生铁是怎样变成钢铁的

生铁是怎样变成钢铁的图1

要想解答呢,我们首先就应该清楚什么是钢,什么是生铁。

那么什么是生铁呢,我们可以从它的所含化学元素成分来进一步定义.

生铁是怎样变成钢铁的图2

生铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般 在2.11%–4.3%,并含C、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。

生铁性能:生铁坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。

生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响

而钢铁呢,就是指钢和铁的一种铁碳合金。习惯上常说的钢铁其实是对钢和铁的总称。钢和铁是有区别的,所谓钢铁,主要由两个元素构成,即铁和碳,一般碳和元素铁形成化合物,叫铁碳合金。含碳量多少对钢铁的性质影响极大,含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。由铁原子构成的物质叫纯铁,纯铁杂质很少。含碳量多少是区别钢铁的主要标准。

钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金,按含碳量不同大致可分为:

生铁――含C为2.0~4.5%

钢 ――含C为0.05~2.0%

熟铁――含C小于0.05%

而钢呢,是由生铁再炼而成的。

生铁是怎样变成钢铁的图3

炼钢的主要任务,就是拫据所需钢种的要求,把生铁中的碳含M去除到规定范围,并使其它元索的含量减少或增加到规定范围。炼钢过程是在l,700摄氏度左右的高温下,把炉料熔化成液体来进行的。不管在什么炼钢炉中冶炼,基本原理都一样。炼钢过程是一个氧化过程,是利用不冋来源的氧,如空气中的氧、纯氧、铁矿石(三氧化二铁)中的氧,来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素,使之成为浮在钢水上面的炉渣。同时为提高钢的质量,还必须尽量减少生铁中所含有害杂质,如硫、磷等,所以在炼钢中还应加入溶剂,如生石灰(CaO),使硫、磷成为硫化钙和磷酸钙等炉渣而被排出。

生铁是怎样变成钢铁的图4

在使碳等元素氧化到规定范围后,钢水中仍含有大量的氧,氧是钢中的有害杂质,能使钢塑性变坏,轧制时易产生裂纹。因此,在炼钢的最后阶段还须加入脱氧剂(如锰铁、硅铁和铝等),以除掉钢液中多余的氧,并调整好钢液的成分和温度,在达到要求后就可出钢,把钢水浇铸成锭。

生铁是怎样变成钢铁的图5

这就是由生铁变为钢铁的一个大致过程

铁与钢的最主要区别就是碳含量,2.11%为区别标准,一般来说碳含量大于2.11%为生铁,小于2.11%则变为钢水,从铁到钢的过程基本上就是一个脱碳的过程。

钢的生产过程目前主要分为两类,一种是高炉-转炉流程,也就是大家通常所说的长流程,另一种是电炉流程,即短流程。国内炼钢以长流程为主,大概接近总产量的90%,国外则一般来说短流程比例超过一半,这与废钢量的多少有关系。

生铁是怎样变成钢铁的图6

转炉炼钢以铁水、废钢、铁合金为主要原料,不借助外部能源,靠铁水本身的物理热与铁液成分间发生的化学热,完成炼钢,也就是大家常说的负能炼钢。

转炉炼钢一般分为以下环节:

首先是备料环节,将高炉铁水运到炼钢处,铁水比例一般占70%到100%,通过混铁炉、混铁车(鱼雷罐)、铁水罐直接混装。一般情况下铁水兑入炼钢炉之前,会进行铁水预处理,进行脱硫或脱硅、脱磷。转炉炼钢一般是先加入废钢、然后兑入铁水,经过一段时间的融化和提温,当温度合适后,进入氧化期。

生铁是怎样变成钢铁的图7

其次是转炉炼钢过程,主要是把氧气吹入熔融的生铁里,所含硅、锰氧化过程中释放出大量热量(1%硅可升温200度),达到足够高的温度,铁水中的碳、磷、硫等元素逐渐变成炉渣,常用的吹氧方法是氧气顶吹转炉和顶底复吹转炉。

生铁是怎样变成钢铁的图8

三是炉外精炼过程,也就是把炼钢炉初炼好的钢水倒入钢包或专用容器内,再进行进一步的精炼,主要是对钢水进行搅拌,使其成分和温度均匀化,促进冶金反应,提升钢种质量,炉外精炼有AOD氩氧脱碳法、钢包密封吹氩、RH真空循环法、VOD真空吹氧脱碳等。

生铁是怎样变成钢铁的图9

四是浇筑,也就是把炼钢炉或精炼炉的纯净铁水,经过钢水包注入钢锭模或连续铸钢机,变成钢锭或连铸坯。浇筑分模铸和浇筑两种方式。钢厂常用的是连铸法,纯净钢水包通过回转台转动到浇筑位置之后,钢水注入中间包,中间包通过水口将钢水分配到各个结晶器,拉矫机与结晶器振动装置共同作用,结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后,切割成一定尺寸的连铸坯。

生铁是怎样变成钢铁的图10

五是将连铸坯轧制成各种产品,如螺纹钢、线材、板材等。

生铁是怎样变成钢铁的图11生铁是怎样变成钢铁的图12

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