材料的魔法——煉鋼 |
煉鋼,經高爐冶煉所得到的生鐵,含有較高的碳和硫,磷等有害雜質,其機械性能很差,由此限制了它的用途。因而,除少數經熔化澆鑄生產鑄鐵件外,絕大多數還必須進一步精煉成鋼,才能用于制造機器零件。煉鋼過程的概述,所謂煉鋼,即在高溫下降低生鐵中的碳和有害雜質的含量,并根據需要調整金屬的化學成分,對鋼進行合金化處理。它通常是通過向液態生鐵供氧,使碳和有害雜:質元素被氧化來完成的,因此,供氧和元素的氧化,是煉鋼過程的中心環節。 |
  現代煉鋼法所采取的主要供氧方式,是向液態生鐵熔池噴入高壓工業純氧,以及利用氧化性爐氣和鐵礦石供氧。氧進入生鐵熔池后,首先與占金屬液95%左右的鐵發生氧化反應,即這種通過FeO氧化性渣膜進行的氧化反應,稱為間接氧化,當上述雜質元素與O直接接觸時,將發生直接氧化反應,生成不溶于金屬且比重較小的反應物,并上浮進入爐渣或爐氣中碳的氧化反應使熔池中排出大量CO氣泡,造成強烈的沸騰,成為推動整個冶煉過程進行的強大動力,由于生鐵中含碳量高,碳的氧化時間長(幾乎貫穿整個冶煉過程)而金屬的含碳量又是冶煉最終控制的主要目標,因此,對于任何煉鋼方法,碳的氧化都是煉鋼過程最主要的氧化反應。鐵液中硫、磷的去除,是通過造渣來完成的,加入到煉鋼爐中的熔劑,與硫磷等雜質元素氧化反應的產物50、MnO、FeOPo,等結合,形成Eeoc Cao ( Mgo ) - Sio2 ( pos ) 渣系.為了改善鋼的質量,冶煉后期還應設法去除鋼液中大量存在的氧,通常可以采取直接脫氧、擴散脫氧或真空脫氧等方法。 |
鋼液合金化,是按不同鋼種的要求和合金元素的回收率,制備合金,在脫氧后直接加入鋼液來實現的。對不易氧化的合金元素,可以隨爐料或在冶煉過程中直接加入爐內,以利于合金的熔化和成分的均勻化。某些高合金鋼,由于加入的合金量較大,可用專門的設備預先將合金熔化好,在脫氧出鋼過程中再兌入鋼包中,以防止因合金加入量大而使鋼液溫度劇烈下降。 |