百炼钢工艺的原理是什么( 二 )

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。炼钢主要以下五个过程：1融化过程。铁水及废钢中含有C、Mn、Si、P、S等杂质，在低温融化过程中， C、Si、P、S被氧化，即使单质态的杂质变为化合态的杂质，以利于后期进一步去除杂质。氧来源于炉料中的铁锈(成分为Fe2O3·2H2O)、氧化铁皮、加入的铁矿石以及空气中的氧和吹氧。各种杂质的氧化过程是在炉渣与钢液的界面之间进行的。2氧化过程。氧化过程是在高温下进行的脱炭、去磷、去气、去杂质反应。3脱氧、脱硫与出钢。氧化末期，钢中含有大量过剩的氧，通过向钢液中加入块状或粉状铁合金或多元素合金来去除钢液中过剩的氧，产生的有害气体CO随炉气排出，产生的炉渣可进一步脱硫，即在最后的出钢过程中，渣、钢强烈混合冲洗，增加脱硫反应。4炉外精炼。从炼钢炉中冶炼出来的钢水含有少量的气体及杂质，一般是将钢水注入精炼包中，进行吹氩、脱气、钢包精炼等工序，得到较纯净的钢质。5浇铸。从炼钢炉或精炼炉中出来的纯净的钢水，当其温度合适、化学成分调整合适以后，即可出钢。钢水经过钢水包脱入钢锭模或连续铸钢机内，即得到钢锭或连铸坯。炼钢的基本原理是通过氧化还原反应，在高温下，用纯氧气把生铁中的过多的碳和其它杂质去除。所以涉及到的反应就有硅锰的氧化反应、脱硫反应和脱磷反应。
炼钢的原料是地里挖出来的铁矿石，里面含有碳等杂质，主要是碳，因此不好用，反复锤炼使它处于一个高温状态，里面的碳很容易就被燃烧掉跑出去了（就像木炭和煤可以直接被燃烧掉一样），而铁的熔点为1556℃，不会融化，即使是高温仍然保持原有的形态，把生铁里面的碳烧成气体二氧化碳跑掉了，那铁的纯度就高了。百炼成钢就是把纯度不高的铁变成纯度高的铁的过程。
炼钢的方法，一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下：
1 转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。