哈工大铸造与变形合金基础作业

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1、铸造与变形合金基础作业1•生铁炉外处理、钢的炉外精炼及铸铁的熔体处理的各自目的或作用题目：2•中国古代铜合金铸件成型方法及组织特点3•根据合金的特性，论述铝、铜、镁和钛四种有色合金熔炼与铸造过程的特点姓名:班级:学号:日期:哈尔滨工业大学材料科学与工程学院生铁炉外处理、钢的炉外精炼及铸铁的熔体处理的各自目的或作用1生铁炉外处理矿石从加入高炉后即开始还原，在炉身部位就已冇部分铁氧化物在固态下还原成海绵铁，在高炉内下降升温过程屮发生渗碳过程。但固态下的渗碳作用，只能在碳接触的表面上进行，反应较为缓慢。只有当海绵铁熔化成液体后，黏附在焦炭表血，改善了反应条件，渗碳作用才能很好进行。温度继续

2、升高到大于1400°C区域，铁经焦炭固相渗碳，才降低熔点变成熔体的金属铁滴，穿过焦炭层落入炉缸。炉腹处发现金属铁含碳已达4%左右。这说明炉腹部分的渗碳作用是强烈的。牛铁在渗碳过程小，还溶入Si、Mn、P等元素，它们进一步降低生铁的熔点。在风口区的氧化气氛中，这些元素可能被氧化，但进到炉缸内可再次被还原，获得最终成分的牛•铁。用普通矿冶炼时，牛铁最终组成为Fe、C、Si、Mn>P、Soill于铁水中的［C］、［Si］、［Mn］含量比钢水中的高,而且与之平衡的高炉渣中的(FeO)含量也比钢渣中的低，结果铁水脱硫的分配系数Ls为钢水脱硫的I倍。只是铁水脱硫没有钢水脱硫那么优越的动力学条件。

3、要是给铁水脱硫加上较好的动力学条件就只能是炉外脱硫，或叫普通铁水预处理。⑴炉外脱硫的意义①保证高炉冶炼获得质量合格的牛铁。由于入炉原料含硫的增加，难免牛•铁含硫超过规定标准；或者为了进一步节省燃料消耗和捉高生产效率，而采用低碱度渣操作得到高硫牛铁，都需对诙水进行炉外脱硫处理。②向炼钢提供优质低硫生铁。为了改善钢材的加工性能及断裂韧性，需要炼出硫含最<0.01%〜0.005%的超低硫钢，一般生铁含硫难以满足要求；即使向氧气转炉提供含硫小于0.03%〜0.01%的低硫生铁，也给高炉冶炼增加难度。③在高炉内创造脱硫条件总是有限的，而用炉外脱硫方法以改善脱硫的扩散条件，降低生铁含硫量是合理的

4、。④在炉外进行铁水预处理脱硫，比在炼钢过程脱硫，无论从力学条件或工艺原理方面来看都要合理得多，经济上也是合算的。⑵脱硫剂目前可供选用的脱硫剂很多，如石灰、苏打等。无论何种脱硫剂，都应促使生成比FeS更稳定的硫化物，而且只溶于渣而不溶于铁液。①石灰或石灰石。这是最经济的脱硫剂，使用比较广泛。用石灰脱硫的反应为：［FeS］+(CaO)+［C］——(CaS)+Fe+CO当川石灰石作脱硫剂时，其作用与石灰相同。但因石灰石分解放出{CO},对液相有搅拌作用，可增加脱硫效呆。不过石灰石分解是吸热反应，因此比使用石灰吋有更大的降温作用。在石灰或石灰石粒度

5、40%〜50%。②苏打灰。它是一种强碱性脱硫剂，我国一些人屮型高炉，都曾使用过苏打灰在铁水沟内脱硫。Na2CO3+FeS——(Na2S)+(FeO)+CO2苏打灰脱硫效率高，国内生产实践表明，在苏打灰用最为铁水质最的1%时，脱硫效率可达70%〜80%或更高。但苏打灰脱硫成本高，而且劳动条件差，环境污染严重。①电石（碳化钙）。电石也是高效率的脱硫剂，其脱硫反应为：⑸+CaC2——（CaS）+2[C]（CaC2）脱硫效率与用量有关。随电石用量增加，脱硫效率随Z提高；当电石用量达到13〜14kg/t铁吋，脱硫率高达90%。②镁焦。镁焦脱硫效率最高。反应如下：Mg+[S]——MgS反应迅速且

6、放热，脱硫过程铁水温度下降少，MgS稳定。但镁的熔点（651OC）和沸点（1107°C）都很低，1350°C时镁的蒸气压力达0.642MPa,在铁水屮极易发生爆炸。工业上把焦炭浸透熔化的镁，制成含钱45%〜50%,块重092.2kg的钱焦，用专门容器压入铁水中进行脱硫。焦炭为减缓镁挥发的钝化剂，在脱硫过程中并不减少。2钢炉外精炼随着现代科学技术和工业的发展，对钢质量的要求越来越高，用普通炼钢炉（转炉、电炉）冶炼出来的钢水已经难以满足其质量的要求；为了提高生产率，缩短冶炼时间，也希望能把炼钢的-部分任务移到炉外去完成；另外，连铸技术的发展，对钢水的成分、温度和气体的含量等也提出了更严格

7、的要求。这儿方面的因素迫使炼钢工作者寻求一种新的炼钢工艺，于是就产牛了炉外精炼方法。所谓炉外精炼，就是把常规炼钢炉（转炉、电炉）初炼的钢液倒入钢包或专用容器内进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹朵物和调整钢液成分及温度以达到进一步冶炼冃的的炼钢工艺。即将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质（包括不需要的元素、气体和夹杂）和夹杂变性、成分和温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，把一步炼钢法变为二步炼钢法，即初炼加精炼。国外也