炼钢的原理主要是将铁矿石冶炼成铁水,然后通过一系列化学反应和物理过程去除铁水中的杂质,得到所需的钢水。
炼钢的工艺流程大致如下:
原料准备。包括铁矿石、废钢等原料的准备。
高炉冶炼。将铁矿石和焦炭等原料放入高炉中,通过高温还原反应得到铁水。
炼钢过程。将铁水中的碳、硅、锰、磷等元素通过与氧气反应,去除杂质,得到钢水。
连铸。将钢水倒入结晶器中,冷却凝固成铸坯。
炼钢方法主要有转炉炼钢、平炉炼钢、电弧炉炼钢。转炉炼钢法采用氧气顶吹、底吹或侧吹,使铁水中的碳、硅、锰等元素与氧气发生反应,去除杂质。电弧炉炼钢方法以电为热源,可以快速熔化废钢和合金,并且可以基本密封,消除大气中有害物质的渗透。
此外,炉外精炼技术也是炼钢过程中的重要环节。是将一次精炼炉(如转炉或电弧炉)出来的一次钢水在另一个冶金容器中进行精炼,以进一步脱气、脱硫、脱氧、去除夹杂物、调整含量的过程。以及钢水成分和温度的均匀性等。
炼钢的基本原理是利用氧化方法将生铁中的杂质变成液态、固态或气态的氧化物。这些氧化物在高温下与炉衬和加入炉内的熔剂发生反应,结合形成炉渣,并在除渣时被除去。