1、轉爐煉鋼

  一種不需外加熱源、主要以液態生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是靠轉爐內液態生鐵的物理熱和生鐵內各組分,如碳、錳、硅、磷等與送入爐內的氧氣進行化學反應所產生的熱量作冶煉熱源來煉鋼。爐料除鐵水外,還有造渣料(石灰、石英、螢石等);為了調整溫度,還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。

  轉爐按爐襯耐火材料性質分為堿性(用鎂砂或白云為內襯)和酸性(用硅質材料為內襯);按氣體吹入爐內的部分分為底吹頂吹和側吹;按所采用的氣體分為空氣轉爐和氧氣轉爐。酸性轉爐不能去除生鐵中的硫和磷,須用優質生鐵,因而應用范圍受到限制。堿性轉爐適于用高磷生鐵煉鋼,曾在西歐獲得較大發展。空氣吹煉的轉爐鋼,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配廢鋼,未在世界范圍內得到推廣。

2、氧氣頂吹轉爐煉鋼

  用純氧從轉爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法,或稱LD法;在美國通常稱BOF法,也稱BOP法。它是現代煉鋼的主要方法。爐子是一個直立的坩堝狀容器,用直立的水冷氧槍從頂部插入爐內供氧。爐身可傾動。

  爐料通常為鐵水、廢鋼和造渣材料;也可加入少量冷生鐵和鐵礦石。通過氧槍從熔池上面向下吹入高壓的純氧(含O299.5%以上),氧化去除鐵水中的硅、錳、碳和磷等元素,并通過造渣進行脫磷和脫硫。各種元素氧化所產生的熱量,加熱了熔池的液態金屬,使鋼水達到現定的化學成分和溫度。它主要用于冶煉非合金鋼和低合金鋼;但通過精煉手段,也可用于冶煉不銹鋼等合金鋼。

3、氧氣底吹轉爐煉鋼

  通過轉爐底部的氧氣噴嘴把氧氣吹入爐內熔池,使鐵水冶煉成鋼的轉爐煉鋼方法。其特點是;爐子的高度與直徑比較小;爐底較平并能快速拆卸和更換;用風嘴、分配器系統和爐身上的供氧系統代替氧氣頂吹轉爐的氧槍系統。由于吹煉平穩、噴濺少、煙塵量少、渣中氧化鐵含量低,因此氧氣底吹轉爐的金屬收得率比氧氣頂吹轉爐的高1%~2%;采用粉狀造渣料,由于顆粒細、比表面大,增大了反應界面,因此成渣快,有利于脫硫和脫磷。此法特別適用于吹煉中磷生鐵,因此在西歐用得最廣。

4、連續煉鋼

  不分爐次地將原料(鐵水、廢鋼)從爐子一端不斷地加入,將成品(鋼水)從爐子的另一端不斷地流出的煉鋼方法。連續煉鋼工藝的設想早在19世紀就已出現。由于這種工藝具有設備小、工藝過程簡單而且穩定等潛在優越性,幾十年來許多國家都作了各種各樣方法的大量試驗,其中主要有槽式法、噴霧法和泡沫法三類,但迄今為止都尚未投入工業化生產。

5、混合煉鋼

  用一個爐子煉鋼、另一個電爐煉還原渣或還原渣與合金,然后在一定的高度下進行沖混的煉鋼方法。用此法處理平爐、轉爐及電爐所煉鋼水,可提高鋼的質量。沖混可增加渣、鋼間的接觸面積,加速化學反應以及脫氧、脫硫,并有吸附和聚合氣體及夾雜物的作用,從而提高鋼的純結度和質量。

6、復合吹煉轉爐煉鋼

  在頂吹和底吹氧氣轉爐煉鋼法的基礎上,綜合兩者的優點并克服兩者的缺點而發展起來的新煉鋼方法,即在原有頂吹轉爐底部吹入不同氣體,以改善熔池攪拌。目前,世界上大多數國家用這種煉鋼法,并發展了多種類型的復吹轉爐煉鋼技術,常見的如英國鋼公司開發的以空氣+N2或Ar2作底吹氣體、以N2作冷卻氣體的熔池攪拌復吹轉爐煉鋼法—BSC—BAP法,德國克勒克納—馬克斯冶金廠開發的用天然保護底槍、從底部向熔池分別噴入煤和氧的KMS法、日本川崎鋼鐵公司開發的將占總氧量30%的氧氣混合石灰粉一道從爐底吹入熔池的K—BOP法以及新日本鋼鐵公司開發的將占總氧量10%~20%的氧氣從底部吹入,并用丙烷或天然氣冷卻爐底噴嘴的LD—OB法等。

7、頂吹氧氣平爐煉鋼

  從50年代中期開始,在平爐生產中采用1~5支水冷氧槍由爐頂插入熔煉室,直接向熔池吹氧的煉鋼方法。該法改善了熔池反應的動力學條件,使碳氧反應的熱效應由原來的吸熱變為放熱,并改善了熱工條件;生產率大幅度地得到提高。

8、電弧爐煉鋼

  利用電弧熱效應熔煉金屬和其他物料的一種煉鋼方法。煉鋼用三相交流電弧爐是最常見的直接加熱電弧爐。煉鋼過程中,由于爐內無可燃氣體,可根據工藝要求,形成氧化性或還原性氣氛和條件,故可以用于冶煉優質非合金鋼和合金鋼。

  按電爐每噸爐容量的大小,可將電弧爐分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼向高功率、超高功率發展的目的是為了縮短冶煉時間、降低電耗、提高生產率、降低成本。隨著高功率和超高功率電爐的出現,電弧爐已成為熔化器,一切精煉工藝都在精煉裝置內進行。近十年來直流電弧爐由于電極消耗低、電壓波動小和噪音小而得到迅速發展,可用于冶煉優質鋼和鐵合金。

9、STB法

  原文為Sumitomo Top and Bottom Blowing Process,由日本住友金屬公司開發的頂底復吹轉爐煉鋼法。該法綜合了氧氣頂吹轉爐煉鋼法和氧氣底吹轉爐煉鋼法兩者的優點。用于吹煉低碳鋼,脫磷效果好且成本下降顯著。所用的底吹氣體為O2、CO2、N2等。在STB法基礎上又開發了從頂部噴吹粉末的STB—P法,進一步改善了高碳鋼的脫磷條件,并用于精煉不銹鋼。

10、RH法

  又稱循環法真空處理。由德國Ruhrstahl / Heraeus二公司共同開發。真空室下方裝有兩個導管,插入鋼水,抽真空后鋼水上升至一定高度,再在上升管吹入惰性氣體Ar、Ar上升帶動鋼液進入真空室接受真空處理,隨后經另一導管流回鋼包。真空室上裝有加合金的加料系統。此法已成為大容量鋼包(>80t)的鋼水主要真空處理方法。

11、RH—OB

  RH吹氧法。是在真空循環脫氣(RH)法中加上吹氧操作(OxygenBlowing)來升溫。用于精煉不銹鋼,是利用減壓下可優先進行脫碳反應;用于精煉普通鋼則可減輕轉爐負荷。也可采用加鋁升溫。

12、OBM—S法

  原文為Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp,由德國Maxhutte-Klockner廠發明的以天然氣或丙烷作底吹氧槍冷卻介質的氧氣底吹轉爐煉鋼法。OBM—S是在OBM氧氣底吹轉爐的爐帽上安裝側吹氧槍,底部氧槍吹煤氣、天然氣預熱廢鋼,從而達到增加廢鋼比的目的。

13、NK—CB法

  原文為NKK Combined Blowing System,由日本鋼管公司于1973年建立的頂底復吹轉爐煉鋼法,即在頂吹的同時,從爐底吹入少量氣體(Ar,CO2,N2),以加強鋼渣的攪拌,并控制鋼水中的CO分壓。該法采用多孔磚噴嘴,用于煉低碳鋼可降低成本;用于煉高碳鋼則有利于脫磷。該法應與鐵水預處理工藝結合起來。

14、MVOD

  在VAD法的設備上增設水冷氧槍,使之在真空下可吹氧脫碳的方法,由于真空下脫碳為放熱反應,可省去VAD法的真空加熱措施。操作過程與VOD法相同。

15、LF法

  原文為Ladle Furnace,是1971年日本特殊鋼公司(大同鋼特殊鋼公司)開發的鋼包爐精煉法。其設備和工藝由氬氣攪拌、埋弧加熱和合金加料系統組合而成。這種工藝的優點是:能精確地控制鋼水化學成分和溫度;降低夾雜物含量;合金元素收得率高。LF爐已成為煉鋼爐與連鑄機之間不可缺少的一種爐外精煉設備。

16、LD煉鋼法

  1952年奧鋼聯林茨廠與奧地利阿爾卑斯礦冶公司多納維茨廠最早在工業上開發成功的氧氣頂吹轉爐煉鋼法,并以該兩廠的第一個字母而命名。該法問世后在全世界范圍迅速得到推廣。美國稱此法為BOF或BOP法,即Basic Oxygen Furnace或Process的簡稱。詳見氧氣頂吹,轉爐。

17、LD-OTB法

  原文為LD- Oxygen Top and Bottom Process,由日本神戶制鋼公司加古川廠開發的頂底復合吹煉轉爐煉鋼工藝。其特點是使用了專門的底吹單環縫形噴嘴(SA噴嘴),因而底吹氣體能控制在很寬的范圍內。底部吹入惰性氣體。

18、LD—HC法

  原文為LD—Hainaut Saubre CRM,系比利時開發的用于吹煉高磷鐵水的頂底復合吹煉轉爐煉鋼法,即LD+底吹氧,用碳氫化合物保護噴嘴。

19、LD-AC法

  原文為LD-Arbed-Centre National,法國鋼鐵研究所開發的頂吹氧氣噴石灰粉煉鋼法,用于吹煉高磷鐵水。

20、KS法

  原文Klockner Steel Making,系采用100%固體料操作的底部噴煤粉氧氣轉爐煉鋼工藝。底吹氧比率為60%~100%。

21、K—ES法

  將底吹氣體技術、二次燃燒技術和噴煤粉技術結合起來的電弧爐煉鋼法,它是由日本東京煉鋼公司和德國Kiokner公司共同開發的技術,可以以煤代電。

22、FINKL—VAD法

  電弧加熱鋼包脫氣法或稱真空電弧脫氣法。其特點是在真空室的蓋上增設有電弧加熱裝置,并在真空下用氬氣攪拌。該法的脫氣效果穩定,而且能脫硫、脫碳和加入大量合金。設備主要由真空室、電弧加熱系統、合金加料裝置、抽真空系統及液壓系統組成。

23、DH法

  德國Dortmund Horder聯合冶金公司開發的一種真空處理裝置。內襯耐火材料的真空室,下部裝上有耐火襯的導管插入鋼包,真空室或鋼包周期性地放下與提升,使一部分鋼水進入真空室,處理后返回鋼包。上部有加合金料裝置和真空加熱保溫裝置。目前已不再建造這種設備。

24、CLU法

  一種不銹鋼的精煉方法。其原理與AOD法相同,物點是采用水蒸氣代替氬氣。該方法是法國Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研制成功的,并于1973年正式投入生產。水蒸氣與鋼液接觸后分解為H2和O2;H2使CO分壓降低。同時,該分解反應為吸熱反應,因而可抑制鋼液溫度上升。但鉻的氧化燒損比AOD法的嚴重。

25、CAS法

  原文為Compositionadjustmentbysealedargonbubbling,是在氬氣密封下進行合金成分微調的爐外精煉方法。該法由鋼包底部吹氬,將渣排開后,下降浸漬罩,繼續吹氬,然后加合金微調成分。其優點是可精確控制成分,且合金收得率高。

26、CAS—OB法

  原文為Compositonadjustmentbysealedargonbubblingwithoxygenblowing,是在CAS設備上增設吹氧槍的爐外精煉方法。降可微調合金成分外,它還可加鋁并吹氧升溫(化學熱法),升溫速度為5~13℃/min。這種方法可使鋼水溫度精確地控制在±3℃,從而有利于配合連鑄生產。

27、ASEA-SKF法

  瑞典開發的一種鋼包精煉法。它采用低頻電磁攪拌,在常壓下進行電弧加熱,在鋼包中造渣精煉,在另一工位真空除氣,并設有氧槍,可在減壓下吹氧脫碳。為了提高精煉效果,它還可在鋼包底部通過多孔磚吹氬攪拌,并能加入合金調整鋼液成分。

28、AOD法

  氬氧脫碳法和簡稱,原文為Argon-Oxygen Decarburisation,是冶煉低碳不銹鋼的主要精煉法。1964年由美國碳化物公司研制成功,1968年用于實際生產。其冶金原理是用Ar稀釋CO,使其分壓降低,達到真空的效果,從而使碳脫到很低的水平。AOD爐體和傳動裝置與轉爐相類似,風眼安放在接近爐底的側壁上,向爐內吹入的是Ar+O2混合氣體,原料為初煉爐熔化的鋼水。吹煉過程分為氧化期、還原期、精煉期。它已成為不銹鋼的主要生產工藝。

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