【5A版】铁合金生产工艺.pptx

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1、铁合金生产工艺目录一.铁合金的定义二.铁合金的用途三.铁合金的分类四.铁合金的生产方法五.硅铁的定义六.硅铁的用途七.硅铁的冶炼原理及工艺铁合金的定义铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂等的合金。例如硅铁是硅与铁的合金；锰铁是锰与铁的合金；硅钙合金是硅与钙组成的合金。就生产方法与用途而言，铁合金还包括含铁极低的锰、铬、钒及工业硅等合金金属。铁合金的用途铁合金是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一。其主要用途：一是作为脱氧剂，消除钢液中过量的氧；二是作为合金元素添加剂，改善钢的质量与性能。随着我

2、国钢铁工业持续、快速地发展，钢的品种、质量的不断扩大和提高，对铁合金产品提出了更高要求，铁合金工业日益成为钢铁工业的相关技术和配套工程。铁合金的用途（1）用作脱氧剂。炼钢过程是用吹氧或加入氧化剂的方法使铁水进行脱碳及去除磷、硫等有害杂质的过程。这一过程的进行，虽然使生铁炼成钢，但钢液中的[O]含量增加了。[O]在钢液中一般以[FeO]的形式存在。如果不将残留在钢中多余的氧去除，就不能浇铸成合格的钢坯，得不到力学性能良好的钢材。为此，需要添加一些与氧结合力比铁更强，并且其氧化物易于从钢液中排除进入炉渣的元素，把钢液中的[O]去掉，这个过程叫脱氧。用于脱氧的合金叫脱氧剂。

3、 钢水中各种元素对氧的结合强度，即脱氧能力，从弱到强的顺序如下：铬、锰、碳、硅、钒、钛、硼、铝、锆、钙。因而，一般炼钢脱氧常用的是由硅、锰、铝、钙组成的铁合金。铁合金的用途（2）用作合金剂。合金钢中因其含有不同的合金元素而具有不同的性能。钢中合金元素的含量是通过加入铁合金的方法来调整的。用于调整钢中合金元素含量的铁合金叫合金剂。常用的合金剂有硅、锰、铬、钼、钒、钨、钛、钴、镍、硼、铌、锆等铁合金 。铁合金的用途（3）用作铸造晶核孕育剂。改善铸铁和铸钢的性能的措施之一是改变铸件的凝固条件。 为了改变凝固条件，通常在浇注前加入某些铁合金作为晶核，形成晶粒中心，使形成的石墨

4、变得细小分散，晶粒细化，从而提高铸件的性能。（4）用作还原剂。硅合金分别用作生产钼铁、钒铁等其他铁合金时的还原剂；硅铬合金、锰硅合金分别用作中低碳锰铁生产的还原剂。铁合金产品的分类随着现代科学技术的发展，各个行业对钢材的品种、性能的要求越来越高，从而对铁合金也8提出了更高的要求。铁合金的品种在不断地扩大，铁合金的品种繁多，分类方法也多。一般按下列方法分类：（l）按铁合金中主元素分类，主要有硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等系列铁合金。（2）按铁合金中含碳量分类，有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。（3）按生产方法分类，有高炉铁合金，电炉铁合金，炉外法（金属热法）铁合金，

5、真空固态还原法铁合金，转炉铁合金，电解法铁合金等。此外，还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。（4）含有两种或两种以上合金元素的多元铁合金，主要品种有硅铝合金、硅钙合金、硅钙铝合金、硅钙钡合金、锰硅铝合金、硅铝钡钙合金。铁合金产品的分类硅铁合金锰铁合金铬铁合金钒铁合金钼铁合金铁合金生产的主要方法高炉法—利用高炉的高温和还原气氛使合金矿石还原生产铁合金。如高碳锰铁。电热法—铁合金生产的主要方法。用碳作还原剂，缺点是很多金属都易与碳形成碳化物，不能生产低碳铁合金。金属热法—利用还原反应产生的化学热加热合金与炉渣，使反应自动进行。常用还原剂有铝、硅铁、铝镁合金等，生产极低

6、碳合金。转炉法——将高碳合金吹氧脱碳，生产中、低碳合金。高炉法高炉法所使用的主体设备为高炉。高炉法是最早采用的铁合金生产方法。目前主要是生产高炉高碳锰铁。高炉锰铁生产主要原料为锰矿、焦炭和熔剂以及助燃的空气或富氧。把原料从炉顶装入炉内，高温空气或富氧经风口鼓入炉内，使焦炭燃烧获得高温及还原气体对矿石进行还原反应，熔化了的炉渣、金属积聚在炉底，通过渣口、出铁口定时出渣、出铁。随着炉料的熔化、反应和排出，再不断加入新炉料，生产是连续进行的。高炉法生产铁合金，具有劳动生产率高，成本低等优点。但鉴于高炉炉缸温度的局限性。以及高炉冶炼条件下金属被碳充分饱和。因此高炉法一般只用于

7、生产易还原元素铁合金和低品位铁合金，如高碳锰铁、低硅铁、低硅锰、镍铁及富锰渣。高炉法高炉法电炉法电炉法是生产铁合金的主要方法，其产量约占全部铁合金产量的4/5，所使用的主体设备为电炉。电炉主要分为还原电炉（矿热炉）和精炼炉两种：（l）还原电炉（矿热炉）法。还原电炉法是以碳作还原剂还原矿石生产铁合金的。炉料加入炉内并将电极插埋于炉料中，依靠电弧和电流通过炉料而产生的电阻电弧热，进行理弧还原冶炼操作。熔化的金属和熔渣集聚在炉底并通过出铁口定时出铁出渣，生产过程是连续进行的。用此方法生产的品种主要有硅铁、硅钙合金、工业硅、高碳锰铁、硅锰合金、高碳铬铁、硅铬