01-钢铁生产流程(1)报告.ppt

绪 论  钢 铁 生 产 金 属 工 艺 学 绪 论 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术科学。 我国在商代就大量使用青铜器，当时青铜冶炼和铸造技术已经相当精湛。 在春秋末期我国就出现了铁器，也比欧洲早一千八百多年左右。 解放后，我国在金属材料、非金属材料及其加工技术方面有了突飞猛进的发展，推动了我国机械制造工业的发展 钢铁生产流程图 铁、钢的区别  习惯上钢铁是对钢和铁的总称，主要由铁（Fe）和碳（C）两种元素组成。碳含量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。 含碳量多少是区别钢铁的主要标准。生铁含碳量 大于2.11％；钢含碳量小于2.11％。 生铁碳量高，硬而脆，几乎没有塑性。钢不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、韧性好，因此被广泛利用。  铁、钢的比较 炼铁、炼钢步骤 铁矿石到炼出钢一般是分为两步进行 一.先在以高炉为主要代表的炼铁设备中将铁矿石（包括烧结矿、球团矿）冶炼成生铁 二.然后再在炼钢炉(转炉、平炉、电炉）中将生铁再次冶炼成钢（主要进行脱碳、脱氧、去硫磷） 炼铁：铁矿石（化合态）→铁单质（游离态） （1）基本反应原理 （还原过程） 3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2 （2）设备：高炉(现在短流程炼钢,会省略高炉,以来达到降低能耗,降低成本) （3）原料：铁矿石，焦炭，熔剂（石灰石），空气 （4）炼铁产品：生铁 （5）炼铁副产品 气体:高炉煤气 CO、CO2、N2; 固体:炉渣 炼铁的主要反应过程 ①产生还原剂： C+O2=CO2 CO2+C=2CO （空气，焦炭）球团 ②还原铁矿石： Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 （铁矿石） ③造渣（除脉石）：CaCO3===CO2+CaO CaO+SiO2=CaSiO3 （熔剂：石灰石） 二 炼钢： 生铁 →钢 (1)需要做到： ①降：降低含碳量 ②除：进一步的除去硫、磷等杂质 ③调：调节合金元素的含量(根据不同钢种需求,进行添加.如含锰钢中添加Mn,硅钢中加Si,不锈钢中添加镍.) （2)基本反应原理： 氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（纯氧气）把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。 （3）炼钢设备： 转炉，电炉，平炉(基本淘汰) （4）炼钢的原料：生铁，氧气，生石灰，硅铁和锰铁;(废钢) 转炉（氧气顶吹、底吹、顶底复合吹炼）炼钢，是利用吹入炉内的氧与铁水中的元素碳、硅、锰、磷反应放出的热量来进行冶炼的。我国转炉炼钢钢总产量的比重已接近70％。在世界上，转炉炼钢也仍然占据着主要份额。转炉有着铁源来自矿石、钢质纯净等优势,目前世界上每年约有60％的钢是用转炉生产的。 氧气顶吹转炉 氧气转炉的主要形式是氧气顶吹转炉，冶炼时炉子保持不动，从上部吹氧，但在装料和出钢时可以前后转动。氧气顶吹转炉的形状如圆筒，外部是用钢板制成的炉壳，里面砌有耐火砖。炼钢的原料主要是铁水、废钢和造渣剂（石灰石等）。  炼钢的主要反应过程 ①产生氧化剂：2Fe+O2=2FeO （氧气） ②除硅，锰，碳等杂质 Si+2FeO=SiO2+2Fe Mn+FeO=MnO+Fe C+FeO=CO+Fe ③造渣： CaO+SiO2=CaSiO3 （生石灰)硫、磷杂质与生石灰作用形成炉渣被除去。 ④脱氧 Si+2FeO=SiO2+2Fe（脱氧剂：硅铁，锰铁） 调节合金元素 冶炼过程及方法 冶炼时，用一支水冷喷枪将压力0.8～1.2兆帕、纯度99.5%以上的氧气通过炉口喷入炉内。氧气将铁水中的硅、锰、碳、磷等元素迅速氧化到一定的含量范围，并发出大量的热，使加入的废钢（10％～20％）熔化和使钢水温度提高到规定值。杂质氧化物与造渣剂反应生成炉渣上浮，覆盖在钢水表面，去除炉渣，即得到钢水。 氧气顶吹转炉主要的优点是： （l）生产效率高、生产能力大。一座300吨的炉子吹炼时间不到 20分钟，包括辅助时间的冶炼时间不超过一小时。一座 30吨氧气顶吹转炉的年产能力超过一座500吨