煉鋼廠內(nèi)，其主要產(chǎn)品是連鑄坯。1.4.2副產(chǎn)品煉鋼廠的副產(chǎn)品主要有：鋼渣、除塵污泥、氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽、熱水等。1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.5相關(guān)名詞簡介1.5.1生鐵：含碳量2.0%以上的鐵碳合金。除碳外，還含有硅、錳、和少量磷、硫有時并含有其它元素。根據(jù)成份與用途不同，生鐵可分為三類，即煉鋼生鐵、鑄造生鐵、和用作脫氧劑和合金加入劑的鐵合金。1.5.2鋼：含碳量2.0%以下的鐵碳合金。1.5.3煉鋼：為滿足標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件規(guī)定或用戶需要，在特定的冶金工藝條件下對鐵水、廢鋼等原材料進(jìn)行冶煉加工的工藝過程。1.5.4連鑄：連鑄是指高溫鋼水連續(xù)不斷地通過一整套具有強(qiáng)制水冷的機(jī)械設(shè)備，澆鑄成一定斷面規(guī)格并剪切成一定長度的鑄坯，這種使高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯的生產(chǎn)工藝，就是連續(xù)鑄鋼。1、煉鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識1.5.5鐵水預(yù)處理鐵水在進(jìn)入煉鋼爐之前，為除去某種有害成份，如硫、磷、硅或回收某種有益成份，如釩、鈮等有用成份的處理過程稱為鐵水預(yù)處理。1.5.6爐外精煉爐外精煉是把轉(zhuǎn)爐初煉過的鋼液移到另一容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，它把轉(zhuǎn)爐內(nèi)的精煉或部分精煉任務(wù)轉(zhuǎn)移到爐外進(jìn)行，以使鋼的精煉條件更優(yōu)越，技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件更優(yōu)越。煉鋼原材料2煉鋼用原材料煉鋼用原材料主要包括：金屬料、造渣料、冷卻劑、鐵合金、其它輔助材料等。2.1金屬料金屬料是煉鋼的基本原料，包括鐵水、廢鋼等。2.1.1鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料，占裝入量的70%以上，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐是依靠鐵水的化學(xué)熱和物理熱來煉鋼的。2煉鋼用原材料2.1.2廢鋼廢鋼是煉鋼用金屬料，也作為煉鋼用冷卻劑，一般占總裝入量的10~30%。廢鋼的主要來源是本廠返回廢鋼和外購廢鋼，對入爐廢鋼的要求：廢鋼塊度不能過大，應(yīng)小于爐口直徑的1/2，否則裝爐困難；單重不能太重，否則在整個冶煉期間不能完全熔化。2.2造渣料煉鋼用造渣料包括石灰、輕燒白云石、螢石等。2煉鋼用原材料2.2.1石灰石灰是煉鋼的主要造渣材料，由石灰石燒制而成，其主要成分是CaO，是脫硫、脫磷、提高鋼液純凈度和減少熱損失不可缺少的材料。2.2.2輕燒白云石輕燒白云石也是煉鋼的造渣材料,輕燒白云石代替部分石灰造渣，主要作用是提高渣中MgO含量，減少爐渣對爐襯的侵蝕。2.2.3螢石螢石的主要作用是促進(jìn)化渣。主要成分是CaF2，并含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等，它的熔點約1203K。螢石加入轉(zhuǎn)爐后，在高溫下即爆裂成碎塊并迅速熔化。2煉鋼用原材料2.3冷卻劑轉(zhuǎn)爐煉鋼用冷卻劑主要包括廢鋼、礦石等。2.3.1廢鋼廢鋼作冷卻劑的優(yōu)點是夾雜少，可減少渣量。因而對冶煉過程影響小，噴濺少，冷卻效果穩(wěn)定，便于控制熔池溫度。2.3.2礦石礦石的主要成分是Fe2O3或Fe3O4。鐵礦石在熔化或還原時要吸收大量的熱，所以能夠起到調(diào)節(jié)熔池溫度的作用。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐對礦石的要求是含鐵量要高，SiO2和S含量要低，塊度要適中，并且要干燥、清潔。2煉鋼用原材料礦石成分要求：Fe≥50%，SiO2≤10%，S≤0.20%；塊度為10~50mm2.4鐵合金轉(zhuǎn)爐冶煉終點須根據(jù)計劃鋼中配加合金，煉鋼用鐵合金主要包括硅錳合金、硅鐵合金、稀土合金、釩鐵、釩氮合金等。2.5其它輔助材料轉(zhuǎn)爐煉鋼需要的其它輔助材料包括氧氣、氮?dú)狻⒃鎏紕?、脫氧劑、擋渣塞、擋渣器等。鐵水預(yù)處理工藝3鐵水預(yù)處理工藝鐵水預(yù)處理

鐵水預(yù)脫硫是指鐵水進(jìn)入煉鋼爐前的脫硫處理,它是預(yù)處理中最先發(fā)展成熟的工藝。工藝流程工藝流程：鐵水罐對位——取樣測量——扒渣——對位——噴吹——扒渣——取樣——鐵水罐出站

鎂脫硫技術(shù):由于金屬鎂與硫具有極強(qiáng)的親和力,因此,鎂可將鐵水中的硫通過化學(xué)反應(yīng)降至極低,同時脫硫成本也進(jìn)一步降低,在所有鎂系脫硫技術(shù)中,烏克蘭單吹顆粒鎂脫硫技術(shù)是最為突出的一例,該工藝的特點:脫硫率高,可將鐵水中的硫含量脫除至極低水平,最低0.002%;脫硫能力強(qiáng),對原料(鐵水硫含量)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性;脫硫劑單耗低,處理時間短;鐵損和溫降低,產(chǎn)生的渣量少,綜合成本低;對環(huán)境污染小;易于進(jìn)行過程控制.

萊鋼煉鋼廠現(xiàn)三區(qū)均采用純鎂粒噴吹脫硫。新區(qū)、新二區(qū)均采用烏克蘭技術(shù),由北京鋼鐵研究院設(shè)計,老區(qū)2005年采用的是石灰基噴吹脫硫工藝,于2005年11月將原噴吹罐全部改造為純鎂粒噴吹。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝轉(zhuǎn)爐工藝流程圖生鐵塊廢鋼鐵水冷卻料造渣料氧氣、氮?dú)鉃R渣料渣罐底吹氬氣底吹氮?dú)庹羝厥彰簹饣厥彰撗鮿?、鐵合金

轉(zhuǎn)爐鋼包4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝

煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分?？梢詺w納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度）。采用的主要技術(shù)手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作?，F(xiàn)在用一爐鋼的吹煉過程來簡要概括轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。4.1兌鐵、加廢鋼濺渣完畢搖爐倒渣，將殘渣倒入渣盆內(nèi)，先加廢鋼，每爐廢鋼約24噸（內(nèi)含10噸生鐵塊），兌入鐵水125噸。我廠現(xiàn)行轉(zhuǎn)入量。4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝4.2吹煉一爐鋼的吹煉過程大致分為三個階段。4.2.1吹煉前期兌鐵、加廢鋼完畢，將爐子搖正，氧槍降至爐內(nèi)吹氧，基本吹煉槍位（氧槍噴頭至平靜金屬液面的距離）約1.5m，氧氣工作壓力0.90MPa左右，開氧打著火的同時，向爐內(nèi)加入頭批渣料（一般包括2/3的石灰，全部輕燒白云石，1/2礦石、污泥塊），供氧2分鐘降下活動煙罩，準(zhǔn)備回收煤氣。吹煉前期也稱硅錳氧化期，主要是指金屬料中的硅錳元素在開吹3~4分鐘就被氧化到很低的含量。4.2.2吹煉中期吹煉中期是指硅錳元素氧化完畢，熔池溫度升高，金屬料中的碳和供入熔池中氧發(fā)生碳氧反應(yīng)。在吹煉中期，一助手須根據(jù)溫度上升情況4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝批量加入第二批料。由于入爐原材料質(zhì)量不夠穩(wěn)定，或操作不當(dāng)，時常會發(fā)生噴濺、“返干”現(xiàn)象。所謂噴濺就是指由于氧氣流股對熔池的沖擊，以及脫碳反應(yīng)產(chǎn)生大量CO氣體逸出，造成部分爐渣及金屬液溢出爐外。所謂“返干”就是指在吹煉中期，由于槍位過低或爐溫過高等原因，已經(jīng)融化或部分融化的爐渣出現(xiàn)變粘甚至結(jié)成大塊的現(xiàn)象。4.4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝4.2.3吹煉后期吹煉后期也稱終點控制期，是指硅錳元素氧化完畢，碳大量氧化，進(jìn)入終點控制階段。終點控制的任務(wù)是在拉碳的同時確保磷硫合乎要求；鋼水溫度達(dá)到所煉鋼種要求的范圍；控制好爐渣的氧化性；使鋼液中的含氧量合適等。我廠對成品碳含量超過0.12%鋼種終點控制采用高拉補(bǔ)吹法，所謂高拉補(bǔ)吹法就是指第一次拉碳控制碳含量按照計劃鋼種要求終點碳稍高一些，再次補(bǔ)吹去碳的操作方法。對成品碳低于0.12%的鋼種提倡一次拉碳.4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝4.2.4轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)主要反應(yīng)硅錳氧化反應(yīng)[Si]+2[O]=(SiO2)[Mn]+[O]=(MnO)脫碳反應(yīng)：[c]+2[O]=CO2↑[c]+2[O]=CO↑脫磷反應(yīng)：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]脫磷條件三高一低：高氧化性、高堿度、大渣量、低溫度脫硫反應(yīng)：[S]+(CaO)=(CaS)+[O]脫硫三高一低條件：高溫度、高堿度、大渣量、低氧化性4轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝4.3出鋼轉(zhuǎn)爐出鋼操作要完成脫氧、增碳、合金化等任務(wù)。依據(jù)計劃鋼種要求和當(dāng)爐終點鋼水氧化性、爐渣狀況和出鋼情況等綜合確定鐵合金、增碳劑、脫氧劑加入量。4.4濺渣護(hù)爐出鋼完畢進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作。濺渣技術(shù)是在20世紀(jì)70年代廣泛應(yīng)用過的向爐渣中加入含MgO的造渣劑造粘渣掛渣護(hù)爐技術(shù)基礎(chǔ)上，采用氧槍噴吹高壓氮?dú)?，?-4分鐘內(nèi)將出鋼后留在爐內(nèi)的殘余爐渣噴濺涂敷在轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯整個表面上，生成爐渣保護(hù)層的護(hù)爐技術(shù)。濺到爐壁四周上的爐渣在下一爐的冶煉過程中將代替爐襯原磚接受侵蝕，從而達(dá)到降低耐材消耗，提高爐齡的目的。精煉生產(chǎn)工藝LF爐工藝流程圖鋼水進(jìn)站接氬氣管吹氬氣、測溫加埋弧渣升溫合金微調(diào)升溫造渣喂線取樣、測溫停吹氬加保溫劑鋼水出站5精煉生產(chǎn)工藝我廠現(xiàn)有3座130噸LF精煉爐，以及一套RH設(shè)備。5.1LF精煉爐5.1.1LF精煉爐的定義LF爐是將鋼液在鋼包中進(jìn)行精煉的設(shè)備，其主要功能是在非氧化性氣氛下，通過電弧加熱制造高堿度還原渣，進(jìn)行鋼的脫氧、脫硫、合金化等冶金反應(yīng)，以精煉鋼液。5.1.2LF精煉爐的作用(a)加熱功能：通過電弧加熱鋼液，熔化渣料及合金，保證鋼液溫度。(b)攪拌功能：通過底吹惰性氣體，強(qiáng)化鋼液流動，促進(jìn)精煉作用，均勻鋼液溫度和成份。(c)精煉功能：通過高堿度還原渣實現(xiàn)還原精煉。(d)氣氛控制功能：通過氣密結(jié)構(gòu)設(shè)計，可保證爐內(nèi)無氧化性氣氛。5精煉生產(chǎn)工藝5.2RH真空處理裝置

RH法，即真空循環(huán)脫氣法，由原西德魯爾鋼鐵公司（Ruhrstahl）和海拉斯公司（Heraeus）聯(lián)合研制，是目前廣泛應(yīng)用的一種真空處理法。它具有處理周期短、生產(chǎn)能力大、精煉效果好、容易操作等一系列優(yōu)點，在煉鋼生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。到目前為止，ＲＨ已經(jīng)由原來單一的脫氣設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榘婵彰撎?、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補(bǔ)償、均勻溫度和成分等多功能的爐外精煉設(shè)備。而且隨著技術(shù)的進(jìn)步和精煉功能的擴(kuò)展，在生產(chǎn)超低碳鋼方面表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性，是現(xiàn)代化鋼廠中一種重要的爐外處理裝置。

移動彎管接通A工位吊車將來自轉(zhuǎn)爐的第一爐鋼包吊到A工位鋼包臺車，關(guān)閉主真空閥，啟動真空泵臺車運(yùn)行到A處理工位液壓頂升機(jī)構(gòu)將鋼包頂升到預(yù)定高度打開主真空閥（移動彎管提前接通A工位，真空泵提前啟動）鋼包高度微調(diào)RH處理關(guān)閉主真空閥，真空槽破真空鋼包下降到A臺車來自轉(zhuǎn)爐的第二爐鋼水吊車將鋼包吊到B工位鋼包臺車臺車運(yùn)行到B處理工位液壓頂升機(jī)構(gòu)將鋼包頂升到預(yù)定高度打開主真空閥，啟動真空泵移動彎管接通B工位先行處理成分微調(diào)最終脫氧鋼包高度微調(diào)RH處理先行處理成分微調(diào)最終脫氧關(guān)閉主真空閥，真空槽破真空鋼包下降到B臺車

RH精煉工藝

RH工藝情況鋼包臺車開出到喂絲位（喂絲）、加保溫劑鋼包臺車開出到吊出位鋼包吊出送連鑄鋼包臺車開出到吊出位鋼包吊出送連鑄鋼包臺車開出到喂絲位（喂絲）、加保溫劑

5.2.1RH處理的主要任務(wù)：脫氫

脫碳

調(diào)整溫度

精確的成分微調(diào)

改善鋼的清潔度RH真空脫氣原理

RH處理時，從上升管吹入驅(qū)動氣體（氬氣），使鋼水呈渦流狀態(tài)上升而涌入真空室，當(dāng)驅(qū)動氣體氣泡破裂時使鋼水飛濺成細(xì)小的液滴，使得鋼水的表面積大大增加，而真空狀態(tài)下碳的脫氧能力成倍增強(qiáng)，因而脫氧鋼水或弱脫氧鋼水在真空室中會再次發(fā)生碳氧反應(yīng)生成CO氣體，鋼水表面積的增加更加促進(jìn)了鋼水中的氧與碳的反應(yīng)。同時大氣狀態(tài)下鋼中溶解不易釋放的各種氣體雜質(zhì)則在真空條件下，因本身體積的膨脹不再受鋼水的束縛而釋放出來。從而凈化了鋼水，脫出了鋼水中的氣體雜質(zhì)。連鑄生產(chǎn)工藝連鑄機(jī)工藝流程圖鋼包回轉(zhuǎn)臺中間包結(jié)晶器事故鋼包溢流槽二次冷卻段拉轎機(jī)火焰切割機(jī)切割前輥道出坯輥道輸送輥道翻鋼機(jī)橫向移鋼機(jī)UV翻轉(zhuǎn)冷床輸送輥道裝車紅送或上垛鋼包MoltenSteelinLadleMoldTundish6連鑄生產(chǎn)工藝6.1所謂連鑄就是指高溫鋼水連續(xù)不斷地通過一整套具有強(qiáng)制水冷的機(jī)械設(shè)備，澆鑄成一定斷面規(guī)格并剪切成一定長度的鑄坯，這種使高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯的生產(chǎn)工藝，就是連續(xù)鑄鋼。6.2工藝說明鋼包內(nèi)鋼水經(jīng)滑動水口流入中間包，經(jīng)中間包下水口澆注到結(jié)晶器，鋼液在結(jié)晶器中結(jié)成一定厚度的坯殼并被連續(xù)拉出進(jìn)入二次冷卻區(qū)，鑄坯進(jìn)入二次冷卻區(qū)接受噴水冷卻，由于鑄坯在二次冷卻區(qū)是弧形，所以必須經(jīng)過布置在二冷區(qū)導(dǎo)向裝置尾部的拉矯機(jī)進(jìn)行矯直，經(jīng)過矯直的鑄坯根據(jù)成品規(guī)格及后步工序要求分火焰切割和機(jī)械剪切兩種方式剪切成一定的長度，通過運(yùn)輸輥道進(jìn)入冷床。5連鑄生產(chǎn)工藝6.3連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性（1）簡化了生產(chǎn)鋼坯的工藝流程，節(jié)省了大量投資。（2）提高了金屬收得率和成材率。（3）改善了勞動條件，機(jī)械化、自動化程度高。（4）大大節(jié)約能量消耗。影響鋼性能因素分析7.1鋼中碳煉鋼的重要任務(wù)之一就是要把熔池中的碳氧化脫除至所煉鋼鐘的要求。從鋼的性質(zhì)可看出碳也是重要的合金元素，它可以增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但對韌性產(chǎn)生不利影響。鋼中的碳決定了冶煉、軋制和熱處理的溫度制度。碳能顯著改變鋼的液態(tài)和凝固性質(zhì)，在16000C，[C]≤0.8%時，每增0.1%的碳，鋼的熔點降低6.50C，密度減少4kg/m3，粘度降低0.7%，[N]的溶解度降低0.001%，[H]的溶解度降低0.4cm3/100g，增大凝固區(qū)間17.790C。7.2鋼中的磷

1.鋼中磷的危害性：對于絕大多數(shù)鋼種來說磷是有害元素。鋼中磷的含量高會引起鋼的“冷脆”，并使鋼的焊接性能與冷彎性能變差。造成“冷脆”現(xiàn)象的原因：磷能顯著擴(kuò)大固液相之間的兩相區(qū)，磷在鋼液凝固結(jié)晶時成分偏析大，先結(jié)晶的晶軸中磷含量低，而大量的磷在最后凝固的境界處以[Fe2P]析出，形成高磷脆性夾層，使鋼的塑性和沖擊韌性大大降低。由于磷是僅次于硫在鋼的連鑄坯中偏析度高的元素，而且在鐵固熔體中擴(kuò)散速率很小，因而磷的偏析很難消除，即使采用擴(kuò)散退火也難以消除，從而嚴(yán)重影響鋼的性能，所以脫磷是煉鋼過程的重要任務(wù)之一。

鑒于磷對鋼的不良影響，不同用途的鋼對磷的含量有著嚴(yán)格的要求。如非合金鋼中普通質(zhì)量級鋼w[P]≤0.045%；優(yōu)質(zhì)級鋼w[P]≤0.035%；特殊質(zhì)量級鋼w[P]≤0.025%，有的鋼種甚至要求w[P]≤0.010%。2.鋼中磷的有益作用：含磷高達(dá)0.08%-0.13%時，能顯著提高鋼抗大氣腐蝕能力。磷還可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，改善鋼的切削性能。另外，磷還可以改善鋼液的流動性，采用離心法鑄造薄壁鋼鑄件時，均希望鋼水中有較高的含磷量。

7.3鋼中的硫1.硫?qū)︿撔阅艿牟涣加绊懀毫蛟阡撝幸訤eS的形式存在，F(xiàn)eS的熔點為1193℃，F(xiàn)e與FeS組成的共晶體的熔點只有985℃。液態(tài)Fe與FeS雖然可以無限互溶，但在固熔體中的溶解度很小，僅為0.015%-0.020%。當(dāng)鋼中的硫含量超過0.020%時，鋼水在凝固過程中由于選分結(jié)晶作用，硫在末端鋼液中逐漸濃聚，低熔點Fe-FeS共晶體分布于晶界處，在1150-1200℃的熱加工過程中，晶界處的共晶體熔化，鋼受壓時造成晶界破裂，即發(fā)生“熱脆”現(xiàn)象。

如果鋼中的氧含量較高，F(xiàn)eS與FeO形成的共晶體熔點更低（940℃），更加劇了鋼的“熱脆”現(xiàn)象的發(fā)生。錳可在鋼凝固范圍內(nèi)生成MnS和少量的FeS，純MnS的熔點為1610℃，共晶體FeS-MnS（占93.5%）的熔點為1164℃，它們能有效的防止鋼熱加工過程的“熱脆”。在冶煉一般鋼種時要求將[Mn]控制在0.4%-0.8%。在實際生產(chǎn)中還將[Mn]/[S]比作為一個指標(biāo)進(jìn)行控制，因為研究發(fā)現(xiàn)鋼中的[Mn]/[S]比對鋼的熱塑性影響很大，從低碳鋼高溫下的拉伸實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)提高[Mn]/[S]比可以提高鋼的熱延展性。一般[Mn]/[S]≥7時不產(chǎn)生熱脆。硫還會明顯降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂，并在焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，從而降低焊縫的強(qiáng)度。硫含量超過0.06%時，會顯著惡化鋼的耐蝕性。硫還是連鑄坯中偏析最為嚴(yán)重的元素。不同鋼種對硫含量有嚴(yán)格的規(guī)定。非合金鋼中普通質(zhì)量級鋼w[S]≤0.045%，優(yōu)質(zhì)級鋼w[S]≤0.035%，特殊質(zhì)量級鋼w[S]≤0.025%，有的鋼種要求如管線鋼w[S]≤0.005%,甚至更低。1.2鋼中硫的有益作用：但對有些鋼種，如易切削鋼硫則作為合金元素加入，要求w[S]=0.08%-0.20%。另外在冷軋硅鋼中，利用鋼中硫與錳生成的MnS夾雜抑制初次晶粒長大，促使二次再結(jié)晶發(fā)展，改善硅鋼片的電磁性能。

7.4鋼中的氧在吹煉過程中，由于向熔池供入了大量的氧氣，這樣當(dāng)達(dá)到吹煉終點時，鋼水中含有過量的氧，也就是說鋼中實際氧含量高于平均值。如果不進(jìn)行脫氧，這樣在其后的出鋼，澆鑄過程中，隨著溫度的降低，鋼液中的氧溶解度降低，促使碳氧反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，鋼液劇烈沸騰，不僅使?jié)茶T困難，而且也得不到正確凝固組織結(jié)構(gòu)的連鑄坯。

鋼中氧含量高，還會產(chǎn)生皮下氣泡，疏松等缺陷，并加劇硫的熱脆作用。在鋼的凝固過程中，氧將會以氧化物的形式大量析出，會降低鋼的塑性，沖擊韌性等加工性能。一般測定的是鋼中的全氧，即氧化物中的氧和溶解的氧之和，在使用濃差法定氧時才是測定鋼液中溶解的氧，在鑄坯或鋼材中取樣時是全氧樣。

7.5鋼中的氣體

鋼液中的氣體會顯著降低鋼的性能，而且容易造成鋼的許多缺陷。鋼中氣體主要是指氫與氮，它們可以溶解于液態(tài)和固態(tài)純鐵