[工学]钢铁冶金概论绪论.pptVIP

钢 铁 冶 金 概 论 课程的主要目的 介绍钢铁冶炼及加工过程的基本原理、工艺特点及基本工艺流程，使非冶金专业学生对钢铁联合企业的生产过程有一个全面而概括的了解，并初步掌握冶金的基本知识。 第一部分:绪论 1.1 冶金的基本概念 1.2 冶金的相关学科 1.3 冶金工业发展史 1.4 现代冶金过程 1.5 钢铁产品及副产品 1.6 钢铁资源与能耗 1.7 冶金中的耐火材料 1.8 钢铁工业发展现状 1.9 环保、循环经济与钢铁可持续发展 1.1 冶金的基本概念 1) 冶金的概念： 冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物，并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。 2）冶金分类 提取冶金： 物理冶金： 3）冶金方法 火法冶金： 湿法冶金： 电冶金： 1.2 冶金学的支撑学科 1.3 冶金工业发展历史 人类社会发展史： 原始社会→奴隶社会→封建社会→资本主义社会 中国冶金的辉煌历史 1.4 现代冶金过程—冶炼过程 现代冶金过程—轧钢过程 火法冶金工序 选矿 干燥 煅烧 焙烧 烧结 球团 熔炼 精炼 钢铁冶炼工艺流程大体分为以下三类： (1)高炉—转炉流程 铁矿石→高炉→生铁水→转炉→钢水 此流程也叫“二步炼钢法”或“间接炼钢法”。此流程工艺技术成熟，生产率高，成本低，是现代钢铁冶金大规模工业生产的主要流程（主流）。 2)直接还原炉—电炉流程 铁矿石→直接还原炉→固态海绵铁（可替代废钢）→电炉→钢水 此流程也叫“一步炼钢法”或“直接炼钢法”，是一种使铁矿石在低于熔化温度下直接还原成含碳量近似于钢的固态海绵铁的方法。此流程工序少，所以也叫“短流程”。此流程要求使用高品位铁矿石和高质量的一次能源（天然气或低硫煤），电耗较高。 (3)熔融还原炉—转炉流程 铁矿石→熔融还原炉→生铁水→转炉→钢水 此流程也叫“熔融还原法”，是一种将铁矿石在熔融状态下还原成生铁水的方法。此流程的工序也较少，所以也叫“短流程”。 上述流程(2)和(3)相对于流程(1)来说，设备投资少，占地面积小，生产成本低……但目前流程(2)和(3)尚在发展阶段，二者产量之和占世界钢产量的比重还很小（＜5%）。 钢铁(联合企业)生产工艺流程： 采矿→选矿→原料处理→炼铁→炼钢→轧钢→钢材 目前，炼铁技术的发展趋势： 高炉大型化，已出现了有效容积＞5000m3的巨型高炉。 发展高炉的精料（高、熟、净、匀、小、稳）技术。（提高含铁料的入炉品位，其次是要求原燃料强度高、成分均匀和稳定，粒度适中，含有害杂质少等） 采用强化冶炼（高风温、高压操作、富氧鼓风、脱湿鼓风、喷吹燃料、提高炉寿等）技术。 改进高炉设备（皮带上料、无料钟炉顶、炉前机械化、炉前除尘、外燃式热风炉、计算机控制……），改善工人劳动条件，为使高炉冶炼合理化和自动化创造必要条件。 炼钢技术的发展趋势： 发展氧气底吹转炉法和顶底复合吹炼法。 采用真空冶炼和钢水炉外精炼技术，改善钢的质量，扩大钢的品种。 发展连续铸钢（连铸）技术，采用计算机控制，使炼钢工艺连续化和自动化。 采用超大容量的转炉和超高功率的电炉，提高生产率，降低生产成本。 钢铁工业的发展状况能准确地反映一个国家 的经济发达程度和发展水平。纵观当今世界各国，所有发达国家国家无一不具有相当发达的钢铁工业。 目前，没有任何材料能替代钢铁材料在国民经济中的现有地位。 钢铁之所以成为用途最广、用量最大的材料的原因： Fe的埋藏量大。在地球所有的金属元素中，Fe的埋藏量仅次于Al居第二位，而且埋藏集中，形成巨大的铁矿床，便于开采。铁矿石含Fe量（铁矿石品位）一般为25%～70%。 冶炼容易，生产规模大，效率高，质量好；成本低。 钢铁材料具有良好的物理、机械和工艺加工性能，如有较高的强度和韧性、导热和导电性、耐磨性、耐腐蚀性，有较好的焊接及铸锻轧性能等。 Fe易与其他元素(Ni、Cr、Mn、V、Si……)形成具有各种特殊性能的合金，扩大钢铁材料的品种。 钢铁易于通过热处理调整其机械性能，满足国民经济各方面的需要。 1.5 钢铁产品及副产品 1)钢铁冶炼产品 1）炼钢生铁——炼钢的主要原料，有一定成分要求。 生铁与钢的区别 化学成分方面的区别 钢和生铁都是Fe-C合金，但二者的含碳量不同； 生铁的含碳量＞2%，钢的含碳量﹤2%； 其他元素（Si、Mn、P、S等）也不同。 生铁与钢的区别 物理性能及加工性能方面 生铁：硬且脆，耐磨性好，强度差，不能压力加工、锻造