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生铁到粗钢(生铁到粗钢化学变化)

来源:www.xrdq.net   时间:2023-02-11 19:32   点击:167  编辑:admin   手机版

一、生铁到粗钢化学变化

1吨生铁可以化1吨铁水。生产钢铁就像做面包一样,各种材料都是有一定的配比的,目前行业内通用的简单成本模型,生产一吨生铁大约需要1.55吨左右的铁矿石,0.45吨焦炭,而每吨焦煤大概能生产0.7吨焦炭,那换算过来生产1吨生铁就需要0.64吨的焦煤。

生铁出来就要通过转炉变成粗钢了,生产一吨粗钢大致需要0.96吨的生铁以及0.14吨左右的废钢,当然这个比重可以做调节,比如废钢便宜的时候可以在转炉里多加一些以提高粗钢产量,不过考虑到废钢加入之后会降低炉温,所以废钢在转炉里添加的上限是25%左右。

二、生铁冶炼成钢是化学变化吗

1、按冶炼方法分类:

平炉钢:包括碳素钢和低合金钢.按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种.

转炉钢:包括碳素钢和低合金钢.按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种.

电炉钢:主要是合金钢.按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种.

沸腾钢、镇静钢和半镇静钢:按脱氧程度和浇注制度不同区分.

2、按化学成分分类:

碳素钢:是铁和碳的合金.据中除铁和碳之外,含有硅、锰、磷和硫等元素.按含碳量不同可分 为低碳(C0.60%)钢三类.碳含量小于0.04%的钢称工业纯铁.

普通低合金钢:在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素(如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等,其总量不超过3%).而获得较好综合性能的钢种.

合金钢:是含有一种或多种 适量合金元素的钢种,具有良好和特殊性能.按合金元素总含量不同可分为低合金(总量10%)钢三类.

3、按用途分类:

结构钢:按用途不同分建造用钢和机械用钢两类.建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物.机械用钢用于制造机器或机械零件.

工具钢:用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢,包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等.

特殊钢:具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类,包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等.

常用冶炼方法

1、转炉炼钢:

一种不需外加热源、主要以液态生铁为原料的炼钢方法.其主要特点是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分,如碳、锰、硅、磷等与送入炉内的氧气进行化学反应所产生的热量作冶炼热源来炼钢.炉料除铁水外,还有造渣料(石灰、石英、萤石等);为了调整温度,还可加入废钢以及少量的冷生铁和矿石等.转炉按炉衬耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬);按气体吹入炉内的部分分为底吹顶吹和侧吹;按所采用的气体分为空气转炉和氧气转炉.酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷,须用优质生铁,因而应用范围受到限制.碱性转炉适于用高磷生铁炼钢,曾在西欧获得较大发展.空气吹炼的转炉钢,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配废钢,未在世界范围内得到推广.1952年氧气顶吹转炉问世,现已成为世界上的主要炼钢方法.在氧气顶吹转炉炼钢法的基础上,为吹炼高磷生铁,又出现了喷吹石灰粉的氧气顶吹转炉炼钢法.随氧气底吹的风嘴技术的发展成功,1967年德国和法国分别建成氧气底吹转炉.1971年美国引进此项技术后又发展了底吹氧气喷石灰粉转炉,用于吹炼含磷生铁.1975年法国和卢森堡又开发成功顶底复合吹炼的转炉炼钢法.

2、氧气顶吹转炉炼钢:

用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢方法,或称LD法;在美国通常称BOF法,也称BOP法.它是现代炼钢的主要方法.炉子是一个直立的坩埚状容器,用直立的水冷氧枪从顶部插入炉内供氧.炉身可倾动.炉料通常为铁水、废钢和造渣材料;也可加入少量冷生铁和铁矿石.通过氧枪从熔池上面向下吹入高压的纯氧(含O299.5%以上),氧化去除铁水中的硅、锰、碳和磷等元素,并通过造渣进行脱磷和脱硫.各种元素氧化所产生的热量,加热了熔池的液态金属,使钢水达到现定的化学成分和温度.它主要用于冶炼非合金钢和低合金钢;但通过精炼手段,也可用于冶炼不锈钢等合金钢.

3、氧气底吹转炉炼钢:

通过转炉底部的氧气喷嘴把氧气吹入炉内熔池,使铁水冶炼成钢的转炉炼钢方法.其特点是;炉子的高度与直径比较小;炉底较平并能快速拆卸和更换;用风嘴、分配器系统和炉身上的供氧系统代替氧气顶吹转炉的氧枪系统.由于吹炼平稳、喷溅少、烟尘量少、渣中氧化铁含量低,因此氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉的高1%~2%;采用粉状造渣料,由于颗粒细、比表面大,增大了反应界面,因此成渣快,有利于脱硫和脱磷.此法特别适用于吹炼中磷生铁,因此在西欧用得最广.

4、连续炼钢:

不分炉次地将原料(铁水、废钢)从炉子一端不断地加入,将成品(钢水)从炉子的另一端不断地流出的炼钢方法.连续炼钢工艺的设想早在19世纪就已出现.由于这种工艺具有设备小、工艺过程简单而且稳定等潜在优越性,几十年来许多国家都作了各种各样方法的大量试验,其中主要有槽式法、喷雾法和泡沫法三类,但迄今为止都尚未投入工业化生产.

5、混合炼钢:

用一个炉子炼钢、另一个电炉炼还原渣或还原渣与合金,然后在一定的高度下进行冲混的炼钢方法.用此法处理平炉、转炉及电炉所炼钢水,可提高钢的质量.冲混可增加渣、钢间的接触面积,加速化学反应以及脱氧、脱硫,并有吸附和聚合气体及夹杂物的作用,从而提高钢的纯结度和质量.

6、复合吹炼转炉炼钢:

在顶吹和底吹氧气转炉炼钢法的基础上,综合两者的优点并克服两者的缺点而发展起来的新炼钢方法,即在原有顶吹转炉底部吹入不同气体,以改善熔池搅拌.目前,世界上大多数国家用这种炼钢法,并发展了多种类型的复吹转炉炼钢技术,常见的如英国钢公司开发的以空气+N2或Ar2作底吹气体、以N2作冷却气体的熔池搅拌复吹转炉炼钢法——BSC——BAP法,德国克勒克纳——马克斯冶金厂开发的用天然保护底枪、从底部向熔池分别喷入煤和氧的KMS法、日本川崎钢铁公司开发的将占总氧量30%的氧气混合石灰粉一道从炉底吹入熔池的K——BOP法以及新日本钢铁公司开发的将占总氧量10%——20%的氧气从底部吹入,并用丙烷或天然气冷却炉底喷嘴的LD——OB法等.

7、顶吹氧气平炉炼钢:

从50年代中期开始,在平炉生产中采用1~5支水冷氧枪由炉顶插入熔炼室,直接向熔池吹氧的炼钢方法.该法改善了熔池反应的动力学条件,使碳氧反应的热效应由原来的吸热变为放热,并改善了热工条件;生产率大幅度地得到提高.

8、电弧炉炼钢:

利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的一种炼钢方法.炼钢用三相交流电弧炉是最常见的直接加热电弧炉.炼钢过程中,由于炉内无可燃气体,可根据工艺要求,形成氧化性或还原性气氛和条件,故可以用于冶炼优质非合金钢和合金钢.按电炉每吨炉容量的大小,可将电弧炉分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉.电弧炉炼钢向高功率、超高功率发展的目的是为了缩短冶炼时间、降低电耗、提高生产率、降低成本.随着高功率和超高功率电炉的出现,电弧炉已成为熔化器,一切精炼工艺都在精炼装置内进行.近十年来直流电弧炉由于电极消耗低、电压波动小和噪音小而得到迅速发展,可用于冶炼优质钢和铁合金.

9、STB法:

原文为Sumitomo Top and Bottom blowing process,由日本住友金属公司开发的顶底复吹转炉炼钢法.该法综合了氧气顶吹转炉炼钢法和氧气底吹转炉炼钢法两者的优点.用于吹炼低碳钢,脱磷效果好且成本下降显著.所用的底吹气体为O2、CO2、N2等.在STB法基础上又开发了从顶部喷吹粉末的STB—P法,进一步改善了高碳钢的脱磷条件,并用于精炼不锈钢.

10、RH法:

又称循环法真空处理.由德国Ruhrstahl/Heraeus二公司共同开发.真空室下方装有两个导管,插入钢水,抽真空后钢水上升至一定高度,再在上升管吹入惰性气体Ar、Ar上升带动钢液进入真空室接受真空处理,随后经另一导管流回钢包.真空室上装有加合金的加料系统.此法已成为大容量钢包(>80t)的钢水主要真空处理方法.

11、RH—OB:

RH吹氧法.是在真空循环脱气(RH)法中加上吹氧操作(Oxygen Blowing)来升温.用于精炼不锈钢,是利用减压下可优先进行脱碳反应;用于精炼普通钢则可减轻转炉负荷.也可采用加铝升温.

12、OBM—S法:

原文为Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp,由德国Maxhutte-Klockner厂发明的以天然气或丙烷作底吹氧枪冷却介质的氧气底吹转炉炼钢法.OBM—S是在OBM氧气底吹转炉的炉帽上安装侧吹氧枪,底部氧枪吹煤气、天然气预热废钢,从而达到增加废钢比的目的.

13、NK—CB法:

原文为NKK Combined Blowing System,由日本钢管公司于1973年建立的顶底复吹转炉炼钢法,即在顶吹的同时,从炉底吹入少量气体(Ar,CO2,N2),以加强钢渣的搅拌,并控制钢水中的CO分压.该法采用多孔砖喷嘴,用于炼低碳钢可降低成本;用于炼高碳钢则有利于脱磷.该法应与铁水预处理工艺结合起来

14、MVOD:

在VAD法的设备上增设水冷氧枪,使之在真空下可吹氧脱碳的方法,由于真空下脱碳为放热反应,可省去VAD法的真空加热措施.操作过程与VOD法相同.

15、LF法:

原文为Ladle Furnace,是1971年日本特殊钢公司(大同钢特殊钢公司)开发的钢包炉精炼法.其设备和工艺由氩气搅拌、埋弧加热和合金加料系统组合而成.这种工艺的优点是:能精确地控制钢水化学成分和温度;降低夹杂物含量;合金元素收得率高.LF炉已成为炼钢炉与连铸机之间不可缺少的一种炉外精炼设备.

16、LD炼钢法:

1952年奥钢联林茨(Linz)厂与奥地利阿尔卑斯矿冶公司多纳维茨(Donawitz)厂最早在工业上开发成功的氧气顶吹转炉炼钢法,并以该两厂的第一个字母而命名.该法问世后在全世界范围迅速得到推广.美国称此法为BOF或BOP法,即Basic Oxygen Furnace 或Process 的简称.详见氧气顶吹, 转炉.

17、LD—OTB法:

原文为LD—Oxgyen Top an Bottom Process,由日本神户制钢公司加古川厂开发的顶底复合吹炼转炉炼钢工艺.其特点是使用了专门的底吹单环缝形喷嘴(SA喷嘴),因而底吹气体能控制在很宽的范围内.底部吹入惰性气体.

18、LD—HC法:

原文为LD—Hainaut Saubre CRM,系比利时开发的用于吹炼高磷铁水的顶底复合吹炼转炉炼钢法,即LD+底吹氧,用碳氢化合物保护喷嘴.

19、LD-AC法:

原文为LD - Arbed - Centre National,法国钢铁研究所开发的顶吹氧气喷石灰粉炼钢法,用于吹炼高磷铁水.

20、KS法:

原文Klockner Steelmaking,系采用100%固体料操作的底部喷煤粉氧气转炉炼钢工艺.底吹氧比率为60%~100%.

21、K—ES法:

将底吹气体技术、二次燃烧技术和喷煤粉技术结合起来的电弧炉炼钢法,它是由日本东京炼钢公司和德国Kiokner公司共同开发的技术,可以以煤代电.

22、FINKL—VAD法:

电弧加热钢包脱气法或称真空电弧脱气法.其特点是在真空室的盖上增设有电弧加热装置,并在真空下用氩气搅拌.该法的脱气效果稳定,而且能脱硫、脱碳和加入大量合金.设备主要由真空室、电弧加热系统、合金加料装置、抽真空系统及液压系统组成.

23、DH法:

德国Dortmund Horder联合冶金公司开发的一种真空处理装置.内衬耐火材料的真空室,下部装上有耐火衬的导管插入钢包,真空室或钢包周期性地放下与提升,使一部分钢水进入真空室,处理后返回钢包.上部有加合金料装置和真空加热保温装置.目前已不再建造这种设备.

24、CLU法:

一种不锈钢的精炼方法.其原理与AOD法相同,物点是采用水蒸气代替氩气.该方法是法国Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研制成功的,并于1973年正式投入生产.水蒸气与钢液接触后分解为H2和O2;H2使CO分压降低.同时,该分解反应为吸热反应,因而可抑制钢液温度上升.但铬的氧化烧损比AOD法的严重.

25、CAS法:

原文为Composition adjustment by sealed argonbubbling,是在氩气密封下进行合金成分微调的炉外精炼方法.该法由钢包底部吹氩,将渣排开后,下降浸渍罩,继续吹氩,然后加合金微调成分.其优点是可精确控制成分,且合金收得率高.

26、CAS—OB法:

原文为Compositon adjustment by sealed argon bubbling with oxygen blowing,是在CAS设备上增设吹氧枪的炉外精炼方法.降可微调合金

三、生铁到粗钢化学变化规律

除了工农业总产值指标以外,经济指标包括

各种能源指标(发电量、煤、石油、天然气等),

工业指标(水泥、生铁、粗钢等),

轻工业指标(布匹、纸张等),

以及农业指标(化肥、粮食、蔗糖、茶叶、水产等)。

其他如货运量、香烟、自行车等指标。

计划经济,或计划经济体制,又称指令型经济,是对生产、资源分配以及产品消费事先进行计划的经济体制。由于几乎所有计划经济体制都依赖于指令性计划,因此计划经济也被称为指令性经济。

解决三个基本经济问题的是政府,所谓的三个经济问题是指:生产什么、怎样生产和为谁生产。而其中大部份的资源是由政府所拥有的,并且由政府所指令而分配资源的,不受市场影响。

四、生铁炼钢是化学变化吗

生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般在2.11%-4.3%,并含Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁等几种。

生铁性能为坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。

五、生铁到粗钢化学变化图

  粗钢,即钢坯,由生铁经转炉氧化脱去碳及其他杂质后,得到钢水。钢水中加入合金,碳后,浇铸得到粗钢。   钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。钢材应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同,钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种。

六、生铁到钢材是化学变化吗?

本来不想答的,见这么混乱,更正一下吧.

一般所谓的熟铁是个俗称。一般是指钢材,也就是含碳量低于2.11%的铁碳合金。而生铁则是含碳量大于2.11%的铁碳合金。

基于原子重量的原因,由于铁原子的重量远高于碳原子,所以钢材的密度是大于生铁的密度的。

另外,铁碳合金还存在一个同素异构的现象,这个现象也会大大影响密度。

就算生铁自身来说就算化学成份一样但由于生产的条件不一样密度也会产生很大的误差。例如用离心铸造的生铁就比用砂型铸造的生铁密度高很多。

所以粗俗地来说熟铁的密度比生铁的密度大是正确的说法。

七、生铁变成钢材是物理变化

生铁冶炼术的发明 我国在商代已知用铁,河北藁城、北京平谷出土过商代的铁刃铜钺,河南浚县也出土过商本周初的铁刃铜钺和铁援铜戈。不过,这几件兵器上的铁都是陨铁。陨铁来自天空落下的陨星,不是人工冶炼的铁。 我国最早的人工冶铁制品,是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,说明在春秋初年我国已掌握了人工冶铁的技术。到春秋晚期,我国又发明了生铁冶炼技术。目前春秋晚期的铁器已发现过好几件,其中有江苏六合程桥两座东周墓出土的用块炼铁制成的铁条和用白口生铁铸成的铁丸,湖南长沙一座春秋晚期的墓葬中,还出土了一件白口铸铁鼎。 人类早期通常是在较低的温度(摄氏800度到1000度)下,用木炭还原铁矿石得到块炼铁的。块炼铁是一种海绵状的熟铁块,炼完后把铁块取出,炉膛要受破坏,不能连续生产,成本高,产量低。而且铁块中夹杂物较多,含碳量又低,质地软,很难用来制造形状比较复杂的器物。生铁是在较高的温度(摄氏1150度到1300度)下冶炼出来的,产品呈液态从炉中流出,可以连续生产,可以浇铸成型;它的夹杂物较少,合碳量一般超过2%,质地硬脆,适合用来铸造农具和其他工具。从块炼铁到生铁,这是冶铁技术上的一个重大突破。 同其他一些国家相比,我国的人工冶铁起步较晚,但由于借鉴和利用商周两代高度发达的青铜冶铸技术,却首先发明了生铁冶炼技术。欧洲地中海沿岸一些国家,早在公元前14世纪就懂得冶铁,但直到公元14世纪才应用生铁,反比我国晚了1900多年。我国的冶铁技术后来居上,从此长期处于世界的领先灌钢法 灌钢法是我国早期炼钢技术一项最突出的成就。在1740年批捐炼钢法发明以前,世界各国一般都是采取用熟铁低温冶炼的办法,钢铁不能熔化,铁和渣不易分离,碳分不能迅速渗入。我国发明的灌钢法,将生铁和熟铁一起加热,让先熔化的生铁液灌入疏松的熟铁的空隙中,使熟铁增加碳分变成钢材,从而解决了这个难题。南朝齐、梁时的陶弘景首先记载了灌钢法,北朝魏、齐间的泰母怀文曾用这种方法制成十分锋利的“宿铁刀”,可见灌钢法的发明当在南北朝之前,很可能是在西晋时期。灌钢法的出现,使钢的产量和质量大大提高,为隋唐以后生产力的大幅度增长提供了重要条件。后来,灌钢法又不断发展。宋代把生铁片嵌在盘绕的熟铁条中间,用泥巴把炼钢炉密封起来,进行烧炼,效果更好。明代又有了改进,把生铁片盖在捆紧的若干熟铁薄片上,使生铁液可以更均匀地渗入熟铁之中,不用泥封而用涂泥的草鞋遮盖炉口,使生铁可从空气中得到氧气而更易熔化,从而提高冶炼的效率。明中期以后,灌钢法更进一步发展为苏钢法。苏钢法以熟铁为料铁,置于炉中,而将生铁板放在炉口,当炉温升高到摄氏 1300度左右,生铁板开始熔化时,即用火钳夹住生铁板左右移动,并不断翻动料铁,使料铁均匀地淋到摘下的生铁液;这样,既可产生很好的渗碳作用,又可产生剧烈的氧化作用,使铁和渣分离,生产出含渣少而成分均匀的钢材。 在16世纪以前,我国的炼钢技术长期居于世界领先地位,受到各国的普遍赞扬。公元1世纪时,罗马博物学家在其名著《自然史》中说:“虽然铁的种类很多,但没有一种能和中国来的钢相媲美。”TOP

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