冶金技术史

现代炼钢法的“前世今生”
2012-06-07 09:18

  

   

   

    人物简介:贝塞麦(Bessemer)(公元1813-1898年),英国冶金学家。20岁发明邮票印刷的新方法。后来全力进行炼钢法的研究,发现将融化的生铁放进转炉内,吹入高压空气,便可燃烧掉生铁所含的硅、锰、磷、碳,而炼成钢。这是首创大量产钢的方法。此后,欧洲、美洲都引进了这一先进方法,世界进入了钢铁时代。

   

    现代炼钢法最早起始于1856年英国人H. Bessemer发明的酸性底吹转炉炼钢法,该方法首次解决了大规模生产液态钢的问题,奠定了近代炼钢工艺方法的基础。由于空气与铁水直接作用,Bessemer炼钢方法因而具有很快的冶炼速度,成为当时主要的炼钢方法。但是,Bessemer工艺采用的酸性炉衬,不能造碱性炉渣,因而不能进行脱磷和脱硫。1879年英国人S. G. Thomas发明了碱性空气底吹转炉炼钢法,成功地解决了冶炼高磷生铁的问题。由于西欧许多铁矿为高磷铁矿,直到20世纪70年代末,Thomas炼钢法仍被法国、卢森堡、比利时等国的一些钢铁厂所采用。

  几乎在Bessemer炼钢工艺开发成功的同时,1856年平炉炼钢法(称为Siemens-Martin法)也被成功发明。最早的平炉仍为酸性炉衬,但随后碱性平炉炼钢法很快被开发成功。在当时,平炉炼钢的操作和控制较空气转炉炼钢平稳,能适用于各种原料条件,铁水(生铁)和废钢的比例可以在很宽的范围内变化。除平炉炼钢外,电弧炉炼钢方法在1899年也被发明成功。在20世纪50年代氧气顶吹转炉炼钢法发明前,平炉是世界上最主要的炼钢法。

  第二次世界大战结束后的20世纪50年代,世界钢铁工业进入了快速发展时期,在这一时期开发成功的氧气顶吹转炉炼钢技术和钢水浇铸开始推广采用的连铸工艺队随后钢铁工业的发展起到了非常重要的作用。

  1952年氧气顶吹转炉炼钢法在奥地利被发明成功,由于具有反应速率快、热效率高以及产出的钢质量好、品种多等优点,该方法迅速被日本和西欧采用。在20世纪70年代,氧气转炉炼钢法已经取代平炉法成为主要的炼钢方法。在氧气顶吹转炉炼钢迅速发展的同时,德、美、法等国发明成功了氧气底吹转炉炼钢法,该方法通过喷吹甲烷、重油、柴油等对喷口进行冷却,使纯氧能从炉底吹入熔池而不致损坏炉底。

  在20世纪80年代中后期,西欧、日、美等相继开发成功了顶底复吹氧气转炉炼钢方法,在此法中,氧气由顶部氧枪供入,同时由炉底喷口吹入氩、氮等气体对熔池进行搅拌(也可吹入少部分氧气)。顶底复吹氧气转炉炼钢既具备顶吹转炉炼钢化渣好、废钢用量多的长处,同时邮件被氧气底吹转炉炼钢熔池搅拌好、铁和锰氧化损失少、金属喷溅少等优点,因而目前世界上较大容量的转炉绝大多数都采用了顶底复吹转炉炼钢工艺。

                                                         (本文整理自《钢铁冶金——炼钢学》,王新华主编)

  编辑: 张明       来源: