【正文】 或力學(xué)性能的鋼 ， 如 軸承鋼 、 不銹鋼 、 彈簧鋼 、 高溫合金鋼等 。高溫合金主要用于制造燃汽輪機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫下工作零部件。 ? 對(duì)鐵水成分的要求 ? 轉(zhuǎn)爐煉鋼的適應(yīng)性較強(qiáng)，可將各種成分的鐵水吹煉成鋼。過(guò)多的渣量容易引起噴濺，增加金屬損失。 ? 鐵水的含硫量 ? 硫會(huì)使鋼產(chǎn)生“熱脆”現(xiàn)象，也是鋼中的有害原審。目前控制 LD轉(zhuǎn) ? 爐裝入量的方法有以下三種。其問(wèn)題是，定深裝入法的裝入量和出鋼量變化頻繁，生產(chǎn)組織難度大。 ? （ 2）爐容比（ V/T）要合適。 ? 裝料順序 ? LD轉(zhuǎn)爐的裝料順序，一般情況下是先加廢鋼后兌鐵水，以避免廢鋼表面有水或爐內(nèi)渣未倒凈裝料時(shí)引起爆炸。 ? LD轉(zhuǎn)爐為了獲得較高的脫碳速度，縮短冶煉時(shí)間，采 ? 用高壓氧氣經(jīng)水冷氧槍從熔池上方垂直向下吹入的方式供氧，而且氧槍的噴頭是拉瓦爾型的，工作氧壓 —，氧氣流股的出口速度高達(dá) 450— 500m/s，即屬于超音速射流。包括兩個(gè)方面：根據(jù)原料，爐子噸位，設(shè)計(jì)好的氧槍；制定合理的氧槍操作制度。min） ,120— 150噸的轉(zhuǎn)爐，供氧強(qiáng)度為— m179。但是槍位一定時(shí)，過(guò)分增大氧壓會(huì)引起嚴(yán)重噴濺，同時(shí)氧氣射流對(duì)熔池的沖擊深度也會(huì)增加，從而有沖蝕爐底的危險(xiǎn)。這一距離較大時(shí)，稱高槍位，反之稱低槍位。 ? 轉(zhuǎn)爐的吹氧操作有三種類型，即恒氧壓變槍位操作、恒槍位變氧壓操作和變槍位變氧壓操作。它們分別發(fā)生在不同的冶煉條件即槍位下。 ? （ 2）通過(guò)乳濁液直接傳氧 ? 高壓氧氣射流自上而下吹入熔池，將熔池沖出一個(gè)凹坑的同時(shí)，射流末端也被碎裂成許多小氣泡。 ? b、含有高價(jià)氧化鐵的熔渣被吹離作用區(qū)，在與別處的鋼液接觸時(shí)被還原成低價(jià)氧化物。所以，吹煉前期應(yīng)采用較高的槍位，使渣中的氧化鐵穩(wěn)定在 25%左右，迅速在所加入的石灰表面形成熔點(diǎn)僅為 1205℃ 的 CaO激烈的碳氧反應(yīng)也會(huì)消耗大量渣中（ FeO）。生產(chǎn)中，凡是影響熔池深度的因素發(fā)生變化時(shí)，均需相應(yīng)調(diào)整槍位。生產(chǎn)中噴頭已確定，不必考慮。理論研究表明，渣中 （ ∑FeO）含量相同的條件下， R=，爐渣氧化性最強(qiáng)。其他條件不變的情況下，增大渣量可增加冶煉過(guò)程中的去磷量。 ? 爐渣的泡沫化。 所謂“活性”，是指石灰與熔渣的反應(yīng)能力，它是衡量石灰在渣中溶解速度的指標(biāo) 。 ? （ 3）石灰的塊度。 ? ? 合成渣料 ? 合成渣料是轉(zhuǎn)爐煉鋼中新型造渣材料。采用白云石造渣工藝主要是延長(zhǎng)爐襯壽命，其基本原理是根據(jù)氧化鎂在渣中有一定溶解度的特點(diǎn)，向爐內(nèi)加入一定量的白云石，使渣中（ MgO）將近飽和，從而減弱熔渣對(duì)鎂質(zhì)爐襯的侵蝕；另一方面，冶煉中隨著爐渣堿度的提高，渣中（ MgO）達(dá)到過(guò)飽和而有少量固態(tài)MgO析出，使后期爐渣黏度升高，出鋼后利用濺渣護(hù)爐技術(shù)將爐渣掛在爐襯表面，形成保護(hù)層，可減輕冶煉前期低堿度渣對(duì)爐襯的侵蝕。試求 1000㎏鐵水需加石灰多少千克？ ? 解：石灰加入量 =（ 1000 % 100% 60/28 ）247。同時(shí)它可與（ FeO）一起促進(jìn)石灰的溶解，反應(yīng)產(chǎn)物是熔點(diǎn)只有 1205℃ 的 CaO ? （ MnO）對(duì)石灰熔化速度與（ FeO）類似，但不如其作用大。是指在吹煉中途倒出部分爐渣，然后補(bǔ)加渣料再次造渣的操作方法。 ? 噴吹石灰粉法。反之如果加 ? 入過(guò)晚，正值碳的激烈氧化期，渣中（ FeO）較低，二批料難化，容易產(chǎn)生金屬飛濺；同時(shí)，由于渣料的加入使?fàn)t溫降低，碳氧反應(yīng)將被抑制，導(dǎo)致渣中的氧化鐵積聚，一旦溫度上升，必會(huì)發(fā)生爆發(fā)式碳氧反應(yīng)而引起嚴(yán)重噴濺。一般二批料加入過(guò)晚易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。總之， 硅的氧化有利于保持或提高鋼液的溫度。在轉(zhuǎn)爐吹煉初期，錳氧化生成 MnO可幫助化渣，并減輕初期渣中 SiO2對(duì)爐襯耐火材料的侵蝕。 只有當(dāng)[%C]→0 時(shí)， =1，此時(shí) m才接近平衡態(tài)。如 LD爐 Pco約為 ，而頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中 Pco約為 。fFeO Fe OFe OFe OFe O LfF eOLaO ????? )(%][% 渣平 TOL Fe O]lg[%lg ???飽和 若熔體中氧的平衡濃度為已知，則可以用下式來(lái)計(jì)算渣與鋼間的濃度差 ： 平均平均渣平衡渣鋼][%][%][%][%OLaOOOFe OFe O ?????? 脫碳速率的確定 根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)氧的消耗來(lái)確立脫碳速率的計(jì)算式。 如果與 （ FeO） 平衡的氧含量記作 w[O],FeO，則鋼中氧含量高于 CO平衡的氧 ， 但低于w[O],FeO 。 碳氧反應(yīng)的三種基本形式 : 在吹氧煉鋼過(guò)程中，金屬液中的一部分碳 在反應(yīng)區(qū)被氣體氧化 ，一部分碳與 溶解在金屬液中氧進(jìn)行氧化反應(yīng) ，還有一部分碳 與爐渣中 (FeO)反應(yīng) ，生成 CO。爐渣氧化性強(qiáng)，則有利于錳的氧化； ? 能 增加 Mn元素活度 的元素，其含量增加，有利于錳的氧化； ? 爐氣 氧分壓越高 ，越有利于錳的氧化。 ◆ 溫度低 有利于 硅的氧化 ； ◆ 爐渣中 降低 SiO2的成分含量 如增加 CaO、 FeO含量，有利于硅的氧化，爐渣氧化能力越強(qiáng)，越有利硅的氧化； ◆ 金屬液中 增加硅元素含量 ，有利于硅的氧化； ◆ 爐氣 氧分壓越高 ，越有利于硅的氧化。預(yù)測(cè)判斷的方法有兩種： ? 經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)。因此，對(duì)于含硅、硫及磷較高的鐵水，入爐前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理使之達(dá)到單渣法操作的要求，合理又經(jīng)濟(jì)。 ? 雙渣留渣法。在冶煉中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到終點(diǎn)出鋼的造渣方法稱為單渣法。 SiO2硬殼，而且會(huì)增加渣中復(fù)合陰離子的數(shù)量，導(dǎo)致爐渣黏度上升。 80%=（㎏） ? 爐渣組成對(duì)石灰溶解的影響 ? 影響石灰在熔渣中的溶解速度的因素主要是石灰的質(zhì)量、熔池溫度及熔渣的組成。電爐及轉(zhuǎn)爐吹煉含磷量小于 %的低磷鐵水時(shí)，爐渣堿度 R用（ CaO / SiO2）二元堿度表示，石灰加入量公式如下： ? 石灰加入量（㎏ /t） =（ 1000 ω〔 Si〕 X 60/28 R） /ω（ CaO） 有效 ? 式中 ω〔 Si〕 爐料（鐵水）中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； ? X 爐料中硅被氧化的百分?jǐn)?shù)，轉(zhuǎn)爐吹煉取 100%，電爐煉鋼取 90%； ? 60/281千克硅氧化可生成 60/28的二氧化硅。它是用主要成分為 FeO（ 67%左右）和 Fe2O3（ 16%左右）的轉(zhuǎn)爐爐塵配加一定的石灰粉、生白云石粉和氧化鐵皮，在造球盤上造球，爾后在 200～ 250℃ 下烘干固結(jié)而成。其主要成分是 CaF2 ，熔點(diǎn)僅 1400℃ 左右，并能與 CaO 及 ? 2 CaO 如果煅燒溫度遠(yuǎn)高于石灰石的分解溫度，燒成的石灰晶粒粗大（ 10μm左右）、氣孔率低（僅 20%左右），甚至表面還包有一層熔融物，稱為 硬燒石灰或過(guò)燒石灰 。 ? 石灰 ? 石灰主要成分為 CaO，是由主要成分為 CaCO3的石灰 ? 石煅燒而成。 ? 爐渣的流動(dòng)性。堿度一定時(shí)，爐渣的氧化性隨著渣中（ ∑FeO）含量的增加而增強(qiáng)。造氧化渣就是要使熔渣具有適于脫磷反應(yīng)的理化性質(zhì)，同時(shí)精心控制造渣過(guò)程，以充分去除鋼中的磷，并減少對(duì)爐襯的侵蝕。 ? 就氧氣射流對(duì)熔池的作用而言，提高氧壓與降低槍位的效果相同。所以此階段應(yīng)先提槍化渣，接近終點(diǎn)時(shí)再適當(dāng)降槍，以加強(qiáng)對(duì)熔池的攪拌，均勻鋼液成分和溫度，同時(shí)降低終渣中（ ∑FeO）含量，提高金屬和合金的收得率，并減輕熔渣對(duì)爐襯的侵蝕。SiO2，阻礙石灰的熔化 .但槍位也不可過(guò)高，否則渣中（ FeO）過(guò)多引起爐渣嚴(yán)重泡沫化而產(chǎn)生噴濺。 ? 1 一爐鋼吹煉過(guò)程中槍位的變化 ? 一爐鋼吹煉的不同階段，轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熔渣組成、鋼液成分、熔池溫度及所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)等均不相同，因此向爐內(nèi)供氧的條件也不同。 ? (2)間接傳氧 ? 所謂間接傳氧，是指吹入爐內(nèi)的氧氣經(jīng)熔渣傳入鋼液的傳氧方式。這種帶有 FeO渣膜的金屬液滴很快落入熔池，并隨其中的鋼液一起進(jìn)行環(huán)流而成為氧的主要傳遞者。變槍位變氧壓操作，不但可以化渣迅速，而且可以提高吹煉前期和后期的供氧強(qiáng)度，縮短冶 ? 煉時(shí)間。（如圖 21）硬吹時(shí)，氧氣射流與熔池接觸時(shí)的速度較快，斷面積較小，因而熔池中央唄沖出一個(gè)面積較小而深度較大的作用區(qū)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，小型轉(zhuǎn)爐的 p0一般為 — ，大型轉(zhuǎn)爐的 p0則為 — 。/（ tmin）） =每噸金屬需氧量（ m179。 ? 爐氣傳氧 ? 如果煉鋼爐內(nèi)爐氣中氧的分壓大于渣中氧化亞鐵的分解壓，同時(shí)又大于鋼液中氧化亞鐵的分解壓時(shí)，氣相中的 ? 氧就會(huì)不斷地傳入熔池。 ? 熔池中氧的來(lái)源 ? 熔池內(nèi)氧的主要來(lái)源于直接吹氧、加礦分解和爐氣供氧三個(gè)方面。目前，國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐的爐容比通常為 — 。中小轉(zhuǎn)爐普遍使用此法。轉(zhuǎn)爐容量越小，爐役前后期的這種差別越大。 ? 轉(zhuǎn)爐的裝入制度 ? 轉(zhuǎn)爐的裝入制度包括裝入量、廢鋼比及裝料順序三個(gè)問(wèn)題。但是當(dāng)錳含量超過(guò) 1%時(shí)，爐渣太稀，不利于轉(zhuǎn)爐的吹煉。 若含硅量低于 %時(shí)，鐵水的化學(xué)熱不足，會(huì)導(dǎo)致廢鋼比下降，小容量轉(zhuǎn)爐甚至不能正常吹煉。因此，鐵水的溫度和化學(xué)成分應(yīng)符合一定要求，以簡(jiǎn)化和穩(wěn)定冶煉操作，并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 不銹鋼具有不銹性，但不一定耐腐蝕，而耐腐蝕鋼則一般都具有較好的不銹性 。 工具鋼 包括 碳素工具鋼 和 合金工具鋼 及 高速鋼 。 ? 結(jié)構(gòu)鋼 是目前生產(chǎn)最多 、 使用最廣的鋼種 ， 它包括 碳素結(jié)構(gòu)鋼 和 合金結(jié)構(gòu)鋼 ， 主要用于制造機(jī)器和結(jié)構(gòu)的零件及建筑工程用的金屬結(jié)構(gòu)等 。 根據(jù)鋼中合金元素含量的多少，又可分為 低合金鋼 ，中合金鋼和高合金鋼 。 鋁 (Al) 鋁是終脫氧劑 ，生產(chǎn) 鎮(zhèn)靜鋼 時(shí)， [Al]多在 %%，通常為 %%。 ? 鋼中的碳決定了冶煉、軋制和熱處理的溫度制度。 ? 外來(lái)夾雜 是指冶煉和澆鑄過(guò)程中 ， 帶入鋼液中的爐渣和耐火材料以及鋼液被大氣氧化所形成的氧化物 。 氮含量高的鋼種長(zhǎng)時(shí)間放置 ， 將會(huì) 變脆 ，這一現(xiàn)象稱為 “ 老化 ” 或 “ 時(shí)效 ” 。 四、 鋼中的氣體 ? 鋼液中的氣體會(huì)顯著降低鋼的性能 ， 而且容易造成鋼的許多缺陷 。 有些鋼種，如 易切削鋼 硫則作為合金元素加入，要求 [S]=%%。 冶煉一般鋼種時(shí)要求將 [Mn]控制在 %%。 不同用途的鋼對(duì)磷的含量有嚴(yán)格要求： 非合金鋼中普通質(zhì)量級(jí)鋼 [P]≤% ； 優(yōu)質(zhì)級(jí)鋼 [P]≤% ； 特殊質(zhì)量級(jí)鋼 [P]≤% ； 有的甚至要求 [P]≤% 。 歸納為： “ 四脫 ” （ 碳 、 氧 、 磷和硫 ） ，“ 二去 ” （ 去氣和去夾雜 ） ， “ 二調(diào)整 ” （ 成分和溫度 ） 。 LD Q BOP 煉 鋼 方 法（ 9） 我國(guó)首先在19721973年在沈陽(yáng)第一煉鋼廠成功開發(fā)了全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 。 煉 鋼 方 法（ 5） 1899年 出現(xiàn)了完全依靠廢鋼為原料的電弧爐煉鋼法 (EAF)， 解決了充分利用廢鋼煉鋼的問(wèn)題 ， 此煉鋼法自問(wèn)世以來(lái) ，一直在不斷發(fā)展 ， 是當(dāng)前主要的煉鋼法之一 ， 由電爐冶煉的鋼目前占世界總的鋼的產(chǎn)量的 3040%。目前已淘汰。 在鋼中碳元素和鐵元素形成 Fe3C固熔體 ，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低 。 此法幾乎無(wú)雜質(zhì)元素的氧化反應(yīng) 。他是在吹煉過(guò)程中加石灰造堿性渣，從而 解決了高磷鐵水的脫磷問(wèn)題 。 LD/ BOF/ BOP 煉 鋼 方 法（ 7） 1965年加拿大液化氣公司研制成 雙層管氧氣噴嘴 ， 1967年西德馬克西米利安鋼鐵公司引進(jìn)此技術(shù)并成功開發(fā)了底吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼法，即 OBM法 (Oxygen Bottom Maxhuette) 。