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C4钢厂家浅析生铁是如何变成钢的

来源:www.hbwef.com      发布日期: 2020年10月16日
C4钢材料,C4钢阀,C4钢泵厂家分享首先,铁只是一种金属,而钢是一种合金,一种铁和碳还有少量的硅的合金,如果含碳量大于2%,则是生铁,生铁硬度高,耐磨,同时相比于熟铁更脆。
C4钢材料,C4钢阀,C4钢泵厂家分享首先,铁只是一种金属,而钢是一种合金,一种铁和碳还有少量的硅的合金,如果含碳量大于2%,则是生铁,生铁硬度高,耐磨,同时相比于熟铁更脆。而熟铁(含碳量小于2%)容易折叠,相比于生铁更易磨损,且软。

所以,炼钢是需要将碳的含量控制在一个特定的区间内。

自然界中的铁大多存在的状态是  ,炼钢是需要将铁中的氧气消耗掉,将铁还原出来,你也可以用磁铁去收集小铁粒,我们小时候经常收集这种东西,我们叫它铁砂。

其实我们可以自己做一个高炉,炉子越高,利用炉内的热空气,以及高处的气体流动性更大,这样会自然而然地高炉自己成为一个风箱,抽取低处地氧气,送到炉内,废气再随着高炉的热空气排出。

而炉内的矿料大概是碳酸钙,木炭 ,主要是利用其中的碳,以及主料铁矿氧化铁可以与碳混合后加热,生成铁和二氧化碳。 工业上常用焦炭和焦炭不完全燃烧产生的CO还原赤铁矿,以产生生铁(含0.03%-2%的碳)。

如果嫌炉温不够高,还可以将燃料浸湿,但是不要太湿。表面附着一层水就行了,其原理是:
在景德镇烧制瓷器的师傅当观察到炉温底的时候会用这一方法。

而观察炉温主要是观察炉火的颜色,大致上是这样的:

炼钢的原理是把生铁炼成钢,它是一个氧化-还原过程。在炼钢过程中要加入熔剂使生铁的硫、磷等形成炉渣而除去。

现在炼钢过程没有使用石灰石的,而是使用活性石灰。由于煅烧石灰的原料通常含有以 SiO2为主的杂质,使煅烧后石灰的组成中有游离和结合氧化钙,游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通溶解条件下,不能同水发生反应,但有可能转化为活性氧化钙;活性氧化钙则是在普通溶解条件下能同水发生反应的那部分游离氧化钙。一般定义活性氧化钙含量高的石灰为活性石灰;而把活性氧化钙含量低的石灰称为非活性石灰或硬石灰。

CaO含量越高越好,而有害成分SiO2及S越低越好,不同的炼钢厂考虑到当地石灰的质量问题,对石灰成分的具体要求不尽相同。一般来说,石灰的有效碱应不低于80%-85%,SiO2不超过2.5%。S低于0.2%。

另外一种生铁可用来铸造机器的底座、农具等。在这种生铁中,有些碳以游离状态存在,如果把它砸成两半,它的断面是灰色的,因此叫做灰口铁。灰口铁的熔点低,熔化以后流动性好,适宜铸造。它的质地也比较软,便于用机床切削加工。

有一种生铁中所含的游离状态的碳是球形的。如果用这种生铁进行铸造,就叫做球墨铸铁。球墨铸铁的机械强度高,容易用机床切削加工,在某些地方可用来代替钢材,但价格却比钢材便宜得多。

含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂,称为“冷脆”。钢中含碳越高,磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过0.045%,钢要求含磷更少。生铁中的磷,主要来自铁矿石中的磷酸盐。氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。在高炉的还原条件下,炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水。如选矿不能除去磷的化合物,脱磷就只能在(高)炉外或碱性炼钢炉中进行。1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法,碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中去,使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁,对现代钢铁工业的发展作出了重大的贡献。碱性渣的脱磷作用脱磷反应是在炉渣与含磷铁水的界面上进行的。

反应时的平衡常数非常小要靠生成PO气体逸出而使钢液脱磷,显然是不行的。但如果钢液和碱性渣接触, 总反应是:

不管是分子理论或离子理论,但是有一个重要的事实是:3CaOPO4CaOPO和PO都有很高的热力学稳定性。根据熔渣阴离子聚合模型(见马松模型),PO还能与渣中的硅-氧链结构形成SiPO、SiPO、SiPO等稳定的复合阴离子。

各种炼钢方法脱磷的特点在平炉炼钢及电弧炉炼钢氧化期中,渣中含有足够数量的  ;在氧气顶吹转炉炼钢中,调节氧枪位置高低也可保持渣中含有一定量的 [公式] ,在脱碳的同时也可以脱磷。但在空气底吹转炉炼钢(托马斯法)时,脱磷与脱碳不能同步进行。其主要原因是:空气穿过钢水时,其中的氧被硅、锰、碳的氧化所消耗殆尽,渣中缺乏足够量的 [公式] ,加入的固体石灰也很少溶入渣内,渣的脱磷能力很差。只有待吹炼后期,钢中碳降到很低时,渣中 [公式] 含量增大,使固体石灰迅速溶解入渣后,才能有效地脱磷。这称为“后吹”去磷。氧气底吹转炉炼钢也有类似的情况,主要靠后吹去磷。为避免后吹,可用吹入石灰粉或人造合成渣的办法以加速石灰的溶解,提早去磷。

回磷及防止方法脱磷反应速度甚快,容易接近平衡。在钢水脱氧时,温度较高,如果渣中 [公式] 含量不够高,加入脱氧剂后,钢中溶解的氧减少,这些不利于脱磷的条件凑在一起,会使去磷反应的平衡向反方向转移,钢中含磷回升。这种现象称为“回磷”。在氧气顶吹转炉炼钢中,如果枪位过低、渣中 [公式] 少,也会使渣趋于回磷。为减少回磷,应尽可能在出钢时使渣量减少,并在渣中加入石灰,使渣变稠。电炉炼钢在氧化期结束时,要尽可能地将含磷的氧化性渣排出炉外,以防止还原期回磷。