鋼鐵: 是以Fe和C為主要組成元素,同時還含有Si、Mn、P、S等雜質(zhì)元素的合金。包含生鐵與鋼。
生鐵: 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(wc>2.11%),雜質(zhì)元素的含量也較高的鐵碳合金,生鐵硬度高、性脆,很少直接使用。
鋼: 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低(wc <2.11%),雜質(zhì)元素的含量也較低的鐵碳合金,鋼一般具有較好的強韌性,是常用的金屬材料。
鋼材: 鋼錠或鋼坯經(jīng)壓力加工成各種形狀規(guī)格的鋼材。
煉鋼法:原料--可以是鐵礦石也可以是廢鐵,這取決于工藝過程--首先熔化成鋼水。以礦砂為原料的煉鋼須使用高爐,而以廢鐵為原料的工藝使用的是電弧熔爐。
然后,鋼水被倒入連鑄機中凝固。
這樣就生產(chǎn)出了我們所知道的半成品。這些半成品可以是具有矩形橫截面的扁鋼錠,也可以是具有個正方形截面的塊鋼或者鋼坯。它們都是一些坯料,用于制造最后的成品。
最后,這些半成品被變形或軋制成為最終成品。 其中的一些須經(jīng)過熱處理,就是所謂的“熱軋”。 隨后,一半以上的經(jīng)過熱軋的薄鋼板在環(huán)境溫度下再次軋制(即所謂的“冷軋”)。 然后,它可以被涂上一層抗腐蝕的防護材料。
1-燒結(jié) 在燒結(jié)車間中,制備鐵礦石。鐵礦石被壓碎碾成標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒,被燒結(jié)或粘合在一起。燒結(jié)的鐵礦石隨后被壓碎,并按一層焦炭、一層礦石的交替方式,被加入高爐中。焦炭是是從富炭煤蒸餾出的固體殘渣,極易燃燒。
2-高爐
在高爐中,從鐵礦石中提取鐵。固態(tài)的礦石和焦炭由頂部加入高爐,而高爐底部送來的一股熱氣(1200℃)致使幾乎是100%含炭量的焦炭開始燃燒。 這便產(chǎn)生了碳的氧化物,它通過除氧過程來減少了氧化鐵,從而分離出鐵。 由燃燒產(chǎn)生的熱量將鐵和脈石(礦石中礦物的集合)熔化成液體。 脈石,由于比較輕,會漂浮至鐵水表面,就是所謂的“生鐵”。爐渣是熔融脈石產(chǎn)生的殘渣,可用于其他工業(yè)用途,比如用于鋪設(shè)道路或生產(chǎn)水泥。 流程圖
3-煉焦?fàn)t
焦炭是煤在煉焦?fàn)t中通過干餾(即將不需要的成分氣化掉)得到的可燃物質(zhì)。焦炭幾乎是純碳,其結(jié)構(gòu)呈多孔狀,且抗碾性能很強。焦炭在高爐中燃燒,提供了熔化鐵礦石所需的熱量和氣體。
4-轉(zhuǎn)爐
在吹氧轉(zhuǎn)爐中,生鐵轉(zhuǎn)換成鋼鐵。熔化的生鐵會被倒在一層鐵屑上。 碳和殘渣等不需要的物質(zhì)都會通過注入純凈的氧氣燃燒掉,從而生產(chǎn)出粗鋼。 然后,殘渣或者爐渣就會被撇去。 粗鋼(之所以稱為粗鋼,是因為它還必須經(jīng)過進(jìn)一步的精煉)然后倒入桶內(nèi)。
5-電弧熔爐
鋼材生產(chǎn)流程圖
加入電弧熔爐爐中的可以是經(jīng)過選擇的但未經(jīng)處理的廢鐵(比如舊的機器零件),或者可以是含鐵量至少為92%的經(jīng)過篩選的、碾碎的、達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的廢鐵。 廢鐵在電弧熔爐中被熔化。這就生產(chǎn)出了鋼水,然后進(jìn)行與生鐵同樣的精煉和分級。 廢鐵包括報廢的鋼制包裝材料、建筑材料、機器和車輛零件、或者從煉鋼過程或由鋼鐵加工裝置產(chǎn)生的廢生鐵和鋼鐵。針對每種不同鋼種,原材料的都必須經(jīng)過仔細(xì)的選擇。 這種選擇取決于任何廢鐵中金屬或礦石都可能含有的“雜質(zhì)”的類型。電弧熔爐磁性“廢鋼桶”將原料送入熔爐中。 冶煉過程由強大的電弧驅(qū)動,這些電弧在電極和熔爐中的原料之間“跳動”。 殘渣或爐渣會從熔爐中回收。 最終的產(chǎn)品是鋼水,現(xiàn)在正被送入鋼包爐和分級設(shè)備。
6-精煉
精煉(脫碳)和化學(xué)添加劑的夾雜物 這兩項操作需在一個真空密封的容器中進(jìn)行。 鋼鐵借助惰性氣體-氬氣在精煉桶和容器之間旋轉(zhuǎn)。 這一工藝過程使得鋼鐵的化學(xué)成分得到高精度的調(diào)整,以得到特種鋼鐵。
7-連續(xù)鑄造機
這里所示的是正在鑄造的扁鋼錠。 鋼水被不斷地倒入沒有底部的鑄模中。 當(dāng)鑄模被拉動時,鋼鐵就開始與鑄模的水冷內(nèi)壁接觸,并開始凝固。 然后,鑄造好的金屬由一連串的輥筒引導(dǎo)被向下拉,同時持續(xù)得到冷卻。 當(dāng)它到達(dá)末端時,鋼鐵已完全凝固,并立刻被切成所需的長度。
8-軋鋼機
將坯料轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品。 此時,扁鋼錠被轉(zhuǎn)軋制成薄板。 扁鋼錠首先在爐中被再加熱。 這使它具有更好的延展性,促進(jìn)拔出和成形。 緊接著,坯料通過了臺架的軋輥而被“瘦身”,或者使它逐漸地變薄。
鋼材生產(chǎn)流程圖
一、煉鐵:
煉鐵實質(zhì):是將鐵從礦石中還原的過程 煉鐵方法:高爐煉鐵 煉鐵原料:鐵礦石、焦炭、溶劑等
原料 鐵礦石:是主要的煉鐵原料,有磁鐵礦“Fe3O4”、赤鐵礦“Fe2O3”、褐鐵礦“2Fe2O3.3H2O”、菱鐵礦“FeCO3”。鐵礦石中除鐵的化合物外,還含有硅、錳、磷、硫等的化合物,這些統(tǒng)稱為脈石 焦炭:燃燒熱為煉鐵提供熱源;不完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體作為還原劑,將鐵從礦石中還原出來 熔劑:石灰石(CaCO3)、熒石(CaF2)。其作用是與鐵礦石中的脈石結(jié)合形成低熔點、密度小、流動性好的熔渣,使之與鐵液分離,以便獲得較純凈的生鐵液 高爐 主要產(chǎn)品是生鐵,副產(chǎn)品有爐渣和爐氣(冶煉過程和原理見圖) 生鐵 煉鋼生鐵:硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低(wSi<1.25%),斷口呈銀白色,主要用于煉鋼 鑄造生鐵:硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(wSi>1.25%~3.2%),斷口呈灰黑色,用作鑄造的原料
二、煉鋼 煉鋼實質(zhì):是通過氧化降低生鐵中的碳與雜質(zhì)元素的含量,使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成分和性能; 煉鋼原料:煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑(石灰石等)、脫氧劑(硅鐵、錳鐵、鋁等)、合金料等; 煉鋼過程:主要包括氧化、造渣、脫氧等; 煉鋼方法:目前煉鋼方法主要有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼等;
氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼:主要以生鐵液為原料,加適量的廢鋼,其特點是生產(chǎn)率高、節(jié)省能源、成本低,適合于大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè),主要生產(chǎn)各類普通用途的非合金鋼(碳鋼)
鋼的澆注:鋼液凝固成鋼錠或鋼坯的過程。根據(jù)鋼脫氧程度不同,可分為鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。
鎮(zhèn)靜鋼:指脫氧充分的鋼。鎮(zhèn)靜鋼組織致密,性能較好,加工時需切除鋼錠頭部,使成材率下降
沸騰鋼:指脫氧不充分的鋼。沸騰鋼鋼錠內(nèi)多氣孔,組織疏松,性能比鎮(zhèn)靜鋼差。但成材率高,軋制的板材表面質(zhì)量好
半鎮(zhèn)靜鋼:脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間的鋼
三、鋼材生產(chǎn)
鋼材種類:有鋼板、型鋼、鋼管、鋼絲等;
生產(chǎn)方法:主要有軋制(分冷軋與熱軋)、拉拔、擠壓、鍛造等方法。
鋼板:鋼錠或鋼坯軋制成鋼板。鋼板可鍍鋅、鍍錫、鍍鉛、塑料復(fù)合等表面處理 中厚板:5mm;中板厚度為3~5mm,一般采用熱軋 薄板:的厚度小于3mm,坯料為熱軋中厚板,采用冷軋 鋼帶:成卷供應(yīng),采用冷軋 型鋼:采用型材軋機軋制而成。有圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、八角鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼、T字鋼等。普通型鋼主要用于建筑、 橋梁、車輛等,優(yōu)質(zhì)型鋼主要用于機械零件、工具等 鋼絲:采用直徑為6~9mm的熱軋線材(盤條)拉拔而成。退火的低碳鋼絲可用于捆扎物體、也可編織成各種用品;高碳鋼絲可制成各種彈簧,或用多根鋼絲捻成合股的鋼絲繩和鋼索,用于吊索、電線、電纜、固定物體等。 鋼管:分無縫管與焊管。 無縫管:管采用斜軋穿孔機將實心鋼坯穿孔后,再經(jīng)冷拔或熱軋而制成。無縫鋼管主要用于石油、化工等行業(yè) 有縫管:用鋼板或鋼帶卷壓成形,然后焊接而成。縫鋼管應(yīng)用廣泛,主要用于自來水管、煤氣管等
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