电炉炼钢课件.ppt

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1、EAFsteelmaking李岩1目录炼钢历史炼钢科学的发展冶金流程图Overviewofsteelmakingprocesses——FrenhanOxygenSteelmakingProcesses电炉炼钢发展概况电炉炼钢内容框架IntroductionofEAF2古代炼钢法商代中期即公元前十四世纪开始使用陨铁，春秋晚期即公元六世纪左右出现人工冶炼的铁器。最初炼出的铁是用木炭加热和还原铁矿石得到的块铁，强化鼓风和加高炉身后又炼出了生铁。生铁在铸锻成器具过程中脱碳成钢是我国古代冶金技术的特点。3西汉后期，生铁冶炼已达到较高水平，能够为炼钢提供充足的

2、生铁原料，发展了炒钢技术。文献指出，我国的炒钢技术始于西汉中期（公元前二世纪）。炒钢是世界上最早用熔化生铁氧化熔炼的炼钢方法。炒钢就是把生铁加入炉膛中，燃烧木炭以提高炉温来使生铁升温．借助空气中的氧和加入铁矿石的氧并通过人工搅拌，使生铁中的碳氧化，得到碳含量较低、可锻的钢或熟铁。4古代炼钢法5由于冶炼温度及金属温度低于金属的熔点，故成品钢不是可供铸造的钢液．而是半熔融状态的团块，在炉膛中成蜂窝状．空隙中含有氧化性渣，与铁或钢液相共存。工人用铁钳将团块夹出，在铁砧子上反复锻打锤击，将蜂窝孔隙中的渣液挤出，得到致密钢坯或成品件。古代炼钢法类似于什么已知

3、工艺？6热力学平衡常数标准吉布斯自由能活度活度相互作用系数微观动力学化学反应级数反应速度常数反应活化能多相反应限制性环节宏观动力学三传冶金反应工程学数学模型交叉学科材料计算机电磁环境炼钢科学理论的发展——炼钢理论热力学炼钢学科的起步和发展晚于炼钢生产；19世纪中期近代钢铁冶金方法发明成功后相当长一段时间里，钢铁冶金是一项技艺而不是科学；钢铁冶金从技艺发展成为科学，是从20世纪30年代，H.Schenck、J.Chipman等把化学热力学导入冶金领域，用热力学方法研究冶金反应开始的；7热力学20世纪40年代末至50年代，Schenck、Chipman

4、等发表了大量有关炼钢反应的平衡常数、标准自由能变化等基础数据；20世纪60年代～80年代，E.T.Turkdogan、J.F.Elliott、松下幸雄、不破佑、佐野信雄、水渡英昭等继续对炼钢化学反应的平衡常数、标准自由能变化、活度、炉渣磷酸盐容量和硫酸盐容量等进行了大量的研究和测定工作。20世纪80年代后，与炼钢反应有关的标准自由能变化、钢液中组元活度相互作用系数、炉渣主要组元的活度、炉渣硫酸盐和硫酸盐容量等大都有了较可靠的热力学数据；8微观动力学炼钢反应动力学的研究开始得较晚，在20世纪50～60年代，动力学方面的研究主要集中在微观动力学方面，如

5、化学反应级数、反应速度常数、反应活化能、多相反应限制性环节等方面的研究；9宏观动力学20世纪70年代后，炼钢反应宏观动力学研究开始活跃：G.H.Geiger、Szekely等将化工学科的“三传”(热量、质量、动量传递)用于分析研究冶金过程速率问题；鞭岩、濑川清等提出了冶金反应工程学名称，引入化学反应工程学有关反应器设计、单元操作、最优化等方法分析研究冶金反应问题。20世纪90年代后，冶金反应宏观动力学和反应工程学取得了重要进展，有关炼钢冶炼和连铸过程流体流动、传热、反应等均基本可以用数学模型加以描述并计算求解，反应动力学研究在实际生产过程自动控制中

6、也得到了广泛的采用。10交叉学科炼钢学科进展还表现在冶金知识与材料、计算机、电磁、环境等学科知识的交叉、融合和应用，如：在氧气喷头和喷粉冶金中应用空气动力学中可压缩流体和气相输送等知识；在炼钢过程控制中广泛采用了声学、图像识别、专家系统、神经元网络等方面知识；在连铸过程采用电磁、金属压力加工等知识；热力学、凝固等商务计算软件等。11学科发展在今后相当一段时间内，炼钢热力学不会再有显著的发展，在宏观动力学和反应工程学方面还会有一定的发展，而炼钢学科最重要的发展将会在液态钢的凝固加工、减少排放和排放物和废弃物再回收利用以及与信息、材料、环境等学科知识的

7、交叉、融合和应用方面。12现代炼钢流程15Overviewofsteelmakingprocessesandtheirdevelopment——R.J.FruehanForthepurposeofsteelmakingcanberoughlydefinedastherefiningorremovalofunwantedelementsorotherimpuritiesfromhotmetalproducedinablastfurnace(BF)orsimilarprocessorthemeltingandrefiningofscrapandothe

8、rformsofironinameltingfurnace,usuallyanelectricarcfurnace(EAF