钢铁冶金炼钢学课件

炼钢原理与操作

第一章概论

炼钢原理与操作

第一章概论1一、教学目的理解炼钢的任务；了解钢铁工业的发展历程。二、重点难点炼钢的基本任务；钢铁生产的长、短流程。第一章概述一、教学目的第一章概述2第一章概述钢铁工业的发展

第二节炼钢基本任务

第一节第一章概述第二节第一节3

第一节钢铁工业的发展现代炼钢法的发展历程现代炼钢生产工艺流程我国钢铁工业的发展我国钢铁工业存在的差距我国钢铁工业的发展战略第一节钢铁工业的发展现代炼钢法的发展历程现代4

现代炼钢法的发展历程1856年英国人亨利·贝塞麦(H.Bessemer):酸性空气底吹转炉炼钢法底吹空气使铁水中硅、锰、碳氧化放热造酸性渣，不脱磷、硫.钢水中氮的含量高冶炼时间长,炉子寿命低1878年英国人托马斯（S.G.Thomas）:

碱性空气底吹转炉炼钢法(即托马斯法）造碱性渣，脱磷、脱硫。原料使用范围广钢的质量好。钢水中氮的含量高。冶炼时间长,炉子寿命低.

现代炼钢法的发展历程底吹空气使铁水中硅、锰、5现代炼法的发展历程1865年法国人马丁（MarTin)发明了以铁水、废钢为料的酸性平炉（马丁炉)法。1880年，出现第一座碱性平炉适用于各种原料条件，生铁和废钢的比例调范围大钢的品种质量超过空气转炉。设备庞大，生产率较低，对环境的污染较大1952年奥地利林茨(Linz)城，1953年多纳维茨(Donawitz)城建成了30t氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为LD法。生产率、热效率高。成本低，钢水质量高实现自动化操作。氧气转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法。6现代炼法的发展历程1865现代炼钢法的发展历程1967年德国马克希米利安钢铁公司与加拿大莱尔奎特公司共同试验，开发了氧气底吹转炉炼钢法。特点：炉底吹入氧气，改善冶金反应的动力学条件，脱碳能力强。有利于冶炼超低碳钢种。造渣慢，脱磷效果差。1979年日本住友金属研制出氧气顶底复吹转炉。特点：促进了金属与渣、气体间的平衡，吹炼过程平稳。渣中氧化铁含量少，减少了金属和铁合金的消耗。改造容易(对LD转炉)，因此该炼钢方法在各国得到了迅速。现代炼钢法的发展历程1967年德国马克希米利安钢铁公司与7现代炼钢法的发展历程1899年法国人赫劳特研制三相交流电弧炉，完全使用废钢冶炼获得成功。特点：钢液成分、温度和炉内气氛容易控制。品种适应性大，特别适于冶炼高合金钢。电弧炉炼钢法也是当前主要的炼钢法之一。电炉冶炼的钢目前占世界钢总产量的30％～40％。电炉炼钢根据电能转换成热能方式不同：感应炉、电渣炉、等离子炉等特种冶金方法。现代炼钢法的发展历程1899年法国人赫劳特研制三相8

现代炼钢生产工艺流程

长流程：短流程：氧气转炉方法生产的钢所占比例70%电弧炉炼钢法生产的钢所占比例30%采矿选矿烧结炼铁铁水预处理复吹转炉炉外精炼连铸连轧废钢预热超高功率电炉炉外精炼连铸连轧

现代炼钢生产工艺流程采矿选矿烧结炼铁铁水预处理复吹转炉炉9现代炼钢生产工艺流程现代炼钢生产工艺流程10现代炼钢生产工艺流程现代炼钢生产工艺流程111890年清末张之洞在湖北开办了我国第一个钢铁厂1890年~1948年累计产钢不到200万吨1996年钢产量10124万吨位居世界第一位中国钢产量从1亿t到2亿t，用了7年时间从2亿t钢到3亿t仅用了2年时间2007年中国粗钢产量为4.89亿吨2008年中国粗钢产量为5.02亿吨是日本、美国、俄罗斯韩国、印度、德国、乌克兰、巴西、意大利之和中国钢产量平均年增长率连续保持在20％以上受到全球钢铁界瞩目我国钢铁工业的发展近代钢铁工业状况1890年清末张之洞1996年钢产量中国钢产量从从2亿t钢12我国钢产量的变化情况我国钢产量的变化情况13我国钢铁工业存在的差距我国是钢铁大国、非钢铁强国高附加值产品缺口大：每年进口不锈钢薄板、镀锌板、冷轧薄板、电工钢板、石油管道无缝管等约1500多万吨。钢材质量水平与先进国家有差距。中小企业钢厂水平低：有害元素、气体含量、夹杂物、分成范围控制水平低。能耗大：钢原材料的消耗与发达国家日本、韩国有差距高污染：废气、废水、废渣利用的不好（中小企业）我国钢铁工业存在的差距我国是钢铁大国、非钢铁强国14我国钢铁工业的发展战略

我国钢铁工业要坚持内需为主导，避免大进大出。淘汰落后工艺、装备和产品：禁止新建20t以下的转炉、电炉，300m3以下的高炉推进循环经济：不能局限在钢厂内部“循环”，必须与外部社会、上下游发生关系。钢铁企业要通过跨地区集团化重组，向集团化方向发展：以若干个大型先进型企业为核心，联合其他企业，逐步壮大。积极利用低品位的铁矿石资源：科学、合理地利用国内低品位铁矿资源。

我国钢铁工业的发展战略我国钢铁工业要坚持内需为主导，避免大15炼钢基本任务钢的分类钢和生铁的区别炼钢的基本任务钢的分类第二节炼钢基本任务钢和生铁的区别炼钢的基本任务钢的分类第二节16钢和铁的区别钢：C＜2.0%（实用＜1.4）的铁碳合金，少量的杂质元素强度高，塑性好，韧性大具有很好的物理化学性能与力学性能可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工。较好的焊接性。生铁：C＞2.0%～4.5%的铁碳合金，一定的杂质元素。脆而硬，无韧性不能锻、轧，只能铸造性。做炼钢原料、铸件。纯铁Ｃ＜０.０２％、Ｆｅ＞９９.９％铁碳合金。塑性好，韧性大，强度很低做实验用料。熟铁Ｃ＝０.１％的铁碳合金一定杂质。钢和铁的区别钢：C＜2.0%（实用＜1.4）的铁碳合金，少量17

炼钢的基本任务四脱二去两调调整温度成分去气去夹杂脱碳、脱磷脱氧、脱硫一注钢锭连铸钢坯炼钢的基本任务四脱二去两调调整温度去气脱碳、脱磷一注钢锭18钢的分类按化学成份分类按钢中所含主要合金元素分类按冶炼方法及质量水平分类按用途及特殊性能分类按金相组织分类钢的分类按化学成份分类按钢中所含按冶炼方法按用途按金相组织分19按化学成份分类

碳素钢高碳钢C＞0.6%中碳钢C0.25~0.6%低碳钢C＜0.25%超低碳钢C＜0.015%(无公认标准)合金钢（合金元素总量）高合金钢＞10%合金钢5~10%低合金钢3~5普通低合金钢＜3%微合金钢（低碳钢的基础上加入微量的Ni、V、Ti）按化学成份分类碳素钢20

按钢中所含主要合金元素锰钢硅钢硼钢铬镍钨钢铬锰硅钢等

按钢中所含锰钢硅钢硼钢铬镍钨钢铬锰硅钢等21

按冶炼方法分类转炉电弧炉等离子炉感应炉电渣电子束炉

按冶炼转炉电弧炉等离子炉感应炉电渣电子束炉22

按质量水平分类按脱氧程度按S、P含量普通钢沸腾钢镇静钢半镇静钢优质钢高级优质钢按质量水平按脱氧程度按S、P含量普通钢沸腾钢镇静钢优质钢高23按用途及特殊性能分类结构钢工具钢弹簧钢轴承钢不锈钢高温合金碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢高速工具钢按用途及特殊性能结构钢工具钢弹簧钢轴承钢不锈钢高温合金碳素结24

按金相组织分类铁素体钢珠光体钢马氏体钢贝氏体钢奥氏体钢按金相组织铁素体钢马氏25本章小结【复习与思考】炼钢的主要方法有哪些，各有何特征?长流程与短流程各有何特点?炼钢的基本任务是什么?