1,轉爐煉鋼
壹種以液態生鐵為主要原料,無需外加熱源的煉鋼方法。其主要特點是利用轉爐內液態生鐵的物理熱以及生鐵中的各種成分如碳、錳、矽、磷等與送入爐內的氧氣發生化學反應所產生的熱量作為冶煉熱源來煉鋼。除鐵水外,還有造渣材料(石灰、應時、螢石等。);為了調節溫度,還可以加入廢鋼和少量的冷生鐵和礦石。轉爐根據耐火爐襯的性質可分為堿性(內襯氧化鎂或白雲石)和酸性(內襯矽質材料)。按吹入爐內的氣體部分分為底吹和頂吹及側吹;按使用的氣體分為空氣轉化器和氧氣轉化器。酸性轉爐不能脫除生鐵中的硫和磷,必須使用優質生鐵,因此應用範圍有限。堿性轉爐適用於高磷生鐵煉鋼,高磷生鐵在西歐已有很大發展。吹煉轉爐鋼由於含氮量高,原料有限,無法摻入更多的廢鋼,在國際上壹直沒有推廣。氧氣頂吹轉爐於1952年問世,現已成為世界上主要的煉鋼方法。在氧氣頂吹轉爐煉鋼的基礎上,為了吹高磷生鐵,出現了石灰粉氧氣頂吹轉爐煉鋼。隨著氧氣底吹風口技術的開發成功,德國和法國分別於1967年建成了氧氣底吹轉爐。美國在1971年引進這項技術後,開發了底吹氧氣加石灰粉的轉爐冶煉含磷生鐵。1975年,法國和盧森堡成功開發了頂底復吹轉爐煉鋼法。
2、氧氣頂吹轉爐煉鋼
壹種轉爐煉鋼法,或稱LD法,用純氧從轉爐頂部吹入鐵水形成鋼;在美國,通常稱為BOF法,也稱為BOP法。這是現代煉鋼的主要方法。該爐是壹個直立的坩堝狀容器,從頂部將壹個直立的水冷氧槍插入爐內供氧。爐體可以傾斜。裝料通常是鐵水、廢鋼和造渣材料;也可以加入少量的冷生鐵和鐵礦石。用氧槍從熔池頂部向下吹入高壓純氧(含O 299.5%以上),氧化除去鐵水中的矽、錳、碳、磷,造渣進行脫磷、脫硫。各種元素氧化產生的熱量加熱熔池中的液態金屬,使鋼水達到目前的化學成分和溫度。主要用於冶煉非合金鋼和低合金鋼;但通過精煉,也可以用來冶煉不銹鋼等合金鋼。
3、氧氣底吹轉爐煉鋼
壹種轉爐煉鋼法,通過轉爐底部的氧氣噴嘴將氧氣吹入爐內熔池,將鐵水熔煉成鋼。其特點是:爐子的高度和直徑都比較小;爐底平坦,可快速拆卸更換;用爐體上的風口、分配器系統和供氧系統代替氧氣頂吹轉爐的氧槍系統。氧氣底吹轉爐吹煉平穩,噴濺少,煙塵少,渣中氧化鐵含量低,金屬收得率比氧氣頂吹轉爐高1% ~ 2%。使用粉狀造渣材料,由於顆粒細小,比表面積大,增加了反應界面,所以造渣快,有利於脫硫脫磷。這種方法特別適合吹中磷生鐵,所以在西歐應用最廣。
4.連續煉鋼
壹種煉鋼方法,不論爐次多少,原料(鐵水和廢鋼)從爐的壹端連續加入,成品(鋼水)從爐的另壹端連續排出。連續煉鋼工藝的思想早在19世紀就出現了。由於該工藝具有設備小、工藝簡單穩定等潛在優勢,幾十年來許多國家進行了大量的各種方法的實驗,包括槽法、噴霧法、泡沫法等,但至今沒有投入工業生產。
5.混合煉鋼
壹個爐煉鋼,另壹個電爐煉還原渣或還原渣和合金,然後在壹定高度混合的煉鋼方法。該方法通過處理平爐、轉爐和電爐的煉鋼水,可以提高鋼的質量。沖混可以增加渣與鋼的接觸面積,加速化學反應,脫氧脫硫,並具有吸附和聚合氣體和夾雜物的作用,從而提高鋼的純凈度和質量。
6.復吹轉爐煉鋼
在頂吹和底吹氧氣轉爐煉鋼法的基礎上,結合其優點,克服其缺點,開發出壹種新的煉鋼法,即在原頂吹轉爐底部吹不同的氣體,以改善熔池的攪拌。目前,世界上大多數國家都采用這種煉鋼方法,並開發了各種類型的復吹轉爐煉鋼技術。英國鋼鐵公司開發的以空氣+N2或Ar2為底吹氣體,以N2為冷卻氣體的普通熔池攪拌復吹轉爐煉鋼法——BSC-BAP法,德國克洛克納——馬克斯冶金廠開發的KMS法,采用自然保護底槍,從底部向熔池噴吹煤和氧氣,日本川崎鋼鐵公司開發的K-BOP法, 其從底部向熔池中吹入占總氧氣量30%的氧氣混合石灰粉,以及由新日鐵公司開發的LD法,其從底部吹入占總氧氣量10%-20%的氧氣,並用丙烷或天然氣冷卻底部的噴嘴。
二、特殊冶金方法
包括電渣重熔、真空冶金、等離子冶金、電子束熔煉、區域熔煉和其他煉鋼方法。壹些要求超高純度的高科技或專用鋼,如果用普通煉鋼和爐外精煉不能滿足要求,可以用特殊的冶金方法精煉。
1,ESR
將冶煉好的鋼鑄造或鍛造成電極,用爐渣電阻熱重熔的精煉工藝也叫電渣重熔。其熱源來自爐渣的電阻熱。重熔時,自耗電極浸入熔渣中,電流通過離子化的熔渣,使熔渣溫度遠高於熔化的自耗電極熔點。插入渣中的自耗電極熔化形成熔滴,依靠自身重量通過渣池獲得洗渣和精煉,然後在減少空氣汙染的條件下進入金屬熔池。在鑄錠和結晶器壁之間形成薄的渣皮,這不僅減緩了徑向冷卻