百炼钢工艺的原理是什么

百炼钢(The steelmaking)是我国古代的一种制钢工艺，它的主要特点是制炼过程中要反复加热锻打、千锤百炼。由于制作艰难，产品性能较好，千百年来一直受到人们的赞许。中国古代将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢及其工艺。其特点是反复加热锻打。多次反复锻打可排除钢中夹杂物，减少残留夹杂物的尺寸 ，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能。古代工匠把“精铁”加热锻打一百多次，一锻一称一轻，直到斤两不减，即成百炼钢。魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋之后，因灌钢工艺的发展等原因，百炼钢有所减少。

炼钢精练炉原理：脱气用的是真空+吹氩手段，调成分用的是吹氩搅拌+加合金+炉渣调整功能，调温度用的是化学升温或电弧加热、感应加热等。

精练炉是热加工行业的一种冶炼设备，多用于黑色冶金中对钢液进行终脱氧和合金化过程的一种冶炼设备。根据冶炼目的不同有不同的分类，常见的有吹氩精练炉，LF精练炉等。

烟气性质

烟气温度是设计精炼炉排烟净化的一个重要数据， 尤其当净化设备采用布袋除尘器时， 由于受滤布耐温条件限制， 进入布袋除尘器烟气温度不宜太高，一般是借混入冷空气来冷却。 如温度过高， 掺入野风量很大， 除尘器及风机容量亦得增大。

由于在结构上采用电极孔与钢包口排烟于一体， 属于炉外排烟的一种方式， 不象炉内排烟系统那样采用水冷管道和烟气冷却系统，以保证进入布袋除尘器的烟气温度不超过使用温度， 如采用涤纶绒布， 则烟气温度不能超过。

因此， 一般情况下，利用排烟罩至除尘器前一段排烟管散热冷却，不采用其它措施。在正常情况下，可以达到降温要求。 为防止钢液出现大沸腾时烟气温度瞬间升高， 而使进入布袋的烟气温度过高把滤布烧坏， 为此，设计时在管道中安装了野风阀和截断阀，当除尘器前烟气温度超过， 即自动打开野风阀掺入野风， 可同时关闭截断阀以保护布袋不致烧坏。

烟尘粒度细，在炉冶炼过程中，其产生的烟尘粒度极细小，不易凝聚， 但附着性强。在烟尘中的粉尘颗粒高。烟尘浓度高，在完成渣料加入，在钢包刚盖上包盖及送电起弧的初期，在化完渣， 加热后期，。烟气有腐蚀性烟气中含有气体，如遇水后， 就有强烈的腐蚀性。

根据上述烟尘特性的分析， 结合具体情况，采用布袋除尘器的途径比较普遍。 因为它效率高、 稳定、 操作管理简单， 除尘效果完全能达到国家的排放标准。通过对钢包精炼炉三个电极孔及钢包口烟尘的收集，可进一步改变现场操作人员的工作环境。

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。炼钢主要以下五个过程：1融化过程。铁水及废钢中含有C、Mn、Si、P、S等杂质，在低温融化过程中，C、Si、P、S被氧化，即使单质态的杂质变为化合态的杂质，以利于后期进一步去除杂质。氧来源于炉料中的铁锈(成分为Fe2O3·2H2O)、氧化铁皮、加入的铁矿石以及空气中的氧和吹氧。各种杂质的氧化过程是在炉渣与钢液的界面之间进行的。2氧化过程。氧化过程是在高温下进行的脱炭、去磷、去气、去杂质反应。3脱氧、脱硫与出钢。氧化末期，钢中含有大量过剩的氧，通过向钢液中加入块状或粉状铁合金或多元素合金来去除钢液中过剩的氧，产生的有害气体CO随炉气排出，产生的炉渣可进一步脱硫，即在最后的出钢过程中，渣、钢强烈混合冲洗，增加脱硫反应。4炉外精炼。从炼钢炉中冶炼出来的钢水含有少量的气体及杂质，一般是将钢水注入精炼包中，进行吹氩、脱气、钢包精炼等工序，得到较纯净的钢质。5浇铸。从炼钢炉或精炼炉中出来的纯净的钢水，当其温度合适、化学成分调整合适以后，即可出钢。钢水经过钢水包脱入钢锭模或连续铸钢机内，即得到钢锭或连铸坯。炼钢的基本原理是通过氧化还原反应，在高温下，用纯氧气把生铁中的过多的碳和其它杂质去除。所以涉及到的反应就有硅锰的氧化反应、脱硫反应和脱磷反应。

炼钢的原料是地里挖出来的铁矿石，里面含有碳等杂质，主要是碳，因此不好用，反复锤炼使它处于一个高温状态，里面的碳很容易就被燃烧掉跑出去了（就像木炭和煤可以直接被燃烧掉一样），而铁的熔点为1556℃，不会融化，即使是高温仍然保持原有的形态，把生铁里面的碳烧成气体二氧化碳跑掉了，那铁的纯度就高了。百炼成钢就是把纯度不高的铁变成纯度高的铁的过程。

炼钢的方法，一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下：

1 转炉炼钢法 这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量 （含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。

当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。

随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉 （也有侧吹转炉）。这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。

2 平炉炼钢法 （平炉炼钢法也叫马丁法）

平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物，（废铁，废钢，铁矿石）。反应所需的热量是由燃烧气体燃料（高炉煤气，发生炉煤气）或液体燃料（重油）所提供。

平炉的炉膛是一个耐火砖砌成的槽，上面有耐火砖制成的炉顶盖住。平炉的前墙上有装料口，装料机就从这里把炉料装进去。熔炼时关上耐火砖造成的门。炉膛的两端都筑有炉头，炉头各有两个孔道，供导入燃料与热空气，或从炉里导炉气之用。

平炉炼钢所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂 （石灰石和生石灰）。开始冶炼时，燃料遇到导入的热空气就在燃料面上燃烧，温度高达1800摄氏度。热量直接由火焰传给炉料，使炉料迅速熔化 （铁的熔点是1535摄氏度，钢略低）。同时有一部分熔化的生铁生成氧化亚铁，生铁里的杂质硅、锰被氧化亚铁氧化，声成炉渣。由于炉里放有过量的石灰石，磷与硫等杂质就生成磷酸钙和硫化钙成为炉渣。其次碳也进行氧化，生成一氧化碳从熔化的金属里冒出，好象金属在沸腾一样。

反应快要进行完毕的时候，加入脱氧剂并定时把炉渣扒出。在冶炼将完成时要根据炉前分析 （用快速分析法，几分钟可完成）来检验钢的成分是否合乎要求。炼锝的钢从出钢口流入钢水包里，再从钢水包注入模子里铸成制品或钢锭。

为了提高炉温，气体燃料要在蓄热室 （如图I,II,III,IV）里进行预热。

在平炉里不但可加入液态生铁，而且可以加入固态的生铁以及夹攻以后的废铁和铁矿石等。另外，在平炉里如果用30%的富氧空气鼓风，同时在熔化的金属里吹入氧气，可使生产率提高80%，冶炼的时间缩短2~4小时，并可节约燃料，富氧空气也不需要预热。

3 电炉炼钢法 钢还可以在以电能为热源的电炉里冶炼。使用电炉炼钢可以炼出优质的合金钢。电炉的种类很多，

应用最广泛的是电弧炉。

炼钢原理就是在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转为气体或炉渣而除去。

把生铁冶炼成钢的实质，就是适当地降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质，调整钢里合金元素含量到规定范围之内。炼钢的主要反应原理，也是利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成为气体或炉渣除去。因此，炼钢和炼铁虽然都是利用的氧化还原反应，但是炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石里还原出来，而炼钢主要是用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化而除去。

炼钢时常用的氧化剂是空气、氧气或氧化铁。

主要化学方程式：

大量铁变成氧化亚铁：2Fe+O2==2FeO+热量

调整硅、锰：Si+2FeO==SiO2+2Fe+热量

Mn+FeO ==MnO+Fe+热量

降低碳量：C+FeO==CO+Fe-热量

脱氧（除FeO因它会使钢具有热脆性）

电炉炼钢:

电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。

以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400吨。

国外150吨以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。

冶炼生铁原理：在高温下，用还原剂CO从铁的氧化物中将铁还原出来。

炼钢原理：在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的炭和其他杂质变为气体或炉渣而除去

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抱歉啊，我没看题目就答了，答错了。。。。牛头不对马嘴－

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