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工业概论 ---------------之钢铁冶金课程小结 陆涵 119114314 统112 周日上午 3---4节课 一、钢铁冶金 冶金是一门研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。 冶金主要有三种方法：1火法冶金；2湿法冶金；3电冶金。 二、冶金的主要过程 (1)干燥 除去原料中的水分。干燥温度一般为400--600 (2)焙烧；是将矿石或精矿置于适当的气氛下，加热至低于它们的熔点温度，发生氧化，还原或其他化学变化的冶金过程。其目的是为改变原料中提取对象的化学组成，满足熔炼的要求。按焙烧过程气氛的不同，可分为氧化焙烧，还原焙烧，硫酸化焙烧，氯化焙烧等。是将碳酸盐或氢氧化物的原料在空气中加热分解，除去二氧化碳或水分变成氧化物的过程，也称焙解 (4)烧结和球团；将粉矿经加热焙烧，固结成多孔块状或球状的物料，是粉矿造矿的主要方法。使将处理号的矿石或其他原料，在高温下通过氧化还原反应，使矿石中金属和杂质分离为两个液相层即金属液和熔渣的过程，也叫冶炼。进一步处理熔炼所得含有少量杂质的粗金属，以提高其纯度。如熔炼铁矿石得到生铁，再经氧化精炼成钢 元素 C Si Mn P S 生铁 2.0—4.5 0.2—2.0 0.2—2.5 =0.50 =0.057 钢 2.0 0.01—0.3 0.3—0.8 0.05 0.05 钢和生铁的主要性能区别 项目 钢 生铁 熔点 1450—1530摄氏度 1100--1150摄氏度 机械性能 强度、塑性、韧性好 硬而脆，耐磨性好 可锻性 好 差 焊接性 好 差 热处理性能 好 差 铸造性 好 更好 五、钢铁工艺生产流程 （1）炼铁 （2）炼钢 （3）轧钢 具体地说是将铁矿石或经烧结后的烧结矿在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。一个现代化的钢铁联合企业，一般由以下生产环节组成：原料处理、炼钢、炼铁、轧钢、能源供应、交通运输等。 六、炼铁原料 炼铁原料主要为铁矿石、焦炭、溶剂和锰铁矿。 （1）、如果铁矿石品味很高达到入炉的要求，则把这种高品位的矿石破碎一定颗粒后直接入炉；对于大量品味较低的矿石经过选矿得到精矿粉，然后制作成烧结矿或球团矿。 （2）、焦炭在高炉内起到燃烧、还原剂的作用外，还起到支撑的作用。 （3）、溶剂一般不单独加入高炉内，而是在制作烧结矿或球团矿的时候添加在精矿粉内。 （4）锰铁矿也是钢铁工业生产的重要原料。炼钢生铁和铸造生铁中都要求有一定数量的锰。当高炉冶炼锰铁合金时，锰矿石便成为主要原料。 七、高炉内的主要化学反应 （1）、燃烧反应 （2）、还原反应 （3）、高炉造渣和脱硫反应 （4）、铁的渗碳反应和铁液的形成 此外，我查阅了一些其他关于钢铁冶金的资料，如钢铁工业生产中的铁合金的相关资料，了解到所谓铁合金是指由一种或一种以上的金属和非金属元素与铁组成的合金；铁合颗粒金还包括有其它非铁质元素组成的合金。 铁合金主要用作脱氧剂和合金剂。 铁合金分为普通铁合金和特种铁合金。 普通铁合金包括 Si系铁合金:Fe-Si,Ca-Si,工业Si】 Mn系铁合金:高、中、低CFe-Mn,Mn-Si,金属Mn Cr系铁合金:高、中、低CFe-Cr,Cr-Si,金属Cr 其它铁合金:Fe-P,Fe-W,Fe-Ni,Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-V,Fe-Nb,Fe-B等 特种铁合金包括： Fe-Zr N-化铁合金:Mn系,Cr系 发热铁合金:高、低CFe-Cr,Fe-Nb 氧化物压块:MoO3、WO3 钙系复合脱氧剂：Ca、Si、Mn、Al复合合金 铁合金的生产方法 （1）、高炉法：主要用于生产易还原元素铁合金和低品位铁合金。目前主要用于生产Fe-Mn，生产过程与高炉法生铁冶炼基本相同。 优点是：连续式生产；生产效率高；成本低。 缺点是：炉内温度低难还原元素不能被还原，生产品种有限 (2) 电炉法：分为矿热炉和电弧炉（精炼炉）两种 （3）、炉外法 用硅、铝、或铝镁合金作还原剂，依靠反应产生的化学热进行冶炼，在筒式炉中进行； 主要用于生产Fe-Mo、Fe-Ti、Fe-B、Fe-W等。 （4）、真空电阻炉法 主要用于生产含氮合金、含碳极低的微碳Fe-Cr（[C]0.01~0.05%）； 工艺：将压制成型块料装入电阻炉内，依靠电流通过电极时的电阻热加热，同时抽气。脱碳反应是在固态下进行，生产为间歇式 （5）、氧气转炉法 原料：液态碳素合金、纯氧、冷却剂及造渣材料； 工艺：将液态碳素合金兑入转炉，高压氧气经氧枪入炉进行吹炼，依靠氧化反应放出的热量脱碳，通过耗氧量判断终点。 按操作工艺特点分为连