【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 金中的應(yīng)用有：? 高溫爐管? 坩堝、容器? 熱電偶絕緣管? 熱電偶保護(hù)管? 爐膛耐火材料? 爐膛保溫材料 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈠煉鐵的原料 ?④燃料 高爐生成對(duì)焦炭的要求 （ 1）含碳量高，灰分低，兩者此消彼長； （ 2）有害雜質(zhì)少，高爐中的硫約 80%來自焦炭； （ 3）成分穩(wěn)定，揮發(fā)分含量適中，水分含量低且穩(wěn)定； （ 4）強(qiáng)度高，避免焦炭破裂產(chǎn)生大量粉塵； （ 5）焦炭粒度均勻； 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈡高爐 高爐冶煉特點(diǎn)： 高爐是連續(xù)的、大規(guī)模 的高溫生產(chǎn)過程，機(jī)械 化和自動(dòng)化水平較高。 可以數(shù)十年不停機(jī)。 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈡高爐 （高爐） Blast furnace 為什么要吹氣？ I、加速炭的燃燒，提高爐內(nèi)溫度。 II、產(chǎn)生 CO氣體，促成（氣相 +固相）還原反應(yīng)。 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+ CO2 FeO+CO=Fe+CO2 固態(tài)的 C也可以直接對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原，但是固相 固相之間的反應(yīng)，依靠原子擴(kuò)散來進(jìn)行，速度非常慢。 為什么要吹氣？ 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈢物理化學(xué)過程 完全燃燒（發(fā)生在氧過剩的地區(qū)） C＋ O2＝ CO2 不完全燃燒（發(fā)生在碳過剩的地區(qū)） C+1/2O2=CO 還發(fā)生以下反應(yīng)： CO＋ 1/2O2＝ CO2 CO2＋ C焦 = 2CO H2O＋ C＝ H2＋ C O 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈢物理化學(xué)過程 鐵氧化物還原順序? 遵循逐級(jí)還原的原則? T 570 ℃ : Fe2O3→ Fe3O4→ FeO → Fe? T 570 ℃ :Fe2O3→ Fe3O4→ Fe (FeO → Fe3O4+Fe) 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈣產(chǎn)品和副產(chǎn)品 ?①生鐵 I 、煉鋼 生鐵：作為平爐、轉(zhuǎn)爐熱裝煉鋼的原料。一般含Ｓ i ~ % ， S% 。約占生鐵產(chǎn)量的 80 ～ 90 ％。II 、鑄造 生鐵：也叫灰口鐵，其鑄造及切削加工性能良好。用于鑄件生產(chǎn)。其特點(diǎn)是含Ｓ i 較高，在 ~ %之間。II 、特殊 生鐵：如錳鐵、硅鐵、錳鐵（含 M n 1 0 ～ 25 ％）等，為高爐冶煉的鐵合金，用作煉鋼脫氧劑。要求含 P 、 S盡量低。它僅占生鐵產(chǎn)量的 1 ～ 3 ％。 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈣產(chǎn)品和副產(chǎn)品 ?②爐渣 礦石 的脈石和熔劑、燃料灰分等熔化后組成爐渣，其主要成分為： C aO 、 Si O2 、 Al2O3 、 MgO 、 及少量的 M nO 、 Fe O 及 CaS 等。? 渣比：每噸生鐵的產(chǎn)渣量。隨著入爐原料品位的高低及焦比及焦炭灰分的多少而差異很大，我國大型高爐的渣量在 30 0 ～ 60 0Kg 之間。? 一般爐渣出爐溫度為 14 00 ～ 15 00 ℃ ，熱含量 16 80 ～19 00 KJ/K g 鋼鐵冶煉 一、生鐵冶煉 ㈣產(chǎn)品和副產(chǎn)品 ?③煤氣 將含塵量降到 10～ 20毫克 /m3?？勺鳛楣I(yè)上的燃料。一般高爐煤氣總量的 1/3左右用于自身熱風(fēng)爐的加熱，其余可供動(dòng)力、煉焦、煉鋼、燒結(jié)、軋鋼等部門使用。 鋼鐵冶煉 二、鋼冶煉 煉鋼的基本任務(wù)四脫二去二調(diào)整脫碳脫硫脫氧脫磷去氣去夾雜成分溫度 鋼鐵冶煉 二、鋼冶煉 ?㈠ 煉鋼的基本過程 ①元素的氧化 氧化順序與各元素與氧的親合力有關(guān) A、 T1400℃ 元素的氧化順序： Si、 Mn、 C、 P、 Fe B、 1400℃ T1530℃ 元素的氧化順序： Si、 C、 Mn 、P、 Fe Ｃ、 T1530℃ 氧化順序： C、 Si、 Mn、 P、 Fe 鋼鐵冶煉 ② 造渣脫磷脫硫 ? 鋼中磷磷在鋼中以 [Fe3P] 或 [Fe2P] 形式存在，但通常以 [P] 來表示。磷的危害如下： ? 冷脆； ? 降低鋼的抗裂性能； ? 偏析高且難以消除。冷脆：當(dāng)鋼中的 P 含量較高，環(huán)境溫度較低的時(shí)，鋼坯容易發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。鋼中 [P] 含量要求高級(jí)鋼： w[P] ≤ %優(yōu)質(zhì)鋼： w[P] ≤ %特殊質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)鋼： w[P] ≤ % 鋼鐵冶煉 ? 鋼中硫硫在鋼中以 [ FeS ] 形式存在，但通常以 [S ] 來表示。硫的危害如下： ? 熱脆； ? 降低鋼的焊接性能； ? 惡化鋼的耐蝕性； ? 偏析嚴(yán)重。熱脆：當(dāng)鋼中的 S 含量較高，熱加工時(shí)，鑄坯沿著鑄錠表面液體處開裂的現(xiàn)象。 — （微觀解析見 P 149 ）Mn 對(duì)鋼性能的影響： ? 鋼中加 Mn 后， [ Mn ] 在鋼凝固的范圍內(nèi)生成 MnS （熔點(diǎn) 1610 ℃ ）， MnS 和 FeS 生成FeS MnS 共晶化合物 ( 熔點(diǎn) 116 4 ℃ ) ，可有效防止鋼在軋制時(shí)開裂； ? MnS 塑性夾雜物，在軋制過程中被拉長成條帶狀，可提高鋼的熱延展性。② 造渣脫磷脫硫 鋼鐵冶煉 ? 鋼中的非金屬夾雜來源：①外來夾雜；②內(nèi)生夾雜?；瘜W(xué)成分：①氧化物夾雜；②硫化物夾雜；③氮化物夾雜。加工性能：①塑性夾雜；②脆性夾雜。由于非金屬夾雜對(duì)鋼的性能產(chǎn)生 嚴(yán)重影響，因此在煉鋼、精煉和連鑄的過程中，應(yīng)最大限度地控制鋼液中夾雜物的含量，控制其形狀和尺寸。② 造渣脫磷脫硫 鋼鐵冶煉 I、爐渣脫硫 利用渣中足夠的 CaO，把鋼液中 FeS去除。 [FeS]+(CaO)→(FeO)+(CaS) 生成的 CaS渣不熔于鋼液，且比其輕，浮在鋼液表面。 (FeS)+(CaO)→(FeO)+(CaS) II、氣化脫硫 [S]+2[O] → SO [S]+O2 → SO2 [S]+2(FeO) → SO2 氣 +2[Fe] ② 造渣脫磷脫硫 鋼鐵冶煉 ? 鋼中的氧鋼中氧過高 的危害： ? 澆鑄過程無法得到正確凝固組織結(jié)構(gòu)的鑄坯； ? 會(huì)產(chǎn)生皮下氣泡、疏松等缺陷； ? 會(huì)加速硫的熱脆； ? 生成的氧化物夾雜會(huì)降低鋼加工性能。一般測(cè)定的鋼中氧含量是 T[ O] ，包括溶解氧和氧化物中的氧。在用濃差法測(cè)定氧時(shí)才測(cè)定鋼液中溶解的氧 （ 氧的活度 ）。[O ] 的去除： 加脫氧劑（合金），常用的脫氧劑有Fe Mn ， Fe Si ， Mn Si ， Ca Si 等合金。③ 脫氧及合金化 鋼鐵冶煉 a 碳脫氧： FeO+C→Fe+CO 主要在渣中進(jìn)行，不產(chǎn)生非金屬氧化物，利于優(yōu)質(zhì)鋼產(chǎn)生，缺點(diǎn)是： 1600℃ 時(shí)與 ％ [c]相平衡的氧含量 ％，在鋼錠冷卻過程，可再次發(fā)生碳氧反應(yīng)。產(chǎn)生鋼錠中氣孔、疏松等缺陷。在碳脫氧的緩慢過程中，容易引起增碳，對(duì)于碳規(guī)定范圍很窄或含碳量很低的鋼種就有困難。 b 錳脫氧：弱脫氧劑 ： Mn+2FeO→MnO+Fe 生成物 MnO不溶于鋼液，還與 SiO FeO結(jié)合生成低熔點(diǎn)液態(tài)爐渣，有利于上浮去除。 Mn還能降低鋼中 S的有害作用。 ③ 脫氧及合金化 鋼鐵冶煉 ㈡常見的煉鋼方法