演示文稿鋼鐵冶金概論

演示文稿鋼鐵冶金概論當(dāng)前第1頁\共有24頁\編于星期五\5點（優(yōu)選）鋼鐵冶金概論當(dāng)前第2頁\共有24頁\編于星期五\5點主要內(nèi)容一、概述二、鐵合金的生產(chǎn)方法三、硅系、錳系及鉻系合金的生產(chǎn)四、其它鐵合金生產(chǎn)簡介當(dāng)前第3頁\共有24頁\編于星期五\5點一、概述1.鐵合金的定義

由一種或一種以上的金屬和非金屬元素與鐵組成的合金，稱為鐵合金；鐵合金還包括有其它非鐵質(zhì)元素組成的合金。2.用途脫氧劑：

煉鋼過程為脫C而吹入大量的氧，部分殘留在鋼中，影響鋼材質(zhì)量，需加入與氧親和力強(qiáng)的合金，形成氧化產(chǎn)物進(jìn)入爐渣去除，用于脫氧的合金稱為脫氧劑；常用如Fe-Si、Fe-Mn、Mn-Si、Al等；合金劑：

煉鋼過程用于調(diào)整鋼的化學(xué)成分使鋼合金化的元素或合金稱合金劑。當(dāng)前第4頁\共有24頁\編于星期五\5點3.鐵合金的分類普通鐵合金特種鐵合金Si系鐵合金:Fe-Si,Ca-Si,工業(yè)SiMn系鐵合金:高、中、低CFe-Mn,Mn-Si,金屬MnCr系鐵合金:高、中、低CFe-Cr,Cr-Si,金屬Cr其它鐵合金:Fe-P,Fe-W,Fe-Ni,Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-V,Fe-Nb,Fe-B等Fe-ZrN-化鐵合金:Mn系,Cr系發(fā)熱鐵合金:高、低CFe-Cr,Fe-Nb氧化物壓塊:MoO3、WO3鈣系復(fù)合脫氧劑：Ca、Si、Mn、Al復(fù)合合金當(dāng)前第5頁\共有24頁\編于星期五\5點二、鐵合金的生產(chǎn)方法1、高爐法2、電爐法3、爐外法4、真空電阻爐法5、氧氣轉(zhuǎn)爐法當(dāng)前第6頁\共有24頁\編于星期五\5點1、高爐法

主要用于生產(chǎn)易還原元素鐵合金和低品位鐵合金。目前主要用于生產(chǎn)Fe-Mn，生產(chǎn)過程與高爐法生鐵冶煉基本相同；優(yōu)點：連續(xù)式生產(chǎn)；生產(chǎn)效率高；成本低缺點：爐內(nèi)溫度低難還原元素不能被還原，生產(chǎn)品種有限當(dāng)前第7頁\共有24頁\編于星期五\5點2、電爐法-分為礦熱爐和電弧爐（精煉爐）兩種

當(dāng)前第8頁\共有24頁\編于星期五\5點3.爐外法當(dāng)前第9頁\共有24頁\編于星期五\5點

用硅、鋁、或鋁鎂合金作還原劑，依靠反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)熱進(jìn)行冶煉，在筒式爐中進(jìn)行；主要用于生產(chǎn)Fe-Mo、Fe-Ti、Fe-B、Fe-W等。當(dāng)前第10頁\共有24頁\編于星期五\5點4.真空電阻爐法功能：

主要用于生產(chǎn)含氮合金、含碳極低的微碳Fe-Cr（[C]0.01~0.05%）；工藝：將壓制成型塊料裝入電阻爐內(nèi)，依靠電流通過電極時的電阻熱加熱，同時抽氣。脫碳反應(yīng)是在固態(tài)下進(jìn)行，生產(chǎn)為間歇式。當(dāng)前第11頁\共有24頁\編于星期五\5點5.氧氣轉(zhuǎn)爐法原料：液態(tài)碳素合金、純氧、冷卻劑及造渣材料；工藝：將液態(tài)碳素合金兌入轉(zhuǎn)爐，高壓氧氣經(jīng)氧槍入爐進(jìn)行吹煉，依靠氧化反應(yīng)放出的熱量脫碳，通過耗氧量判斷終點。按操作工藝特點分為連續(xù)式和間歇式，無熔劑法和有熔劑法。當(dāng)前第12頁\共有24頁\編于星期五\5點三、硅系、錳系及鉻系合金的生產(chǎn)1.硅系鐵合金2.錳系鐵合金3.鉻系鐵合金當(dāng)前第13頁\共有24頁\編于星期五\5點1.硅系鐵合金1）主要品種硅鐵、工業(yè)硅、含硅脫氧劑；2）硅鐵冶煉的主要原材料硅石（SiO2＞97%）、含鐵原料（碳素鋼屑）、碳質(zhì)還原劑；3）主要反應(yīng)：SiO2+2C+Fe=Fe-Si+CO當(dāng)前第14頁\共有24頁\編于星期五\5點2.錳系鐵合金1）主要品種高、中、低碳Fe-Mn、Mn-Si合金及金屬Mn；2）碳素錳鐵冶煉的主要原材料

電爐熔劑法生產(chǎn)碳素Fe-Mn的原料為錳礦（MnO2）、還原劑（焦炭）、熔劑（石灰）3）主要反應(yīng)：MnO2→Mn2O3+O2Mn2O3→Mn3O4+O2Mn3O4→MnO+O2MnO+C→Mn+COFeO+C→Fe+COMnO.SiO2+CaO→CaO.SiO2+MnO（R≈1.2~1.4）當(dāng)前第15頁\共有24頁\編于星期五\5點3.鉻系鐵合金1）主要品種碳素、中低碳、微碳Fe-Cr、Cr-Si合金、金屬Cr；2）碳素鉻鐵冶煉的主要原材料

鉻礦（Fe,Mg)O(Cr,Al,Fe)2O3、還原劑（焦炭）、硅石(SiO2)(用于調(diào)整爐渣粘度)3）主要反應(yīng)：Cr2O3+C→Cr+COCr2O3+C→Cr3C2+COCr2O3+C→Cr7C3+COCr2O3+C→Cr23C6+CO當(dāng)前第16頁\共有24頁\編于星期五\5點四、其它鐵合金生產(chǎn)簡介(Fe-W)1.Fe-W的用途細(xì)化晶粒(鋼錠不容易產(chǎn)生裂紋)；與[C]形成W-C,增加紅硬性沖擊強(qiáng)度、耐磨性；耐酸、熱合金；電接觸點合金當(dāng)前第17頁\共有24頁\編于星期五\5點2.鎢礦

除稀有的鎢輝礦WS2外其余均以鎢酸鹽形式存在；主要：黑鎢礦（FeO.MnO）WO3

白鎢礦CaO.WO3當(dāng)前第18頁\共有24頁\編于星期五\5點3.冶煉原理用碳作還原劑化學(xué)反應(yīng)：2/3WO3+2C——2/3W+2COT始=963KWO3+7/3C——1/3W2C+2COT始=959K用硅、鋁作還原劑化學(xué)反應(yīng)：2/3WO3+Si——2/3W+SiO2

由于單位爐料發(fā)熱量低所以必須加入Al以增大爐料發(fā)熱值！2/3WO3+4/3Al——2/3Al2O3+2/3W當(dāng)前第19頁\共有24頁\編于星期五\5點4.鎢鐵冶煉

鎢鐵的生產(chǎn)方法的決定因素：含[W]70~80%的Fe-W熔化溫度為2973~3273K，所以在電爐條件下合金在爐內(nèi)為半熔融態(tài)，不可能從爐內(nèi)流出！

①.積塊法②.爐外法③.取鐵法當(dāng)前第20頁\共有24頁\編于星期五\5點①積塊法設(shè)備：小型單相爐或三相電爐（300~2500KVA）原料：鎢精礦+還原劑（瀝青焦、FeSi）+造渣劑（CaF2、Mg砂）工藝：當(dāng)前第21頁\共有24頁\編于星期五\5點②爐外法工藝當(dāng)前第22頁\共有24頁\編于星期五\5點③取鐵法工藝過程精煉期取鐵期貧化期當(dāng)前第23頁\共有24頁\