【钢铁百科】炼钢与废钢（有节选）
中国联合钢铁网
刘海
6
月
29
日
【
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一、炼钢简介
炼钢的定义
：用氧化方法去除生铁和废钢中的杂质，加入适量的合金元素，使之成为具有高的强度、韧性或其他特殊性能的钢，这一工艺过程称为“炼钢”。
含碳量≤2.0%的铁碳合金，铁碳相图中2.0%C的意义。高温：奥氏体，热加工性能好；常温：以珠光体为主。
为什么炼钢：
生铁无法广泛应用。含碳高：高温下无奥氏体；性能不良：硬脆、韧性差、焊接性能差，不能加工；杂质多：S、P、夹杂物含量高。
钢中常见元素 ：
五大元素：C、Mn、S、P、Si（必须要求）。其他元素：V、Cr、Ni、Ti、Cu 等（根据钢种）。
存在原因：
①工艺限制：S、P无法完全脱除；②原料残余：废钢残余Cu、Zn；③改善性能：Mn提高强度 Al细化晶粒。
元素含量：
①国标要求： GB；②企业标准：企业自定；③其它国家标准：SWRCH82B（日本）。
炼钢工艺组成：
钢水冶炼：转炉、电炉；炉外处理：铁水预处理和炉外精炼；钢水浇注：连铸、模注
二、常见炼钢过程
(一)转炉炼钢
转炉炼钢：
把铁水与废钢混合，倒入转炉中然后吹氧，炉温大约上升到1600℃ ，炉内反应非常剧烈，象火山爆发一样，将碳与主要杂质迅速烧掉（铁水中的锰和硅被氧化，铁水中的碳也被氧化成二氧化碳）。整个过程仅约30分钟，而且不再添加任何燃料，就可炼一炉钢，甚至可做到“负能炼钢”用这种方法炼钢，质量可以与平炉炼出的钢相媲美，所需时间却只有平炉的1／10，效率很高
转炉炼钢已经成为现代钢铁生产的主要工艺。
增加炉外精炼后的产品质量进一步得到提高
。
氧气顶吹转炉炼钢：
原料：1.铁水（80%-85%）：用封闭保温的鱼雷罐车从炼铁厂运来（以前用敞口铁水罐）；2.废钢（15%-20%）：事先破碎不搀杂质异物。
辅
助
原料
：
1.铁合金：若干种，主要用做冶炼过程脱氧剂、制造合金钢的添加剂。2.熔剂：
石灰、萤石、白云石等造渣材料 。
反应剂：
氧气：每炼一吨钢约消耗50～60m3的氧气，使用量大，要求稳定在8～12个大气压，纯度大于99.4%，脱去水分。
转炉构造
(二)电炉炼钢
电炉按设备分类：
感应炉：电磁感应，电流加热；电渣炉；等离子电弧炉：等离子体加热；电弧炉：通常所说的“电炉”
按供电性质分类：
交流电弧炉：三相交流电 ；直流电弧炉：直流电
电弧炉优点：
热效率比较高： 65% 炉气带走热量少；
温度高：电弧区温度3000℃以上；
可以控制炉内气氛：▲氧化气氛 ▲还原气氛；
夹杂物含量低：炉内脱氧，夹杂物有充分时间上浮；
合金元素收得率高：还原气氛下合金化；
钢成分和温度容易控制：▲炉内合金化 ▲电加热；
设备比较简单，投资省；
节省能源：高炉长流程约1/3。
电弧炉缺点：
电能消耗大：消耗大量电力
气体含量高：空气及水电离；
钢中残余元素多：Cu、Ni、Cr元素富积；
温度均匀性差：电弧“点”热源。
电弧炉
三、炼钢原料之废钢
废钢：
废钢铁具有矿物资源属性，回收的资源称为“第二矿业”，一直是钢铁工业的主要原料之一。
当前钢铁蓄积量不断增加，资源逐年递增，不断产生的废钢铁通过简便的回收、加工就可以回炉熔炼、并反复使用，是一个无穷无尽的铁资源。
废钢来源：
90%外购，10%来自钢厂内部生产回收。
废钢的分类，根据不同外形尺寸及重量要求废钢可分为：重型废钢、重型废钢、小型废钢、统料型废钢和轻料型废钢。按化学成分分为非合金废钢、低合金废钢和合金废钢。
其它类型废钢：
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