Cómo hacer acero
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 acero de solera abierta ácido y acero de solera abierta alcalino.
Acero convertidor: incluye acero al carbono y acero de baja aleación. Según las diferentes posiciones de soplado de oxígeno, existen tres tipos de acero convertidor: soplado inferior, soplado lateral y soplado superior de oxígeno.
Acero para horno eléctrico: principalmente acero aleado. Según los diferentes tipos de hornos eléctricos, se puede dividir en cuatro tipos: acero para hornos eléctricos, acero para hornos de inducción, acero para hornos de inducción al vacío y acero para hornos de electroescoria.
Acero en ebullición, acero calmado, acero semicalmado: se distinguen por el grado de desoxidación y el sistema de compuerta.
2. Clasificación por composición química:
Acero al carbono: Es una aleación de hierro y carbono. Además de hierro y carbono, también contiene elementos como silicio, manganeso, fósforo y azufre. Según el contenido de carbono, se puede dividir en tres tipos de acero con bajo contenido de carbono (C0,60%). El acero con un contenido de carbono inferior al 0,04% se denomina hierro puro industrial.
Acero ordinario de baja aleación: El acero con mejores propiedades generales se obtiene añadiendo una pequeña cantidad de elementos de aleación (como silicio, calcio, titanio, niobio, boro y elementos de tierras raras, etc.). La cantidad total no supera el 3%), basado en acero al carbono ordinario con bajo contenido de carbono.
Acero aleado: Es un tipo de acero que contiene uno o más elementos de aleación adecuados y que presenta buenas propiedades especiales. Se puede dividir en tres tipos según el contenido total de elementos de aleación: acero de baja aleación (total 10%).
3. Clasificación por uso:
Acero estructural: Según los diferentes usos se puede dividir en dos tipos: acero de construcción y acero mecánico. El acero de construcción se utiliza para construir calderas, barcos, puentes, fábricas y otros edificios. El acero mecánico se utiliza para fabricar máquinas o piezas mecánicas.
Acero para herramientas: acero con alto contenido de carbono y acero con contenido medio de carbono que se utilizan 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 especial: Acero especial con propiedades físicas y químicas especiales, incluyendo acero inoxidable resistente a ácidos, acero resistente al calor, aleaciones electrotérmicas y materiales magnéticos.
Métodos de fundición comunes
1. Fabricación de acero por convertidor:
Un método de fabricación de acero que utiliza arrabio líquido como materia prima sin fuentes de calor externas. uso del convertidor El calor físico del arrabio líquido y el calor generado por la reacción química de varios componentes del arrabio, como carbono, manganeso, silicio y fósforo con el oxígeno alimentado al horno, se utilizan como fuente de calor de fundición para siderurgia. Además del hierro fundido, también existen materiales de escoria (cal, cal, fluorita, etc. Para ajustar la temperatura, también se pueden añadir chatarra de acero y una pequeña cantidad de arrabio frío y mineral). Según las propiedades de los materiales refractarios del revestimiento del horno, los convertidores se pueden dividir en convertidores alcalinos (revestidos con óxido de magnesio o dolomita) y convertidores ácidos (revestidos con materiales silíceos). Según el gas que se inyecta en el horno, se divide en soplado inferior, soplado superior y soplado lateral. Según el gas utilizado, se puede dividir en convertidor de aire y convertidor de oxígeno. El convertidor de ácido no puede eliminar el azufre y el fósforo del arrabio, por lo que su rango de aplicación es limitado. Los convertidores alcalinos son adecuados para la fabricación de acero con arrabio con alto contenido de fósforo, que ha logrado grandes avances en Europa occidental. El acero convertidor por soplado de aire no se ha promocionado en el mundo debido a su alto contenido de nitrógeno, materias primas limitadas y ausencia de chatarra de acero. Ahora se ha convertido en el principal método de fabricación de acero en el mundo. Basado en el método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno, se introduce el método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno en polvo de cal para fundir arrabio con alto contenido de fósforo. Con el exitoso desarrollo de la tecnología de toberas de soplado de oxígeno en el fondo, Alemania y Francia construyeron convertidores de soplado de oxígeno en el fondo en 1967, respectivamente. Después de que Estados Unidos introdujera esta tecnología en 1971, desarrolló un convertidor de oxígeno y cal en polvo.
2. Fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno:
Un método de fabricación de acero con convertidor, o método LD, que utiliza oxígeno puro para soplar hierro fundido desde la parte superior del convertidor para formar acero; En los Estados Unidos, a menudo se le llama método BOF, también conocido como método BOP. Este es el principal método de fabricación de acero moderno. El horno es un recipiente vertical similar a un crisol, con una lanza de oxígeno vertical enfriada 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 de escoria. También se puede añadir una pequeña cantidad de arrabio frío y mineral de hierro. Utilice una pistola de oxígeno para soplar oxígeno puro a alta presión (que contenga más del 99,5% de O_O2) desde la parte superior del baño fundido, oxidar y eliminar silicio, manganeso, carbono y fósforo en el hierro fundido y crear escoria para la desfosforización y desulfuración. El calor generado por la oxidación de varios elementos calienta el metal líquido en el baño fundido, llevando el acero fundido a su composición química y temperatura actuales. Se utiliza principalmente para fundir aceros sin alear y aceros de baja aleación. Pero los aceros aleados, como el acero inoxidable, también se pueden fundir mediante refinado.
3. Fabricación de acero con convertidor de soplado por el fondo con oxígeno:
Un método de fabricación de acero con convertidor que sopla oxígeno al baño fundido en el horno a través de la boquilla de oxígeno en la parte inferior del convertidor para fundir el material fundido. hierro en acero. La altura y el diámetro del horno son relativamente pequeños; el fondo del horno es plano y se puede desmontar y reemplazar rápidamente. El sistema de lanza de oxígeno del convertidor de oxígeno de soplado superior se reemplaza por la tobera, el sistema distribuidor y el sistema de suministro de oxígeno en el horno. cuerpo. El convertidor de oxígeno de soplado inferior tiene un soplado suave, menos salpicaduras, menos humo y polvo, bajo contenido de óxido de hierro en la escoria y el rendimiento de metal es de 1% a 2% mayor que el del convertidor de oxígeno de soplado superior. Se utilizan materiales de escoria en polvo, ya que las partículas son pequeñas y la superficie específica es grande, la interfaz de reacción aumenta, por lo que la escoria se forma rápidamente, lo que es beneficioso para la desulfuración y desfosforización. Este método es particularmente adecuado para soplar arrabio con contenido medio de fósforo, por lo que es el más utilizado en Europa occidental.
4. Fabricación continua de acero:
Método de fabricación de acero en el que se añaden continuamente materias primas (hierro fundido y chatarra de acero) desde un extremo del horno, y el producto terminado (acero fundido). ) se descarga continuamente desde el otro extremo del horno. La idea de un proceso continuo de fabricación de acero apareció ya en el siglo XIX. Debido a sus ventajas potenciales, como el equipo pequeño y el proceso simple y estable, muchos países han llevado a cabo una gran cantidad de experimentos con diversos métodos durante décadas. Los métodos principales incluyen el método del tanque, el método de pulverización y el método de espuma.
5. Fabricación mixta de acero:
Un método de fabricación de acero que utiliza un horno para fabricar acero, otro horno eléctrico para fundir escoria reducida o escoria reducida y aleación, y luego mezclarlos hasta obtener un determinado altura. Este método puede mejorar la calidad del acero mediante el tratamiento del agua de fabricación de acero en hornos de solera abierta, convertidores y hornos eléctricos. La mezcla puede aumentar el área de contacto de la escoria de acero, acelerar reacciones químicas, desoxidar y desulfurar, y tiene la función de adsorber y polimerizar gases e inclusiones, mejorando así la pureza y calidad del acero.
6. Fabricación de acero con convertidor de doble soplado:
Basado en los métodos de fabricación de acero con convertidor de oxígeno de soplado superior y soplado inferior, combinando sus ventajas y superando sus deficiencias, se ha creado un nuevo método de fabricación de acero. Es soplar diferentes gases en el fondo del convertidor de soplado superior original para mejorar la agitación del charco fundido. En la actualidad, la mayoría de los países del mundo adoptan este método de fabricación de acero y han desarrollado varios tipos de tecnología de fabricación de acero con convertidor de doble soplado. Métodos comunes de fabricación de acero: el método BSC-BAP desarrollado por British Steel que utiliza aire + N2 o Ar2 como gas de soplado de fondo y N2 como gas de enfriamiento, y la pistola de fondo de protección natural desarrollada por Klockner-Max Metallurgical Works en Alemania. El método KMS que inyecta. carbón y oxígeno en la piscina fundida desde el fondo, y el método K-BOP desarrollado por Kawasaki Steel Company de Japón, que sopla oxígeno mezclado con cal en polvo que representa el 30% del oxígeno total en la piscina fundida desde el fondo y se produce por Nippon Steel El método LD desarrollado por la empresa sopla oxígeno que representa entre el 10% y el 20% del oxígeno total desde el fondo y utiliza propano o gas natural para enfriar la boquilla en el fondo.
7. Fabricación de acero con hogar abierto y oxígeno por soplado superior:
Desde mediados de la década de 1950, la producción con hogar abierto utiliza de 1 a 5 lanzas de oxígeno enfriadas por agua insertadas en la cámara de fusión. desde la parte superior del horno para soplar directamente en el método de fabricación de acero con oxígeno fundido. Este método mejora las 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 térmicas. La productividad ha mejorado mucho.
8. Fabricación de acero en horno de arco eléctrico:
Método de fabricación de acero que utiliza el efecto térmico del arco para fundir metales y otros materiales. El horno de arco eléctrico de CA trifásico utilizado para la fabricación de acero es el horno de arco eléctrico de calentamiento directo más común. Durante el proceso de fabricación de acero, dado que no hay gas en el horno, se puede formar una atmósfera y condiciones oxidantes o reductoras de acuerdo con los requisitos del proceso, por lo que se puede utilizar para fundir acero no aleado y acero aleado de alta calidad. Según la capacidad del horno eléctrico por tonelada, los hornos de arco eléctrico se pueden dividir en hornos de arco eléctrico ordinarios, hornos de arco eléctrico de alta potencia y hornos de arco eléctrico de potencia ultraalta. El propósito del desarrollo de hornos de arco eléctrico en hornos de arco eléctrico de alta y ultra alta potencia es acortar el tiempo de fundición, reducir el consumo de energía, aumentar la productividad y reducir los costos. Con la aparición de los hornos de arco eléctrico de alta y ultra alta potencia, los hornos de arco eléctrico se han convertido en hornos de fusión 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 bajo nivel de ruido, y pueden usarse para fundir acero y ferroaleaciones de alta calidad.
9. Método del decodificador:
El texto original es el proceso de soplado superior-inferior de Sumitomo, que es un método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior desarrollado por Sumitomo Metal Corporation de Japón. . Este método combina las ventajas del método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno y el método de fabricación de acero con convertidor de soplado inferior con oxígeno. Cuando se utiliza para soplar acero con bajo contenido de carbono, el efecto de desfosforización es bueno y el costo se reduce significativamente. El gas de soplado de fondo utilizado es O2, CO2, N2, etc. Sobre la base del método STB, se desarrolló el método STB-P con pulverización superior para mejorar aún más el rendimiento de desfosforización del acero con alto contenido de carbono.
10. Método de humedad relativa:
También conocido como tratamiento de vacío cíclico, fue desarrollado conjuntamente por la empresa alemana Ruhrstahl/Heraeus * * *. Hay dos conductos debajo de la cámara de vacío en los que se inyecta acero fundido. Después de aplicar el vacío, el acero fundido se eleva a una cierta altura, y luego el gas inerte Ar se sopla hacia el tubo ascendente, impulsando el acero fundido a la cámara de vacío para el tratamiento al vacío, y luego el acero fundido regresa a la cuchara a través de otro conducto. La cámara de vacío está equipada con un sistema de suministro de aleación. Este método se ha convertido en el principal método de vacío para acero fundido de gran capacidad (>> 80t).
11. RH-OB:
El método de soplado de oxígeno RH consiste en agregar oxígeno soplado al método de desgasificación del ciclo de vacío (RH) para aumentar la temperatura. Para refinar acero inoxidable, la reacción de descarburación se puede llevar a cabo a presión reducida. Cuando se utiliza para refinar acero ordinario, se puede reducir la carga del convertidor y se puede agregar aluminio para aumentar la temperatura.
12. Método OBM-S:
El texto original es Maxhutte-Scarp de soplado de fondo de oxígeno, que es un método de fabricación de acero con convertidor de soplado de fondo de oxígeno que utiliza gas natural o propano como medio de enfriamiento. . OBM-S instala una lanza de oxígeno de soplado lateral en la cubierta del convertidor de oxígeno de soplado inferior del OBM, y la lanza de oxígeno de soplado inferior sopla gas de carbón y gas natural para precalentar la chatarra de acero, logrando así el propósito de aumentar la proporción de chatarra de acero.
13, método NK-CB:
El texto original es el sistema de doble soplado NKK, un método de fabricación de acero con convertidor de doble soplado superior e inferior establecido por Japan Steel Pipe Company en 1973, es decir , soplado superior Al mismo tiempo, se sopla una pequeña cantidad de gas (Ar, CO2, N2) desde el fondo del horno para fortalecer la agitación de la escoria de acero y controlar la presión parcial de CO en el acero fundido. Este método utiliza boquillas de ladrillos porosos para fundir acero con bajo contenido de carbono, lo que puede reducir los costos. Usarlo para fundir acero con alto contenido de carbono es beneficioso para la desfosforización. Este método debe combinarse con el proceso de pretratamiento del hierro fundido.
14. MVOD:
Se agrega una lanza de oxígeno enfriada por agua al equipo del método VAD para soplar oxígeno al vacío para la descarburación. Dado que la descarburación al vacío es una reacción exotérmica, el calentamiento al vacío. Se pueden omitir las medidas del método VAD. El proceso de operación es el mismo que el método VOD.
15, método LF:
El texto original es horno cuchara, que es un método de refinación con horno cuchara desarrollado por Japan Special Steel Company (Datong Special Steel Company) en 1971.
Sus equipos y procesos consisten en agitación de argón, calentamiento por arco sumergido y sistemas de suministro de aleaciones. Las ventajas de este proceso son: puede controlar con precisión la composición química y la temperatura del acero fundido; reducir el contenido de inclusiones y tener un alto rendimiento de elementos de aleación; El horno LF se ha convertido en un equipo de refinación indispensable entre el horno de fabricación de acero y la máquina de colada continua.
16. Método de fabricación de acero por convertidor:
En 1952, la planta de Linz de la Austrian Steel Company y la planta de Donawitz de la Austrian Alpine Mining and Metallurgical Company fueron las primeras en desarrollarse con éxito. industrialmente El proceso de fabricación de acero con convertidor de oxígeno por la parte superior lleva el nombre de las iniciales de las dos plantas. Después de que apareció este método, rápidamente se extendió por todo el mundo. Estados Unidos llama a este método BOF o método BOP, que es la abreviatura de horno o proceso de oxígeno básico. Consulte el soplado de oxígeno por la parte superior para obtener más detalles.
17. Método OTB de diodo láser:
El texto original es el proceso superior-inferior LD-OX Gyen, que es una fabricación de acero con convertidor de doble soplado superior-inferior desarrollado por Kobe Steel. Planta Kaogawa. Su característica es el uso de una boquilla especial de ranura de un solo anillo de soplado desde el fondo (boquilla SA), que permite controlar el soplador de fondo dentro de un amplio rango y soplar gas inerte al fondo.
18, método LD-HC:
El texto original es LD-Hainaut Saubre CRM, que es un método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo desarrollado por Bélgica para soplar con alto contenido de fósforo. hierro fundido, es decir, LD+fondo Soplar oxígeno y proteger la salida de agua con hidrocarburos.
19, método LD-AC:
LD-Arbed-Centre National es un método de fabricación de acero con oxígeno y cal en polvo desarrollado por el Instituto Francés del Hierro y el Acero, que se utiliza para soplar hierro fundido con alto contenido de fósforo.
20. Método KS:
La fabricación de acero original de Klockner era un proceso de fabricación de acero con convertidor de oxígeno por soplado inferior, con materiales 100% sólidos. La proporción de oxígeno soplado por el fondo es del 60 % al 100 %.
21, método K-ES:
El método de fabricación de acero en horno de arco eléctrico que combina tecnología de gas de fondo, tecnología de combustión secundaria y tecnología de inyección de carbón pulverizado es un método utilizado por Tokyo Metallurgical. Co., Ltd. Una tecnología desarrollada conjuntamente por la empresa siderúrgica y la empresa alemana Kiokner que puede sustituir la electricidad por carbón.
22. Método FINKL-VAD:
El método de desgasificación por cuchara calefactora por arco o método de desgasificación por arco al vacío se caracteriza por añadir un dispositivo de calentamiento por arco a la tapa de la cámara de vacío. con gas argón. Este método tiene un efecto de desgasificación estable y puede usarse para desulfuración, descarburación y adición de grandes cantidades de aleaciones. El equipo consta principalmente de una cámara de vacío, un sistema de calentamiento de arco, un dispositivo de suministro de aleación, un sistema de vacío y un sistema hidráulico.
23. Método DH:
Dispositivo de procesamiento al vacío desarrollado por Hodel United Metallurgical Company en Dortmund, Alemania. En la cuchara se inserta una cámara de vacío revestida con material refractario (cuya parte inferior está equipada con un conducto revestido con material refractario). La cámara de vacío o cuchara se baja y se eleva periódicamente, permitiendo que una porción del acero fundido entre en la cuchara. cámara de vacío y retorno después del tratamiento a la cuchara. La parte superior está equipada con un dispositivo de aleación y un dispositivo de aislamiento y calentamiento por vacío. Este equipo ya no se construye.
24. Método CLU:
Método de refinado del acero inoxidable. El principio es el mismo que el del método AOD y el objetivo es sustituir el argón por vapor. Este método fue desarrollado conjuntamente por la empresa francesa Creusot-Loire y la empresa sueca Uddeholm y puesto en producción en 1973. Una vez que el vapor entra en contacto con el acero fundido, se descompone en H2 y O2. El H2 reduce la presión parcial del CO y la reacción de descomposición es endotérmica, por lo que puede suprimir el aumento de temperatura del acero fundido. Sin embargo, la pérdida de cromo por combustión por oxidación es más grave que la del método AOD.
25. Método de fundición:
El texto original se sella soplando argón para ajustar la composición, que es un método de refinación fuera del horno que ajusta finamente la composición de la aleación bajo gas argón. caza de focas. Este método sopla argón desde el fondo de la cuchara, elimina la escoria, baja la campana de inmersión, continúa soplando argón y luego agrega componentes de aleación de ajuste fino. Sus ventajas son el control preciso de la composición y el alto rendimiento de la aleación.
26. Método CAS-OB:
El texto original es soplado de argón sellado para ajustar la composición. Es un método de refinado fuera del horno que añade una lanza de oxígeno a la mezcla. equipo de fundición. Además de ajustar la composición de la aleación, también se puede agregar aluminio y soplar oxígeno para elevar la temperatura (método químico térmico). La velocidad de calentamiento es de 5 ~ 13 ℃/min. Este método puede controlar con precisión la temperatura del acero fundido dentro de los 3°C, lo que resulta beneficioso para la producción de fundición continua.
27.Método ASEA-SKF:
Método de refinado en cucharón desarrollado en Suecia. Adopta agitación electromagnética de baja frecuencia, calentamiento por arco a presión normal, escoriación y refinación en cuchara, desgasificación al vacío en otra estación y lanza de oxígeno, que puede soplar oxígeno y reducir la presión para la descarburación. Para mejorar el efecto de refinación, también se puede soplar argón en el fondo de la cuchara a través de ladrillos porosos y se pueden agregar aleaciones para ajustar la composición del acero fundido.
28. Método AOD:
La descarburación con oxígeno y argón es el principal método de refinado para fundir acero inoxidable con bajo contenido de carbono. Fue desarrollado con éxito por la American Carbide Company en 1964 y utilizado en la producción real en 1968. El principio metalúrgico es diluir CO con Ar para reducir su presión parcial y lograr un efecto de vacío. Esto permite eliminar el carbono a niveles muy bajos. El cuerpo del horno y el dispositivo de transmisión del AOD son similares a los de un convertidor. Se colocan orificios de aire en las paredes laterales cerca del fondo del horno para soplar una mezcla de gas de Ar+O2 al horno. La materia prima es acero fundido. el horno de fusión primario. El proceso de soplado se divide en etapa de oxidación, etapa de reducción y etapa de refinación. Se ha convertido en el principal proceso de producción del acero inoxidable.
Métodos metalúrgicos especiales
Incluyendo refundición de electroescoria, metalurgia al vacío, metalurgia por plasma, fusión por haz de electrones, fusión por zonas y otros métodos de fabricación de acero.
Si algún acero de alta tecnología o para propósitos especiales requiere una pureza ultra alta, se pueden usar métodos metalúrgicos especiales para refinar cuando los métodos ordinarios de fabricación de acero y el refinado fuera del horno no pueden cumplir con los requisitos.
Refusión de electroescoria: proceso de refinación en el que el acero fundido se funde o se forja en electrodos y luego se refunde con calor resistente a la escoria, también conocido como ESR. La fuente de calor proviene del calor de resistencia de la escoria. Durante la refundición, el electrodo consumible se sumerge en la escoria fundida y la corriente pasa a través de la escoria ionizada, lo que hace que la temperatura de la escoria sea mucho más alta que el punto de fusión del electrodo consumible fundido. El electrodo consumible insertado en la escoria se funde para formar gotas, y las gotas pasan a través del charco de escoria por su propio peso. La escoria resultante se lava y refina antes de ingresar al baño de metal, al tiempo que se reduce la contaminación del aire. La formación de una fina capa de escoria entre el lingote y la pared del cristalizador no sólo ralentiza el enfriamiento radial sino que también mejora la calidad de la superficie del lingote terminado. Con la ayuda del enfriamiento con agua en el fondo del cristalizador, el lingote refundido se solidifica en un lingote refundido con menos tendencia a la cristalización axial y segregación, mejorando así la plasticidad del procesamiento en caliente.
Metalurgia por plasma: Proceso metalúrgico que utiliza plasma como fuente de calor, es decir, utilizando 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 arco estable, calor concentrado y temperatura extremadamente alta. La temperatura de funcionamiento de algunas pistolas de plasma alcanza los 5000 ~ 20000 ℃. Las pistolas de plasma pueden utilizar gas inerte (Ar) y gas reductor (H2) como medios para lograr diferentes propósitos metalúrgicos. Los hornos de plasma se pueden utilizar para fundir a alta temperatura.
Metalurgia por pulverización: para acelerar la reacción física y química entre el metal líquido y los materiales, se envían materiales en polvo al metal líquido mediante inyección de gas para completar la reacción metalúrgica, también llamada metalurgia por pulverización en polvo. Esta tecnología se usa ampliamente en el pretratamiento del hierro fundido y el refinado en cuchara para lograr el propósito de desulfuración, desoxidación, ajuste fino de la composición y desnaturalización de la inclusión. Esta tecnología tiene una velocidad de reacción rápida y una alta tasa de utilización del material.
Fundición de zona: proceso propuesto por W.G.Pfann en 1952 que utiliza la diferencia en la solubilidad de elementos impuros en la fase líquida y la fase sólida para refinar metales. Su principio de funcionamiento es: suponiendo que una pequeña pieza de metal en una varilla de metal sólido uniforme se funde en un líquido, entonces si esta pequeña área líquida se mueve lentamente de izquierda a derecha, cada vez que se mueva, las impurezas se redistribuirán y su El efecto es equivalente a conducir las impurezas hacia la derecha. Después de hacer esto muchas veces,
Metalurgia al vacío: Procesos metalúrgicos en condiciones desde menos de 0,1 MPa hasta vacío ultraalto [133,3 x (< 760 ~ 10-12)pa), incluidos metales y aleaciones Refinación, fusión, refundición, refinación, conformación y tratamiento térmico. El objetivo principal es: ① Reducir. (2) Reducir el contenido de gases o impurezas volátiles disueltas en el metal; ③ Promover reacciones químicas con productos gaseosos (4) Evitar la contaminación causada por contenedores refractarios y satisfacer las necesidades de materiales metálicos de alto rendimiento y nuevos materiales metálicos. Ante la necesidad de producir nuevos materiales metálicos de alto rendimiento, como materiales electrotérmicos, aleaciones eléctricas, aleaciones magnéticas blandas y aleaciones a base de níquel de alta temperatura, se han desarrollado varios métodos de fusión al vacío, incluida la fusión por resistencia al vacío, la fusión por inducción al vacío y la fusión por inducción al vacío. refundición por arco y fusión electrónica.
Fusión por arco al vacío: Proceso de refundición de metales y aleaciones mediante calentamiento por arco en condiciones de vacío (10-2 ~ 10-1pa), también conocido como método VAR. El proceso es el siguiente: use un crisol de cobre enfriado por agua como electrodo positivo, conecte el electrodo consumible fundido al electrodo virtual que ingresa al horno a través de un sello deslizante como electrodo negativo e ingrese una corriente CC de bajo voltaje para comenzar. un arco entre el electrodo y el fondo del crisol. Los metales y aleaciones se vuelven a fundir mediante calentamiento por arco. A medida que el electrodo consumible se funde, al controlar la velocidad de descenso del electrodo, el electrodo consumible se vuelve a fundir en un lingote de acero refundido con una composición uniforme, estructura densa, alta pureza y menos segregación. Se utiliza no sólo para refundir metales activos y metales refractarios resistentes al calor, sino también para refundir aleaciones de alta temperatura y aceros especiales con requisitos estrictos.
Fusión por haz de electrones al vacío: En alto vacío (133,3×10-4 ~ 133,3×10-8pa), se utiliza un cañón de electrones para emitir haces de electrones para bombardear el material a fundir (como ánodo), provocando que se derrita y gotee. Un método de fundición para solidificar el cobre en lingotes usando un cristalizador enfriado por agua. Los lingotes se extraen continuamente mediante dispositivos mecánicos.
Fusión por resistencia al vacío: Método de fundición que utiliza el calor generado por la corriente que pasa a través de un conductor como fuente de calor. Generalmente, el calentamiento indirecto se utiliza para transferir energía térmica a los materiales en el horno a través de un calentador eléctrico. La atmósfera en un horno de resistencia puede ser inerte o protectora según se desee. Los hornos de resistencia al vacío pueden diseñarse como hornos de fusión o como hornos de tratamiento térmico.
Fusión por inducción al vacío: Proceso de fusión de metales y aleaciones al vacío mediante el efecto electrotérmico de inducción. Seleccione la frecuencia de alimentación según la carga y la capacidad. Se puede dividir en dos categorías: alta frecuencia (> 104 Hz), media frecuencia (50 ~ 104 Hz) y frecuencia industrial (50 o 60 Hz). Los hornos de inducción se dividen en dos categorías: con núcleo (tanque sellado) y sin núcleo (crisol). Este último tiene una alta temperatura de fusión y una baja eficiencia de calentamiento eléctrico, y es adecuado para fundir aceros especiales y aleaciones a base de níquel. La fusión por inducción al vacío se utiliza ampliamente para producir aleaciones de alta temperatura, aceros de alta resistencia y aceros de ultra alta resistencia.
Proceso de fabricación de acero
Escoria: operación para ajustar la composición, alcalinidad, viscosidad y reactividad de la escoria en la producción de acero. El propósito es fundir metal con la composición y temperatura requeridas mediante la reacción escoria-metal. Por ejemplo, las operaciones de producción de escoria y soplado de oxígeno del convertidor de oxígeno de soplado superior tienen como objetivo generar escoria con suficiente fluidez y alcalinidad para reducir el azufre y el fósforo por debajo del límite superior de la calidad de acero planificada y minimizar la cantidad de salpicaduras y escoria. Derrame durante el soplado de oxígeno.
Escoria: Según las diferentes condiciones y propósitos de fundición, durante el proceso de fundición se realiza la operación de extracción o raspado de escoria. 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.
Agitación del charco fundido: Proporciona 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 mediante gas, maquinaria, inducción electromagnética y otros métodos.
Soplado del fondo del horno eléctrico: según los requisitos del proceso, gases como N2, Ar, CO2, CO, CH4, O2, etc. se soplan en el baño fundido del horno para acelerar la fusión y promover la 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, aumentar el rendimiento de metales y aleaciones, hacer que la composición y temperatura del acero fundido sean más uniformes. mejorando así la calidad del acero.
Periodo de fusión: El período de fusión de la fabricación de acero es principalmente la fabricación de acero en hornos eléctricos y de hogar abierto. El período desde el inicio de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico hasta la fusión completa de la carga se denomina período de fusión, y el período desde la finalización del hierro fundido hasta la fusión completa de la carga en la fabricación de acero de hogar abierto se llama período de fusión. . 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.
Etapa de oxidación y etapa de descarburación: la etapa de oxidación de la fabricación de acero con horno de arco eléctrico ordinario generalmente se refiere a la etapa del proceso desde la disolución de la carga, el muestreo y el análisis hasta la eliminación de la escoria oxidada. Algunas personas piensan que todo comienza soplando oxígeno o agregando mineral para descarbonizar. La tarea principal de la etapa de oxidación es oxidar el carbono y el fósforo del acero fundido. Se eliminan los gases y las impurezas; el acero fundido se calienta de manera uniforme. La descarburación es un proceso operativo importante en la etapa de oxidación. Para garantizar la pureza del acero, se requiere que la cantidad de 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.
Periodo de refinado: Durante el proceso de fabricación del acero, algunos elementos y compuestos perjudiciales para la calidad del acero se seleccionan en la fase gaseosa mediante reacciones químicas o se descargan o se arrastran hacia la escoria, siendo así eliminados del acero fundido.
Período de reducción: en las operaciones ordinarias de fabricación de acero en hornos de arco eléctrico de alta potencia, 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. Actualmente, se ha eliminado el período de reducción para las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de alta y ultra alta potencia.
Refinado fuera del horno: proceso de fabricación de acero que mueve acero fundido primario en un horno de fabricación de acero (convertidor, horno eléctrico, etc.). ) a otro recipiente para refinación, también llamado metalurgia secundaria. Por lo tanto, el proceso de fabricación de acero se divide en dos pasos: refinado primario: la carga se funde, se desfosforiza, se descarbura y se alea principalmente en un horno con atmósfera oxidante. Refinación: Utilice vacío, gas inerte o atmósfera reductora para desgasificar, desoxidar y desulfurar el acero fundido primario en el contenedor. Eliminar inclusiones y afinar ingredientes, etc. 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 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 procesamiento, se puede dividir en tipo de procesamiento en cuchara y tipo de refinación en cuchara.
Agitación de acero fundido: Agitación del acero fundido durante el proceso de 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, y la velocidad de difusión de los reactivos y productos es el eslabón limitante en estas reacciones. La velocidad de reacción metalúrgica cuando el acero fundido es estático es muy lenta. Por ejemplo, se necesitan de 30 a 60 minutos para desulfurar el acero fundido estático en un horno eléctrico, cuando se refina en el horno, solo se necesitan de 3 a 5 minutos para agitarlo; acero fundido para desulfurarlo. Cuando el acero fundido está estacionario, las inclusiones se eliminan flotando hacia arriba y la velocidad de eliminación es lenta. Al agitar acero fundido, la velocidad de eliminación de inclusiones aumenta exponencialmente, lo que está relacionado con la intensidad y el tipo de agitación, las características y concentración de las inclusiones.
Alimentación de alambre de cuchara: al alimentar polvo de desoxidación, desulfuración y ajuste fino envuelto en hierro, como polvo de Ca-Si, o alimentando directamente alambre de aluminio y alambre de carbono, el acero fundido se desulfura profundamente y se trata con calcio. y método de ajuste fino de aluminio y carbono. También tiene la función de purificar el acero fundido y mejorar la forma de las inclusiones no metálicas.
Tratamiento en cuchara: abreviatura de tratamiento en cuchara fuera del refinado en horno. Se caracteriza por un tiempo de refinación corto (entre 10 y 30 minutos), una sola tarea de refinación, una operación de proceso simple y una baja inversión en equipos. Cuenta con dispositivos como desgasificación, desulfuración, control de composición y cambio de forma de inclusiones en acero fundido, como desgasificación por ciclo de vacío (RH, DH) y soplado de argón al vacío (cuchara).
Refinado en cuchara: abreviatura de refinado en cuchara fuera del horno. Sus características son que el tiempo de refinación es mayor que el del procesamiento en cuchara (alrededor de 60 ~ 180 minutos), tiene una variedad de funciones de refinación y tiene un dispositivo de calentamiento para compensar la caída de temperatura del acero fundido. Adecuado para refinar diversos aceros de alta aleación y aceros de rendimiento especial (como el acero ultrapuro). Descarburación de oxígeno al vacío (VOD), desgasificación por calentamiento por arco al vacío (VAD), desgasificación por calentamiento por arco al vacío (VAD), etc. Asimismo, existe la descarburación con oxígeno argón (AOD).
Tratamiento con gas inerte: Soplar gas inerte en el acero fundido. El gas inerte no participa en la reacción metalúrgica, pero cada pequeña burbuja que se eleva en el acero fundido equivale a una "pequeña cámara de vacío" (H2). , N2 y La presión parcial de CO es cercana a cero), que tiene la función de "depuración de gases". El principio de producción de acero inoxidable mediante el método de refinado en horno exterior es aplicar el equilibrio entre carbono, cromo y temperatura bajo diferentes presiones parciales de CO. Se agrega oxígeno al gas inerte para refinarlo y descarbonizarlo.
Prealeación: El proceso de añadir uno o más elementos de aleación al acero fundido para que cumpla con las especificaciones de composición del acero acabado se denomina aleación.
En la mayoría de los casos, la desoxidación y la aleación se llevan a cabo al mismo tiempo. Parte del desoxidante añadido al acero se consume en la desoxidación del acero y se convierte en productos de desoxidación y se descarga, la otra parte es absorbida por el acero fundido y se reproduce; un papel de aleación. Antes de que la operación de desoxidación se complete por completo, el acero fundido absorbe el efecto de aleación de la aleación agregada al mismo tiempo que el desoxidante, lo que se denomina prealeación.
Control de composición: operación para garantizar que la composición del acero acabado cumple con los requisitos estándar. El control de la composición abarca todos los aspectos, desde el procesamiento por lotes hasta el roscado, pero el punto clave es controlar la composición de los elementos de la aleación. Para el acero de alta calidad, a menudo es necesario controlar con precisión la composición dentro de un rango estrecho. Generalmente se controla según los límites medio e inferior sin afectar el rendimiento del acero.
Añadir 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 varios grados de acero, se debe agregar una cierta cantidad de silicio en forma de aleaciones. Como parte consumida del desoxidante, también aumenta el silicio en el acero fundido. La cantidad de silicio añadido debe calcularse con precisión y no debe exceder el rango permitido de acero soplado.
Control del punto final: al final de la fabricación de acero y el soplado del convertidor de oxígeno, la composición química y la temperatura del metal se controlan para cumplir con los requisitos planificados de extracción de acero. Hay dos métodos para el control del punto final: método de cementación y método de cementación.
Roscado: Operación de roscado de acero cuando la temperatura y la composición del acero fundido cumplen con los requisitos específicos de la variedad siderúrgica. Al roscar acero, se debe tener cuidado para evitar que la escoria fundida fluya hacia la cuchara. Durante el proceso de extracción, se agregan aditivos a la cuchara o corriente de extracción para ajustar la temperatura, composición y desoxidación del acero fundido.