chương 4:luyện thép

Khi mi ng lò có khóa ệ nâu bay lên thì ng ng th i gió vào lò và quây lò ư ổ nâu bay lên thì ng ng th i gió vào lò và quây lò ư ổ ngang qua... Hinh anhCh t kh là ferô sillic, ferô Mn và n

Trang 1

CH ƯƠ NG 4

CH ƯƠ NG 4 4.1 Qúa trình luy n thép Qúa trình luy n thép ệ ệ

a.Lò chuy n Betsme ể

Trang 2

4.2.2 nh h ả ưở ng c a cacbon và các nguyên t đ n tính ch t c a ủ ố ế ấ ủ

Trang 3

4.2.4.thép k t c u cacbon ế ấ

1.Khái ni m ệ

2.Thép cacbon ch t l ấ ượ ng th ườ ng

Trang 4

Ch ươ ng 4: THÉP

M C ĐÍCH: NH NG N I DUNG CHÍNH SAU: Ụ Ữ Ộ

Qúa trình luy n thép trong công nghi p b ng nh ng ph ệ ệ ằ ữ ươ ng pháp khác

nhau.

nh h ng c a cacbon và các nguyên t nh :sillic, mangan v v… t i tính

Ả nh h ng c a cacbon và các nguyên t nh :sillic, mangan v v… t i tính ươ ủ ố ư ớ

Ngoài ra con gi i thi u m t lo i dao c t g t lim lo i d ớ ệ ộ ạ ắ ọ ạ ượ c dung ph ổ

bi n là h p kim c ng ế ợ ứ

Trang 5

4.1 QUÁ TRÌNH LUY N Ệ

THÉP

Thép đ ượ c luy n b ng 3 ph ệ ằ ươ ng pháp:

* Ph Ph ươ ươ ng pháp lò chuy n ng pháp lò chuy n ể ể

Lò chuy n có hình d ng qu lê phía trong xây g ch ch u l a, bên ngoài Lò chuy n có hình d ng qu lê phía trong xây g ch ch u l a, bên ngoài ể ể ạ ạ ả ả ạ ạ ị ữ ị ữ

b c các t m thép Phía trên có mi ng lò đ đ gang lõng và rót thép ra ọ ấ ệ ễ ỗ

k i lò lhi luy n xong, đ ng th i xĩ cũng đ ỏ ệ ồ ờ ượ c tháo ra kh i lò khi luy n ỏ ệ

xong gi a thân lò có hai c tr c , lò s quay trên c tr c đó nh c Ơ ữ ổ ụ ẽ ổ ụ ờ ơ

c u bánh răng – thanh răng đ ấ ươ c đi u khi n b ng đ ng c đi n Nen lò ế ể ằ ộ ơ ệ

có th quây đ n v trí đúng hay ngang ể ế ị

Không khí đ ượ c th i t đáy lò lên trên, áp xu t không khí ph i l n h n ổ ừ ấ ả ớ ơ

áp xu t c a gang l ng đ gang không ch y qua l th i ra ngoài ấ ủ ỏ ễ ả ỗ ổ

Trang 6

Hinh anh

Trang 9

2/ Các ph n ng x y ra trong lò ả ư ả

Có 2 lo i: Lò chuy n Betsme và Tômat ạ ể

a/ Lò chuy n Betsme: ể

Lò chuy n Betsme xây d ng b ng g ch ch u l a đinat có tính axit Quá trình luy n Lò chuy n Betsme xây d ng b ng g ch ch u l a đinat có tính axit Quá trình luy n ể ể ự ự ằ ằ ạ ạ ị ữ ị ữ ệ ệ thép trong lò chia 2 giai đo n: ạ

thép trong lò chia 2 giai đo n: ạ

th nh t là giai đoan y hóa gang, sillic, Mn b ng ôxy cũa không khí th i vào theo ph n ứ ấ ỗ ằ ổ ả

ng sau;

ứng sau;

ứ

Fe + 1/2O2= FeO + Q( 64430calo)

Mn + FeO= MnO + Fe + Q ( 32290calo)

Si + 2FeO = SiO2 +2Fe + Q ( 78890calo )

Ph n ng này đ u t a nhi t, nhi t ả ứ ề ỏ ệ ệ

Ph n ng này đ u t a nhi t, nhi t ả ứ ề ỏ ệ ệ đo kim lo i tăng đ m 1550 – 1570C và kéo dài t 7 lo i tăng đ m 1550 – 1570C và kéo dài t 7 ạ ạ ế ế ư ư – 8 phút

Trang 10

FeO + C = FeO + CO – Q (34460calo )

Cacbon Ôxyt cháy là do Ôxy c a không khí theo ủ

ph n ng:ả ư

CO + 1/2O2 = CO2

Càng th i không khí vào n a thí l a y u d n và Càng th i không khí vào n a thí l a y u d n và ổổ ữữ ữ ếữ ế ầầ

t c, r i xu t hi n khóa nâu và b t đ u ch y Quá ắ ồ ấ ệ ắ ầ ả

t c, r i xu t hi n khóa nâu và b t đ u ch y Quá ắ ồ ấ ệ ắ ầ ảtrình kéo dài 8 – 10 phút Khi mi ng lò có khóa ệ

trình kéo dài 8 – 10 phút Khi mi ng lò có khóa ệ

nâu bay lên thì ng ng th i gió vào lò và quây lò ư ổ

ngang qua luc này trong tyhép v n còn Ôxy đó là ẫ

ngang qua luc này trong tyhép v n còn Ôxy đó là ẫÔxyt FeO làm gi m tính đàn h i, tính d o và làm ả ồ ẻ

Ôxyt FeO làm gi m tính đàn h i, tính d o và làm ả ồ ẻ

b tr5hép khi straqngj thái nóng, nên ph i kh ở ở ả ử

b tr5hép khi straqngj thái nóng, nên ph i kh ở ở ả ửÔxy trong thép

Trang 11

Hinh anh

Ch t kh là ferô sillic, ferô Mn và nhôm ấ ữ

Ch t này cho th ng vào lò hay là đ u rót ấ ẳ ầ

Toàn b quá trình th i gió vào lò t 15- Toàn b quá trình th i gió vào lò t 15- ộộ ổổ ừừ

20 phút Nh ng khi rót thép ra ít cacbon thì ư

20 phút Nh ng khi rót thép ra ít cacbon thì ưcho gang lõng ( ít l u hùnh và phôt pho)ư

cho gang lõng ( ít l u hùnh và phôt pho)ư

Lò chuy n Betsme ch a kho ng 10 – 15 Lò chuy n Betsme ch a kho ng 10 – 15 ễễ ứứ ảả

t n thép năng su t m t ngày đêm là 1500 ấ ấ ộ

-13000 t n.ấ

Trang 12

Gang dùng làm lò Betsme ph i ch a ít l u hùnh và ph t phho ả ứ ư ố

< 0,6 vì khi kh chúng ph i dùng canxi cacbonat ( CACO ử ả

< 0,6 vì khi kh chúng ph i dùng canxi cacbonat ( CACO ử ả 3 )

ch t này ăn mòn t ấ ườ ng lónên ph i dùng lò Tômat t ả ườ ng ló

b ng không có tính axit mà g ch có tính bazo ằ ạ

Trang 13

lõng vào ng ườ i ta cho thêm l ươ ng can xi ôxyt CaO t l khoãng 12- 20% tr ng l ỉ ệ ọ ươ ng cũa gang

CaO t l khoãng 12- 20% tr ng l ỉ ệ ọ ươ ng cũa gang lõng Sau khi rót gang vào thì b t đàu th i gió ắ ổ

lõng Sau khi rót gang vào thì b t đàu th i gió ắ ổ vào lò.

Trang 14

b/ Lò chuy n tômat ễ

Quá trình luy n thép chia lam 3 giai đo n ; ệ ạ

Giai đo n th nh t là oxy hóa Mn , Si , Fe ạ ứ ấ

Ph n ng gi ng lò Betsme, nh ng tr ng lả ứ ố ư ọ ượng

Mn ít nên giai đo n này di n ra ng n h n so ạ ễ ắ ơ

v i lò betsme.ớ

Giai đo n th hai là giai doan ôxy hóa cacbon ạ ứ

Giai đo n th hai là giai doan ôxy hóa cacbon ạ ứtheo ph n ng;ả ứ

theo ph n ng;ả ứ

C + FeO = CO + Fe – Qcalo

Trang 15

- Giai đo n th ba là giai đo n đ t P cháy theo Giai đo n th ba là giai đo n đ t P cháy theo ạạ ứứ ạạ ốố

Vì P cháy nên t a nhi u nhi t do đó cu quá ỏ ề ệ ố

Vì P cháy nên t a nhi u nhi t do đó cu quá ỏ ề ệ ốtrình luy n thép nhi t đ c a lò tăng caoệ ệ ộ ủ

trình luy n thép nhi t đ c a lò tăng caoệ ệ ộ ủ

b/ Lò chuy n tômat ễ

Trang 16

3/ S n ph m c a ló ả ẩ ủ

Lò Tômát ch y u dùng đ luy n thép ít Lò Tômát ch y u dùng đ luy n thép ít ủ ế ủ ế ể ể ệ ệ

cacbon , vì s cháy c a P di n ra sau khi cacbon ự ủ ễ

cacbon , vì s cháy c a P di n ra sau khi cacbon ự ủ ễ cháy g n h t ầ ế

cháy g n h t ầ ế

Ch t l Ch t l ấ ượ ấ ượ ng thí s n ph m thép c a lò Tômat ng thí s n ph m thép c a lò Tômat ả ả ẩ ẩ ủ ủ

c tính th p vì nó giòn h n , ch a nhi u FeO ơ ấ ơ ứ ề

c tính th p vì nó giòn h n , ch a nhi u FeO ơ ấ ơ ứ ề nên ló Tômat chĩ s n xu t các chi ti t không ả ấ ế

nên ló Tômat chĩ s n xu t các chi ti t không ả ấ ế

quan tr ng ọ

Trang 17

Vì v y théo luy n trong lò chuy n ch t luu ng ậ ệ ể ấ ộ

th p ấ

u đi m: năng xu t cao, đ n gi n và không c n

ưu đi m: năng xu t cao, đ n gi n và không c n ể ấ ơ ả ầ

nhiên li uệ

nh oc đi m: khong đ thành ph n hóa h c yêu ự ể ủ ầ ọ

Trang 18

4.1.2 Luy n thép b ng lò Mactanh ệ ằ

1/ Khái ni m ệ

PhPhươương pháp luy n thép b ng lò Mactanh ( nhiên ng pháp luy n thép b ng lò Mactanh ( nhiên ệệ ằằ

li u ch y u là than c i , khí lò cao và khí than c c) ệ ủ ế ủ ố

xu t phát t yêu c u tái ch l i s t, thép v n ….mà ấ ừ ầ ế ạ ắ ụ

phương pháp lò chuy n không làm để ược Lò Mâctnh

s n xu t hàng năm tói 80% thép trên th gióiả ấ ế

u đi m s d ng s l ng thép v n, không đòi h i

Ưu đi m s d ng s lể ư ụ ố ương thép v n, không đòi h i ụ ỏ

cao v thành ph n hóa h c c a kim lo i cho vào lò ề ầ ọ ủ ạ

thích h p nhi u yêu c u c a công nghi p , r ti n so ợ ể ầ ủ ệ ẽ ề

thích h p nhi u yêu c u c a công nghi p , r ti n so ợ ể ầ ủ ệ ẽ ềvói phương pháp luy n thép b ng lò đi nệ ằ ệ

vói phương pháp luy n thép b ng lò đi nệ ằ ệ

Trang 19

4.1.2 Luy n thép b ng lò Mactanh ệ ằ

1/ Khái ni m ệ

Quá trình luy n thép chia làm 2 lo i : ệ ạ

Quá trình luy n thép b ng thép v n : nguyên li u ệ ằ ụ ệ

ch y u là thép v n và gang trong đó thép v n ủ ế ụ ụ

chi m 80%ế

Quá trính luy n thép b ng qu ng : nguyên ki u ệ ằ ặ ệ

ch y u là qu ng s t và gang l nh , gang l ng ủ ế ặ ắ ỏ ỏ

chi m 80- 90% ế

Trong lò mactnh có th luy n để ệ ược các lo i thép ạ

thông thường và cao c p th i gian kéo giài kho ng ấ ờ ảthông thường và cao c p th i gian kéo giài kho ng ấ ờ ả

6 – 8 giòi

Trang 20

3/ Các ph n ng x y ra trong lòả ứ ả

Yêu c u c a quá trình luy n thép strong lò Yêu c u c a quá trình luy n thép strong lò ầ ủầ ủ ệệ

mactanh là: lượng cacbon ,Mn , Si đ n m c yêu c u và ế ứ ầ

kh càng nhi u t p ch t có h i cang t t.n u c n ử ề ạ ấ ạ ố ế ầ

luy n thép h p kim thì pha vào kim loai lõng nh ng ệ ợ ữ

nguyên t h p kim tố ợ ương ngứ

Nh ng ôxyt lõng chia làm 2 lo i ; hòa tan trong kim ữ ạ

lo i và không hòa tan Nh ng ôxyt không tan n i lên ạ ữ ổ

lo i và không hòa tan Nh ng ôxyt không tan n i lên ạ ữ ổhình thành l p sĩ ph tren b m t kim lo i còn v i ớ ủ ề ặ ạ ớ

hình thành l p sĩ ph tren b m t kim lo i còn v i ớ ủ ề ặ ạ ớ

các ôxyt hòa tan được vào kim lo i thì phai8r kh ạ ử

ho c dùng ch t tr dung CaO bi n chúng thành sĩặ ấ ợ ế

Trang 21

cao và đúc thép h p kim các loaợ ị

Trang 22

4.1.3 Luy n thép b ng lò đi n ệ ằ ệ

1/ Khái ni m 1/ Khái ni m ệ ệ

Đây là ph Đây là ph ươ ươ ng pháp x n xu t thép t t nh t ng pháp x n xu t thép t t nh t ả ả ấ ấ ố ố ấ ấ

vì không dùng ng n l a ôxy hóa và không khí ít ọ ữ

có kh năng vào lònên có th t o ra trong lò m t ả ể ạ ộ

môi tr ườ ng trung tính lò đi n kh ôxy , P , S ở ệ ử

Trang 23

2/ Lò h quang ồ

a/ C u t oC u t o ấ ạ ấ ạ

Lò h quang điên hình thành gi i nh ng đi n c c Lò h quang điên hình thành gi i nh ng đi n c c ồ ồ ữ ữ ữ ữ ệ ệ ự ự

graphit l p thăng đ ng , các c c đi n này n i li n v i ắ ứ ự ệ ố ề ớ

cu n th c p c a máy bi n áp C c đi n có th di ộ ứ ấ ủ ế ự ệ ể

chuy n lên xu ng đ đi u chĩnh chi u dài h quang ể ố ể ề ề ồ

Lò có võ b ng thép , trong xây g ch ch u l a nguyên ằ ạ ị ữ

li u đ ệ ượ c đ a qua c a lò, thép n u xong đ a ra qua ư ữ ấ ư

máng, d ướ i lò có đai vòng tròn t a trên bánh răng đ có ự ể

th quây đ ể ượ c.

Lò đi n h quang chia lam 2 lo i : lò axit hay lò baz ệ ồ ạ ơ

tùy theo nguyên li u đ a vào ệ ư

Trang 25

sắc hay vẩy sắc:

Fe 2 O 3 + Fe =FeO

Ôxyt sắc hai FeO hòa tan vào kim loại và ôxy hóa các tạp Si , Mn , cacbon , P còn cho thêm vôi CaO để khử P ra khỏi kim loại

Trang 26

Ti p theo ta kh S ( l u hùnh ) và ôxy b ng vôi và thang Ti p theo ta kh S ( l u hùnh ) và ôxy b ng vôi và thang ế ế ử ử ư ư ằ ằ

c c nghi n nh S tách ra kh i thép và l n vào xĩ theo ố ề ỏ ỏ ẩ

ph n ng : ả ứ

FeS + Cao +C = Fe + CaS +CO

ở ở nhi t đ cao than c c tác d ng v i vôi : nhi t đ cao than c c tác d ng v i vôi : ệ ộ ệ ộ ố ố ụ ụ ơ ơ

CaO + 3C = CaC 2 + CO

CaC2 là ch t kh ôxy m nh nó hoàn nguyên s c t CaC2 là ch t kh ôxy m nh nó hoàn nguyên s c t ấ ấ ử ử ạ ạ ắ ừ ắ ừ FeO ch a trong kim lo i và trong xĩ: ứ ạ

3FeO + CaC 2 = 3Fe +CaO = 2CO

Mangan cũng hoàng nguyên t ôxyt mangan: Mangan cũng hoàng nguyên t ôxyt mangan: ừ ừ

3MnO + CaC2 = 3Mn + CaO + 2CO

Khí CO bay ra s kh ôxy trong lò Khi đó ta thêm nh ng ẽ ử ữ

nguyên t h p kim c n thi t ố ợ ầ ế

Trang 28

3/ Lò đi n c m ngLò đi n c m ngệệ ả ứả ứ

S nung ch y kim lo i đS nung ch y kim lo i đựự ảả ạ ượạ ược nh năng lc nh năng lờờ ượượng c a ng c a ủủ

m t ngu n đi n cao t n t n s kho ng < 10000 Hzộ ồ ệ ầ ầ ố ả

Cu n s c p m t qu n quanh lò đCu n s c p m t qu n quanh lò độ ơ ấộ ơ ấ ộộ ấấ ượược n i v i c n i v i ố ớố ớ

ngu n đi n , còn cu n th c p ngăn m ch chinh là ồ ệ ộ ứ ấ ạ

kh i kim lo i c n n u ch y ố ạ ầ ấ ả

Thường dùng lò di n c m ng đ n u các lo i thép ệ ả ứ ể ấ ạ

có thành ph n hóa hoc chính xác các lo i thép khong ầ ạ

gĩ , ch u nhi t và thép cao c p khác.ị ệ ấ

Trang 30

4.2 THÉP CACBON

4.2.1 Đ nh nghĩa 4.2.1 Đ nh nghĩa ị ị

Thép cacbon là m t là m t ộộ h p kimh p kimợợ có hai thành ph n c có hai thành ph n c ầầ ơơ

b n chính là ả

b n chính là ả să tsă t́́ và cacbon, trong khi các nguyên t , trong khi các nguyên t ỗỗ

khác có m t trong thép cacbon là không đáng k ặ ể

Thành ph n ph tr trong thép cacbon là ầ ụ ợ

Thành ph n ph tr trong thép cacbon là ầ ụ ợ mangan (t i (t i ốố

đa 1,65%), silic (t i đa 0,6%) và (t i đa 0,6%) và ốố đô ngđô ng̀̀ (t i đa 0,6%) (t i đa 0,6%) ốố

Lượng cacbon trong thép càng gi m thì ả

Lượng cacbon trong thép càng gi m thì ả đô deođô deọ̣ ̉̉ c a c a ủủ

thép cacbon càng cao

Trang 31

4.2.2 nh h Ả ưở ng c a cacbon và các nguyên t đ n tính ủ ố ế

ch t c a thép ấ ủ

1/ cacbon ( C)

Là nguyên t quan tr ng nh t quy t đ nh đ n t ch c và ố ọ ấ ế ị ế ổ ứ

c tính c a thép Khi thành ph n C tăng lên trong thép ơ ủ ầ

thì đ bb n đ c ng tăng lên , đ dòn đ d o giãm đi ộ ề ộ ứ ộ ộ ẽ

Nên thành ph n cacbon trong thép khác nhau thí c tính ầ ơ

khác nhau, nên dùng vào m c đích khác nhau Ng òi ta ụ ư

không dùng thép C quá cao > 1,4% vì quá giòn

Ngoài raq C cũng nh h ả ưỡ ng đ n tính ch t v t lý c a ế ấ ậ ủ

thép, khi tăng C thì kh i l ố ượ ng riêng , đ t th m và tính ộ ừ ẩ

ch ng ă3n mòn c a thépgi m , còn đi n tr và l c tr ố ủ ả ệ ở ư ở

tăng lên.

Trang 33

MnS n i lên đi vào sĩ và đ ổ ượ c cào ra kh i lò ỏ

Kh đ ử ượ c ôxy trong thép theo ph n ng: ả ứ

Mn + FeO = MnO + Fe

3/ Silíc

Là nguyên t có l i trong thép nó làm tăng đ bb n, đ c ng c a thép Là nguyên t có l i trong thép nó làm tăng đ bb n, đ c ng c a thép ố ố ợ ợ ộ ộ ề ề ộ ứ ộ ứ ủ ủ Ngoài ra nó còn tác d ng kh ôxy tri t đ h n Mn Ngoài ra nó còn tác d ng kh ôxy tri t đ h n Mn ụ ụ ử ử ệ ể ơ ệ ể ơ

Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe4/ Ph t pho Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe4/ Ph t pho ố ố

Là t o ch t có h i trong thép vì làm thép giòn nhi t đ th Là t o ch t có h i trong thép vì làm thép giòn nhi t đ th ạ ạ ấ ấ ạ ở ạ ở ở ở ệ ộ ườ ệ ộ ườ ng ng

thông th ườ ng trong thép P < 0,05%

4/ Ph t pho ố

Là t o ch t có h i trong thép vì làm thép giòn nhi t đ th Là t o ch t có h i trong thép vì làm thép giòn nhi t đ th ạ ạ ấ ấ ạ ở ạ ở ở ở ệ ộ ườ ệ ộ ườ ng ng

thông th ườ ng trong thép P < 0,05%

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	755,5 KB