《钢铁冶金》PPT课件

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1、钢铁冶金生产基本过程：（高炉的还原过程）（氧化过程）铁矿石→炼铁→炼钢→铸锭（连铸）→轧制→钢材铸造生铁铸造新流程：直接氧化→电弧炉炼钢→连铸连轧氧化还原反应的热力学基础：△G。－T图内容：交点的意义：1）C还原各元素温度：由低到高FeMn  SiAl（Al：2000℃）所以在高炉中Mn，Si能部分还原；而Al不能被还原。2）C＋FeO－Fe＋CO的反应是在高温进行的3）下面的元素能还原上面的元素（炼钢）还原FeO的能力：由低到高Mn，Si，Al高炉炼铁原料－铁矿石(氧化物)；熔剂(CaCO3)、燃料(焦炭)铁矿石含铁量：30－70％，其它是脉石（Si

2、O2；Al2O3；CaO，MgO）杂质：有害－S（FeS），P(Ca3(PO4)2)，Zn,Pb有利－Mn，Ni，Cr，V任务：1）FeO的还原2）还原脉石或把脉石与铁水分离溶剂：分离脉石：与SiO2；Al2O3形成低熔点的渣燃料：焦碳和煤粉可以把炼铁归结为：矿石的还原，除脉石，造渣，或简单称为造渣过程高炉生产：进入高炉有铁矿石、熔剂、焦炭等原料，热空气经环风管吹入高炉；焦炭即作为燃料又是还原剂，有一部分与铁化合；石灰石与脉石反应生成炉渣，并与矿石中的硫反应，将其带入渣内。高炉的冶炼理化过程：1）燃烧过程:C＋O2——CO2↑(1)CO2在上升过程中：CO

3、2＋C——CO↑(2)2）溶剂分解:CaCO3——CaO＋CO2↑(3)3）铁的还原:FeO＋CO——CO2＋Fe(间接还原)(4)FeO＋C——Fe＋CO（直接还原）4）增碳：铁水在与焦碳的接触中会增碳－扩散过程，使铁水被C所饱和。5）其他元素的还原:Mn，Si部分被还原，被还原后进入铁水中Al不被还原，只能和熔剂形成渣6）去S:FeS＋CaO——CaS＋FeO7）P：Ca3(PO4)2＋C－CaO＋P＋CO所以在铁水中：C饱和，溶有部分的Mn，Si，S以及全部的P。出渣口炼钢(脱碳，脱氧)任务：炼钢的基本任务就是将生铁的碳、硅、锰氧化，炼到规格范围内，

4、将有害元素硫、磷含量降到规格范围内。1） 脱C和去Mn，Si，P，S方法：吹氧直接氧化：C，Mn，Si，(Fe)＋O2  →氧化物（那个先被氧化）同时间接氧化：FeO＋C，Mn，Si→  Fe＋COP：FeP+FeO+CaO→(CaO)4-P2O5+FeS：FeS＋CaO——CaS＋FeOFeO＋O2→FeOC＋O2→2CO→温度低温Fe被氧化，所以脱氧需要高温2）脱氧：氧化过程出现的FeO方法：－沉淀脱氧：直接将锰、硅、铝等脱氧剂加入到钢液中。生成的MnO，SiO2能成渣上浮，但Al2O3不易上浮。从动力学当然是Al更彻底，所以一般采用Mn初脱氧，

5、Si次之，Al终脱氧的制度。－扩散脱氧：将Mn、Si、Al、C粉脱氧剂加在到钢液液面上，在渣中FeO被还原，还原的Fe进入铁水中，生成的氧化物留在渣中；由于FeO（渣）和【FeO】（铁水）有一个平衡关系，所以铁水的【FeO】向渣扩散。沉淀脱氧：快速扩散脱氧；干净，但时间长。两者结合:－用Mn铁进行沉淀予以脱氧。－用碳粉、硅铁进行扩散脱氧。－用Al进行终沉淀脱氧。扩散脱氧Mn、Si、Al、CFeO脱碳加入废钢，石灰石。注入铁水吹入氧气转炉炼钢C+FeO=Fe+COCO出现时会有火焰Mn,Si+O2＝MeO等产生飞溅连续铸造各自特点：温度场和组织结构的区别

6、连续浇注最早由亨利·贝塞麦提出，并于1846年开始试验，但是直到1937年才实现了铜合金的连铸，1937年实现铝合金的连铸，1950年制出钢液的连铸机。连铸技术在钢铁生产中的应用是钢铁冶金工业的一次技术革命，它不仅大大提高了生产率，减少了材料消耗，并且提高了材料的质量。此后还出现了连铸连轧O.C.C技术。1.铸锭凝固－三晶带，浪费2.一般连续铸造3.钢锭的液芯轧制4.板材连铸连轧技术冷却器连续铸造图9-6旋转式连铸机1-天车运送钢包，2-钢包，3-旋转塞棒，4-浇注管，5-结晶器，6-1区，7-导辊1，8-2区，9-导辊2，10-3区，11-机架框，12-

7、拉坯机，13-回转台，14-中间包，15、16-旋转和拉坯电机，17、18-剪切装置和飞锯，19-滑动千斤顶，20-翻倒机，21-输出场地，22-小车图9-42德国EduardHuckGmbH公司的铝垂直连铸机日本ShowaDenko生产；该连铸机每次可以铸造72根坯料，坯料长度为7.2英尺；每班两台连铸机生产，日产坯料180吨，年产坯料4万吨；采用热顶技术连铸。1-钢水包，2-中间包，3-结晶器，4-二冷区，5-拉坯装置，6-同步切割机，7-冷床水平连铸机结构示意图图9-4弧形连铸机结构示意图1-钢包，2-回转台，3-中间包，4-振动装置，5-弧形半径，

8、6-扇形段，7-拉矫机，8-浇注平台，9-水平夹辊区，10-引锭杆