Pasos y procedimientos en el proceso de fabricación de acero.
1. Alimentación
Alimentación: La operación de añadir materias primas como hierro fundido o chatarra de acero al horno eléctrico o convertidor es el primer paso en la operación de fabricación de acero.
2. Fabricación de escoria
Fabricación de escoria: operación para ajustar la composición, alcalinidad, viscosidad y reactividad de la escoria en la producción de acero. El propósito es entrenar el metal en la composición y temperatura requeridas a través de la reacción escoria-metal.
Por ejemplo, la operación de producción de escoria del convertidor de soplado superior de oxígeno y soplado de oxígeno es generar escoria con suficiente fluidez y alcalinidad, que puede transferir suficiente oxígeno a la superficie del metal para reducir el azufre y el fósforo al límite superior. del tipo de acero planificado a continuación, intente reducir la cantidad de salpicaduras y derrames de escoria durante el soplado de oxígeno.
3. Escoriado
Escoriado: Según las diferentes condiciones y propósitos de fundición, la operación de remoción o remoción de escoria se realiza durante el proceso de fundición. Si se utiliza el método de escoria simple para la fundición, la escoria oxidada se debe raspar al final de la oxidación; cuando se utiliza el método de escoria doble para producir la escoria reducida, se debe descargar toda la escoria de óxido original para evitar que fluya el fósforo; atrás.
4. Agitación del charco fundido
Agitación del charco fundido: Proporciona energía al charco de metal fundido para mover el metal fundido y la escoria, mejorando así las condiciones cinéticas de la reacción metalúrgica. La agitación del baño fundido se puede lograr mediante gas, maquinaria, inducción electromagnética y otros métodos.
5. Eliminación de fósforo
Reacción química que reduce el contenido de fósforo en el acero fundido. El fósforo es una de las impurezas nocivas del acero. Los aceros que contienen más fósforo tienden a volverse quebradizos cuando se usan a temperatura ambiente o a temperaturas más bajas, lo que se denomina "fragilidad en frío". Cuanto mayor sea el contenido de carbono en el acero, más grave será la fragilidad causada por el fósforo. Generalmente, el contenido de fósforo en el acero ordinario no supera el 0,045% y el acero de alta calidad tiene menos requisitos de fósforo.
El fósforo del arrabio proviene principalmente de los fosfatos del mineral de hierro. Las estabilidades termodinámicas del óxido de fósforo y del óxido de hierro son similares. Bajo las condiciones reductoras del alto horno, casi todo el fósforo de la carga se reduce y se disuelve en el hierro fundido. Si el procesamiento de minerales no puede eliminar los compuestos de fósforo, la desfosforización sólo puede llevarse a cabo fuera del horno o en un horno de fabricación de acero alcalino.
Comprender y resolver el problema de la desfosforización del hierro tiene una importancia especial en la historia del desarrollo de la producción de acero. La producción industrial de acero a gran escala comenzó con el método de fabricación de acero con convertidor ácido inventado por H. Bessemer en 1856. Sin embargo, la fabricación de acero con convertidor ácido no puede desfosforizarse; el mineral de hierro con bajo contenido de fósforo es escaso, lo que obstaculiza gravemente el desarrollo de la producción de acero.
En 1879, S. Thomas inventó el proceso de fabricación de acero con convertidor alcalino, que puede procesar hierro fundido con alto contenido de fósforo. Luego, el principio de desfosforización de escorias alcalinas se amplió a la fabricación de acero en hogar abierto, de modo que una gran cantidad de mineral de hierro que contenía fósforo podía utilizarse para la fabricación de acero, lo que contribuyó enormemente al desarrollo de la industria siderúrgica moderna.
La reacción de desfosforización y desfosforización de la escoria alcalina se produce en la interfaz entre la escoria y el hierro fundido que contiene fósforo. El fósforo P reacciona con el oxígeno O en el acero fundido para formar P2O5 gaseoso.
6. Soplado del fondo del horno eléctrico
Soplado del fondo del horno eléctrico: según los requisitos del proceso, se sopla N2, Ar, CO2, CO, CH4, O2 y otros gases al horno. A través de la boquilla colocada en el fondo del horno, el baño fundido en el horno se utiliza para acelerar la fusión y promover el proceso de reacción metalúrgica.
El proceso de soplado de 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 de metales y aleaciones. Puede hacer que la composición y la temperatura del acero fundido sean más uniformes, mejorando así la calidad del acero, reduciendo los costos y aumentando la productividad.
7. Período de fusión
Período de fusión: El período de fusión de la fabricación de acero es principalmente la fabricación de acero en horno eléctrico y de hogar abierto. El período de fusión de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico se denomina período de fusión desde el inicio del suministro de energía hasta la fusión completa de la carga. El período de fusión de la fabricación de acero con hogar abierto se denomina período de fusión desde la finalización del hierro fundido hasta la fusión completa del hierro. el cargo. La tarea del período de fusión es fundir y aumentar la temperatura de la carga lo más rápido posible y crear escoria durante el período de fusión.
8. Etapa de oxidación
Etapa de oxidación y etapa de descarburación: la etapa de oxidación de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico ordinario generalmente se refiere a la etapa del proceso desde la disolución de la carga, el análisis de muestreo hasta la eliminación de la escoria oxidada. . Algunas personas piensan que todo comienza soplando oxígeno o agregando mineral para la descarburación.
La tarea principal de la etapa de oxidación es oxidar el carbono y el fósforo en el acero fundido; eliminar gases e impurezas y calentar el acero fundido de manera uniforme para aumentar la temperatura. La descarburación es un proceso operativo importante en la etapa de oxidación. Para garantizar la pureza del acero, se requiere que la descarburación sea superior al 0,2%. Con el desarrollo de la tecnología de refinación fuera del horno, la refinación por oxidación de los hornos de arco eléctrico se lleva a cabo principalmente en cucharas u hornos de refinación.
9. Periodo de refinamiento
Período de refinamiento: Durante el proceso de fabricación del acero, algunos elementos y compuestos perjudiciales para la calidad del acero se seleccionan en la fase gaseosa o se eliminan químicamente mediante escoriación y otros métodos. La reacción se descarga o se hace flotar en la escoria para que pueda descargarse del acero fundido.
10. Período de reducción
Período de reducción: en las operaciones ordinarias de fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, el período desde el final de la oxidación hasta el roscado generalmente se denomina período de reducción. Su tarea principal es producir escoria de reducción para difusión, desoxidación, desulfuración, control de composición química y regulación de temperatura. Las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de alta y ultra alta potencia eliminan el período de reducción.
11.Refinado fuera de horno
Refinado fuera de horno: proceso de fabricación de acero que mueve el acero fundido inicialmente refinado en el horno de fabricación de acero (convertidor, horno eléctrico). , etc.). ) a otro recipiente para refinación, también llamado metalurgia secundaria. Por tanto, el proceso de fabricación de acero se divide en dos pasos: refinado primario y refinado. Refinado primario: La carga se funde, se desfosforiza, se descarbura y se alea principalmente en una atmósfera oxidante.
Refinado: desgasificar, desoxidar, desulfurar, eliminar inclusiones y afinar la composición del acero fundido en vacío, gas inerte o atmósfera reductora. Las ventajas de la fabricación de acero en dos pasos son: 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 pueden dividir aproximadamente en dos tipos: presión atmosférica fuera del refinado y vacío fuera del refinado. Según los diferentes métodos de tratamiento, se puede dividir en refinación fuera del horno del tipo de tratamiento en cuchara y refinación fuera del horno del tipo de refinación en cuchara.
Las ventajas de la fabricación de acero en dos pasos son: mejorar la calidad del acero, acortar el tiempo de fundición, simplificar el proceso y reducir los costes de producción. Hay muchos tipos de refinación en horno externo, que se pueden dividir aproximadamente en dos tipos: refinación en horno externo a presión atmosférica y refinación en horno externo al vacío. Según los diferentes métodos de tratamiento, se puede dividir en refinación fuera del horno del tipo de tratamiento en cuchara y refinación fuera del horno del tipo de refinación en cuchara.
12. Agitación de acero fundido
Agitación de acero fundido: Agitación de acero fundido durante el refinado fuera del horno. Homogeneiza la composición y temperatura del acero fundido y promueve reacciones metalúrgicas.
La mayoría de los procesos de reacción metalúrgicos son reacciones de interfaz de fase, y la velocidad de difusión de reactivos y productos es el eslabón limitante de estas reacciones. En estado estático, la velocidad de reacción metalúrgica del acero fundido es muy lenta. Por ejemplo, la desulfuración del acero fundido estático en un horno eléctrico tarda de 30 a 60 minutos durante el refinado en el horno, solo se necesitan de 3 a 5 minutos para agitarlo; acero fundido para desulfurarlo.
Cuando el acero fundido está quieto, las inclusiones flotan y se eliminan, y la velocidad de eliminación es lenta; cuando el acero fundido se agita, la velocidad de eliminación de las inclusiones aumenta exponencialmente, lo que está relacionado con la intensidad y tipo de agitación, las características y concentración de las inclusiones relacionadas.
13. Alimentación del alambre del cucharón
Alimentación del alambre del cucharón: introduzca el polvo de desoxidación, desulfuración y ajuste recubierto de hierro en el cucharón a través del alimentador de alambre, o alimente directamente el alambre de aluminio. carbono Un método para la desulfuración profunda, el tratamiento de calcio y el ajuste fino de componentes de carbono y aluminio en acero utilizando una línea de derivación de Ca-Si. También tiene la función de purificar el acero fundido y mejorar la forma de las inclusiones no metálicas.