人类使用碳钢弯头的历史已有几千年了,我国是世界上早冶炼和使用钢铁的之一。迄今出土的早期铁器有:泾河上游甘肃灵合景字坪,春秋中叶秦墓出土的铜柄钢剑:江苏六合程桥春秋末叶楚墓出土的铁条;长沙战国初期楚墓出士的钢剑;早先,钢水炉外精炼技术多用于电炉厂生产特殊钢,后来由于转炉生产的钢产量大、成本低,所以炉外精炼也普遍用于转炉。河南辉县战国魏落出土铁制生产工具和铁。由此判断,早
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人类使用碳钢弯头的历史已有几千年了,我国是世界上早冶炼和使用钢铁的之一。迄今出土的早期铁器有:泾河上游甘肃灵合景字坪,春秋中叶秦墓出土的铜柄钢剑:江苏六合程桥春秋末叶楚墓出土的铁条;长沙战国初期楚墓出士的钢剑;早先,钢水炉外精炼技术多用于电炉厂生产特殊钢,后来由于转炉生产的钢产量大、成本低,所以炉外精炼也普遍用于转炉。河南辉县战国魏落出土铁制生产工具和铁。由此判断,早在2300多年前我国的钢铁冶炼技术就已相当发达,比欧洲各国超前了约17个世纪。
古代炼铁方法是用木炭将矿石中的铁还原出来,所得到的是含磯较低的海绵铁,经过热锻打用以制造成器具。随着风箱工具的出现,鼓风技术不断发展,炼铁炉高度逐渐增加,生产出了液态生铁。生铁性脆不能锻打,将生铁、矿石和燃料放在同一炉内进行脱碳,取出锻打,去除杂质而得到熟铁,于是钢铁生产从此开始分为二步治炼法。为保证下胎具胎边的刚度,设计碳钢弯头时胎边各留3毫米(小口径弯头胎具可留2毫米)。
在500多年前,我国苏州、河南商城、河北蓟县等地便使用了不同的炒铁法精炼炉。西欧用反射炉炒铁( 搅拌法)开始于17841856年,英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法。将空气吹入铁水,使铁水中硅、锰、碳高速氧化,依靠这些元素放出的热量将碳钢弯头加热到能顺利地进行浇注所需的温度,从此开创了大规模炼钢的新时代。由于采用酸性炉衬和酸性渣操作,吹炼过程中不能去除磷、硫,同时为了保证有足够的热量来源要求铁水有较高的含硅量。现代生产和科学技术的发展不断对碳钢弯头的质量提出更高的要求,近年来广泛采用各种方法提高钢的质量。

空气底吹转炉炼碳钢弯头不用外来的燃料加热,设备简单,生产率高,它是现代氧气转炉炼碳钢弯头的雏型。但是,它只适合于处理一定成分的铁水。因为用空气吹炼,大量热量消耗于加热空气中的氮,不能大量加入废钢,而且,钢中氮、磷、氧等有害杂质的含量高,适合冶炼的钢种也少。1865年开始生产的平炉炼钢法,采用燃料加热,并利用炉膛内排出废气的热量通过蓄热室分别预热燃料和助燃用的空气,以提高火焰温度,使平炉可以大量利用废钢炼钢。由于质量轻,钢结构也便于运输和吊装,且可减轻下部结构和基础的负担,降低造价。
平炉炼钢法对原料的适应性强,冶炼品种广,钢的质量好,熔炼过程容易控制,曾在世界钢生产中长期占据主要地位,直到1960年平炉钢还占世界钢产量的70%以上。第二次大战后,已经能通过分离空气中的氧和氮提供大量廉价的氧气,为实行氧气炼钢创造了条件。1952年在奥地利首先投产的顶吹氧气转炉炼钢开创了发展炼钢生产的新阶段。转炉改用氧气吹炼,进一步发挥了转炉炼钢不用燃料、吹炼迅速和生产率高的优点。顶吹氧气转炉炼碳钢弯头还改变了碱性转炉用空气底吹时“后吹”脱磷的工艺特征,可以使化渣脱磷与脱碳同时进行,甚至比脱碳提前完成。当代炼碳钢弯头技术向着大幅度提高生产效率、节约能源、扩大品种、不断提高碳钢弯头质量、开发高附加值产品、降低生产成本的方向发展。
这样,就使转炉炼钢有可能处理不同成分的铁水,井利用原来消耗于加热氮气的热量用于加热废钢(废钢加入量高达30%),改善了转炉炼钢对不同原料条件的适应性。更重要的是钢中氮,磷、氧的含量低,质量好,不但能炼所有的平炉钢种,还能炼大部分合金钢种。此外,顶吹氧气转炉炼钢已经能控制环境污染和利用计算机进行自动控制。因此,它以速度在大多数产钢迅速发展,甚至迫使许多平炉车间停产或改为氧气转炉车间。1978年,氧气转炉钢的产量约占世界钢产量的50%,在各种炼钢方法中居于首位。1968年以来,西欧在传统的托马斯转炉上发展了底吹氧气转炉炼钢法处理高磷铁水,美国又进而在底吹氧气转炉上采用喷石灰粉吹炼低磷铁水,使底吹氧气转炉炼钢不但被应用于托马斯转炉和平炉车间的改造,而且有与顶吹氧气转炉炼钢竞争的态势。
与顶吹氧气转妒炼钢迅速发展的同时,各种炼钢方法普遍来用氧气强化炼钢过程。现代平炉炼钢在兑人铁水后已基本上依辙直接向熔池吹氧进行熔炼和加热。1968年以来,西欧在传统的托马斯转炉上发展了底吹氧气转炉炼钢法处理高磷铁水,美国又进而在底吹氧气转炉上采用喷石灰粉吹炼低磷铁水,使底吹氧气转炉炼钢不但被应用于托马斯转炉和平炉车间的改造,而且有与顶吹氧气转炉炼钢竞争的态势。因此,在合金结构钢中含铝的钢(如38CrMoAl、38CrAl等)均属氮化钢。
1973年以来, 我国还在原有的空气侧吹转炉上发展了侧吹氧气转炉炼钢。电弧炉炼碳钢弯头是常电极与炉料之间产生电弧,发出热量进行炼钢。由于它以废钢作为主要原料,并有温度高,能控制炉内气氛,特别适合于冶炼合金钢和回收利用合金废钢等优点,被各国普遍采用,产量稳步增长。为减少碳钢弯头压制时的摩擦阻力,胎心面的光洁度要保证在Vs以上。
现在,电炉钢的年产约占世界年产碳钢弯头量的15~20%。在用电比较便宜和有大量废钢的工业,或没有完整的钢铁工业的发展家,电炉钢的比例更离。近年来,电弧炉炼钢除普遍用氧强化外,有些还用大型超高功率电弧炉(容量大已达400吨)生产普通碳素钢,与氧气转炉炼钢相竞争。金属料包括铁水、废钢、铁合金,非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂,气体包括氧气、銀气、二氧化碳等。
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