Los pasos y procesos del proceso de fabricación de acero son alimentación, producción de escoria, descarga de escoria, agitación del baño fundido, desfosforización, soplado del fondo del horno eléctrico, período de fusión, período de oxidación, período de refinación, período de reducción, refinación fuera del horno, Acero para agitación de líquidos, alambre de alimentación de cuchara.
1. Alimentación
Alimentación: La operación de agregar 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 y viscosidad de la escoria y su reactividad en la producción de acero y hierro. El objetivo es producir 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 fundida con suficiente fluidez y alcalinidad, que puede transferir suficiente oxígeno al nivel líquido del metal para reducir el azufre y el fósforo. La calidad del acero planificada debe estar por debajo del límite superior y se debe minimizar la cantidad de salpicaduras y derrames de escoria durante el soplado de oxígeno.
3. Descarga de escoria
Descarga de escoria: La operación de descarga o eliminación de escoria realizada durante el proceso de fundición de acuerdo con diferentes condiciones y propósitos de fundición en la fabricación de acero con horno de arco eléctrico. 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. .
4. Agitación del charco fundido
Agitación del charco fundido: Suministra 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, inducción electromagnética y otros métodos.
5. Desfosforización
Reacción química que reduce el contenido de fósforo en el acero fundido. El fósforo es una de las impurezas nocivas del acero. El acero que contiene más fósforo es propenso a volverse quebradizo cuando se usa a temperatura ambiente o menos, 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, se estipula que el contenido de fósforo en el acero ordinario no debe exceder el 0,045%, y el acero de alta calidad requiere menos 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 (alto) horno o en un horno de fabricación de acero alcalino.
La comprensión y solución del 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 acería con convertidor ácido no puede desfosforizarse y hay muy pocos minerales de hierro con bajo contenido de fósforo, lo que obstaculiza seriamente el desarrollo de la producción de acero.
En 1879, S. Thomas inventó el método de fabricación de acero con convertidor alcalino que podía manejar hierro fundido con alto contenido de fósforo. El principio de desfosforización de la escoria alcalina se extendió luego a la fabricación de acero de hogar abierto, produciendo una gran cantidad de mineral de ferrofosfato. se puede utilizar para producir acero, lo que contribuye significativamente al desarrollo de la industria siderúrgica moderna.
Desfosforización de escorias alcalinas La reacción de desfosforización tiene lugar en la interfaz entre la escoria y el hierro fundido que contiene fósforo. La reacción en la que el fósforo P y el oxígeno O en el acero fundido se combinan para formar P2O5 gaseoso.
6. Soplado del fondo del horno eléctrico
Soplado del fondo del horno eléctrico: N2, Ar, CO2, CO, CH4, O2 y otros gases se inyectan al horno a través de la boquilla colocada en la Fondo del horno de acuerdo con los requisitos del proceso. El baño fundido interno se utiliza para acelerar la fusión y promover el proceso de reacción metalúrgica.
El uso de la tecnología 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. También puede hacer que la composición y la temperatura del acero fundido sean más uniformes, mejorando así la calidad del acero, reduciendo costos y aumentando la productividad.
7. Período de fusión
Período de fusión: El período de fusión de la fabricación de acero es principalmente para la fabricación de acero de hogar abierto y horno eléctrico. En la siderurgia con horno de arco eléctrico se denomina período de fusión desde el momento en que se enciende la energía hasta que se funde toda la carga, y en la siderurgia de hogar abierto, desde el momento en que se mezcla el hierro fundido hasta el momento en que se funde toda la carga. está derretido. La tarea del período de fusión es fundir y calentar la carga lo más rápido posible y producir escoria para el período de fusión.
8. Período de oxidación
Período de oxidación y período de descarburación: El período de oxidación de la 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. a la etapa de remoción de escoria oxidada. Algunas personas también piensan que comienza con el soplado de oxígeno o la descarburación del mineral.
Las principales tareas del período de oxidación son oxidar el carbono y el fósforo del acero fundido; eliminar gases e inclusiones y calentar el acero fundido de manera uniforme. La descarburación es un proceso operativo importante durante el período de oxidación. Para garantizar la pureza del acero, 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.
9. Periodo de refinamiento
Periodo de refinamiento: Durante el proceso de fabricación del acero, algunos elementos y compuestos nocivos para la calidad del acero son seleccionados a la fase gaseosa o se agotan mediante reacciones químicas mediante escoria y Otros métodos, flotan en la escoria y la descargan del acero fundido durante el período de operación del proceso.
10. Período de reducción
Período de reducción: en las operaciones de fabricación de acero en 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. período de reducción. Su tarea principal es crear escoria para difusión, desoxidación, desulfuración, control de composición química y ajuste de temperatura. Se han eliminado los períodos de reducción para las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de alta y ultra potencia.
11.Refinado fuera de horno
Refinado fuera de horno: Refinado en el que el acero fundido inicialmente se funde en un horno de acería (convertidor, horno eléctrico, etc.) .) se traslada a otro recipiente para su refinación. El proceso del acero también se denomina metalurgia secundaria. Por tanto, el proceso de fabricación de acero se divide en dos pasos: refinado primario y refinado. Refinación primaria: La carga se funde, se desfosforiza, descarbura y se alea principalmente en un horno con atmósfera oxidante.
Refinado: desgasificar, desoxidar, desulfurar, eliminar inclusiones y afinar la composición del acero fundido inicialmente refinado en recipiente con vacío, gas inerte o atmósfera reductora. Las ventajas de realizar 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 refinación fuera del horno, que se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: refinación fuera del horno bajo presión normal y refinación fuera del horno 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.
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 costes de producción. Hay muchos tipos de refinación fuera del horno, que se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: refinación fuera del horno bajo presión normal y refinación fuera del horno 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 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 de fase, y la velocidad de difusión de reactivos y productos es el eslabón limitante en estas reacciones. Cuando 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 horno de refinado sólo tarda de 3 a 5 minutos. minutos.
En el estado estático del acero fundido, las inclusiones flotan y se eliminan, y la velocidad de eliminación es lenta cuando se agita el acero fundido, la velocidad de eliminación de las inclusiones aumenta exponencialmente y está relacionada con la intensidad de agitación; , tipo y características de las inclusiones , concentración relacionada.
13. Alimentación del alambre de la cuchara
Alimentación del alambre de la cuchara: Introduzca polvo de desoxidación, desulfuración y ajuste fino envuelto en láminas de hierro en la cuchara a través de una máquina de alimentación de alambre, como Ca-Si. polvo, o alimentar directamente alambre de aluminio, alambre de carbono, etc. para desulfurar profundamente el acero fundido, realizar un tratamiento con calcio y afinar los componentes de carbono y aluminio en el acero. También tiene la función de limpiar el acero fundido y mejorar la forma de las inclusiones no metálicas.