① 鋼鐵煉的過程,不要專業術語,分為幾個過程,每個過程要有小標題!網上抄的也可以
煉鐵:高爐中加入:鐵礦石+石灰石等煉鐵輔料+焦炭→高溫→鐵水+爐渣→鑄鐵錠+爐渣
煉鋼:電弧爐或者轉爐中加入:廢鐵、鑄鐵錠→高溫(通電吹氧等)→鋼水+鋼渣→鑄錠(或者連軋)+鋼渣
根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍,並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說,是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程,是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應主要是:
2FeO+Si 2Fe+SiO2
FeO+Mn Fe+MnO
反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的,在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO),可以去除硫、磷:
2P+5FeO+3CaO 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)
在使碳等元素降到規定范圍後,鋼水中仍含有大量的氧,是有害的雜質,使鋼塑性變壞,軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最後階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等),以除去鋼液中多餘的氧:
Mn+FeO MnO+Fe
Si+2FeO SiO2+2Fe
Al+3FeO Al2O3+3Fe
同時調整好鋼液的成分和溫度,達到要求可出鋼,把鋼水鑄成鋼錠。
煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20~50%的廢鋼),原料適應性強,但冶煉時間多。我國目前主要採用平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛採用氧氣頂吹轉爐(見圖),生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鍾,包括輔助時間不超過1小時,而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時),品種多、質量好,可煉普通鋼,也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。可以煉制化學工業需要的不銹耐酸鋼,電子工業需要的高牌號硅鋼、純鐵,航空工業需要的滾珠鋼、耐熱鋼,機械工業用軸承鋼、高速切削工具鋼,儀表工業需要的精密合金等。
把鐵礦石和焦碳,石灰石,螢石等原料按比例投入高爐,吹入熱風,加熱到1000多度。這樣單質鐵就在碳的還原作用下被還原出來了。這是煉鐵的過程。接著就把煉出來的鐵水注入煉鋼轉爐中,然後加入一定量的費鋼,向轉爐中吹入氧氣,這就是煉鋼中最具有決定性的工作,氧氣可以把鐵水中多餘的碳元素氧化掉,變成氣體。然後會在氧化完畢的鋼水中投入一些錳鐵或硅鐵,與鋼水中殘留的氧發生氧化,然後把鋼水鑄成鋼錠或澆注成零件,或者是直接進入軋鋼廠,軋成可以使用的型材。這就是煉鋼的全過程。
簡單一點說就是把鐵的純度煉到98%<好像>要煉成這樣,必須不斷地敲打
淬火,讓雜質C於氧氣充分接觸,生成CO2,所以古代煉鋼鐵,就是不斷敲打,不斷燒烤,不斷放水裡淬火。
現代煉鋼步驟如下
造渣
造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過 鋼鐵高爐
渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣,能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣
出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。
熔池攪拌
熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹
電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。
熔化期
熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐 鋼花伴我煉鋼忙
料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期
氧化期和脫炭期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期
精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。 連鑄機出坯
還原期
還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉
爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量, 煉鋼車間
縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌
鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物*上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲
鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理
鋼包處理:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾), 轉爐煉鋼
精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等均屬此類。
鋼包精煉
鋼包精煉:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。
惰性氣體處理
惰性氣體處理:向鋼液中吹入惰性氣體Ar,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化
預合金化:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制
成分控制:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。
增硅
增硅:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制
終點控制:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼
出鋼:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中也叫脫氧合金化。
② 怎樣冶鐵和煉鋼
一、煉鐵的原理(怎樣從鐵礦石中煉出鐵) 用還原劑將鐵礦石中的鐵氧化物還原成金屬鐵。鐵氧化物(Fe2O3、Fe3O4、FeO)+還原劑(C、CO、H2) 鐵(Fe)
1、煉鐵的方法
(1)直接還原法(非高爐煉鐵法)
(2)高爐煉鐵法(主要方法)
2、高爐煉鐵的原料及其作用
(1) 鐵礦石:(燒結礦、球團礦)提供鐵元素。
冶煉一噸鐵大約需要1.5—2噸礦石。
(2) 焦碳:
冶煉一噸鐵大約需要500Kg焦炭。
提供熱量;提供還原劑;作料柱的骨架。
(3)熔劑:(石灰石、白雲石、螢石)
使爐渣熔化為液體; 去除有害元素硫(S)。
(4)空氣:為焦碳燃燒提供氧。
二、轉爐煉鋼法 這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里,使雜質硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 (含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度),可使爐內達到足夠高的溫度。因此轉爐煉鋼不需要另外使用燃料。
轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨,內壁有耐火磚,爐側有許多小孔(風口),壓縮空氣從這些小孔里吹爐內,又叫做側吹轉爐。開始時,轉爐處於水平,向內注入1300攝氏度的液態生鐵,並加入一定量的生石灰,然後鼓入空氣並轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應,使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣,利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用,使反應遍及整個爐內。幾分鍾後,當鋼液中只剩下少量的硅與錳時,碳開始氧化,生成一氧化碳(放熱)使鋼液劇烈沸騰。爐口由於溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最後,磷也發生氧化並進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫化鈣,一起成為爐渣。
當磷於硫逐漸減少,火焰退落,爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時,表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風,並把轉爐轉到水平位置,把鋼水傾至鋼水包里,再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鍾左右。如果空氣是從爐低吹入,那就是低吹轉爐。
隨著制氧技術的發展,現在已普遍使用氧氣頂吹轉爐 (也有側吹轉爐)。這種轉爐吹如的是高壓工業純氧,反應更為劇烈,能進一步提高生產效率和鋼的質量。
③ 鋼鐵是怎樣煉成的起因經過結果。急需求求了
在所有的金屬材料中,鋼鐵是人類最早使用的金屬之一。早在三千年前,人類已經會開采鐵礦,並且發明了煉鐵的方法。我國也是早期發明煉鐵的國家之一。
古代人民煉鐵用的原料是鐵礦石,因它的顏色是紅棕色的,古代人民把它叫做紅棕色的石頭。古代人民雖然不懂得煉鐵的化學原理,但他們知道煉鐵需要很高的溫度。當時煉鐵用的燃料是木材和木炭,到了漢代開始用煤。當時煉鐵用的爐子非常簡單,爐身一般是用石頭和粘土砌成的,呈圓筒形,在爐旁有一個風箱。最初是用人或馬來拉動風箱的,到了漢代發明了水排,才利用水力來鼓風,以提高爐內的燃燒溫度。
在煉鐵時,把鐵礦石和木炭一層間一層地從爐子上面加進去。生火後,用風箱把空氣壓送到爐子里去,木炭就旺盛地燃燒起來,產生很高的溫度。這時鐵礦石熔化,三氧化二鐵被木炭燃燒時生成的一氧化碳還原,還原出來的鐵在 1200℃~1300℃的高溫下熔化成鐵水,從爐腰間的一個小孔流出,這樣就煉出了生鐵。我們的祖先在當時已經掌握了完全合乎現代科學原理的煉鐵技術。
鋼鐵是一個龐大的集團,其應用之廣、產量之大,都無愧於金屬世界的冠軍。各種機器、農具、汽車、火車、坦克以及許多日常生活用品的製造,都離不開鋼鐵。
鋼鐵是鐵與鋼的總稱,實際上,鐵礦石在高爐中經過冶煉得到的生鐵,在煉鋼爐中經過進一步冶煉,才得到鋼。
在煉鐵廠里,有個高達 100 多米,容積達 4000 多立方米的龐然大物就是赫赫有名的煉鐵高爐。它的外形像一個大圓筒,中間大,兩頭稍小。爐身的外麵包著鋼殼,裡面砌有耐火磚。高爐每晝夜要吞進上千噸的鐵礦石、焦炭和石灰石等原料。這么多的原料,要舉到幾十層樓高的高爐爐頂上放進爐內,可不是一件易事。不過,在現代化的煉鐵廠里,裝料操作完全是機械化和自動化的。從礦山來的一列列火車。裝載著鐵礦石和石灰石;從煉焦廠來的運焦車,裝載著一罐罐的焦炭,它們由自動給料器送入料車,滿載原料的料車,由輸送軌道跑到爐頂。料車到達爐頂後自動地下料,將原料送入爐內。接著,空車再沿軌道跑下來,並且當高爐缺料時,料車就會自己跑上來送料。煉鐵原料裝入高爐以後,慢慢地不斷由上向下移動。爐身內徑逐漸向下擴大是為了便於爐料向下移動,使它們容易跟上升的氣體接觸。爐子下部的焦炭遇到了鼓入的熱空氣,就跟空氣里的氧氣化合,生成二氧化碳。二氧化碳氣體上升,被熾熱的焦炭還原成一氧化碳。
C + O2高溫CO2↑
CO2 + C高溫2CO↑
生成的一氧化碳再向上升,遇到鐵礦石的時候就跟三氧化二鐵起還原反應:
Fe2O3 + 3CO高溫2Fe + 3CO2↑
在煉鐵過程中除了鐵被還原出以外,錳、硅、磷等元素也分別從它們的氧化物里還原出來。在高爐內徑最大的部分,還原出來的鐵開始跟碳、錳、硅、磷、硫等元素熔合在一起。因此,由高爐煉出來的不是純鐵,而是含有1.7%以上的碳和少量錳、硅、磷、硫等雜質的鐵碳合金,這種合金就是生鐵。
加入石灰石是為了除去鐵礦石中所含的極難熔化的脈石(主要成分是SiO2)。石灰石加熱到 800℃左右開始分解成氧化鈣和二氧化碳:
CaCO3 高溫CaO + CO2↑
生成的二氧化碳隨氣流上升,氧化鈣跟脈石里的二氧化硅化合生成熔化狀態的硅酸鈣爐渣。
CaO + SiO2=CaSiO3
這樣就把難熔的脈石熔化成爐渣而便於除去了,所以我們把石灰石叫做熔劑。
熔化的生鐵和爐渣生成後,爐料的體積逐漸縮小,高爐下部的內徑也逐漸隨著縮小。每隔一定時間,出鐵口和出渣口交替打開出渣出鐵。當出鐵口一打開,其景象極為壯觀,剎那間只見紅熱的鐵水飛奔流出,閃著太陽般的光輝,濺起燦爛的鐵花。鐵就這樣在烈火中誕生了。從高爐中煉出了生鐵,不直接使用,大部分還要送去煉鋼。這主要是因為生鐵的性能欠佳,不能滿足多方面的需要。生鐵硬而脆,耐磨性雖好,但韌性很差,不易加工、鑄造,不易焊接,生鐵的用途往往只限於製造機床床身、外殼、底座及火爐、鐵鍋等,連小小的指甲刀也無法用生鐵來製造。鋼沒有生鐵那些缺點,它具有良好的韌性、塑性和焊接性,可以鍛打、壓延、抽絲,易於進行機械加工,鋼的用途十分廣泛。
生鐵與鋼的主要成分都是鐵,但性能有顯著不同。這主要是由於生鐵中含碳量偏高,並含有一些不適量的硅、錳、硫、磷等雜質造成的。通常把含碳量高於 2%的叫生鐵,含碳量在 0.03%~ 2%的叫鋼,含碳量低於 0.03%的就是熱鐵。
由生鐵煉成鋼主要就是降低含碳量並把硅、錳、硫、磷的含量調到適當的范圍。工人師傅常把這個過程簡單地概括為:降碳、調硅錳、去硫磷。當然,降碳不會是無限制地降,去硫磷也達不到徹底清除的地步。
從煉鋼的化學原理來看,跟煉鐵的過程恰好相反。煉鐵是將氧化鐵還原為鐵的過程;煉鋼則是將生鐵中的雜質氧化而除去的過程。那麼煉鋼時用什麼作氧化劑呢?現代採用的氧氣頂吹轉爐煉鋼法,用的是純氧氣。在煉鋼過程中,生鐵中各元素的氧化都是直接或間接跟氧作用,但是它們不是同時被氧化的。誰先和氧作用,誰後和氧作用,主要決定於它們跟氧結合的能力。鐵元素跟氧結合的能力雖然較低,但是鐵水裡鐵的含量遠遠大於其他元素,所以吹煉時部分鐵先被氧化成氧化亞鐵,同時放出大量的熱。
2Fe + O2 = 2FeO + 熱
硅和錳也不甘落後,接著他們從 FeO 中奪取氧而被氧化。
Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + 熱
Mn + FeO = MnO + Fe + 熱
硅和錳在鋼水中非常活躍,它們也會跑去直接跟氧化合。
Si + O2 = SiO2 + 熱
2Mn + O2 = 2MnO + 熱
生成的 SiO2 和 MnO 跟生石灰(CaO)結合而進入爐渣。
SiO2 + CaO = CaSiO3 ↓
當硅和錳的氧化接近結束時,反應放出大量的熱使爐溫迅速上升。當爐中鋼水的平均溫度超過 1500℃時,碳大大地活躍起來,這時它跟氧結合的能力超過了硅、錳與氧的結合能力,因而碳被迅速氧化。
C+FeO=CO+Fe
處於活躍狀態的碳在鋼水中跑來跑去,它也跑去直接跟氧化合。
2C + O2 = 2CO↑
生成的一氧化碳氣體隨爐氣逸出。一氧化碳上升時對鋼水起攪拌作用,使鋼水劇烈地沸騰,這樣就能使反應加速。所以除去生鐵中的部分碳是煉鋼中的一個非常重要的環節。
降了碳,調整了硅、錳的含量,下面就是去掉硫和磷了。為什麼要除掉硫和磷呢?因為硫和磷是兩種有害的雜質元素。硫的存在會使鋼產生「熱脆性」,即鋼在熱加工時發生斷裂現象。磷的危害則相反,它使鋼產生「冷脆性」。磷的「冷脆性」曾是世界上幾起疑案的「主犯」。
1938 年 3 月 14 日,比利時的哈塞爾特城被包圍在寒冷的氣氛中,溫度低達零下 15 度。刺骨的寒風吹到人的臉上如針扎一般疼痛,只有阿爾伯運河的水在歡快地、不知疲倦地流淌著,不時地彈奏出那輕柔悠揚的樂曲。橫跨在運河上的阿爾伯鋼橋,顯得格外雄偉、壯麗,就像是哈塞爾特忠誠的衛士,突然,從橋下傳來了驚天動地的金屬斷裂聲,緊接著是橋身劇裂抖動,橋面出現了裂縫。人們驚恐萬狀,人和車輛爭先向橋的兩側奔去……,在不到幾分鍾的時間內,鋼橋折成了幾段,墜入河中。無巧不成書。時隔十六年,也就是 1954 年寒冬臘月的一天,愛爾蘭海面上寒風凜冽,一艘三萬兩千噸級的英國油輪——「世界協和號」乘風破浪地航行在廣闊的海面上。忽然,有個水手氣喘噓噓地向船長報告:「船長先生,快去看吧,油輪的中部出現了裂縫!」話音未落,一陣刺耳的巨響擊破長空,油輪頓時一分為二,許多水手紛紛跳進大海。就這樣,油輪上的人還沒有來得及用無線電發出求援信號,就和油輪一起葬身波濤洶涌的大海中。誰是這兩起重大事故的肇事者呢?科學家經過深入的研究後宣布:罪魁禍首是鋼鐵中的磷!鋼鐵中磷的含量如果過大,遇冷就會變脆。這兩起惡性事故的發生,就是因為鋼鐵受凍而造成的。因此,在煉鋼時要加入造渣劑氧化鈣,目的是為了除去鐵水中所含磷、硫兩種元素。
在鐵水中疏以 FeS 的形式存在,它跟生石灰作用,生成硫化鈣而進入爐渣:
FeS + CaO = FeO + CaS
去磷的總化學方程式是:
2P +5FeO + 3CaO = 5Fe + Ca3(PO4)2
生成的磷酸鈣也進入爐渣。
煉鋼生成的爐渣比鋼水輕,它浮在鋼水表面上,可以跟鋼水分開。
氧化和造渣過程完成後,還會有未反應的氧化亞鐵存在,最後還要加入脫氧劑,以除去氧化亞鐵,並同時調整硅、錳的含量。若生產某種合金鋼,在最後階段還要加入適量的某種金屬,經化驗鋼樣合格時,即可出鋼。
煉鋼的方法有多種。有平爐煉鋼,電爐煉鋼法。氧氣頂吹轉爐煉鋼法,是 50 年代建立並發展起來的新方法。這種方法用純氧吹煉而不用空氣,爐溫高、反應快,一爐鋼的吹煉時間只需十幾分鍾,因而,這種方法發展很快。
有的國家氧氣頂吹轉爐煉鋼的產量,達到了總產量的 90%以上。
一塊不起眼的鐵礦石經過了高爐的冶煉,除掉了雜質,成為堅硬無比的
鋼鐵,成為在工農業生產、日常生活中具有最廣泛用途的金屬材料,這是多
么偉大的功績。
④ 古代的人們是如何學會煉鐵的
中國古代的人們煉鐵的方法是:鐵礦石---(1100-1200爐溫)--生鐵--(鍛打)--鋼--(鍛打)--熟鐵 。
中國人從東漢開始進入鐵器時代,之前有過少量的鐵器,很難弄清是自己煉造,還是舶來品。無論如何,中國在漢朝掌握了煉鐵法,從東漢開始,青銅正式退出舞台。
但中國的煉鐵法和世界其他地方完全不同,大量採用生鐵製品,煉鐵方法是:用1100-1200度爐溫,把鐵礦石融化,流出後成為鑄鐵。鑄鐵質地堅硬,但很脆,實際使用很困難,不論是做兵器還是鐵器,都不好使。但中國人沒有別得選擇,只能使用這種製品。如果想得到一塊鋼,怎麼辦?只有一個辦法---鍛打!
這就是中國古代的煉鐵方法,這種從生鐵鍛打的到鋼的辦法,費時費力,產量極低,曹操為了造五把百煉鋼刀,花了三年的時間。如果使用塊連法做滲碳鋼,不僅時間上大大節省,而是質量更好,成本也低得多。但中國人根本就不會使用塊連法和製造滲碳鋼。
⑤ 鋼鐵是怎樣做成的
根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍,並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說,是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程,是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應主要是:2FeO+Si
2Fe+SiO2FeO+Mn
Fe+MnO反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的,在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO),可以去除硫、磷:2P+5FeO+3CaO
5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)在使碳等元素降到規定范圍後,鋼水中仍含有大量的氧,是有害的雜質,使鋼塑性變壞,軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最後階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等),以除去鋼液中多餘的氧:Mn+FeO
MnO+FeSi+2FeO
SiO2+2FeAl+3FeO
Al2O3+3Fe同時調整好鋼液的成分和溫度,達到要求可出鋼,把鋼水鑄成鋼錠。煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20~50%的廢鋼),原料適應性強,但冶煉時間多。我國目前主要採用平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛採用氧氣頂吹轉爐(見圖),生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鍾,包括輔助時間不超過1小時,而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時),品種多、質量好,可煉普通鋼,也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。可以煉制化學工業需要的不銹耐酸鋼,電子工業需要的高牌號硅鋼、純鐵,航空工業需要的滾珠鋼、耐熱鋼,機械工業用軸承鋼、高速切削工具鋼,儀表工業需要的精密合金等。
⑥ 怎麼才能把鐵煉成鋼
鐵到鋼的轉化其實首先要搞明白什麼是鐵,什麼是鋼
鐵和鋼的本質區別就是他版們內所含碳元素的權含量不同,主要成分是Fe(鐵)煉鋼也就是把,特礦石,生鐵等加熱到一定溫度以上(1600左右).用除渣劑除渣(石灰石等).說簡單點就是:降低碳含量,調整Si Mn 等元素含量...除去有害的硫磷等元素,如果是合金鋼還會加入少量合金元素..然後進行澆注.有連鑄,鋼錠模成型等方式.鋼的范圍很廣,中低高碳鋼,合金鋼等等,.C含量2%以下含有其他元素叫鐵碳合金..一般鋼C含量小於1.7% ,個別大於2.0%. 通常以2%為鋼和鐵的分界線!
郁悶,用處不同選擇不同~~~~
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⑧ 為什麼氣焊要用到氧氣
氣焊鋼板是利用乙炔和氧氣混和後燃燒產生的高溫,而煉鋼是根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍,並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。
簡單地說,是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程,是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。
焊接過程中,可直接使用氣體助焊劑代替傳統的手工添加硼砂,提高釺焊的濕潤性和流動性,以便減少氣孔的的生成。提高焊縫抗拉強度,焊接過程中表面沒有氧化現象,不發黑。不需要進行酸洗,大大提高了焊接效率。
(8)鋼鐵怎麼去硫磷擴展閱讀:
氣焊時,焊絲不斷地送入熔池內,並與熔化的基本金屬熔合形成焊縫。焊縫的質量在很大程度上與氣焊絲的化學成分和質量有關。
氣焊過程中,被加熱的熔化金屬極易與周圍空氣中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物,使焊縫中產生氣孔和夾渣等缺陷。為了防止金屬的氧化及消除已經形成的氧化物,在焊接有色金屬、鑄鐵以及不銹鋼等材料時必須採用氣焊熔劑。
正常焊接為了獲得優質而美觀的焊縫和控制熔池的熱量、焊矩和焊絲應作出均勻協調的運動;即沿焊件接縫的縱向運動;焊矩沿焊縫做橫向擺動;焊絲在垂直焊縫方向送進並作上下移動。