鋼鐵冶金煉鋼學(xué)課件

煉鋼原理與操作

第一章概論

煉鋼原理與操作

第一章概論1一、教學(xué)目的理解煉鋼的任務(wù)；了解鋼鐵工業(yè)的發(fā)展歷程。二、重點難點煉鋼的基本任務(wù)；鋼鐵生產(chǎn)的長、短流程。第一章概述一、教學(xué)目的第一章概述2第一章概述鋼鐵工業(yè)的發(fā)展

第二節(jié)煉鋼基本任務(wù)

第一節(jié)第一章概述第二節(jié)第一節(jié)3

第一節(jié)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展我國鋼鐵工業(yè)存在的差距我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略第一節(jié)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程現(xiàn)代4

現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程1856年英國人亨利·貝塞麥(H.Bessemer):酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法底吹空氣使鐵水中硅、錳、碳氧化放熱造酸性渣，不脫磷、硫.鋼水中氮的含量高冶煉時間長,爐子壽命低1878年英國人托馬斯（S.G.Thomas）:

堿性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法(即托馬斯法）造堿性渣，脫磷、脫硫。原料使用范圍廣鋼的質(zhì)量好。鋼水中氮的含量高。冶煉時間長,爐子壽命低.

現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程底吹空氣使鐵水中硅、錳、5現(xiàn)代煉法的發(fā)展歷程1865年法國人馬丁（MarTin)發(fā)明了以鐵水、廢鋼為料的酸性平爐（馬丁爐)法。1880年，出現(xiàn)第一座堿性平爐適用于各種原料條件，生鐵和廢鋼的比例調(diào)范圍大鋼的品種質(zhì)量超過空氣轉(zhuǎn)爐。設(shè)備龐大，生產(chǎn)率較低，對環(huán)境的污染較大1952年奧地利林茨(Linz)城，1953年多納維茨(Donawitz)城建成了30t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間并投入生產(chǎn)，稱為LD法。生產(chǎn)率、熱效率高。成本低，鋼水質(zhì)量高實現(xiàn)自動化操作。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上最主要的煉鋼方法。6現(xiàn)代煉法的發(fā)展歷程1865現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程1967年德國馬克希米利安鋼鐵公司與加拿大萊爾奎特公司共同試驗，開發(fā)了氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。特點：爐底吹入氧氣，改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件，脫碳能力強。有利于冶煉超低碳鋼種。造渣慢，脫磷效果差。1979年日本住友金屬研制出氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐。特點：促進了金屬與渣、氣體間的平衡，吹煉過程平穩(wěn)。渣中氧化鐵含量少，減少了金屬和鐵合金的消耗。改造容易(對LD轉(zhuǎn)爐)，因此該煉鋼方法在各國得到了迅速?，F(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程1967年德國馬克希米利安鋼鐵公司與7現(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程1899年法國人赫勞特研制三相交流電弧爐，完全使用廢鋼冶煉獲得成功。特點：鋼液成分、溫度和爐內(nèi)氣氛容易控制。品種適應(yīng)性大，特別適于冶煉高合金鋼。電弧爐煉鋼法也是當(dāng)前主要的煉鋼法之一。電爐冶煉的鋼目前占世界鋼總產(chǎn)量的30％～40％。電爐煉鋼根據(jù)電能轉(zhuǎn)換成熱能方式不同：感應(yīng)爐、電渣爐、等離子爐等特種冶金方法?，F(xiàn)代煉鋼法的發(fā)展歷程1899年法國人赫勞特研制三相8

現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程

長流程：短流程：氧氣轉(zhuǎn)爐方法生產(chǎn)的鋼所占比例70%電弧爐煉鋼法生產(chǎn)的鋼所占比例30%采礦選礦燒結(jié)煉鐵鐵水預(yù)處理復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐外精煉連鑄連軋廢鋼預(yù)熱超高功率電爐爐外精煉連鑄連軋

現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程采礦選礦燒結(jié)煉鐵鐵水預(yù)處理復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐9現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程10現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)工藝流程111890年清末張之洞在湖北開辦了我國第一個鋼鐵廠1890年~1948年累計產(chǎn)鋼不到200萬噸1996年鋼產(chǎn)量10124萬噸位居世界第一位中國鋼產(chǎn)量從1億t到2億t，用了7年時間從2億t鋼到3億t僅用了2年時間2007年中國粗鋼產(chǎn)量為4.89億噸2008年中國粗鋼產(chǎn)量為5.02億噸是日本、美國、俄羅斯韓國、印度、德國、烏克蘭、巴西、意大利之和中國鋼產(chǎn)量平均年增長率連續(xù)保持在20％以上受到全球鋼鐵界矚目我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展近代鋼鐵工業(yè)狀況1890年清末張之洞1996年鋼產(chǎn)量中國鋼產(chǎn)量從從2億t鋼12我國鋼產(chǎn)量的變化情況我國鋼產(chǎn)量的變化情況13我國鋼鐵工業(yè)存在的差距我國是鋼鐵大國、非鋼鐵強國高附加值產(chǎn)品缺口大：每年進口不銹鋼薄板、鍍鋅板、冷軋薄板、電工鋼板、石油管道無縫管等約1500多萬噸。鋼材質(zhì)量水平與先進國家有差距。中小企業(yè)鋼廠水平低：有害元素、氣體含量、夾雜物、分成范圍控制水平低。能耗大：鋼原材料的消耗與發(fā)達國家日本、韓國有差距高污染：廢氣、廢水、廢渣利用的不好（中小企業(yè)）我國鋼鐵工業(yè)存在的差距我國是鋼鐵大國、非鋼鐵強國14我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略

我國鋼鐵工業(yè)要堅持內(nèi)需為主導(dǎo)，避免大進大出。淘汰落后工藝、裝備和產(chǎn)品：禁止新建20t以下的轉(zhuǎn)爐、電爐，300m3以下的高爐推進循環(huán)經(jīng)濟：不能局限在鋼廠內(nèi)部“循環(huán)”，必須與外部社會、上下游發(fā)生關(guān)系。鋼鐵企業(yè)要通過跨地區(qū)集團化重組，向集團化方向發(fā)展：以若干個大型先進型企業(yè)為核心，聯(lián)合其他企業(yè)，逐步壯大。積極利用低品位的鐵礦石資源：科學(xué)、合理地利用國內(nèi)低品位鐵礦資源。

我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略我國鋼鐵工業(yè)要堅持內(nèi)需為主導(dǎo)，避免大15煉鋼基本任務(wù)鋼的分類鋼和生鐵的區(qū)別煉鋼的基本任務(wù)鋼的分類第二節(jié)煉鋼基本任務(wù)鋼和生鐵的區(qū)別煉鋼的基本任務(wù)鋼的分類第二節(jié)16鋼和鐵的區(qū)別鋼：C＜2.0%（實用＜1.4）的鐵碳合金，少量的雜質(zhì)元素強度高，塑性好，韌性大具有很好的物理化學(xué)性能與力學(xué)性能可進行拉、壓、軋、沖、拔等深加工。較好的焊接性。生鐵：C＞2.0%～4.5%的鐵碳合金，一定的雜質(zhì)元素。脆而硬，無韌性不能鍛、軋，只能鑄造性。做煉鋼原料、鑄件。純鐵Ｃ＜０.０２％、Ｆｅ＞９９.９％鐵碳合金。塑性好，韌性大，強度很低做實驗用料。熟鐵Ｃ＝０.１％的鐵碳合金一定雜質(zhì)。鋼和鐵的區(qū)別鋼：C＜2.0%（實用＜1.4）的鐵碳合金，少量17

煉鋼的基本任務(wù)四脫二去兩調(diào)調(diào)整溫度成分去氣去夾雜脫碳、脫磷脫氧、脫硫一注鋼錠連鑄鋼坯煉鋼的基本任務(wù)四脫二去兩調(diào)調(diào)整溫度去氣脫碳、脫磷一注鋼錠18鋼的分類按化學(xué)成份分類按鋼中所含主要合金元素分類按冶煉方法及質(zhì)量水平分類按用途及特殊性能分類按金相組織分類鋼的分類按化學(xué)成份分類按鋼中所含按冶煉方法按用途按金相組織分19按化學(xué)成份分類

碳素鋼高碳鋼C＞0.6%中碳鋼C0.25~0.6%低碳鋼C＜0.25%超低碳鋼C＜0.015%(無公認標(biāo)準(zhǔn))合金鋼（合金元素總量）高合金鋼＞10%合金鋼5~10%低合金鋼3~5普通低合金鋼＜3%微合金鋼（低碳鋼的基礎(chǔ)上加入微量的Ni、V、Ti）按化學(xué)成份分類碳素鋼20

按鋼中所含主要合金元素錳鋼硅鋼硼鋼鉻鎳鎢鋼鉻錳硅鋼等

按鋼中所含錳鋼硅鋼硼鋼鉻鎳鎢鋼鉻錳硅鋼等21

按冶煉方法分類轉(zhuǎn)爐電弧爐等離子爐感應(yīng)爐電渣電子束爐

按冶煉轉(zhuǎn)爐電弧爐等離子爐感應(yīng)爐電渣電子束爐22

按質(zhì)量水平分類按脫氧程度按S、P含量普通鋼沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼按質(zhì)量水平按脫氧程度按S、P含量普通鋼沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)質(zhì)鋼高23按用途及特殊性能分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼彈簧鋼軸承鋼不銹鋼高溫合金碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金工具鋼高速工具鋼按用途及特殊性能結(jié)構(gòu)鋼工具鋼彈簧鋼軸承鋼不銹鋼高溫合金碳素結(jié)24

按金相組織分類鐵素體鋼珠光體鋼馬氏體鋼貝氏體鋼奧氏體鋼按金相組織鐵素體鋼馬氏25本章小結(jié)【復(fù)習(xí)與思考】煉鋼的主要方法有哪些，各有何特征?長流程與短流程各有何特點?煉鋼的基本任務(wù)是什么?