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钢材根本概念及生产方法

一、铁和钢的概念：

钢和铁都是铁碳合金.

工业生产的铁根据含碳量分为生铁〔含碳量2.06％以上〕和钢〔含碳量低于2.06％〕。根本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成钢，再铸成钢锭或连铸坯。

1．铁冶炼

铁冶炼的主要原材料是铁矿石，焦炭，石灰石。

铁矿石的主要成分是Fe2O3,Fe3O4，FeCO3外，还有废石，泥沙，主要成分是SiO2，Al2O3。其中铁含量一般在25-65%之间。

焦炭在高温热风〔1000-1150度〕的助燃下，产生大量CO，并产生大量的热能，使炉膛温度到达1800度。铁矿石在CO和红热焦炭的复原作用下复原成生铁。

废石，泥沙，主要成分是SiO2，Al2O3在1400-1500度时，石灰石(主要成分CaO)结成硅酸盐炉渣。漂浮在生铁水上，从出渣口排出。

生产出的生铁还含有硅，锰，磷，硫等。

生铁根据含硫量分为炼钢生铁〔含硫量1.5％以下〕和铸造生铁〔含硫量1.5％以上〕。

2．钢冶炼

炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接复原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有

1.转炉炼钢法、

2.平炉炼钢法、

3.电弧炉炼钢法

以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。

为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种钢水炉外处理〔又称炉外精炼〕的方法。如

吹氩处理、

真空脱气、

炉外脱硫等，

对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后，都可以生产高级钢种。对某些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到要求，那么要用特殊炼钢法炼制。如

1电渣重熔，是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢，铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺；

2真空冶金，即在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程，包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。

钢液在炼钢炉中冶炼完成之后，必须经盛钢桶〔钢包〕注入铸模，凝固成一定形状的钢锭或钢坯才能进行再加工。钢锭浇铸可分为上铸法和下铸法。上铸钢锭一般内部结构较好，夹杂物较少，操作费用低下铸钢锭外表质量良好，但因通过中注管和通道，使钢中夹杂物增多。

根据脱氧程度由弱到强可分为沸腾钢，半镇静钢，镇静钢。

3.沸腾钢板与镇静钢板

(1)、沸腾钢板：

????沸腾钢板是由普通碳素结构钢沸腾钢热轧成的钢板。沸腾钢是一种脱氧不完全的钢，只用一定量的弱脱氧剂对钢液脱氧，钢液含氧量较高，当钢水注入钢锭模后，碳氧反响产生大量气体，造成钢液沸腾，沸腾钢由此而得名。沸腾钢含碳量低，由于不用硅铁脱氧，钢中含硅量也低〔Si0.07%〕。沸腾钢的外层是在沸腾所造成的钢液剧烈搅动的条件下结晶成的，故表层纯洁、致密，外表质量好，有很好的塑性和冲压性能，没有大的集中缩孔，切头少，成材率高，而且沸腾钢生产工艺简单，铁合金消耗少，钢材本钱低。沸腾钢板大量用于制造各种冲压件，建筑及工程结构及一些不太重要的机器结构零部件。但沸腾钢心部杂质较多，偏析较严重，组织不致密，力学性能不均匀。同时由于钢中气体含量较多，故韧性低，冷脆和时效敏感性较大，焊接性能也较差。故沸腾钢板不适于制造承受冲击载荷、在低温条件下工作的焊接结构及其他重要结构。

(2)、镇静钢板

????镇静钢板是由普通碳素结构钢镇静钢热轧制成的钢板。镇静钢是脱氧完全的钢，钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝等进行充分脱氧，钢液含氧量低〔一般为0.002-0.003%〕，钢液在钢锭模中较平静，不产生沸腾现象，镇静钢由此得名。在正常操作条件下，镇静钢中没有气泡，组织均匀致密；由于含氧量低，钢中氧化物夹杂较少，纯洁度较高，冷脆和时效倾向小；同时，镇静钢偏析较小，性能比拟均匀，质量较高。镇静钢的缺点是有集中缩孔，成材率低，价格较高。因此，镇静钢材主要用于低温下承受冲击的构件、焊接结构及其他要求强度较高的构件。

低合金钢板都是镇静钢和半镇静钢钢板。由于强度较高，性能优越，能节约大量钢材，减轻结构重量，其应用已越来越广泛。

近年来，在铸锭方面出现了连续铸钢、压力浇铸和真空浇铸等新技术。

3钢材的生产方法?

????大局部钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢〔坯、锭等〕产生塑性变形。根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：?

?〔?1〕.??轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙〔各种形状〕，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。?

?〔?2〕.??锻造：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。?