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“百炼成钢”的道理
原理:生铁中的各种杂质在高温下都不同程度地与氧有很大的亲和力。因此,它们可以通过氧化制成液体、固体或气体氧化物。液态和固态氧化物在高温下与加入炉内的炉衬和熔剂反应生成炉渣,在除渣时排出炉外,钢水沸腾时气体也被CO带出炉外。
炼钢过程是一个氧化过程,去除杂质的主要手段是向熔池中吹入氧气,加入造渣剂形成熔渣。脱碳反应是炼钢过程的主要手段,硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢和熔剂(石灰石等。)、脱氧剂(硅铁、锰铁、铝等。)、合金材料等。
扩展数据
战国时期冶铁业只能铸造农具和少数手工工具,锻造兵器相对较少。
西汉时期,不仅能生产铁剑、长矛、环首大刀,还广泛使用铁器和杂具,如灯、壶、炉、剪刀等,在西汉中期的遗址中就有发现。这说明汉代广泛使用铁。
20世纪50年代以后,在河南、山东、北京、江苏等地发现了许多汉代冶铁遗址,其中以河南珙县铁生沟村和南阳北关瓦房庄遗址规模最大。
从这些遗址可以看出西汉的冶炼工艺是集中的,设备是完善的。河南省珙县铁生沟村出土一件铁器。经检测,具有非常好的球状石墨,具有明显的石墨核和放射性结构,相当于现行球墨铸铁国家标准中的一级石墨。同时还发现了一个钢制的油炸炉。
钢煎这一全新高效的先进技术的出现,标志着西汉时期的冶铁技术达到了更高的发展阶段,在钢铁冶炼史上具有划时代的意义。
炼钢的原理和方法有哪些?
炼钢的原理是利用氧气或氧化铁,在炼钢炉的高温下,将废钢或生铁中的碳、磷、硫等杂质转化为气体和炉渣,得到钢。
常见的炼钢方法有三种:平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢。
1、平炉炼钢法:
将废钢、废铁、铁矿石、石灰石、生石灰等原料放入炼钢炉中,用高炉煤气或液体燃料重油加热,加入氧化剂去除杂质。
炼钢初期,燃料遇到热空气体会在燃料表面燃烧,温度可达1800度。热能会被火焰熔化,同时部分熔化的生铁会生成氧化亚铁,生铁中的硅、锰等杂质被氧化亚铁氧化生成炉渣,然后炉内的石灰石、磷、硫等杂质生成磷酸钙、硫化钙成为炉渣。多余的碳也会被氧化生成一氧化碳,一氧化碳会从钢水中冒出来,就好像钢水在沸腾一样。
转炉炼钢过程
2、转炉炼钢法:
这种炼钢方法中使用的氧化剂是氧气。向熔融生铁中吹入空气体,氧化炉料中的硅、锰等杂质,氧化过程中释放大量热量(含1%硅可使生铁温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。所以转炉炼钢不需要其他燃料。
转炉炼钢的转炉呈梨形,内壁有耐火砖,侧面有许多小孔(风口)。压缩空气体从这些孔吹入炉内,也叫侧吹转炉。炼钢初期,转炉是水平的,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后吹入空气体,将转炉翻过来。此时液态生铁在外面反应剧烈,使铁、硅、锰被氧化(FeO、SiO _ 2、MnO,)生成炉渣,钢水与炉渣的对流使炉内反应均匀。几分钟后,当钢水中只剩下少量的硅和锰时,碳开始氧化,产生一氧化碳(放热),使钢水剧烈沸腾。由于溢出的一氧化碳,在炉口出现了巨大的火焰;最后磷也被氧化进一步生成磷酸亚铁,磷酸亚铁与生石灰反应生成磷酸钙和硫化钙的渣。如果将高压工业纯氧吹入转炉炼钢,可以进一步提高效率和钢材质量。
3、电炉炼钢法:
电弧炉炼钢是将电能转化为热能产生热源,也叫电弧炉炼钢。石墨电极是一种导热材料,它在电极和炉料之间放电,在电炉内产生电弧,将电能转化为热能。同时,电弧熔化金属和熔渣,并对其加热,以冶炼各种成分的钢。电炉炼钢主要以废钢为原料,生铁消耗少,不再需要大量焦炭。
炼钢原理和化学方程式(炼钢化学反应方程式)
1.炼钢原理和化学方程式。
2.炼钢的主要化学反应方程式。
3.炼钢原理的主要方程。
4.工业炼钢原理的化学方程式。
1.将炼钢用生铁放入炼钢炉中,按照一定的工艺冶炼,得到钢。
2.炼钢主要有五个过程:冶炼过程。
3.铁水和废钢含有碳、锰、硅、磷和硫等杂质。在低温熔炼过程中,C、Si、P、S被氧化,甚至单质态的杂质变成化合态的杂质,有利于后期进一步去除杂质。
4.氧气来源于铁锈(Fe2O3 2H2O)、氧化皮、添加的铁矿石、空气体中的氧气和吹氧。
5.各种杂质的氧化过程是在炉渣和钢水的界面上进行的。
6.氧化过程。
7.氧化过程是在高温下脱碳、脱磷、脱气、除杂的反应。
8.脱氧、脱硫和出钢。
9.在氧化结束时,钢中含有大量过剩的氧。通过向钢水中加入块状或粉末状的铁合金或多元合金,可以除去钢水中过量的氧,产生的有害气体CO可以随炉气排出,产生的炉渣可以进一步脱硫,即在第三次出钢过程中,炉渣和钢强烈混合和洗涤,以增加脱硫反应。
10.炉外精炼。
11.炼钢炉中熔炼的钢水含有少量气体和杂质。一般将钢水注入精炼钢包,进行吹氩、脱气和钢包精炼,得到相对纯净的钢。
12.选角。
13.只要温度合适,化学成分调整得当,炼钢炉或精炼炉的纯净钢水是可以出钢的。
14.钢水通过钢包进入锭模或连铸机,得到钢锭或连铸坯。
15.炼钢的基本原理是在高温下用纯氧进行氧化还原反应,除去生铁中过多的碳和其他杂质。
16.因此,所涉及的反应是硅和锰的氧化、脱硫和脱磷。
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