【正文】 到最大，幾乎為常數(shù)；吹煉后期，隨著金屬熔池中碳含量的減少，脫碳速度逐漸降低。 第三節(jié) 碳在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的變化規(guī)律 一、吹煉過(guò)程中碳的氧化 氧氣持爐煉鋼過(guò)程中，碳的氧化按下列反應(yīng)進(jìn)行 (31) (32) (33) (34) 一般認(rèn)為，在熔池中金屬液內(nèi)的 C— O反應(yīng)是以 (3— 1)式為主，只有當(dāng)熔池金屬液中 [C]＜ ％時(shí)， (3— 4)式才比較顯著。因此要想去除硫，搞好吹煉過(guò)程中的石灰溶解成渣操作是至關(guān)重要的。 另 — 部分為爐渣脫硫，其反應(yīng)見 (FeS)+(CaO)=(CaS)十 (FeO)式。因此，高堿度對(duì)氣化脫硫不利，但對(duì)爐渣脫硫有利。而渣中硫的氣化反應(yīng)是主要的，由（ S2） +2/3 O2= SO2（ O2）、（ S2） +6(Fe3+)+2（ O2） = SO2+6(Fe3+)式可見，對(duì)于渣中硫的氣相轉(zhuǎn)移與爐渣中硫的活度與氧勢(shì)有關(guān)。但在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中，由于熔池供氧，使?fàn)t內(nèi)呈氧化氣氛，故渣中 (FeO)含量不低，因而使轉(zhuǎn)爐的脫硫能力受到限制。而在吹煉后期，則要控制好爐渣堿度和渣中 (FeO)，保證磷被穩(wěn)定在渣中，而不發(fā)生回磷現(xiàn)象。 總之，為了去磷，吹煉過(guò)程中應(yīng)根據(jù)去磷反應(yīng)的熱力學(xué)條件，首先搞好前期化渣．盡快形成高氧化性爐渣，以利在吹煉前期低溫去磷。 吹煉到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，由于鋼水溫度升高，鋼液中含碳量不同，對(duì)渣中(FeO)含量有影響，因而影響終點(diǎn)磷含量。各種吹煉方法中爐渣的形成與鐵水中磷的變化情況，復(fù)合吹煉的 STB和頂吹石灰粉的 STB— P法比項(xiàng)吹轉(zhuǎn)爐的脫磷效果更好，其原因是冶煉前期化渣快，有利于生成穩(wěn)定的磷酸鈣。 吹煉過(guò)程脫磷 磷是易氧化元素，在轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)期發(fā)生氧化反應(yīng)： 2[P]十 5(FeO)＝ (P205)+5Fe 然后再與渣中 (GaO)反應(yīng)，生成穩(wěn)定化合物。 第二節(jié) 去除鋼水中有害元素硫、磷的條件 一、 吹煉過(guò)程脫磷與脫硫 煉鋼過(guò)程脫碳是至關(guān)重要的，對(duì)于鐵水中含有的有害元素 S、 P的去除則更加重要。對(duì)于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，則應(yīng)增大底吹供氣流量，以均勻成分、溫度、去除夾雜。吹煉后期要做好終點(diǎn)控制，保證溫度、 C、 P、 S含量合乎出鋼要求。這時(shí)吹入熔池中的氧氣使部分鐵氧化，使渣中 (FeO)和鋼水中 [O]含量增加。防止?fàn)t渣返干和噴濺的發(fā)生。同時(shí)，由于熔池溫度升高使廢鋼大量熔化。由于碳氧劇烈反應(yīng)，使?fàn)t溫升高，渣中FeO含量降低，磷和錳在渣一金屬間分配發(fā)生變化，產(chǎn)生回磷和回錳現(xiàn)象。此時(shí)從爐口冒出的濃煙急劇增多，火焰變大，亮度也提高；同時(shí)爐渣起泡，爐口有小渣塊濺出，這標(biāo)志著反應(yīng)進(jìn)入吹煉中期。吹煉前期的任務(wù)是化好渣、早化渣，以利磷和硫的去除；同時(shí)也要注意造渣，以減少爐渣對(duì)爐襯材料的侵蝕。吹煉初期爐口出現(xiàn)黃褐色的煙塵，隨后燃燒成火焰，這是由于帶出的鐵塵和小鐵珠在空氣中燃燒而形成。同時(shí)，鐵也被氧化形成 FeO進(jìn)入渣中，石灰逐漸熔解，使 P也氧化進(jìn)入爐渣中。 隨著吹煉的進(jìn)行．石灰在爐內(nèi)溶解增多，渣中 CaO逐漸增高，爐渣堿度也隨之變大。 吹煉過(guò)程中渣中 FeO具有規(guī)律性變化，即前后期高、中期低。 熔池溫度在吹煉過(guò)程中逐步升高，尤以吹煉前期升溫速度快。 S在吹煉過(guò)程中是逐步降低的。其原因是因?yàn)閺?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐渣中 (FeO)比頂吹轉(zhuǎn)爐低些。 Mn在吹煉前期被氧化到很低，隨著吹煉進(jìn)行而逐步回升。 一、在吹煉過(guò)程中金屬液成分，溫度和爐渣成分都是變化的。 冶煉過(guò)程去除鋼中磷、硫有害元素的條件 第一節(jié) 轉(zhuǎn)爐煉鋼初期硅、錳變化的條件 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是在十幾分鐘內(nèi)進(jìn)行供氧和供氣操作，在這短短的時(shí)問(wèn)內(nèi)要完成造渣、脫碳、脫磷、脫硫、去夾雜、去氣和升溫的任務(wù)，其吹煉過(guò)程的反應(yīng)狀況是多變的。 學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)了解轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中反應(yīng)的基本原理，掌握各元素在冶煉過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。但是，由于各種煉鋼方法所處環(huán)境的動(dòng)力學(xué)條件不同，在冶煉過(guò)程中對(duì)反應(yīng)平衡的偏差程度也各有異。 思考題 鋼與鐵的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是什么？ 鋼材按品質(zhì)分類分為哪幾種？ 簡(jiǎn)述我公司煉鋼生產(chǎn)工藝流程？ 簡(jiǎn)述煉鋼過(guò)程的主要任務(wù)？ 磷、硫?qū)︿摰奈：Γ? 第三章 轉(zhuǎn)爐煉鋼基本原理及各元素的化學(xué)反應(yīng) 在通常的氧氣轉(zhuǎn)妒煉鋼過(guò)程中，總要根據(jù)冶煉鋼種的要求，將鐵水中的 C、 Si、 Mn、 P、 S去除到規(guī)定的要求。 加重氣泡和疏松。 五、 鋼中氫 危害： 白點(diǎn)：由氫引起的內(nèi)裂紋缺陷，在鋼的縱向斷口上顯現(xiàn)為圓形或橢圓型的銀白色圓點(diǎn)，一般 φ110 mm。 脆性增加。 影響熱脆性 . 形成夾雜物 四、 鋼中氮 危害： 時(shí)效：對(duì)低碳鋼的主要危害。 三、 鋼中氧 危害： 沸騰：在澆注中溫度降低和碳氧富集反應(yīng)，在鋼中生成 CO產(chǎn)生沸騰，使?jié)沧o(wú)法進(jìn)行。使高溫強(qiáng)度值下降。 二、 鋼中磷：磷時(shí)鋼中有害元素之一 來(lái)源：鐵水、合金料、爐渣回磷。 （ 2）形成夾雜： S在鋼水中溶解度高，以溶解態(tài)存在于鋼水中，但 S在固體鋼中溶解度低，因此 S在固體鋼中基本上是以硫化物夾雜的形式存在，直接危害鋼的常溫下性能。 對(duì)性能的影響： （ 1）產(chǎn)生熱脆： S的最大危害。同時(shí)質(zhì)量符合良好。 合金化 為使鋼具有必要的性能，必須根據(jù)鋼種要求加入適量合金元素。 升溫 煉鋼過(guò)程必須在一定高溫液態(tài)下才能完成，同時(shí)為保證鋼水能澆鑄合格鋼錠也要求鋼水有一定溫度。 去除氣體和非金屬夾雜 鋼中氣體主要指溶解在鋼中的氫和氮。硫引起鋼的熱脆，而磷引起鋼的冷脆，因此要求在煉鋼過(guò)程中盡量除之。一般采用向鋼中供氧，利用碳氧反應(yīng)去除。 鋼的定義：用氧化的方法去除生鐵中的這些雜質(zhì)，再根據(jù)鋼種要求加入適量的合金元素，使之成為具有較高強(qiáng)度、韌性或其它特殊性能的鋼，這一工藝誠(chéng)摯為“煉鋼”。 第三節(jié) 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程及煉鋼過(guò)程的主要任務(wù) 一 、 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程 圖 2— 1 煉鋼廠生產(chǎn)工藝流程 二、 煉鋼過(guò)程的主要任務(wù) 生鐵和廢鋼是煉鋼的主要原材料，而生鐵中除了含有較多碳外，還含有一定量的硅、錳、硫、磷等元素（統(tǒng)稱鋼中的五大元素），同時(shí)廢鋼中元素含量也很復(fù)雜，有些對(duì)鋼的要求性能有害，除五大元素外，鋼種還含有氮、氫、氧和非金屬雜質(zhì)物。 ③ 電爐鋼： a、電弧爐鋼； b、電渣爐鋼； c、感應(yīng)爐鋼； d、真空自耗爐鋼； e、電子束爐鋼。 ② 轉(zhuǎn)爐鋼： a、酸性轉(zhuǎn)爐鋼； b、堿性轉(zhuǎn)爐鋼。 ③ 特殊性能鋼： a、不銹耐酸鋼； b、耐熱鋼； c、電熱合金鋼； d、電工用鋼； e、高錳耐磨鋼。 (2) 優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼） ① 鋼材結(jié)構(gòu)鋼： a、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼； b、合金結(jié)構(gòu)鋼；、 c、彈簧鋼；、 d、易切鋼； e、軸承鋼； f、特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。 綜合分類 (1) 普通鋼 ① 碳素結(jié)構(gòu)鋼： a、 Q195； b、 Q215(A、 B)； c、 Q235(A、 B、C)； d、 Q255(A、 B)； e、 Q275。 (4) 特殊性能鋼：① 不銹耐酸鋼；② 耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；③電熱合金鋼；④ 耐磨鋼；⑤ 低溫用鋼；⑥ 電工用鋼。 ② 彈簧鋼 ； ③ 軸承鋼 。 (3) 鋼材無(wú)相變或部分發(fā)生相變的 按用途分類 (1) 建筑及工程用鋼： ① 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼； ② 低合金結(jié)構(gòu)鋼； ③ 鋼筋鋼。 鋼材按金相組織分類 (1) 退火狀態(tài)的： ① 亞共析鋼（鐵素體 +珠光體）； ② 共析鋼（珠光體）； ③ 過(guò)共析鋼（珠光體 +滲碳體）； ④ 萊氏體鋼（珠光體 +滲碳體）。 (2) 合金鋼： ① 低合金鋼（合金元素總含量 ≤5%）； ② 中合金鋼（合金元素總含量＞ 5～ 10%）； ③ 高合金鋼（合金元素總含量＞ 10%）。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。 第二節(jié) 鋼的分類，常煉鋼種的化學(xué)成分及鋼號(hào)名稱 一、鋼的分類 鋼是鋼材含碳量在 %%之間的鐵碳合金。同時(shí)，鋼有分各種用途，不同用途的鋼，會(huì)在其中加入一些特殊的添加劑，如不銹鋼中添加鉻元素為主的元素，錳鋼中主要添加錳元素等。一般來(lái)說(shuō)碳元素含量在 %%之間的為鋼，而碳元素含量在 %—— %的是鐵，主要來(lái)說(shuō)鐵中含有較多的碳 C，而鋼中較少。 第一節(jié) 鋼和鐵的概念 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)鋼和鐵并沒有一定的劃分標(biāo)準(zhǔn)，主要成分都是鐵元素，（元素符號(hào)： Fe）。 了解鋼的分類標(biāo)準(zhǔn)。 ⑤ 效果：節(jié)約時(shí)間、使用方便；助溶劑，有利于化渣；容易噴濺 （用量多時(shí)，帶來(lái)溫度波動(dòng)和渣量增加） 思考題 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料是什么？ 轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)鐵水的要求？ 轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)廢鋼的要求？ 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣材料是哪幾種？ 塊狀合金的粒度要求是多少？ 第二章轉(zhuǎn)爐煉鋼基本概念 學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)掌握鋼與鐵的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，鋼的分類標(biāo)準(zhǔn)及常煉鋼種的化學(xué)成分及鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，有害元素對(duì)鋼材質(zhì)量的影響。 ③ 加入方式：一般放在高位料倉(cāng)中，和石灰等造渣材料一樣，在冶煉過(guò)程中從爐口加入轉(zhuǎn)爐。必須加入適量的冷卻劑來(lái)平衡熱量，否則溫度過(guò)高。 b、輕燒白云石： ，生白云石低溫煅燒而成，融化速度快，吸熱少。 ② 使用：一般采用生白云石和輕燒白云石。 a、 MgO促使石灰融化： MgO與爐渣形成 Mg礦物，減少 C2S的形成。 （ 2）白云石 包括 生白云石 和 輕燒白云石 兩種。 a、活性石灰的