1. 전로제강이라는 제강법에 사용된 산화제는 산소이다. 녹은 생철에 공기를 불어 실리콘과 망간 등의 불순물을 넣는다. 산화 과정에서 대량의 열량을 방출하면 (1% 의 실리콘이 무쇠의 온도를 섭씨 200 도 상승시킬 수 있음) 난로가 충분히 높은 온도에 도달할 수 있다. 따라서 전로 제강은 추가 연료를 사용할 필요가 없다.
전로 제강은 전로에서 진행된다. 전로 모양은 배와 같고 내벽에는 내화벽돌이 있고, 전로 측면에는 많은 작은 구멍 (송풍구) 이 있다. 압축 공기는 이 구멍에서 난로 안으로 불어오며, 측면 드라이어라고도 한다. 처음에는 전로가 수평이었고, 1300 도의 액체 생철을 주입하고 일정량의 생석회를 넣은 다음 공기를 불어서 회전로를 회전시켜 직립하게 했다. 이 시점에서 액체 선철의 표면 반응이 격렬하여 철, 실리콘, 망간이 산화 (FeO, SiO _ 2, MnO,) 되어 용융 찌꺼기를 생성하고, 강수와 용융 찌꺼기의 대류를 통해 난로 전체에 반응을 확산시켰다. 몇 분 후, 강철에 소량의 실리콘과 텅스텐만 남아 있을 때, 탄소는 산화되기 시작하여 일산화탄소 (발열) 를 생성하여 강수를 격렬하게 끓인다. 넘쳐나는 일산화탄소 연소로 난로 입구에 거대한 불꽃이 나타났다. 마지막으로, 인은 또한 산화되어 인산 제 1 철을 더 생성합니다. 인산 아철과 생석회반응은 안정적인 인산 칼슘과 황화칼슘을 만들어 함께 난로 찌꺼기가 된다.
인과 황이 점차 줄어들면 화염이 물러가고 난로에 사산화삼철의 갈색 증기가 나타나 강철이 정련되었다는 것을 알 수 있다. 이때 즉시 북풍을 멈추고, 전로를 수평 위치로 옮기고, 강수를 레이들에 붓고, 탈산제를 넣어 탈산해야 한다. 전체 과정은 15 분 정도 걸립니다. 만약 공기가 난로 안에서 불어온다면, 낮은 송풍기이다.
제산소 기술이 발달하면서 산소 탑 드라이어 (측면 드라이어라고도 함) 가 광범위하게 응용되었다. 이런 전로는 고압 공업 순산소를 불며 반응이 더욱 심해져 생산효율과 강재 품질을 더욱 높일 수 있다.
2. 평로 제강 (평로 제강은 마틴법이라고도 함)
평로 제강에 사용된 산화제는 공기와 난로의 산화물 (고철, 스크랩, 철광석) 에 도입된다. 반응에 필요한 열량은 연소 가스 연료 (용광로가스, 발생난로가스) 또는 액체연료 (중유) 가 공급한다.
평로의 난로는 내화벽돌로 만든 통으로, 홈 위에는 내화벽돌로 만든 난로 꼭대기가 덮여 있다. 평로 앞 벽에 가재 입구가 하나 있는데, 여기서 가재 기계가 난로에 적재되어 있다. 내화벽돌이 녹을 때 발생하는 문을 닫습니다. 난로의 양쪽 끝에는 버너가 있고, 각 버너에는 연료와 뜨거운 공기를 도입하거나 난로에서 가스를 유도하는 데 사용되는 두 개의 구멍이 있습니다.
평로 제강에서 사용하는 원료는 스크랩, 고철, 철광석, 용제 (석회석과 생석회) 이다. 제련 초기에 연료가 도입된 뜨거운 공기를 만나면 연료 표면에서 연소되어 온도가 섭씨 1800 도까지 올라갔다. 열은 화염에서 난로로 직접 전달되어 난로가 빠르게 녹는다 (철의 융점은 섭씨 1535 도, 강철의 융점은 약간 낮다). 한편, 부분적으로 녹은 생철은 산화철을 생성하고, 생철의 불순물 (예: 실리콘, 망간 등) 은 산화철로 산화되어 음향학 찌꺼기를 발생시킨다. 난로 안에 석회석이 너무 많기 때문에 인 황 등의 불순물이 인산 칼슘과 황화칼슘을 만들어 난로 찌꺼기가 된다. 둘째로, 탄소도 산화되어 일산화탄소를 생성하는데, 일산화탄소는 마치 금속이 끓고 있는 것처럼 용해된 금속에서 빠져나온다.
반응이 거의 끝나면 탈산제를 넣고 정기적으로 찌꺼기를 긁어낸다. 제련이 곧 완성될 때 난로 전 분석에 따라 강철의 성분이 요구 사항을 충족하는지 확인해야 한다 (빠른 분석은 몇 분 안에 완성할 수 있다). 제련된 강철은 출강구에서 강철 팩으로 유입된 다음, 강철 팩에서 결정기로 주입하여 제품 또는 강철 덩어리로 주조한다. (윌리엄 셰익스피어, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철)
난로 온도를 높이기 위해서는 가스 연료가 재생실에서 예열되어야 한다 (그림 1, 1, 2, 3, 4, 4 참조).
평로에는 액체 생철뿐만 아니라 고체 생철, 고철, 침식된 철광석도 첨가할 수 있다. 또한 평로에 산소가 풍부한 공기의 30% 를 불어 넣고 동시에 금속액에 산소를 불어 넣으면 생산성이 80% 높아지고 제련 시간이 2~4 시간 단축되며 연료를 절약할 수 있어 산소가 풍부한 공기가 예열되지 않아도 된다.
3. 전기난로 제강도 전기를 열원으로 하는 전기로에서 제련할 수 있다. 전기난로로 제강하면 고품질의 합금강을 생산할 수 있다. 전기난로에는 여러 종류가 있다.
가장 널리 사용되는 것은 전기 아크로입니다.
제강의 원리는 선철에 함유된 과도한 탄소와 기타 불순물이 고온에서 산소나 산화철에 의해 기체나 용융 찌꺼기로 변환되어 제거된다는 것이다.
무쇠를 강철로 정련하는 본질은 무철의 탄소 함량을 적당히 낮추고 황 인 등 대부분의 유해 불순물을 제거하고 강철의 합금 원소 함량을 규정된 범위로 조정하는 것이다. 제강의 주요 반응 원리는 산화환원반응을 이용하여 고온에서 선철의 과다한 탄소 등 불순물을 기체나 난로 찌꺼기로 산화시키는 것이다. 따라서 제강과 제철은 모두 산화 복원 반응이지만, 제철은 주로 환원제로 철광석의 철을 환원시키는 반면, 제강은 주로 산화제로 생철의 여분의 탄소와 기타 불순물을 산화시키는 것이다.
제강에서 일반적으로 사용되는 산화제는 공기, 산소 또는 산화철이다.
주요 화학 방정식:
대량의 철이 산화철로 변했다: 2Fe+O2==2FeO+ 열.
실리콘 망간의 열 조절: Si+2FeO==SiO2+2Fe+.
Mn+FeO ==MnO+Fe+ 열
탄소 함량 감소: C+FeO==CO+Fe- 열.
탈산 소화 (FeO 제외, 강철을 바삭하게 만들기 때문)
전기로 제강:
전기난로 제강은 주로 전기 아크 열을 이용하고, 전기 아크 작용구 온도는 4000 C 에 달한다. 제련 과정은 일반적으로 녹기, 산화기, 복원기로 나뉘어 산화 분위기와 난로 안에서 복원 분위기를 만들어 탈인 탈황의 효율이 높다.
용광로 전로법에 비해 폐강을 원료로 한 전기난로 제강 자금이 적게 투입된다. 한편, 직접 복원의 발전으로 전기난로에 금속화 구단을 제공하여 대부분의 폐강을 교체하여 전기난로 제강을 크게 촉진시켰다. 세계에는 약 65,438+0,400 개의 대형 전기로가 있다. 현재 전기난로는 대형화, 초고전력, 컴퓨터 자동제어 방향으로 발전하고 있으며, 최대 전기난로 용량은 400 톤에 달한다.
외국 150 톤 전기로는 거의 모두 일반 강철을 제련하는 데 사용되며, 많은 국가에서 전기난로 생산량의 60 ~ 80% 는 저탄소강이다. 우리나라의 전기와 폐강 부족으로 주로 양질의 강철과 합금강을 제련하는 데 쓰인다.