Análisis:
El arrabio, el mineral o el oxígeno residual procesado son las principales materias primas.
Los métodos de fabricación de acero generalmente se pueden dividir en fabricación de acero por convertidor, fabricación de acero en hogar abierto y fabricación de acero en horno eléctrico. Ahora se presentan de la siguiente manera:
1. Fabricación de acero por convertidor El oxidante utilizado en este método de fabricación de acero es el oxígeno. Se sopla aire en el arrabio fundido para oxidar impurezas como el silicio y el manganeso. Durante el proceso de oxidación se libera una gran cantidad de calor (el silicio que contiene 1 puede aumentar la temperatura del arrabio en 200 grados Celsius), lo que permite que el horno alcance una temperatura suficientemente alta. Por lo tanto, la fabricación de acero BOF no requiere el uso de combustible adicional.
La fabricación del acero en convertidor se realiza en un convertidor. El convertidor tiene forma de pera, con ladrillos refractarios en la pared interior y muchos pequeños agujeros (salidas de aire) en el lateral del convertidor. El aire comprimido ingresa al horno a través de estos orificios, también llamados convertidores de soplado lateral. Cuando el convertidor está horizontal al principio, se inyecta arrabio líquido a 1300 grados Celsius y se agrega una cierta cantidad de cal viva, y luego se sopla aire y se gira el convertidor para que quede en posición vertical. En este momento, la superficie del arrabio líquido reacciona violentamente, provocando que el hierro, el silicio y el manganeso se oxiden (FeO, SiO_2, MnO) para generar escoria, y la reacción se difunde por todo el horno a través de la convección del acero fundido. y escoria. Después de unos minutos, cuando solo queda una pequeña cantidad de silicio y manganeso en el acero fundido, el carbono comienza a oxidarse generando monóxido de carbono (exotérmico), provocando que el acero fundido hierva violentamente. Una enorme llama apareció en la boca del horno debido a la quema del monóxido de carbono que se desbordaba. Finalmente, el fósforo también se oxida y forma fosfato ferroso. El fosfato ferroso reacciona con la cal viva para formar fosfato de calcio estable y sulfuro de calcio, que juntos se convierten en escoria.
Cuando el fósforo y el azufre disminuyen gradualmente, la llama retrocede y aparece un vapor marrón de óxido de hierro en la boca del horno, lo que indica que el acero ha sido refinado. En este momento, se debe detener la explosión inmediatamente, se debe girar el convertidor a una posición horizontal, se debe verter el acero fundido en la cuchara y luego se debe agregar un desoxidante para la desoxidación. Todo el proceso sólo lleva unos 15 minutos. Si el aire se sopla desde el interior del horno, se trata de un convertidor de bajo soplado.
Con el desarrollo de la tecnología de producción de oxígeno, los convertidores de oxígeno de soplado superior (también llamados convertidores de soplado lateral) se han utilizado ampliamente. Este tipo de convertidor sopla oxígeno puro industrial a alta presión y la reacción es más violenta, lo que puede mejorar aún más la eficiencia de la producción y la calidad del acero.
2. Fabricación de acero a hogar abierto (la fabricación de acero a hogar abierto también se denomina método Martin)
El oxidante utilizado en la fabricación de acero a hogar abierto se introduce en el aire y los óxidos en el carga (chatarra, chatarra de acero, mineral de hierro). El calor necesario para la reacción se obtiene mediante la quema de combustible gaseoso (gas de alto horno, gas de producción) o combustible líquido (petróleo pesado).
El hogar de un horno de hogar abierto es una artesa hecha de ladrillos refractarios, que se cubre con un techo del horno hecho de ladrillos refractarios. Hay un puerto de carga en la pared frontal del horno de hogar abierto, y la máquina de carga carga los materiales del horno desde aquí. Cierre la puerta causada cuando los ladrillos refractarios se derriten. Hay quemadores en ambos extremos de la estufa y cada quemador tiene dos orificios para introducir combustible y aire caliente o para extraer gases del horno de la estufa.
Las materias primas utilizadas en la siderurgia a solera abierta incluyen chatarra de acero, chatarra de hierro, mineral de hierro y disolventes (piedra caliza y cal viva). En las primeras etapas de la fundición, el combustible se quema en la superficie del combustible cuando encuentra el aire caliente introducido, con temperaturas de hasta 1800 grados Celsius. El calor se transfiere directamente de la llama a la carga, lo que hace que la carga se derrita rápidamente (el punto de fusión del hierro es 1535 grados Celsius y el punto de fusión del acero es ligeramente menor). Al mismo tiempo, parte del arrabio fundido genera óxido ferroso, y las impurezas del arrabio, como el silicio y el manganeso, son oxidadas por el óxido ferroso para producir escoria acústica. Debido al exceso de caliza en el horno, el fósforo, el azufre y otras impurezas generan fosfato de calcio y sulfuro de calcio y se convierten en escoria. En segundo lugar, el carbono también se oxida para producir monóxido de carbono, que se escapa del metal fundido como si estuviera hirviendo.
Cuando la reacción esté a punto de finalizar, añadir desoxidante y raspar la escoria periódicamente. Cuando la fundición está a punto de completarse, es necesario verificar si la composición del acero cumple con los requisitos según el análisis previo al horno (el análisis rápido se puede completar en unos minutos). El acero para fundir tecnecio fluye hacia la cuchara desde el puerto de extracción y luego desde la cuchara se vierte en el cristalizador y se moldea en productos o lingotes de acero.
Para aumentar la temperatura del horno, el combustible gaseoso debe precalentarse en el regenerador (como se muestra en las Figuras 1, 1, 2, 3, 4 y 4).
En el hogar abierto no sólo se puede añadir arrabio líquido, sino también arrabio sólido, chatarra y mineral de hierro erosionado.
Además, si se sopla un 30% de aire rico en oxígeno al horno de hogar abierto y al mismo tiempo se sopla oxígeno al metal fundido, la productividad se puede aumentar en un 80% y el tiempo de fundición se puede acortar de 2 a 4 horas y se puede ahorrar combustible. No es necesario precalentar el aire rico en oxígeno.
3. Fabricación de acero en horno eléctrico El acero también se puede fundir en un horno eléctrico que utiliza electricidad como fuente de calor. El uso de hornos eléctricos para fabricar acero puede producir acero aleado de alta calidad. Existen muchos tipos de estufas eléctricas.
El más utilizado es el horno de arco eléctrico.