1.金属材料的制备课件

1,材料的制备与加工,2,材料人类赖以生存的重要物质基础。材料人类社会生产力水平的标志。人类历史新材料推出与应用人类的文明与进步现代文明的三大支柱,石器时代铜器时代铁器时代,材料信息能源,3,参考书：1.铁冶金学2.钢铁冶金原理3.炼钢学原理4.钢冶金5.钢铁冶金概论6.金属冶金工艺学7.有色金属熔炼与铸锭,有色金属熔炼,钢铁冶炼,金属材料的制备,4,钢铁冶炼,钢：94.5%铝：2.5%（钢和铁的2%）铜：1.3%锌：0.7%铅：0.5%其它：0.1%,现代仍是铁器时代“钢的时代”,铁的冶炼钢的熔炼,钢铁作为工业材料的地位,（1）金属材料（Fe、Al、Cu、Zn、Pb等）（2）陶瓷材料（水泥、玻璃、砖、陶器等）（3）塑料（聚乙烯、氯乙烯、聚酯等）（4）木材（加工材、合成板等）（5）纤维（纤维、纸等）,工业材料,5,钢铁材料保持优势的理由：（1）资源较丰：铁元素占地壳的5，丰度第4位，高品位矿石；（2）冶炼容易：大型、高速、连续、自动化，成本低廉；（3）作为结构材料有优越性：在强度、硬度、韧性方面；（4）对于合金化、热处理、加工等方面研究充分，可有宽广的适用性,钢铁材料缺点,（1）密度大,（2）易生锈,开发高强度钢等高强度材料合适的设计，减少使用量,不锈钢涂装镀层表面处理电化学防腐,6,碳多种杂质元素合金元素,工业用铁的分类：按照C,化学纯铁C0工业用铁,铁,工业纯铁C00.02%钢C0.03%1.2%铸铁C2.5%4.5%,炼铁原料钢铁冶炼方法,不可避免,混入,C:控制钢强、硬度，韧性降低，变脆1%Cb980MPa；Si:增强、硬度1%Sib增98MPa；Mn:淬透性、韧性增，可降低S的有害性；P:引起冷脆的有害元素；S:引起热脆的有害元素控制含量富矿；1.0碱性操作R1.0酸性操作,要求R1.01.4块度2050mm,13,高炉设备流程,高炉煤气,煤气净化设备,高炉本体,铸铁场设备,铁块、渣,热风炉,风机,空气,称量卷扬设备,原料,周边集尘设备,14,第二节、高炉结构及其附属设备一、高炉结构,1.瓶子型炉体（如图）。2.高炉外部：厚铁板罩住。3.高炉内部：耐火砖砌成的厚壁。4.高炉周围：用钢结构框架支撑炉体。5.高炉冷却：水冷、风冷、汽化冷却目的：保护炉型、使炉衬保持一定强度。方法：喷水冷却，水套通水冷却，冷却水箱；6.高炉基础：基墩、基座（埋入地面）,二、高炉附属设备,1.供料系统：大型炉：高炉周围处理大量铁水和熔渣，皮带运输机上料；小型炉：多采用翻斗式、斜桥式上料小车。,15,原料装入设备（旋转溜槽式、钟式）,16,2.送风系统：,热风炉里加热到10001500K的空气,以220280m/s速度向炉子中心吹,经缸部风口,热风炉（两部以上）,蓄热室：耐火砖砌成格子状,燃烧室：燃烧高炉煤气和焦炉煤气,加热蓄热室里耐火砖（硅砖）,反方向送冷风正方向送热风燃烧期、送风期周而复始,3.煤气除尘系统：,重力除尘器：粗除尘洗涤塔：半精除尘文氏管：精除尘脱水器：雾状水，降低发热值,作为热风炉、焦炉、锅炉等的燃料。,除尘后,1吨生铁产出1400m3高炉煤气,从高炉顶部排出；高炉煤气主要成分：CO-20%,H2-2.83.2%；发热值：3400kJ/m3,17,4.渣铁处理系统：,炉缸部（间歇出铁、渣）,风口平台：可更换风口，观察炉内情况出渣口：撇渣器出铁口（45个）,铁水注入鱼雷车、铁水罐，送炼钢厂剩余铁水制成冷铁暂时保存：铸铁机铸515kg铁锭粒铁机制成1020mm粒铁,5.高炉仪表设备：,计算机,把熟练工的经验引进计算机判断的专家系统,仪表设备,控制仪表,检测仪表,1.称量控制：矿石、焦炭装入；2.送风控制：送风量、温度、湿度，燃料吸入量；3.炉顶压控制,1.炉体各部分温度计：炉壁、埋管冷却炉缸；2.炉体冷却装置的检测：给、排水温压、流量；3.操作管理检测：工业电视摄像机。,18,第三节、高炉操作一、日常操作点火（blowingin）、停风（blowingout）产物：高炉顶端装入的焦炭中的碳元素矿石中被还原的氧，生成煤气从炉顶排出，其余的都成为铁水和渣。配料计算标准：渣碱度(CaO)/(SiO2)=1.21.3、(Al2O3)15%为目标。装料：焦炭和矿石类（矿石石灰石）交互层状装入，让炉料落到根据炉料深度探测计判断的预定落点。装入一组料称为一批，以控制气流分布为主要目的确定装入量。定焦炭量装入法、定矿石量装入法。出铁：每35h一次。出渣：大型炉上多连续进行。炉况判定指标：出铁温度、铁水含硅量、渣的组成、送风压力、原料下降情况、炉顶煤气成分等。,19,二、炼铁单耗和产品炼铁单耗：生成1t铁所需用的原料和费用。,焦比：生成1t铁水所需用的焦炭量(t)，是高炉操作技术优劣的指标。通常渣中(FeO)560C3Fe2O3+C2Fe3O4+COFe3O4+C3FeO+COFeO+CFe+CO560CFe3O4+4C3Fe+4CO低温部位几乎不进行，只在高温的炉腹部位以下进行一部分。实际发生的反应是：FeO+COFe+CO2)CO2+C2CO,都是吸热反应对炉内热补偿不利不希望发生的反应,从炉顶煤气分析看，表观：FeO+CFe+CO间接还原占7080%，直接还原占2030%,四、硅的还原反应SiO2+2CSi+2CO强烈吸热反应，只在炉子下部及缸部高温区进行直接还原。生产中用硅含量多少来衡量炉温。,22,五、锰的还原反应锰的高级氧化物MnO2、Mn2O3、Mn3O4等在炉内比较容易被CO还原成MnOMnO+CMn+CO强烈吸热反应，只在炉子下部及缸部高温区进行直接还原。六、脱硫反应进入高炉中的硫90%来自焦炭，而8590%的硫在炉渣中，脱硫反应主要在渣铁间进行。高炉炉缸部渣铁间的脱硫反应：CaO+SCaS+OO+CCO,CaO+S+CCaS+CO进入炉渣,七、脱磷反应在炉缸部附近的高温区直接还原：1/2（P2O5)5/2CP+5/2CO装入炉料中的P2O5100%被还原进入金属相中，因此用控制原料中P2O5量的方法来控制铁水中的P。,23,第二章、钢的熔炼,第一节、钢和生铁的区别1.化学成分的差别,工业纯铁1生成的渣：CaO-SiO2-FeO三元系为主要成分，还有MgO、MnO、P2O5、CaF2、Al2O3等。酸性操作耐火材料：SiO2耐火材料；造渣剂：锰矿石或SiO2；渣碱度：R1生成的渣：SiO2-MnO-FeO三元系为主要成分缺点：不能脱S、P，大都不再采用。,29,三、主要的炉内反应1.炼钢过程是氧化去除杂质的过程，用氧气、铁矿石作氧化剂，反应如下：1/2O2(g)OG-1117006.78T氧气对铁水的氧化反应，放热反应，伴随激烈搅拌1/3Fe2O3(s)2/3Fe(l)OG15930088.62TFe2O3的分解反应，吸热反应，不希望有过分激烈搅拌所以，在炼钢反应中利用氧气在操作上有利。2.普通元素的氧化除去反应C+OCO(g)Si+O(SiO2)Mn+O(MnO)2P+O(P2O5)Fe(l)（约3%）+O(FeO)S+CaO(CaS)+O,逸出到气相,和造渣剂CaO反应生成渣,30,从杂质对氧的化学亲和力大小关系可知：(1)炼钢过程中能够去除的元素位于Fe-FeO线下方：B、Al、Si、Ti、V、Zr；(2)不能去除的元素位于Fe-FeO线上方，会残留在金属相中：Cu、Ni、Co、Sn、Mo、W、As、Sb；(3)位于Fe-FeO线近旁元素，会分配在渣金属两相中：P、S、Mn、Cr；(4)蒸发到气相中的元素：Zn、Cd、Pb、C,3.氧化次序和氧化程度,氧化物标准自由能温度图,31,第三节、脱碳反应一、脱碳反应的作用1.降碳，并按钢种的要求控制钢中碳含量；2.碳氧化产物CO从熔池中排出，产生沸腾，使熔池产生搅动，促进炉内反应，使成分和温度均匀；3.CO气上浮有利于钢中脱气反应和非金属夹杂物的分离；4.大量CO气经过渣层，是产生泡沫渣和乳化渣的原因；5.氧气转炉中，排CO气不均匀和由此造成熔池上涨往往是产生喷溅的原因。二、脱碳反应的热力学C+OCO(g)（脱碳反应主要反应式）O+CO(g)CO2(g)C+CO2(g)2CO(g),32,平衡常数K,钢液C=0.11.0%,浓度低，fC1，fO1，当PCO1时，,以m代表,m=,称为碳氧积,C氧化的平衡常数和温度关系式：lgK-1160/T-2.003（弱放热反应），T决定,1600C，1atm，m=0.0024实际熔池中含氧量比理论值高，过剩氧%O%O实际%O平衡（%O与动力学有关）脱碳速度快时，反应接近平衡，过剩氧值小；反之则大。脱碳有利条件（1）提高熔池温度；（2）降CO;（3）提高含O2,%C:铁液中C、O的浓度用质量分数表示；PCO:CO分压；aC：C活度以铁作为溶剂的亨利定律确定；fC：C的活度系数；,范特霍夫(VantHoff)方程lnKP=-H/RT+const,33,第四节、脱磷与脱硫一、脱磷脱磷的渣金属间反应渣中（CaO）高的碱性操作可脱磷（1）分子论形式的表达式：2P+5(FeO)+3(CaO)(3CaO.P2O5)+5Fe(l)2P+5(FeO)+4(CaO)(4CaO.P2O5)+5Fe(l)还可以更简单的表达为：2P+5OP2O5（inliquidslag)P2O5以(PO43-)离子形式存在，（2）离子式的表达式：2P+5O3(O2-)2(PO43-)a(O2-)和(PO43-)的离子活度不明，平衡常数K采用模型化的定量处理方法：K(aP2O5)/(aP2aO5)炼钢过程中P和O都很低，,34,可以认为aP%P,aO%O如果渣中(aP2O5)的活度基准取于过冷的纯的熔融P2O5，则由热力学数据可得下式：lgK=lg(aP2O5)/(%P2%O5)36850/T-29.07T升，K大降强放热反应这样可定量的处理脱磷反应。另外：P在渣中量与在钢中量的比值分配比LP(P2O5)/%P2.脱磷反应有利的条件（三高一低）（1）温度低：较低的熔池温度有利于脱磷，但过低容易恶化；（2）渣碱度高：增加CaO量，aCaO增大，对脱磷有利，CaO和P2O5作用生成稳定化合物，分配比LP增大，也有利脱磷；（3）FeO量高：增加FeO量，aFeO增大，有利于脱磷；（4）渣量高：增加了渣量，相当于稀释了渣中P2O5浓度，分配比LP一定时，钢液中P也会被稀释，使钢液中磷下降。,35,3.回磷：指已经脱出到渣中P又重新回到钢液中，使钢液中P增高的现象。原因：（1）在熔融后期向炉内加脱氧剂，或出钢过程中向钢包内加脱氧剂，使钢中的O和渣中的(FeO)下降，同时产生的SiO2、Al2O3到渣中，使得渣碱度降低，使得部分P进入钢液；（2）脱氧剂直接和P2O5作用，使P2O5还原进入钢液；（3）温度升高，平衡向回P方向进行。措施：（1）进行铁水预脱磷，以降低原料中含P量；（2）在钢液回P前，尽量使P含量低，给后期回P留余地；（3）在冶炼还原期前，扒掉部分或全部高P渣，重新造渣后再脱氧；（4）在出钢过程中，在钢包中加适当CaO，使渣碱度略上升，防止碱度下降。二、脱硫硫的危害：降低钢的热加工塑性，生成的FeS熔点低，产生热脆。,36,2.硫在渣金属间反应渣中（CaO）高的碱性操作可脱硫，酸性操作不能脱硫。分子论形式的表达式：S+(CaO)O+(CaS)表示起脱硫作用的是CaO（FeO、MgO）离子式的表达式：S+(O2-)O+(S2-)认为脱硫的实质是S在钢渣界面得2个电子模型化的实验式的平衡常数K,（1）脱硫在高温下进行：lgK-6500/T+2.625T升，K稍增大（2）熔渣碱度增大：渣中a(O2-)增，渣钢中硫分配比LS增大LS值，从而有利于脱硫；（3）渣量增大，提高脱硫效果。,37,3.脱硫方法（1）沉淀脱硫：使用Ca、Mg和稀土金属的氧化物（都是强氧化剂）。脱S前必先脱O（2）炉外脱S：铁水脱硫、钢水脱硫；（3）气体脱S第五节、脱氧脱氧使钢液中溶解的氧除去的过程。一、脱氧的意义和任务意义：未脱氧的钢凝固过程中随T下降O溶解度降低，氧在钢液中富集超过C、O平衡时，与C生成CO，使钢锭内部产生气泡而组织不致密；氧在液态钢中的含量较大，固态钢中溶解度小，凝固过程中以FeO的形式沿晶界析出，降低钢的力学性能；氧的存在使S的危害加剧，形成FeS和FeO低熔点共晶，使钢在热加工中产生热脆。,38,脱氧的任务1.把钢中含氧量脱出到钢种所要求范围。按脱氧程度分为,镇静钢半镇静钢沸腾钢,优质碳素钢合金钢,（要求组织致密、脱氧完全）,普通低碳钢（不完全脱氧钢）；钢锭模中凝固时放CO，钢锭组织中放气泡，补偿钢液凝固中产生的体积收缩，不产生集中缩孔，使钢锭的切头部分减少，金属收得率提高。,介于两者之间；,2.排除脱氧产物，减少钢中非金属夹杂数量。二、脱氧能力及脱氧剂脱氧能力：钢液中元素的氧化反应M+O（MO）当反应平衡时，,39,平衡常数K,MO为纯氧化物或呈饱和状态时，a(MO)=1,K=,当fMfO1时，%M%O=,%M%O称为脱氧常数，脱氧反应达平衡时，元素与氧浓度的积，可判定元素脱氧能力。,元素的脱氧能力：指在一定T下，和一定浓度的脱O元素相平衡的氧含量的高低。元素脱氧常数越小，与它平衡的一定量O的浓度越小，则该元素脱氧能力越强。,2.对脱氧剂的要求（1）在GT曲线中，位于Fe-FeO线以下的元素：由于钢液中O和Fe生成FeO，所以该元素生成氧化物必比FeO稳定。（2）其熔点低于钢液温度：因脱O所需时间主要取决于脱氧剂熔解速度，熔解速度又主要取决于熔点，所以用低熔点合金。,40,（3）脱氧产物不熔于钢液，并能上浮排除，即使以夹杂物形式滞留在钢中也不会产生不利影响。常用脱氧剂：Mn、Si、Al复合脱氧剂Mn较弱的脱氧剂，氧化是放热反应，温度降低脱氧能力增强；Si较强的脱氧剂，氧化是放热反应，温度降低脱氧能力增强。Al强的脱氧剂，比Mn大两个数量级，比Si大一个数量级，常用于终脱氧。复合脱氧：用两种以上元素使钢脱氧，称为。（Si-Mn、Si-Ca、Si-Mn-Al)好处（1）可提高各个元素的脱氧能力，脱氧产物是复合氧化物，之间相互作用使氧化物活度降低。（2）复合氧化物熔点较低，较易聚集长大，易上浮排除。,三、脱氧方法1.沉淀脱氧：将块状脱氧剂加入钢液中，使它与熔在钢液中氧作用，生成不熔于钢液的氧化物或复合氧化物，并上浮到渣中，达到脱氧目的。,41,优点：在钢液内进行，脱氧速度快。缺点：排除脱氧产物要一定时间，可能成为夹杂物。常用脱氧剂：锰铁、硅铁、铝。2.扩散脱氧：将粉状脱氧剂加入渣中，利用O在渣中分配先脱渣中氧，使钢中氧向渣中转移而达脱氧目的。特点：在钢中留下脱氧产物；反应速度慢，时间长。生产中常用综合脱氧沉淀脱氧和扩散脱氧交替进行。3.真空下的碳脱氧：常压下碳脱氧能力弱，需用强脱氧剂进行终脱氧。C+O(CO)真空下，CO分压很小，碳脱氧能力增强，且产物CO为气体，很容易从钢中排出，不污染钢液。碳是真空冶炼中理想的脱氧剂。,42,第六节、钢中气体和非金属夹杂一、钢中气体H2、N2钢中气体来源及对性能的影响（1）H2来源：金属炉料、耐火材料、渣料、炉气中水份。影响：产生氢脆现象和“白点”缺陷，使钢塑性和强度降低，过早断裂。（2）N2来源：炉气、含Cr、V、Al、Ti高的废钢和铁合金。影响：钢液冷却下来时，过饱和的合金元素如Ti、Cr、Nb、Al与N形成稳定的脆性氮化物沿晶界弥散分布析出，使高温塑性、强度降低，导致时效脆性。2.气体在钢中的溶解氢、氮在钢液中微溶，在固态钢中更少。它们以原子状态存在1/2H2HKH1/2N2NKN,在极稀溶液中fHfN1,43,%HKH%NKN根据平方根定律：在一定T下，钢中氢、氮含量与其在气相中的分压的平方根成正比。lgKH-1670/T-1.68lgKN-188.1/T-1.246T升，K增大，说明H、N在钢液中溶解是吸热反应。影响因素：（1）T升，气体溶解度增大；（2）气体分压力：分压增，溶解度增（3）钢的成分（合金元素的影响）：凡是与H、N有亲合力的元素，可使溶解度增大。去气措施：（1）在炼钢原料和冶炼工艺上采取的措施：a.保证原材料质量和O2纯度；b.对原料进行烘烤、干燥，减少钢中气体来源；c.控制冶炼温度，和出钢温度，不应该太高。,44,（2）氧化期脱碳去气脱碳时产生大量CO气体，在CO气泡刚生成时，不含H、N，即此时H、N在CO中分压为零，因而在CO气泡上升时，H、N会扩散进去，随气泡出钢。（3）真空冶炼和钢液真空处理降低体系压力，气体分压降低，减少在钢液中溶解度，脱H容易，N在钢中可生成多种化合物。（4）钢包吹氩氩气吹入钢液后，氢气和氮气的气泡向氩气气泡扩散，随氩气一起脱出钢液。二、钢中非金属夹杂物：O、S、C、N、P化物统称。它们的存在破坏了钢基体的连续性，使钢内部组织性能不均。夹杂物的分类按化学成分分：氧化物、碳化物、硫化物、磷化物、氮化物等。,45,按来源分外来：由耐火材料、熔渣等在冶炼、浇铸过程中进入钢中；其外形不规则，尺寸大，偶然出现；内生：脱氧、凝固、冷却时所进行的各种化学反应而生成的。按产生过程分一次夹杂物（原生夹杂物）：钢液脱氧反应时产生的夹杂物；二次夹杂物：在浇铸过程中产生的夹杂物；三次夹杂物（再生夹杂物）：在凝固过程中产生的夹杂物；四次夹杂物：在固态相变过程形成的夹杂物。2.夹杂物对性能的影响对钢的韧性、塑性和疲劳性能产生影响，在钢制构件工作过程中，破坏基体的连接能力，产生应力集中，促使裂纹形成。3.非金属夹杂物的去除（1）浮升去除：夹杂物的密度低于熔炼金属的密度，在有渣覆盖钢液时，夹杂物到达钢渣界面时被渣吸收而一同排除；,46,夹杂物上升速度按斯托克斯公式计算：g重力加速度；金属粘度；r夹杂物颗粒半径；金属和夹杂物的密度。（2）渣洗去除转炉、电炉炼钢时，渣钢作用强烈，钢与渣比表面大，钢液与渣很好接触，具有渣洗去夹杂的有利条件。,47,1.炼钢的基本原理。2.脱碳、脱磷、脱硫、脱氧的方法。3.去除气体和夹杂物应采取的措施。,炼钢思考题,48,第七节、炼钢法种类和特征,49,近代炼钢法发展历史（1）开端1856年HenryBessemer发明贝塞麦转炉；（2）19世纪后半期平炉、托马斯转炉、电炉相继发明出来；（3）其后对这些方法进行了各种各样的改良；其中使用原料范围广、可以高效生成高质量钢的平炉法，在其发明后的100年间生产了世界钢产量的80%；（4）第二次世界大战后，纯氧可工业性地、廉价地大量生产了，1952年，在奥地利的Linz和Donawitz工厂，尝试在转炉上使用氧气，获得显著成功，此法称LD法（美国称BOFBasicOxygenFurnace），引起世界关注。方法：由上面喷吹纯氧，一炉的炼钢时间为3040min的快速精炼法。优点（1）炼钢时间短，生产率显著提高；（2）N、P、O、S等的有害成分低，钢的性质优良，可适应多种钢的冶炼；（3）操作费用、建设费用低。,50,第八节、转炉炼钢法1.使用鸭梨型的转炉(converter)，以铁水作为原料，以空气或纯氧作为氧化剂，靠杂质的氧化热提高钢水温度，3045min内完成一次精炼的快速炼钢法。,51,转炉炼钢法的种类,52,2.热源和原料铁的成分（1）热源：原料铁水中杂质的氧化热。发热量顺序：Si，P，Al，Mn，C，FeFe一般要氧化23%，但不希望降收率，而使钢水过氧化，所以主要热源：Si、P、Mn。（2）热源和原料铁的成分Bessemer法：热源Si（Si低时要提高Mn），一般Si0.82.5%，Mn0.22.0%，由于不能脱P、S，所以P、S含量越低越好。P0.1%，S0.05%Thomas法：是吹炼高磷铁水法。P是主要热源，造碱性渣，所以希望Si0.5%，生成渣作为Thomas磷肥，希望P1.72.2%，脱硫率约50%，希望S0.1%以上两种方法（1）以空气作为氧化剂，对原料铁水组成有严格限制；（2）由于发热量有限，可使用的废钢（冷却剂）量至多5%，连本厂产的废钢都不能完全消化。,53,BOF法（1）纯氧作为氧化剂，没有废气中N2带走那部分显热，在热量上有富裕；（2）Si、Mn的氧化热虽可作主热源，但热量有富裕；所以对原料铁的成分无特别严格限制，可使用通常的炼钢法，废钢的使用量根据铁水组成而变化，一般1530%。LD转炉炼钢法（1）碱性顶吹纯氧转炉（以顶吹法作代表）特点：a设备简单，设备费用和精炼费用低；b快速精炼，生成率高；c对原料铁成分的限制少；d废钢使用量高；e生产的钢中S、P、N等杂质低，可生产多钟钢。,54,（2）炉体设备炉帽、炉身、炉底、炉口、出钢口，托圈、耳轴，倾动机构炉底没有送风设备，结构简单；钢铁炉壳内部：MgO砖作为永久层，内侧是焦油白云石砖、白云石镁砖；渣线：用镁碳砖等筑炉；（3）供氧设备铜制水冷式三重构造的喷枪从上方以108g/m2量把高压氧气吹入铁水；氧气用量：50m3/t钢水；氧气的纯度：从精炼上来说没有限制，但使用的氧气中如果氮气分压高，炼出的钢N含量增加，故需用纯度99.8%以上的纯氧。,55,（4）排气处理设备LD法吹炼，大量浓厚烟尘（高温CO气），烟尘粒度0.51m，含90%的Fe2O3；排气的处理方法燃烧炉上部把CO(g)燃烧成CO2(g)；非燃烧回收CO(g)；（5）LD转炉操作装料：,吹炼：a）氧气喷枪降至设定位置（离铁水面13m）；b）用所定压力喷吹O2时，着火现象，从此时计算吹炼时间；c）吹炼中，高亮度火焰从炉口排出，喷吹中期，脱碳最盛期，氧的脱碳效率接近100%；,56,取样测温：动态控制时，在排气量逐渐减少，预定吹止的几分钟前，降下副枪（探头）测定铁水中C浓度和温度，预测到达碳浓度和目标温度的时间，吹炼到终点。出钢：在吹炼终点静态控制场合，达到了预想的目标碳浓度及钢水温度，上升吹枪（终止吹氧），待氧枪完全上升后，炉体倒向装料侧，测温取样，确认C浓度及温度后，炉体倒向出钢侧。排渣构成：出钢中，向炉内及钢水包中添加脱氧剂Fe-Mn、Fe-Si、Al等，出钢后再把炉体倒向装料侧排出渣。,57,（6）炉内反应吹炼过程三阶段：吹炼初期：Si、Mn优先氧化，Fe也被氧化，产生溶解了石灰的铁硅酸渣，脱磷也在此期发生，钢水温度逐渐上升；吹炼中期：从Si、Mn的大部分已被氧化时开始，进入该期，是脱碳最激烈的阶段，该时期的脱碳利用率为100%，随温度的上升，渣中P、Mn向金属相转移，表现为锰、磷升高；吹炼末期：钢水中的碳浓度降到1%以下时，脱C速度开始降低，进入该时期，渣中石灰的溶解也得到促进，Mn及P再次转移到渣相，达到目标C及温度后，终止吹炼。反应特征：（1）氧的反应效率高，脱碳反应极快，精炼时间短；（2）渣金属的搅拌激烈，从吹炼初期开始，脱磷反应和脱碳反应同时进行；（3）由于没有N2，精炼反应中的热效率高，废钢使用量高；（4）由于强有力的沸腾现象，铁中的N2、H2等气体成分被除去，其含量低；（5）炉内最高温度部分位于炉中心着火点，因此耐火材料损伤小。,58,第九节、电弧炉炼钢一、特点：1.以电弧作热源，电弧温度高达3000C以上，温度易调节，有利于冶炼各类钢；2.炉内可生成氧化性气氛，也可以形成还原性气氛，有利于去除钢中有害元素和非金属夹杂，钢的成分易控制；3.可利用废钢反复熔炼，节约钢中元素；4.电能消耗大，成本高，氢、氮含量高。二、电弧炉炼钢法的设备炉体炉底炉壁（设有操作口）炉盖旋转移动式,交流电弧炉：炉盖3个电极孔直流电弧炉：炉盖1个电极孔,（可前后倾动）,59,电弧炉示意图,60,2.电极交流电极：人造石墨电极