三股氧氣流似如長劍般直刺轉爐,吹拂于鐵水表面,純氧與高溫鐵水產生最劇烈和最直接的氧化反應,鐵水溫度迅速暴增。
氧氣轉爐煉鋼法的主熱源,基本來自于入爐鐵水的物理熱與化學熱,溫度約一千三百攝氏度左右,配合高純度氧氣吹煉產生的氧化左右,最終溫度能夠達到一千七百攝氏度左右,無須補給額外熱量,如此方可節約能源。
比起當前世界工業國主流的平爐煉鋼,氧吹爐煉鋼工藝技術領先的地方絕不僅僅只是產量。
試驗爐內,正值吹煉初期的鐵水化學成分不斷變化,硅和氧氣生成二氧化硅,向外釋放高額化學熱,鐵水之中硅含量以肉眼可見的速度降低,隨后,石灰石與助熔劑等渣料加速熔解化渣,于鐵水表面形成一層薄薄的高堿性爐渣。
有了這層爐渣開始,鐵水內部雜質元素似如找到家般,迅速靠攏凝聚,爐渣厚度增加。
時間慢慢推移,兩分鐘過后,伴隨著鐵水之中的硅降低到最低程度,錳和磷相繼進入高溫氧化放熱階段,使得鐵水溫度進一步升高,使得熔池溫度控制在1550攝氏度左右。
到了這一步,整個吹煉過程已經來到中期階段。
現在,鐵水之中的硅、錳、磷和硫等雜質元素,已經在高溫和渣料、助熔劑作用之下,統統轉化為高品質爐渣。
爐渣的好壞,可以客觀反映鋼水質量和潔凈度,從某種意義上講,煉鋼就是連渣。
“下降到中槍位,冷循環功率達到最高,對鐵水進行快速脫碳。”
主控室內,余華抬起右手,看著手表顯示的時間,已經過去十分鐘,隨即向氧槍操作員給出指令。
按照余華構建的試驗爐鋼水冶煉動態數學模型,經過十分鐘吹煉的鐵水,內部化學雜質已經轉換為爐渣,現在要做的就是把鐵水轉變成鋼水
鐵變鋼,核心在于碳含量。
碳含量低于025的鋼叫做低碳鋼,力學性能較低,一般稱之為軟鋼。
碳含量在025065區間的叫做中碳鋼,具有良好的力學性能和化學性能,主要應用于各種機械零件,軍工領域生產所需的槍管鋼,炮鋼,裝甲鋼等等特種鋼材,皆是基于中碳鋼框架延伸改進,添加各種改善材料力學性能的有益元素,例如錳、鎳、鎢、鉻、鉬、釩等,成為人們常說的合金鋼和結構鋼。
另外,素有鋼鐵貴族之稱的硅鋼,同屬于中碳鋼框架。
含碳量在0617區間的叫做高碳鋼,業內常稱之為工具鋼,具有極佳的力學性能和化學性能,但韌性和塑性較低,通常用作金屬切削工具,例如車刀、銑刀、鉸刀、鏜刀等等刀具。
當然,與中碳鋼一樣,添加各種有益元素可以使其成為高碳合金鋼,例如高碳鎢鋼,高碳錳鋼等等。
而首次冶煉試驗選擇的目標,便是應用最廣泛的中碳鋼。
“是”
年輕氧槍操作員立即點頭,操控氧槍噴頭下降高度,由于缺乏爐內實時觀察設備,氧槍噴頭的具體位置,僅能通過操
控臺的下降速率人為估算,基本以感覺就可以的感覺作為判斷標準。
很不正規,但勝在實用。
畢竟羅馬不是一天建成的,這些鋼鐵廠配套設施和儀器,得一步一步發展才能擁有,一步登天無異于癡人說夢。
事實上,除了氧槍噴頭高度不能精確控制之外,還有鋼水成分和碳含量無法動態精確測量等等問題存在,動態精確測量可以隨時隨地掌握鋼水的成分和碳含量,某種元素少了,那就添加,某種元素多了,那就降低,如此達到冶煉專屬鋼種的目標。
然而,試驗爐還不具備這個條件,首次冶煉試驗完全依賴于余華構建的鋼水冶煉數學模型計算數據,如果數學模型和現實之間差距甚遠,那便意味著試驗失敗。
這邊,氧槍操作員心中計算下降速率,感覺噴頭差不多下降到中槍位高度,隨即按下暫停開關。
轉爐上方,與中槍位誤差約五厘米的氧槍噴頭,持續噴出高超音速狀態的純氧,以更高的沖擊力沖擊熔池鐵水,使之翻滾攪拌,進入快速脫碳階段。
熔池鐵水在純氧沖擊下沿順時針快速運動翻涌,內部碳元素不斷生成一氧化碳和二氧化碳,一股股棕色有害煙霧冒出,沿著排氣管道而行,通過煙囪向外排出。
塞上明珠榆林,第一次有了重工業的味道。