转炉炼钢原理及工艺-炼钢8步工艺流程

钢铁制造的主要原材料包括生铁与废钢。这两种材料都是以铁、碳为基础元素，同时含有硅、锰、磷、硫等其他杂质元素构成的合金。它们之间的差异主要在于碳及其他杂质元素的含量，生铁的含量较高，而钢铁的含量较低。生铁具有硬度大且脆的特性，其冲击韧性不足，且不便于压力加工，因此应用范围受限。钢则具备全面的机械性能，它既有一定的强度和硬度，又有良好的塑性和韧性。更为重要的是，这些性能可以通过加工处理在一个广阔的范围内变化，若添加一些合金元素，还可以获得特殊性能。

一、工艺流程

炼钢过程主要是通过氧化反应将生铁中的碳和杂质元素转化为各种氧化物，并使其进入炉气或炉渣中从而被分离出去。这一过程中常用的氧化剂包括空气、工业纯氧和铁矿石等。为促进氧化反应的进行，金属必须加热至液态。去除杂质后，钢液中可能残留一些以氧化亚铁(FeO)形式存在的过剩氧，这不利于钢的性质，因此需要通过脱氧操作进一步去除。

若炼制合金钢，还需加入铁合金进行合金化。为进一步提高钢质，有时会进行炉外精炼。最终，获得具有特定成分和温度的钢水，再通过浇铸工序凝固成合格的钢锭或钢坯。

炼钢炉种类繁多，主要有平炉、电炉和转炉。它们在冶炼过程中与熔融金属和炉渣接触的部分使用的耐火材料有所不同，如碱性（如镁砂、白云石）和酸性（如石英砂）材料。考虑到去除有毒杂质如磷和硫的难度，酸性炉使用相对较少，而碱性炉则广泛应用。

二、平炉炼钢

平炉可全部或部分使用生铁或废钢作为原料，并可通过燃料（如煤气或重油）燃烧产生的热能进行冶炼。高温火焰将固体炉料熔化形成熔池，并经过一系列物理化学过程使杂质元素含量控制在合适范围内。

三、电炉炼钢

电炉利用电能转化成的热能进行冶炼，其中电弧炉应用最为普遍。电弧炉通过电极与炉料间的放电作用形成电弧来加热炉料，其温度可高达5000～6000℃，使得各种难熔金属得以熔化。电炉内的气氛可以自由控制，因此合金元素的氧化损失较少。

四、转炉炼钢

转炉主要使用液体生铁作为原料，利用铁水的物理热及元素氧化反应放出的化学热进行冶炼。转炉通过向炉内吹入氧气来促进铁水中的碳及其他杂质的氧化去除。此过程会产生一氧化碳，部分一氧化碳通过外延法回收再利用。

五、生产特点