Cómo hacer acero
1. Clasificación por método de fundición:
Acero de solera abierta: incluye acero al carbono y acero de baja aleación. Según los diferentes materiales del revestimiento del horno, se puede dividir en abierto ácido y alcalino. Acero de solera.
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Acero convertidor: incluye acero al carbono y acero de baja aleación. Según las diferentes posiciones de soplado de oxígeno, se puede dividir en tres tipos: soplado inferior, soplado lateral y superior. Acero convertidor de soplado.
Acero para horno eléctrico: principalmente acero aleado. Según el tipo de horno eléctrico, se puede dividir en cuatro tipos: acero para horno de arco eléctrico, acero para horno eléctrico de inducción, acero para horno eléctrico de inducción al vacío. y acero en horno de electroescoria.
Acero en ebullición, acero calmado y acero semiacabado: según el grado de desoxidación y se distinguen diferentes sistemas de vertido.
2. Clasificación según composición química. :
Acero al carbono: Es una aleación de hierro y carbono. Además de hierro y carbono, contiene silicio, manganeso, fósforo, azufre y otros elementos, según diferentes contenidos de carbono, se puede dividir. Se divide en tres categorías de acero con bajo contenido de carbono (C0.60). El acero con un contenido de carbono inferior a 0,04 se denomina hierro puro industrial.
Acero ordinario de baja aleación: en el acero al carbono simple se añade un. Pequeña cantidad de elementos de aleación (como silicio, calcio, titanio, niobio, boro y elementos de tierras raras, la cantidad total no supera los 3) para obtener mejores propiedades integrales del acero.
Acero aleado: es. un tipo de acero que contiene una o más cantidades apropiadas de elementos de aleación y tiene propiedades buenas y especiales. Se puede dividir en tres categorías de acero de baja aleación (10 en total) según el contenido total de elementos de aleación. p>3. Clasificación por uso:
Acero estructural: Según los diferentes usos, se divide en dos categorías: acero de construcción y acero mecánico. El acero de construcción se utiliza para construir calderas, barcos, puentes, fábricas y. otras construcciones. El acero mecánico se utiliza para fabricar máquinas o piezas mecánicas.
Acero para herramientas: acero con alto contenido de carbono y acero con medio carbono que se utiliza para fabricar diversas herramientas, incluido el acero para herramientas al carbono, el acero para herramientas de aleación y el acero para herramientas de alta velocidad. acero, etc.
Acero especial: acero para usos especiales con propiedades físicas y químicas especiales, incluido acero inoxidable resistente a los ácidos, acero resistente al calor, aleaciones electrotérmicas y materiales magnéticos, etc.
> Método de fundición comúnmente utilizado
1. Fabricación de acero por convertidor:
Un método de fabricación de acero que no requiere una fuente de calor externa y utiliza principalmente arrabio líquido como materia prima. Se basa en la fusión de arrabio líquido en el convertidor. El calor físico y el calor generado por la reacción química de varios componentes del arrabio, como carbono, manganeso, silicio, fósforo, etc., con el oxígeno alimentado al horno. Se utilizan como fuentes de calor de fundición para fabricar acero. Además del hierro fundido, los materiales del horno también incluyen materiales formadores de escoria (cal, cuarzo, fluorita, etc.) para ajustar la temperatura, chatarra de acero y una pequeña cantidad de frío. También se puede agregar arrabio y mineral. El convertidor se divide en alcalino (revestido con magnesita o nube blanca) y ácido (revestido con magnesita o nube blanca) según las propiedades del material refractario del revestimiento). en la parte donde el gas ingresa al horno, se divide en soplado inferior, soplado superior y soplado lateral; según el gas utilizado, se divide en convertidor de aire y convertidor de oxígeno que no puede eliminar el azufre y el fósforo en el cerdo. Se debe utilizar arrabio de alta calidad, por lo que el ámbito de aplicación es limitado. Los convertidores alcalinos son adecuados para la fabricación de acero con arrabio con alto contenido de fósforo y han logrado un gran desarrollo en Europa occidental. El acero convertidor soplado por aire tiene un alto contenido de nitrógeno y. las materias primas utilizadas tienen limitaciones y no se pueden utilizar con más chatarra de acero, por lo que no se ha promocionado en todo el mundo. En 1952, apareció el convertidor de oxígeno por soplado superior y ahora se ha convertido en el principal método de fabricación de acero del mundo. base del método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno, soplado Para producir arrabio con alto contenido de fósforo, apareció nuevamente el método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno mediante inyección de polvo de cal. Con el desarrollo exitoso de la tecnología de tobera de soplado inferior con oxígeno, Alemania y Francia. construyeron convertidores de oxígeno por soplado por el fondo en 1967. En 1971, Estados Unidos introdujo esto. Después de esta tecnología, se desarrolló un convertidor de cal pulverizada con oxígeno por el fondo para soplar arrabio que contenía fósforo. En 1975, Francia y Luxemburgo desarrollaron con éxito un convertidor. Método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior-inferior.
2. Fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno:
Un método de fabricación de acero con convertidor que utiliza oxígeno puro para soplar hierro fundido desde la parte superior del convertidor. en acero, o método LD; en los Estados Unidos, generalmente se llama método BOF, también llamado método BOP. Es el método principal de la fabricación de acero moderna. El horno es un recipiente vertical en forma de crisol, con un soporte vertical. lanza de oxígeno refrigerada por agua insertada en el horno desde la parte superior para suministrar oxígeno. El cuerpo del horno se puede inclinar. La carga suele ser hierro fundido, chatarra de acero y materiales para fabricar escoria; también se puede agregar una pequeña cantidad de arrabio frío; y se sopla oxígeno puro a alta presión (que contiene más del 99,5 % de O2) hacia abajo desde la parte superior del charco fundido a través de una lanza de oxígeno para oxidar y eliminar el hierro fundido.
Se eliminan elementos como silicio, manganeso, carbono y fósforo, y la desfosforización y desulfuración se llevan a cabo mediante escoria. El calor generado por la oxidación de diversos elementos calienta el metal líquido en el baño fundido, haciendo que el acero fundido alcance el producto químico actual. composición y temperatura Se utiliza principalmente para fundir acero no aleado y acero de baja aleación, pero mediante métodos de refinación, también se puede utilizar para fundir acero aleado como el acero inoxidable. Fabricación de acero del convertidor de soplado inferior:
Pase La boquilla de oxígeno en la parte inferior del convertidor sopla oxígeno al baño fundido en el horno para fundir el hierro fundido en acero. Sus características son: la altura y el diámetro del horno son. relativamente pequeño; la parte inferior del horno es plana y se puede desmontar y reemplazar rápidamente; utiliza aire. La boquilla, el sistema distribuidor y el sistema de suministro de oxígeno en el cuerpo del horno reemplazan el sistema de lanza de oxígeno del convertidor de oxígeno de soplado superior. soplado, menos salpicaduras, menos humo y bajo contenido de óxido de hierro en la escoria, la recuperación de metales del convertidor de oxígeno soplado desde abajo El rendimiento es de 1% a 2% mayor que el del convertidor de oxígeno soplado desde arriba el material de escoria en polvo; Debido a las partículas finas y la gran superficie específica, la interfaz de reacción aumenta, por lo que la escoria se forma rápidamente, lo que favorece la desulfuración y la desfosforización. Este método es especialmente adecuado para soplar arrabio con contenido medio de fósforo, por lo que es. el más utilizado en Europa Occidental
4. Fabricación continua de acero:
Las materias primas (hierro fundido, chatarra de acero) se procesan a partir de un método de fabricación de acero en el que se utiliza un extremo del horno. Se agrega continuamente y el producto terminado (acero fundido) fluye continuamente desde el otro extremo del horno. La idea del proceso de fabricación de acero continuo apareció ya en el siglo XIX porque este proceso requiere equipos pequeños y un proceso simple. En las últimas décadas, muchos países han llevado a cabo una gran cantidad de experimentos con diversos métodos, incluido el método del tanque, el método de pulverización y el método de espuma, pero hasta ahora no se han puesto en producción industrial.
5. Fabricación mixta de acero. :
Un método de fabricación de acero que utiliza un horno para fabricar acero, otro horno eléctrico para producir escoria reducida o escoria reducida y aleación, y luego mezclarlos a una determinada altura. Uso Este método puede mejorar la calidad del acero. Al tratar el acero fundido producido en hornos de hogar abierto, convertidores y hornos eléctricos, la mezcla puede aumentar el área de contacto entre la escoria y el acero, acelerar las reacciones químicas, desoxidar y desulfurar, y tiene el efecto de adsorber y polimerizar gases e inclusiones, mejorando así. la pureza y calidad del acero
6. Fabricación de acero con convertidor de soplado compuesto:
Basado en los métodos de fabricación de acero con convertidor de oxígeno de soplado superior y soplado inferior, integral Un nuevo método de fabricación de acero desarrollado por. combinar las ventajas de ambos y superar las deficiencias de ambos, es decir, soplar diferentes gases en el fondo del convertidor de soplado superior original para mejorar la mezcla del baño fundido. Actualmente, la mayoría de los países del mundo utilizan este método de fabricación de acero, y desarrolló varios tipos de tecnología de fabricación de acero con convertidor de doble soplado. Los más comunes son el método de fabricación de acero con convertidor de doble soplado y agitación en piscina desarrollado por British Steel Company, que utiliza aire N2 o Ar2 como gas de soplado del fondo y N2 como gas de enfriamiento. , el método KMS desarrollado por Kluckner-Max Metallurgical Works de Alemania, que utiliza una pistola de fondo de protección natural para inyectar carbón y oxígeno en el charco fundido desde el fondo, y el método KMS desarrollado por Kawasaki Steel Company de Japón representará la cantidad total de oxígeno. El método K-BOP en el que el 30% del oxígeno se mezcla con cal en polvo se sopla en el baño fundido desde el fondo del horno, y el método K-BOP desarrollado por New Japan Steel Company sopla entre el 10 y el 20% del mismo. oxígeno total del fondo y utiliza propano o gas natural para enfriar el fondo del horno LD de las boquillas - método OB, etc.
7. Fabricación de acero de hogar abierto con oxígeno por soplado superior:
Desde mediados de la década de 1950, se han utilizado de 1 a 5 lanzas de oxígeno enfriadas por agua en la producción de hogar abierto. Un método de fabricación de acero que inserta la parte superior del horno en la cámara de fundición y sopla oxígeno directamente en el baño fundido. condiciones cinéticas de la reacción del baño fundido, cambia el efecto térmico de la reacción carbono-oxígeno de endotérmico a exotérmico y mejora las condiciones de trabajo térmicas; la productividad ha mejorado considerablemente
8. Fabricación de acero en horno de arco eléctrico:
Un método de fabricación de acero que utiliza el efecto térmico del arco para fundir metales y otros materiales. La fabricación de acero utiliza un horno de arco eléctrico de CA trifásico que es el horno de arco eléctrico de calentamiento directo más común durante el proceso de fabricación de acero. No hay gas inflamable en el horno, se pueden formar atmósferas y condiciones oxidantes o reductoras de acuerdo con los requisitos del proceso, por lo que se puede usar para fundir acero no aleado de alta calidad y acero aleado de acuerdo con la capacidad del horno por tonelada de eléctrico. Horno de arco, el horno de arco eléctrico se puede dividir en horno de arco eléctrico de potencia ordinaria, horno de arco eléctrico de alta potencia y horno de arco eléctrico de potencia ultraalta. El propósito de la fabricación de acero con horno de arco eléctrico es desarrollar hacia alta potencia y potencia ultraalta. Acorte el tiempo de fundición, reduzca el consumo de energía, mejore la productividad y reduzca los costos con alta potencia y potencia ultraalta.
Con la aparición de los hornos eléctricos, los hornos de arco eléctrico se han convertido en fusores y todos los procesos de refinación se llevan a cabo en el dispositivo de refinación. En la última década, los hornos de arco eléctrico de CC se han desarrollado rápidamente debido a su bajo consumo de electrodos, pequeñas fluctuaciones de voltaje y baja potencia. ruido y se puede utilizar para fundir acero y ferroaleaciones de alta calidad.
9. Método STB:
El texto original es el proceso de soplado Sumitomo Top and Bottom, un doble de arriba a abajo. Método de fabricación de acero con convertidor de soplado desarrollado por Sumitomo Metal Corporation de Japón. Este método combina las ventajas del método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior y del método de fabricación de acero con convertidor de soplado inferior con oxígeno. Se utiliza para soplar acero con bajo contenido de carbono. Efecto de desfosforización y reducción significativa de costos. Los gases soplados desde abajo utilizados son O2, CO2, N2, etc. Basado en el método STB, se desarrolló el método STB-P de pulverización de polvo desde la parte superior, que mejoró aún más las condiciones de desfosforización. acero con alto contenido de carbono y se utilizó para refinar acero inoxidable
10. Método RH:
También conocido como tratamiento al vacío con método de circulación, fue desarrollado conjuntamente por la empresa alemana Ruhrstahl/Heraeus. Hay dos conductos debajo de la cámara de vacío, en los que se inserta el acero fundido. Después de crear el vacío, el acero fundido se eleva a una cierta altura y luego se sopla hacia el tubo ascendente. Conduce el acero fundido a la cámara de vacío para el tratamiento al vacío y luego fluye de regreso a la cuchara a través de otro conducto. La cámara de vacío está equipada con un sistema de alimentación para agregar aleaciones. Este método se ha convertido en el vacío principal para el acero fundido en gran capacidad. cucharas (>80t). Método de tratamiento
11. RH-OB:
Método de soplado de oxígeno RH Añade la operación de soplado de oxígeno (Oxygen Blowing) a la desgasificación del ciclo de vacío (RH). ) método para elevar la temperatura cuando se usa para refinar acero inoxidable, la reacción de descarburación se puede priorizar bajo presión reducida; cuando se usa para refinar acero ordinario, la carga en el convertidor también se puede usar para elevar la temperatura.
12. Método OBM-S:
El texto original es Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp, un método de fabricación de acero con convertidor de oxígeno por soplado inferior inventado por la fábrica alemana Maxhutte-Klockner que utiliza . gas natural o propano como medio de enfriamiento de la lanza de oxígeno de soplado inferior OBM-S es el oxígeno OBM. Se instala una lanza de oxígeno de soplado lateral en la tapa del horno del convertidor de soplado inferior, y la lanza de oxígeno inferior sopla gas de carbón y natural. gas para precalentar la chatarra de acero, logrando así el propósito de aumentar la relación chatarra-acero.
13. Método NK-CB:
El texto original es NKK Combined Blowing System, un top. -Método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado desde la parte inferior establecido por Japan Steel Pipe Company en 1973. Es decir, durante el soplado superior, se sopla una pequeña cantidad de gas (Ar, CO2, N2) desde la parte inferior del horno para fortalecer la agitación del acero. escoria y controla la presión parcial de CO en el acero fundido. Este método utiliza boquillas de ladrillo poroso, que pueden reducir los costos cuando se usa para fabricar acero con bajo contenido de carbono, y es beneficioso para la desfosforización. debe combinarse preliminarmente con el hierro fundido Combinando procesos de tratamiento
14. MVOD:
Se agrega una lanza de oxígeno enfriada por agua al equipo del método VAD para que pueda soplar oxígeno y. descarburar al vacío Dado que la descarburación al vacío el carbono es una reacción exotérmica, que puede ahorrar las medidas de calentamiento al vacío del método VAD. El proceso de operación es el mismo que el del método VOD. /p>
El texto original es Ladle Furnace, que se publicó en 1971. Método de refinación del horno de cuchara desarrollado por Japan Special Steel Company (Dado Steel Special Steel Company). Su equipo y proceso se componen de agitación con argón, calentamiento por arco sumergido y. sistemas de alimentación de aleaciones. La ventaja de este proceso es que puede controlar con precisión la composición química y la temperatura del acero fundido; reducir el contenido de inclusión de elementos de aleación. El horno LF se ha convertido en un equipo de refinación externo indispensable entre el horno de fabricación de acero y la máquina de colada continua.
16. Método de fabricación de acero de LD:
En 1952, la planta de Voestalpine en Linz y la planta de Donawitz de la Compañía Minera y Metalúrgica de los Alpes de Austria fueron las primeras en desarrollar con éxito la tapa de oxígeno. -Método de fabricación de acero por convertidor soplado en la industria, y lleva el nombre de las primeras letras de las dos fábricas. Después de la llegada de este método, se promovió rápidamente en todo el mundo y lo llamó método BOF o BOP, es decir, básico. Horno de oxígeno o P
La abreviatura del proceso para obtener más detalles, consulte convertidor y soplado superior de oxígeno.
17. Método LD-OTB:
El texto original es LD-Oxgyen Top an Bottom Process, desarrollado por. Kobe Steel Kakogawa de Japón El proceso de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo desarrollado por la fábrica se caracteriza por el uso de una boquilla especial de hendidura de un solo anillo de soplado desde el fondo (boquilla SA), de modo que el gas de soplado desde el fondo se puede controlar dentro de un Se sopla gas inerte en el fondo
18. Método LD-HC:
El texto original es LD-Hainaut Saubre CRM, que es un soplado compuesto de arriba a abajo. Convertidor de fabricación de acero desarrollado en Bélgica para soplar hierro fundido con alto contenido de fósforo, es decir, oxígeno que sopla por el fondo LD, utilizando hidrocarburos para proteger la boquilla.
19. Método LD-AC:
20. Método KS:
La siderurgia original de Klockner es una operación de fondo que utiliza 100 materiales sólidos. Proceso de fabricación de acero con convertidor de oxígeno pulverizado por inyección de carbón. La proporción de oxígeno soplado por el fondo es de 60 a 100.
> 21. Método K-ES:
Combina tecnología de gas de fondo soplado, tecnología de combustión secundaria y El método de fabricación de acero en horno de arco eléctrico que combina la tecnología de inyección de carbón pulverizado es una tecnología desarrollada conjuntamente por Tokyo Steelmaking Company de Japón y Kiokner Company de Alemania, que puede reemplazar la electricidad con carbón
22. FINKL—Método VAD:
El método de desgasificación con cuchara de calentamiento por arco también se llama método de desgasificación por arco al vacío. Se caracteriza por agregar un dispositivo de calentamiento de arco a la tapa de la cámara de vacío y agitarlo con gas argón al vacío. Este método El efecto de desgasificación es estable y puede desulfurar, descarburar y agregar una gran cantidad de aleación. una cámara de vacío, un sistema de calentamiento de arco, un dispositivo de alimentación de aleación, un sistema de vacío y un sistema hidráulico.
23. Método DH:
Un dispositivo de procesamiento de vacío desarrollado por la empresa metalúrgica alemana Dortmund Horder United. . Una cámara de vacío revestida de materiales refractarios, con un conducto revestido de refractario instalado en la parte inferior y que se introduce en la cuchara. Periódicamente se baja y eleva la cámara de vacío o cucharón, provocando que parte del acero fundido entre en la cámara de vacío, y. Regrese al cucharón después del tratamiento. Hay un dispositivo de adición de aleación y un dispositivo de calentamiento y aislamiento al vacío en la parte superior. Este tipo de equipo ya no se construye en la actualidad.
24. Método CLU:
p >Un método de refinación de acero inoxidable. Su principio es el mismo que el método AOD. El punto material es utilizar vapor de agua en lugar de argón. Este método fue desarrollado conjuntamente por la empresa francesa Creusot-Loire y la empresa sueca Uddeholm. , y se puso en producción oficialmente con éxito en 1973. El vapor de agua se descompone en H2 y O2 después del contacto con el acero fundido; el H2 reduce la presión parcial del CO. Al mismo tiempo, la reacción de descomposición es una reacción endotérmica, que puede inhibir. el aumento de temperatura del acero fundido sin embargo, la oxidación y la pérdida por combustión del cromo son más graves que el método AOD
25. Método CAS:
El texto original es Ajuste de composición mediante. Burbuja de argón sellada, que es un método de refinación fuera del horno para ajustar la composición de la aleación bajo sellado de argón. Este método sopla argón desde el fondo de la cuchara y, una vez descargada la escoria, baja la campana de impregnación y continúa. sople argón y luego agregue aleación para ajustar la composición. La ventaja es que la composición se puede controlar con precisión y el rendimiento de la aleación es alto
26, método CAS-OB:
<. p> El texto original es Ajuste de la composición mediante burbujeo de argón sellado con soplado de oxígeno. Es un método de refinación fuera del horno que agrega una pistola de soplado de oxígeno al equipo CAS. Además de ajustar la composición de la aleación, también puede. Agregue aluminio y sople oxígeno para elevar la temperatura (método químico térmico), con una velocidad de calentamiento de 5 a 13 °C/min. Este método puede controlar con precisión la temperatura del acero fundido a ±3 °C, lo cual es beneficioso para el proceso continuo. producción de fundición.27. Método ASEA-SKF:
Método de refinado en cuchara desarrollado en Suecia. Utiliza agitación electromagnética de baja frecuencia, calentamiento por arco a presión normal y refinado de escoria en la cuchara. , desgasificación al vacío en otra estación y equipada con una pistola de oxígeno, que puede soplar oxígeno para la descarburación a presión reducida. Para mejorar el efecto de refinación, también puede soplar argón a través de ladrillos porosos en el fondo del cucharón para agitar y. se puede agregar acero de ajuste de aleación Composición líquida
28. Método AOD:
Método y abreviatura de descarburación de argón-oxígeno, el texto original es Descarburación de argón-oxígeno, es el principal método de refinación. Para fundir acero inoxidable con bajo contenido de carbono, fue desarrollado con éxito por American Carbide Company y utilizado en la producción real en 1968. Su principio metalúrgico es diluir CO con Ar para reducir su presión parcial y lograr un efecto de vacío, logrando así un efecto de vacío. descarbonización a un nivel muy bajo. Cuerpo del horno AOD y dispositivo de transmisión Similar al convertidor, el ojo de viento se coloca en la pared lateral cerca del fondo del horno. Se sopla gas mixto Ar O2 al horno. La materia prima se funde. El acero fundido en el horno primario. El proceso de soplado se divide en período de oxidación, período de reducción y período de refinamiento. Se ha convertido en el principal proceso de producción del acero inoxidable. p> Incluyendo la refundición de electroescoria, la metalurgia al vacío, la metalurgia por plasma, la fusión por haz de electrones, la fusión por áreas y otros métodos de fundición. El término general para métodos de acero para algunos fines especiales o de alta tecnología requiere acero de pureza ultraalta. el refinado fuera del horno no puede cumplir los requisitos, se pueden utilizar métodos metalúrgicos especiales.
Refusión por electroescoria: proceso de refinado en el que el acero fundido se funde o se forja en electrodos y se vuelve a fundir dos veces mediante el calor de resistencia de la escoria. También se llama ESR. Su fuente de calor proviene del calor de resistencia de la escoria y consume electricidad durante la refundición. El poste se sumerge en la escoria y la corriente pasa a través de la escoria ionizada, lo que hace que la escoria se caliente. a una temperatura mucho más alta que el punto de fusión del electrodo consumible que se está derritiendo. La punta del electrodo consumible insertada en la escoria se funde para formar gotas, y al pasar a través del charco de escoria por su propio peso, la escoria se lava y refina y luego ingresa al metal. piscina fundida mientras se reduce la contaminación del aire. Se forma una fina capa de escoria entre el lingote de acero y la pared del cristalizador, que no solo ralentiza el enfriamiento radial, sino que también mejora la calidad de la superficie del lingote de acero terminado, con la ayuda del enfriamiento por agua. en el fondo del cristalizador, se solidifica formando un lingote de acero refundido con tendencia a la cristalización axial y menor segregación, lo que mejora la plasticidad del procesamiento en caliente.
Metalurgia del plasma: un proceso metalúrgico que utiliza el flujo de plasma como fuente de calor. es decir, utilizar una pistola de plasma para convertir la energía eléctrica en energía térmica en un chorro de plasma direccional. El chorro de plasma tiene las características de un arco estable, calor altamente concentrado y puede alcanzar temperaturas muy altas. La temperatura de funcionamiento de algunas pistolas de plasma es tan alta. como 5000~20000°C La pistola de plasma se puede usar con gas inerte (Ar), gas reductor (H2), etc. como medio para lograr diferentes propósitos metalúrgicos. Se pueden usar hornos de plasma para fundir metales de alto punto de fusión y metales activos. Además de purificar metales o aleaciones, la tecnología de plasma también se ha utilizado para el tratamiento de polvo residual en plantas siderúrgicas y en el proceso de producción de ferroaleaciones.
Metalurgia por pulverización: con el fin de acelerar la reacción física y química entre el metal líquido y los materiales. , el material en polvo se introduce en el metal líquido mediante inyección de gas para completar la reacción metalúrgica. También se denomina metalurgia por pulverización de polvo. Este proceso se utiliza ampliamente en el pretratamiento del hierro fundido y el refinado en cuchara para lograr la desulfuración, desoxidación y ajuste fino de los componentes. y desnaturalización de inclusiones. Este proceso tiene una velocidad de reacción rápida y una alta utilización del material.
Fundición regional: en 1952, W.G.Pfann propuso un proceso para refinar metales que utiliza las diferentes características de solubilidad de los elementos de impureza. fases líquida y sólida El principio de funcionamiento es: suponiendo que una pequeña sección de metal se funde en un líquido en una varilla de metal sólido uniforme, entonces, si esta pequeña área líquida se mueve lentamente de izquierda a derecha, cada vez que se mueve. Las impurezas se redistribuirán. El efecto equivale a conducir las impurezas hacia el extremo derecho. Después de muchas repeticiones, el metal del extremo izquierdo puede alcanzar una pureza muy alta.
Metalurgia al vacío: Procesos metalúrgicos realizados bajo condiciones. condiciones desde menos de 0,1 MPa hasta vacío ultra alto [133,3 × (<760 ~ 10-12) Pa], incluido el refinado, fundición, refundición y refinado de metales y aleaciones, conformado y tratamiento térmico. ① reducir la contaminación del metal por la fase gaseosa; ② reducir el contenido de gases o impurezas volátiles disueltas en el metal;
Promover reacciones químicas con productos gaseosos; ④ Evitar la contaminación causada por contenedores refractarios Para satisfacer las necesidades de materiales metálicos de alto rendimiento y nuevos materiales metálicos con la producción de materiales electrotérmicos, aleaciones eléctricas, aleaciones magnéticas blandas y a base de níquel de alta temperatura. aleaciones, etc. Para satisfacer las necesidades de nuevos materiales metálicos y de alto rendimiento, se han desarrollado varios métodos de fusión al vacío, incluida la fusión por resistencia al vacío, la fusión por inducción al vacío, la refundición por arco al vacío, la fusión por haz de electrones y la refundición por electroescoria. > Fusión por arco al vacío: proceso de refundición de metales y aleaciones con la ayuda del calentamiento del arco al vacío (10-2~10-1Pa), también llamado método VAR. El proceso consiste en utilizar un crisol de cobre enfriado por agua como electrodo positivo. , y se conecta el electrodo consumible a fundir. El electrodo negativo está en el electrodo falso que ingresa al cuerpo del horno a través de un sello deslizante. Se ingresa una corriente CC de bajo voltaje para iniciar un arco entre el electrodo y el fondo del crisol. El metal y la aleación se vuelven a fundir con la ayuda del calentamiento por arco. Con la fusión del electrodo consumible, el electrodo de control disminuye la velocidad, el electrodo consumible se vuelve a fundir en un lingote de acero refundido con una composición uniforme, estructura densa, alta pureza y menos segregación. No solo se utiliza para refundir metales activos y metales refractarios resistentes al calor, sino también para refundir aleaciones de alta temperatura y aceros especiales con requisitos más estrictos.
Fusión por haz de electrones al vacío: utilice un cañón de electrones para emitir. haces de electrones bajo un vacío relativamente alto (133,3 × 10-4 ~ 133,3 × 10-8 Pa) para bombardear el material que se va a fundir (como ánodo), se funde y se deja caer en un cristalizador de cobre enfriado por agua para solidificarse en un lingote. El lingote se extrae continuamente mediante un dispositivo mecánico. Este método puede ajustar la distribución de energía y controlar la velocidad de fusión. La pureza del material refundido por haz de electrones es mayor que la de otros materiales. fusión de tungsteno, molibdeno y otros metales y sus aleaciones, aceros aleados de alta calidad, aleaciones de alta temperatura y metales ultrapuros
Fusión por resistencia al vacío: pasar corriente a través de un conductor bajo vacío Un método de fundición en el que. el calor generado es la fuente de calor. Generalmente, se utiliza calentamiento indirecto y el elemento calefactor eléctrico transfiere la energía térmica a los materiales en el horno. La atmósfera en el horno de resistencia puede ser inerte o protectora según sea necesario. estar diseñado como un horno de fundición o un horno de tratamiento térmico.
Fusión por inducción al vacío: proceso que utiliza el efecto electrotérmico de inducción para fundir metales y aleaciones al vacío. La frecuencia de potencia se selecciona según la carga y la capacidad. tiene alta frecuencia (>104 Hz) y frecuencia media (50 ~ 104 Hz) y frecuencia de potencia (50 o 60 Hz). Los hornos de inducción se dividen en dos categorías: con núcleo (tipo de ranura cerrada) y sin núcleo (tipo crisol). eficiencia y alto factor de potencia, pero debe tener una temperatura de fusión baja y es adecuada para la fusión continua de una sola variedad; esta última tiene una temperatura de fusión alta y una baja eficiencia de calentamiento eléctrico, y es adecuada para la fusión de productos especiales; Aceros y aleaciones a base de níquel. La fusión por inducción al vacío se utiliza en aleaciones de alta temperatura, aceros de alta resistencia y aceros de resistencia ultraalta, etc. Se utiliza ampliamente en el proceso de producción de acero. p>
Fabricación de escoria: operación para ajustar la composición, alcalinidad y viscosidad de la escoria y su reactividad en la producción de acero y hierro. El propósito es que el metal con la composición y temperatura requeridas se refina a través de la reacción escoria-metal. Por ejemplo, las operaciones de producción de escoria y soplado de oxígeno en el convertidor de soplado superior de oxígeno tienen como objetivo generar escoria con suficiente fluidez y alcalinidad para reducir el azufre y el fósforo a los niveles planificados por debajo del límite superior de la calidad del acero y minimizar la cantidad de. salpicaduras y derrames de escoria durante el soplado de oxígeno.
Descarga de escoria: durante la fabricación de acero en horno de arco eléctrico, los pasos que se toman durante el proceso de fundición se basan en diferentes condiciones y propósitos de fundición, por ejemplo. , cuando se utiliza el método de escoria única para fundición, la escoria oxidada debe eliminarse al final de la oxidación; cuando se utiliza el método de escoria doble para producir escoria reducida, la escoria oxidada original debe liberarse por completo para evitar el retorno de fósforo, etc. /p>
Agitación del charco fundido: suministre energía al charco de metal fundido para mover el metal fundido y la escoria para mejorar las condiciones cinéticas de la reacción metalúrgica. La agitación del charco fundido se puede lograr con la ayuda de gas, maquinaria e inducción electromagnética. y otros métodos.
Soplado del fondo del horno eléctrico: sople N2, Ar, CO2, CO, CH4, O2 y otros gases a través de la boquilla colocada en el fondo del horno en el baño fundido en el horno de acuerdo con Requisitos del proceso para acelerar la fusión y promover el proceso de reacción metalúrgica. El proceso de soplado del fondo puede acortar el tiempo de fundición, reducir el consumo de energía, mejorar las operaciones de desfosforización y desulfuración, aumentar la cantidad de manganeso residual en el acero y aumentar el rendimiento del metal y la aleación. También puede hacer que la composición y la temperatura del acero fundido sean más uniformes, mejorando así la calidad del acero, reduciendo costos y mejorando la productividad.
Período de fusión: el período de fusión es principalmente.
Para la fabricación de acero de hogar abierto y en hornos eléctricos, el período desde el inicio de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico hasta el momento en que la carga se funde por completo, y el período desde que se completa la mezcla del hierro fundido hasta el momento en que se funde toda la carga. se llaman período de fusión. La tarea del período de fusión es fundir la carga lo más rápido posible y calentarse, y formar la escoria en el período de fusión.
Período de oxidación y período de descarburación: la oxidación. El período de fabricación de acero en horno de arco eléctrico de potencia ordinaria, generalmente se refiere al período desde la fusión de la carga, el muestreo y el análisis hasta la eliminación de la escoria oxidada. También se considera que la etapa del proceso comienza con el soplado de oxígeno o la adición y descarburación del mineral. La tarea principal del período de oxidación es oxidar el carbono y el fósforo en el acero fundido; eliminar los gases y las inclusiones; y calentar el acero fundido de manera uniforme. se requiere que la cantidad de descarburación sea superior a aproximadamente el 0,2%. Con el desarrollo de la tecnología de refinación fuera del horno, la mayor parte del refinamiento por oxidación de los hornos de arco eléctrico se traslada a cucharas u hornos de refinación.
Período de refinación: Durante el proceso de fabricación de acero, algunos elementos y compuestos que son perjudiciales para la calidad del acero se seleccionan en la fase gaseosa mediante reacciones químicas o se descargan o flotan en la escoria mediante la fabricación de escoria y otros métodos para eliminarlos del período de operación del proceso de acero fundido.
Período de reducción: en las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de potencia ordinaria, el período desde la finalización de la eliminación de la escoria al final de la oxidación hasta el roscado del acero generalmente se denomina período de reducción. escoria para difusión, desoxidación, desulfuración, control de composición química y ajuste de temperatura. En la actualidad, el período de reducción ha sido cancelado en las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de alta potencia y superpotencia.
Fuera del horno. Refinación: el horno de acería (convertidor, horno eléctrico, etc.) El proceso de fabricación de acero en el que el acero fundido inicialmente refinado se traslada a otro recipiente para su refinación también se denomina metalurgia secundaria. Por lo tanto, el proceso de fabricación de acero se divide en dos pasos: refinación primaria y refinación. Refino primario: la carga se realiza en un horno con atmósfera oxidante. Realizar fusión, desfosforización, descarburación y aleación principal: desgasificar, desoxidar y desulfurar el acero fundido inicialmente refinado en un recipiente con vacío, gas inerte o atmósfera reductora. , eliminar inclusiones y afinar la composición, etc. Las ventajas de dividir la fabricación de acero en dos pasos son: puede mejorar la calidad del acero, acortar el tiempo de fundición, simplificar el proceso y reducir los costos de producción. Hay muchos tipos de refinado fuera del. horno, que se puede dividir aproximadamente en refinación fuera del horno bajo presión normal y bajo vacío. Hay dos tipos de refinación externa según los diferentes métodos de procesamiento, se puede dividir en refinación externa en horno de procesamiento con cuchara y refinación externa con cuchara. Refinación en horno.
Agitación del acero fundido: Durante el proceso de refinación en horno externo, el acero fundido se agita, homogeneiza la composición y la temperatura del acero fundido y promueve reacciones metalúrgicas. La mayoría de los procesos de reacción metalúrgica son reacciones de interfaz de fase. , y la velocidad de difusión de los reactivos y productos es el eslabón limitante en estas reacciones. El acero fundido está en estado estático, su velocidad de reacción metalúrgica es muy lenta. Por ejemplo, la desulfuración del acero fundido estático en un horno eléctrico tarda de 30 a 60 minutos. mientras que la desulfuración mediante agitación del acero fundido en el refinado en horno solo lleva de 3 a 5 minutos. En el estado estático del acero fundido, las inclusiones se eliminan mediante flotación y la velocidad de eliminación es lenta cuando se agita el acero fundido; de inclusiones aumenta exponencialmente y está relacionado con la intensidad de agitación, el tipo, las características y la concentración de las inclusiones.
Alimentación con alambre de cuchara: Introduzca el polvo desoxidante, desulfurador y afinador envuelto en hierro en la cuchara a través de la cuchara. máquina de alimentación de alambre, o alimente alambre de aluminio, alambre de carbono, etc. directamente en la cuchara de acero para realizar una desulfuración profunda, tratamiento con calcio y ajuste fino del acero fundido. También tiene la función de limpiar el acero fundido y mejorar la forma. inclusiones no metálicas
Tratamiento en cuchara: Abreviatura de tratamiento en cuchara de refinación fuera del horno. Se caracteriza por un tiempo de refinación corto (aproximadamente de 10 a 30 minutos), la tarea de refinación es única. No hay un dispositivo de calentamiento para compensar la caída de temperatura del acero fundido, la operación del proceso es simple y la inversión en equipos es baja. Tiene dispositivos como la desgasificación del acero fundido, la desulfuración, el control de la composición y el cambio de la forma de las inclusiones. Los métodos de desgasificación por ciclo de vacío (RH, DH), el método de soplado de argón al vacío en cuchara (Gazid), los métodos de pulverización de polvo en cuchara (IJ, TN, SL), etc. pertenecen a esta categoría.
Refinación de cuchara: Cuchara. tipo de refinación refinación en horno exterior La abreviatura de Sus características son que el tiempo de refinación es más largo que el del procesamiento en cuchara (alrededor de 60 a 180 minutos), tiene una variedad de funciones de refinación y tiene un dispositivo de calentamiento para compensar la disminución. en la temperatura del acero fundido es adecuado para varios tipos de acero de alta aleación y tipos de acero de rendimiento especial (como el refinado de tipos de acero ultrapuro, el método de descarburación con oxígeno al vacío (VOD), el método de desgasificación por calentamiento por arco al vacío (VAD). ), método de refinación en cuchara (ASEA-SKF), ajuste fino de la composición de soplado de argón cerrado
Método (CAS), etc., todos entran en esta categoría; similar a este, existe el método de descarburación con oxígeno y argón (AOD).
Tratamiento con gas inerte: soplar gas inerte en el acero fundido, el gas. En sí mismo no participa en reacciones metalúrgicas, pero cada pequeña burbuja que surge del acero fundido equivale a una "pequeña cámara de vacío" (la presión parcial de H2, N2 y CO en la burbuja es cercana a cero) y tiene una Efecto de "depuración de gases" Refinación fuera del horno El principio de producción de acero inoxidable mediante este método es utilizar la relación equilibrada entre el cromo de carbono y la temperatura bajo diferentes presiones parciales de CO. Agregar oxígeno al gas inerte para la refinación y la descarburación puede reducir la cantidad de CO. presión en la reacción carbono-oxígeno En condiciones de temperatura más baja En esta condición, el contenido de carbono se reduce pero el cromo no se oxida.
Prealeación: Proceso de operación que consiste en agregar uno o varios elementos de aleación. El acero fundido para que cumpla con las especificaciones de composición del acero terminado se llama aleación. En la mayoría de los casos, la desoxidación y la aleación se llevan a cabo al mismo tiempo. Parte del desoxidante agregado al acero se consume en la desoxidación del acero. se convierte en productos de desoxidación y se descarga; la otra parte es absorbida por el acero fundido y desempeña un papel de aleación antes de que se complete la operación de desoxidación. Antes de completarse, el efecto de aleación de la aleación agregada al mismo tiempo que el desoxidante es absorbido por el. El acero fundido se llama prealeación.
Control de composición: una operación para garantizar que todos los componentes del acero terminado cumplan con los requisitos estándar. El control de composición se aplica a todos los aspectos, desde el procesamiento por lotes hasta el roscado. la atención se centra en el control de la composición del elemento de aleación durante la aleación. Para el acero de alta calidad, a menudo es necesario controlar con precisión la composición dentro de un rango estrecho, generalmente sin afectar el rendimiento del acero, control de acuerdo con los límites medio e inferior;
Aumento de silicio: al final del soplado, el contenido de silicio en el acero fundido es extremadamente bajo. Para cumplir con los requisitos de contenido de silicio de cada grado de acero, se debe agregar una cierta cantidad de silicio. La forma de materiales de aleación de silicio además de usarse como parte de consumo de desoxidante, también aumenta el silicio en el acero fundido. La cantidad de silicio agregado debe calcularse con precisión y no debe exceder el rango permitido del tipo de acero soplado.
Control de punto final: Al final de la fabricación de acero y soplado del convertidor de oxígeno (final del soplado de oxígeno), se controlan la composición química y la temperatura del metal para cumplir con los requisitos del roscado de acero planificado. métodos para el control del punto final: método de carburación y método de extracción de carbón.
Roscado: Operación de liberar el acero fundido cuando la temperatura y la composición del acero fundido cumplen con los requisitos especificados para el tipo de acero que se está fabricando. Al golpear, se debe tener cuidado para evitar que la escoria fundida fluya hacia la cuchara. Se utilizan para ajustar la temperatura, la composición y la desoxidación del acero fundido.