钢铁冶金学资料ckij.docx

冶金学:是一门研研究如何何经济地地从矿石石或其它它原料中中提取金金属或金金属化合合物，并并用一定定加工方方法制成具有有一定性性能的金金属材料料的科学学。由于于矿石性性能不同同，提取取金属的的原理、工工艺过程程和设备不同，从从而形成成专门的的冶金学学科。提取冶金金的分类类:按所冶炼炼金属类类型分：有色冶冶金钢铁铁冶金按冶金工工艺过程程不同分分：火法法冶金湿湿法冶金金电冶金金火法冶金金主要过过程：干燥：去去水，温温度为44006000。焙烧：以以驱除其其中的挥挥发性组组分，改改变原料料组成为为目的、在在低于矿矿石熔点点温度下下、在特定气氛氛中进行行的冶金金过程。煅烧：在在空气中中以去CCO2 、水、NNOx为为目的的的冶金过过程。烧结与球球团：以以获得特特定矿物物组成、结结构及性性能的造造块。熔炼：还还原氧化化物，提提取粗金金属。精炼：氧氧化杂质质，获得得纯金属属。铸造：液液态金属属凝固成成固态。生铁:是含碳量量大于22.0的铁碳碳合金，工工业生铁铁含碳量量一般在在2.55%-44%，并并含C、SSi、MMn、S、P等等元素,是用铁铁矿石经经高炉冶冶炼的产产品生铁性能能：生铁铁坚硬、耐耐磨、铸铸造性好好，但生生铁脆，不不能锻压压钢：指含含碳量00.2-2的的铁碳合合金。根根据成分分不同，又又可分为为碳素钢钢和合金金钢，根根据性能能和用途不不同，又又可分为为结构钢钢、工具钢和特特殊性能能钢高强高韧韧是钢的的重要特特征炒钢:向向熔化的的生铁鼓鼓风，同同时进行行搅拌促促使生铁铁中的碳碳氧化。再再经过渗渗碳锻打打成钢。也也可有控控制地把把生铁含含碳量炒炒到需要要的程度度，再锻锻制成钢钢制品。 平炉时代代 优势势：可以以炼废钢钢，原料料适用广广，质量量提高缺陷：生生产率低低，环境境污染大大氧气转炉炉时代 产产量高，质质量好，无无需外热热源，投投资低，建建设快 钢铁生产产的典型型工艺（长长流程）块状区：主要特征征：焦与与炭呈交交替分布布状，皆皆为固体体状态。主要反应应:矿石石间接还还原，碳碳酸盐分分解。软熔区：主要特征征：矿石石呈软熔熔状，对对煤气阻阻力大。主要反应应：矿石石的直接接还原、渗渗碳和焦焦炭的气气化反应应。滴落区：主要特征征：焦炭炭下降，其其间夹杂杂渣铁液液滴。主要反应应：非铁铁元素还还原、脱脱硫、渗渗碳、焦焦炭的气气化反应应。焦炭回旋旋区：主要特征征：焦炭炭作回旋旋运动。主要反应应：鼓风风中的氧氧和蒸汽汽与焦炭炭及喷入入的辅助助燃料发发生燃烧烧反应。炉缸区：主要特征征：渣铁铁相对静静止，并并暂存于于此。主要反应应：最终终的渣铁铁反应。钢铁生产产的两个个典型流流程：高炉炼铁铁：烧结结/球团团 高炉炉转炉连铸机机轧机（长长流程）非高炉炼炼铁：直直接还原原或熔融融还原电炉连铸机机轧机 （短流流程）钢铁工业业的特点点：1、生生产规模模大，物物流吞吐吐大，每每吨钢涉涉及的物物流将是是5-66吨。2、资源源密集、能能耗密集集。在钢钢铁联合合企业内内，每吨吨钢降消消耗0.7-00.8吨左右的的标准煤煤、1.5-11.655吨左右右铁矿石石、3-8吨左左右水；3、制造造流程工工序多、结结构复杂杂4、制造造流程中中伴随大大量物质质/能量量排放，形形成复杂杂的环境境界面钢铁成品品及副产产品产品品：生铁铁、钢、铁铁合金 副产品品：炉渣渣、煤气气钢与生铁铁的区别别炉渣：是是炉料在在冶炼过过程中不不能进到到生铁和和钢中的的氧化物物、硫化化物等形形成的熔熔融体中国钢铁铁工业发发展目标标：在“加强自自主创新新，建设设创新型型国家”目标下下，通过过结构调调整和产产业升级，努努力使我我国从钢钢铁大国国转变为为钢铁强强国。高炉炼铁铁：在高高炉中采采用还原原剂将铁铁矿石经经济而高高效的还还原得到到温度和和成分符符合要求求的液态生生铁的过过程矿物：地地壳中具具有均一一内部结结构、化化学组成成及物理理、化学学性质的的天然化化合物或或自然元元素称为矿物物。其中中能够为为人类利利用的称称为有用用矿物矿石：在在现代的的技术经经济条件件下，能能以工业业规模从从中提取取金属、金金属化合合物或其其它产品品的矿物称称为矿石石矿石的品品位：矿矿石中有有用成分分的质量量百分含含量，称称为该矿矿石的品品位脉石：矿矿石中没没有用的的成分称称为脉石石，一般般在冶炼炼过程中中需要去去除富矿：含含铁品位位>500%的铁铁矿石赤铁矿(Fe22O3)：理论论含铁量量70% 磁铁矿(Fe33O4) ：理理论含铁铁量722.4%菱铁矿(FeCCO3) ：理理论含铁铁量488 . 3%褐铁矿(nFee2O33.mHH2O)：理论论含铁量量55 . 22666.1% 贫矿：实实际含铁铁量低于于理论含含铁量770%的的铁矿石石称贫矿矿（必须须经过选选矿后使使用被焊工件件的材质质通过加加热或加加压或二二者并用用，用或或不用添添充材料料，使工工件的材材质达到到原子间间的结合合而形成成永久性性连接的的工艺过过程称为为焊接。热源种类类：1、电弧弧热（利利用气体体介质放放电过程程所产生生的热能能作为焊焊接热源源。）；2、化学学热（利利用可燃燃和助燃燃气体或或铝、镁镁热剂进进行化学学反应时时所产生生的热能能作为热热源。）；3、电阻阻热（利利用电流流通过导导体时产产生的电电阻热作作为热源源。）；4、高频频感应热热（对于于有磁性性的金属属材料可可利用高高频感应应所产生生的二次次电流作作为热源源，在局局部集中中加热，实实现高速速焊接。）；5、摩擦擦热（由由机械摩摩擦而产产生的热热能作为为热源。）；6、等离离子焰（电电弧放电电或高频频放电产产生高度度电离的的离子流流，它本本身携带带大量的的热能和和动能，利利用这种种能量进进行焊接接。）；7、电子子束（利利用高压压高速运运动的电电子在真真空中猛猛烈轰击击金属局局部表面面，使这这种动能能转化为为热能作作为热源源。）；8、激光光束（通通过受激激辐射而而使放射射增强的的光即激激光，经经过聚焦焦产生能能量高度度集中的的激光束束作为热热源。）。焊接时焊焊件上各各点的温温度每一一瞬时都都在变化化。焊件件上（包包括内部部）某瞬瞬时的温温度分布布称为温温度场。焊接化学学冶金过过程：熔熔化焊时时，焊接接区内各各种物质质之间在在高温下下相互作作用的过过程。熔熵过渡渡形式：短路过过渡、颗颗粒过渡渡、附壁壁过渡、射射流过渡渡、旋转转射流过过渡。碱碱性焊条条：短路路过渡和和大颗粒粒过渡；酸性焊焊条：细细颗粒过过渡和附附壁过渡渡。熔池为半半椭球，几几何尺寸寸为 LL=P22IU 其中中，P22是比例例系数，取取决于焊焊接方法法和规范范。I是焊接接电流，U是焊接电压，上式适用于点状热源。B，H分别是熔池宽度和熔池深度。I，H，B；U，H，B。熔池平均表面积Fg,一般为14Cm2,熔池的比表面积S= Fg/Gp熔池质量量（手工工焊时熔熔池的重重量通常常在0.6116g之之间，多多数少于于5g。埋埋弧焊焊焊接低碳碳钢时，即即使焊接接电流很很大，熔熔池的质质量也不不超过1100gg）和存存在时间间：tmmax=L/vv、tcpp=Gpp/vAww AAW焊缝缝的横截截面积。温温度：熔熔池中部部温度最最高，头头部次之之，其次次是尾部部。熔渣在焊焊接过程程中的作作用：11、机械械保护作作用；22、改善善焊接工工艺性能能的作用用；3、冶金金处理的的作用。分分类：11、盐型型熔渣；2、盐氧化物物型熔渣渣；3、氧化化物型熔熔渣。碱碱度，11分子理理论认为为分为三三类：（1）酸性氧化物（2）碱性氧化物（3）中性氧化物；2离子理论把液态熔渣中自由养离子的浓度定义为碱度。粘度，对熔渣的保护效果、焊接工艺性能和化学冶金都有显著的影响，取决于熔渣的成分和温度（升高温度粘度下降），实质上决于熔渣的结构。表面张力：实际上是气相与熔渣之间的界面张力。熔点：常把固态熔渣开始熔化的温度称为熔渣的熔点，焊条药皮的熔点是指药皮开始熔化的温度，又称造渣温度。活性熔渣渣对焊缝缝金属的的氧化可可分为两两种基本本形式：扩散氧氧化和置置换氧化化。焊缝金属属脱氧的的目的：在于尽尽量减少少焊缝中中的含氧氧量，一一方面要要防止被被焊金属属的氧化化，减少少在液态态金属中中溶解的的氧，另另一方面面要排除除脱氧后后的产物物，因为为他们是是焊接中中非金属属夹杂物物的主要要来源，而而这些夹夹杂物会会使焊缝缝含氧量量增加。原原则：11、脱氧氧剂在焊焊接温度度下对氧氧的亲和和力应比比被焊金金属对氧氧的大；2、脱氧氧的产物物应不溶溶于液态态金属，其其密度也也应小于于液态金金属的密密度；33、必须须考虑脱脱氧剂对对焊接成成分、性性能以及及焊接工工艺性能能的影响响。先期脱氧氧：在药药皮加热热阶段，固固定药皮皮中进行行的脱氧氧反应加加先期脱脱氧，其其特点是是脱氧过过程和脱脱氧产物物与熔滴滴不发成成直接关关系。沉沉淀脱氧氧：在熔熔滴和熔熔池内进进行的。扩扩散脱氧氧：扩散散脱氧是是在液态态金属与与熔渣界界面上进进行的。所谓合金金过渡就就是把所所需要的的合金元元素通过过焊接材材料过渡渡到焊缝缝金属中中去的过过程。目目的：首首先是补补偿焊接接过程中中由于蒸蒸发、氧氧化等原原因造成成的合金金元素的的损失，其其次是消消除焊接接缺陷，改改善焊缝缝金属的的组织和和性能，第第三是获获得具有有特殊性性能的堆堆焊金属属。方式式：1、应用用合金焊焊丝或带带极；22、应用用药芯焊焊丝或药药芯焊条条；3、应用用合金药药皮或粘粘结剂；4、应用用合金粉粉末。合金过渡渡系数：为了说说明在焊焊接过程程中合金金元素利利用率的的高度。影影响因素素：1、合金金元素的的物化性性质；22、合金金元素的的含量；3、合金金剂的粒粒度；44、药皮皮（或焊焊剂）的的成分；5、药皮皮重量系系数。焊芯焊焊丝作用用：导电电、填充充金属。药皮作用用：1、机械械保护作作用2、冶金金处理作作用3、工艺艺性能良良好。组组成：稳稳弧剂、造造渣剂、造造气剂、脱脱氧剂、合合金剂、粘粘结剂、增增塑性焊条工艺艺性能：焊接电电弧的弧弧定性(稳弧性性)、焊缝缝成形、在在各种位位置焊接接的适应应性、飞飞溅、脱脱渣、焊焊条的熔熔化速度度、药皮皮发红程程度及焊焊条发尘尘量等。稳弧性：电弧保保持稳定定燃烧的的程序。影影响因素素有焊条条药皮成成份、电电源的特特性、焊焊接规范范等.药皮成成份的影影响是若若药皮中中含低电电离势元元素,UU稳弧性性，在焊焊条药皮皮中凡是是能降低低电弧电电压的物物质，均均有稳弧弧作用,而电弧弧电压的的高低又又与物质质的电离离势有关关,电离势势低的元元素,化合物物就能起起到稳弧弧作用。药芯焊丝丝：是由由薄钢带带卷成圆圆形钢管管或异形形钢管的的同时，填填满一定定成分的的药粉后后经拉制制而成的的一种焊焊丝。熔池的结结晶特点点：熔池池体积小小，冷却却速度大大；熔池池中的液液态金属属处于过过热状态态；熔池池是在运运动状态态下结晶晶的。其其生成可可分为：非自发发晶核、自自发晶核核。结晶长大大：原子子由液相相不断地地向固相相转移，晶晶核的成成长是通通过二维维成核方方式长大大，但并并不是齐齐步前进进，长大大趋势不不同，有有的一直直向焊缝缝中部发发展；有有的只长长大很短短距离就就被抑制制停止长长大。焊缝中的的化学不不均匀性性：在熔熔池进行行结晶的的过程中中，由于于冷却速速度很快快，已凝凝固的焊焊缝金属属中化学学成分来来不及扩扩散，合合金元素素的分布布是不均均匀的，出出现所谓谓的偏析析现象。1、显微微偏析：枝晶偏偏析，指指晶粒边边界或一一个晶粒粒内部亚亚晶界或或树枝状状晶的晶晶枝之间间的偏析析。产生生原因：选择性性结晶，焊焊接时，冷冷却速度度大，液液固界面面溶质来来不及扩扩散，结结晶有先先后之分分，纯金金属先结结晶，杂杂质后结结晶。胞胞状晶，晶晶粒内部部浓度低低，晶界界处溶质质浓度高高。树枝枝晶，主主干处溶溶质浓度度低，树树枝区域域浓度较较高，晶晶界处浓浓度最高高。2、宏观观偏析（区区域偏析析）：指指焊缝边边缘到焊焊缝中心心，宏观观上的成成分不均均匀性，焊焊缝金属属以柱状状晶长大大，把杂杂质推向向熔池中中心，中中心杂质质浓度逐逐渐升高高，使最最后凝固固的部位位发生较较严重的的偏析，当当焊速较较大时，成成长中的的柱状晶晶最后都都会在焊焊缝中心心相遇，使使溶质和和杂质聚聚集在那那里，容容易产生生焊缝纵纵向裂纹纹。3、层状状偏析：由于化化学成分分分布不不均匀引引起分层层现象。焊焊缝横断断面经浸浸蚀之后后，可以以看到颜颜色深浅浅不同的的分层结结构形态态称为结结晶层。特特征：晶晶粒主轴轴与层状状线垂直直；越先先靠近熔熔合线处处越清析析，远离离熔合线线不清晰晰，线距距越宽；层状线线不是连连续的，是是间断的的链状偏偏析带。产产生原因因：焊缝缝金属的的凝固并并不是连连续均匀匀的过程程，而是是一个断断续的过过程，一一种观点点：层状状偏析是是由于晶晶体成长长速度RR发生周周期变化化引起RR，结晶晶前沿的的溶质浓浓度增大大，晶粒粒含有一一层溶质质较多的的带状偏偏析层。R结晶前沿的溶质浓度减少。焊缝夹杂杂：1、氧化化物SiiO2、MnOO2、TiOO2、Al22O3-热热裂，层层状撕裂裂；2、氮化化物Fee4N 脆脆硬相，硬硬度韧性；3、硫化化物 FeeS MnnS。防防止，最最重要的的是正确确的选择择焊条、焊焊剂，使使之更好好的脱氧氧、脱硫硫等，其其次是注注意工艺艺操作：1、选用用合适的的焊接工工艺参数数，以利利于熔渣渣的浮出出；2、多层层焊时，应应注意清清除前层层焊缝的的熔渣；3、焊条条要适当当的摆动动，以便便熔渣的的浮出；4、操作作时要注注意保护护溶池，防防止空气气侵入。在焊接工工作中用用于改善善焊缝金金属性能能的途径径有很多多，但归归纳起来来，主要要是焊缝缝的固溶溶强化、变变质处理理和调整整焊接工工艺。焊接热循循环的主主要参数数：1、加热热速度（WH）；2、加热的最高温度（Tm）；3、在相变温度以上的停留时间（tH）；4、冷却速度（WC）和冷却时间（t8/5、t8/3、t100）焊接条件件下的组组织转变变的特点点：1、加热热温度高高，2、加热热速度快快，3、高温温停留时时间短，4、自然条件下连续冷却，5、局部加热。焊接热裂裂纹（结结晶裂纹纹）产生生机理，产产生部位位：结晶晶裂纹大大部分都都沿焊缝缝树枝状状结晶的的交界处处发生和和发展的的，常见见沿焊缝缝中心长长度方向向开裂即即纵向裂裂纹，有有时焊缝缝内部颁颁在两树树枝状晶晶体之间间。对于于低碳钢钢、奥氏氏体不锈锈钢、铝铝合金、结结晶裂纹纹主要发发生在焊焊缝上。某某些高强强钢，含含杂质较较多的钢钢种，除除发生在在焊缝之之处，还还出现在在近缝区区上。分分析熔池池各阶段段产生结结晶裂纹纹的倾向向：焊缝缝金属结结晶过程程中，晶晶界是个个薄弱地地带，由由金属结结晶理论论可知，先先结晶的的金属比比较纯，后后结晶的的金属杂杂质多，并并集富在在晶界，并并且熔点点较低，这这些低熔熔点共晶晶物被排排挤在晶晶界，形形成一种种所谓液液态薄膜膜，在在焊接拉拉应力作作用下，就就可能在在这薄弱弱地带开开裂，产产生结晶晶裂纹。产产生结晶晶裂纹原原因：液态薄薄膜拉伸应应力焊接结晶晶裂纹的的影响因因素：11）、冶冶金因素素结晶温温度区间间：合金金状态图图脆性温温度区的的大小随随着该合合金的整整个结晶晶温度区区间的增增加而增增加；合金元元素 aa)、S、P增加结结晶裂纹纹倾向ii)、S、P增加结结晶温度度区间，脆脆性温度度区间TTB裂纹b)、C ii)、C<00.1% C结晶温温度区间间,裂纹ii)、C>00.166% 加剧P有害作作用裂iiii)、C>00.511% 初生相相 cc)、Mn Mnn具有脱脱S作用其中中Mn熔点点高，早早期结晶晶星球状状分布，抗抗裂含碳量量C<00.0116% S裂但加入入Mn裂含碳量量C>00.0116% P对对形成结结晶裂纹纹的作用用超过了了S，Mn无意义义 d)、Si 硅硅是相形形成元素素，利于于消除结结晶裂纹纹，相中中S、P溶解度度大缘故故，Sii>0.4% 易形成成低熔点点的硅酸酸盐夹杂杂使裂，但也也有例外外，例如如焊接高高强铝合合金时，加加入5%的铝硅硅合金焊焊丝，利利用易熔熔共晶的的“愈合作作用”消除裂裂纹。 e)、钛钛Ti 锆和稀稀土元素素对硫的的亲合力力大，形形成高熔熔点的硫硫化物，消消除结晶晶裂纹有有良好的的作用。 f)、O O降低S的有害作用，氧、硫、铁能形成Fe-FeS-FeO三元共晶，使FeS由薄膜变成球状，裂 2)、力的因素在焊接时脆性温度区内金属的强度要小于在脆性温度区内金属所承受的拉伸应力。防止结晶裂纹的措施: 1）、冶金方面控制焊缝中有害杂质的含量，限制S、P、C含量改善焊缝的一次结晶。 2)、工艺方面（减少拉应力） ()应变 E、T0、（）接头预热型式适当增加线能量（q/v）接头型式合理（）妥善安排焊接次冷裂纹的的一般特特征：11、产生生温度MMs点附附近或22003000以下温温度区间间；2、产生生的钢种种和部位位，发生生在高碳碳钢、中中碳钢、低低合金、中中合金高高强钢，热热影响区区合金元元素多的的超高强强钢、TTi合金金发生在在焊缝；3、裂纹纹的走向向：沿晶晶、穿晶晶。产产生时间间：可焊焊后立即即出现，也也有的几几小时，几几天、更更长时间间。延延迟裂纹纹：不是是在焊后后马上出出现的要要经过一一定时间间才出现现的裂纹纹延迟裂裂纹，延延迟裂纹纹是冷裂裂纹中一一种最普普遍的形形态，它它不是焊焊后出现现，因此此危害性性更大。延迟裂纹纹三种形形态：11)焊趾趾裂纹起起源于焊焊缝和母母材的交交界处，并并有明显显应力集集中的地地方，裂裂纹的取取向经常常与焊缝缝纵向平平行，由由焊趾的的表面开开始，向向母材的的深处延延伸；22）、焊焊道下裂裂纹发生生在淬硬硬倾向较较大，含含氢较多多钢种的的焊接热热影响区区，裂纹纹取向与与熔合线线平行，但但也有时时垂直于于熔合线线；3）、根根部裂纹纹起源于于应力集集中的焊焊缝根部部，可能能发生在在焊接热热影响区区，也可可能发生生在焊缝缝（含氢氢量高，预预热不足足）延迟裂纹纹的机理理：高强强钢焊接接时产生生延迟裂裂纹的原原因主要要是：钢钢种的淬淬硬倾向向；焊接接接头的的含氢量量及其分分布，焊焊接接头头的拘束束应力。延延迟裂纹纹的开裂裂过程存存在这两两个不同同的过程程，即裂裂纹的起起源和裂裂纹的扩扩展，扩扩展到一一定情况况下，发发生断裂裂。1、钢种种的淬硬硬倾向焊焊接接头头的淬硬硬倾向主主要决定定于钢种种的化学学成分，其其次是焊焊接工艺艺，结构构板厚及及冷却条条件。钢钢种淬硬硬倾向越越大，越越容易产产生裂纹纹，其原原因为：1）形成成脆硬的的马氏体体 ii)、马马氏体的的形状条条状马氏氏体：低低碳马氏氏体，含含碳量小小于0.3%CC，呈条条状Mss点较高高，在转转变后起起到自行行回火作作用，因因此有一一定韧性性如低碳碳钢、低低碳合金金钢。片片状马氏氏体：含含碳量高高时，形形成片状状马氏体体，片内内存着平平行状的的孪晶，亦亦称孪晶晶马氏体体，硬度度高，组组织脆对对裂纹敏敏感 iii)、组组织对冷冷裂纹的的敏感倾倾向 22）淬硬硬产生晶晶格的缺缺陷材料料在淬硬硬后，会会产生较较多的晶晶格缺陷陷，淬火火后出现现的晶格格缺陷主主要是空空位位错错，相变变应力的的作用下下产生较较多的位位错，在在焊接应应力作用用下，空空位与位位错发生生移动聚聚集，当当达到一一定浓度度时，产产生裂纹纹源，硬硬度扩展展成为裂裂纹。2、氢的的作用氢氢是引起起高强钢钢焊接时时产生延延迟裂纹纹的重要要因素之之一，氢氢具有延延迟作用用，由氢氢引起的的延迟裂裂纹称为为氢致裂裂纹也称称氢诱发发裂纹。块矿和粉粉矿富矿破碎、筛分块矿(>510mm),上限粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿大中型高炉<45mm中小型高炉<2025mm浮选（fflottatiion） 是漂浮浮选矿的的简称。浮浮选是根根据矿物物颗粒表表面物理理化学性性质的不不同，从从矿石中中分离有有用矿物物的技术术方法（即即按矿物物可浮性性的差异异进行分分选的方方法）。精矿：贫贫矿经过过破碎，细细磨，并并通过磁磁选或浮浮选得到到的高品品位细粉粉状矿石石高炉内型型：高炉炉型型为圆断断面五段段式即：炉喉、炉炉身、炉炉腰、炉炉腹、炉炉缸五部部分。炉缸 （HHearrth ）   高高炉内型型下部由由铁口水水平中心心线标高高至炉腹腹下沿之之间的圆圆柱体部部分。 炉腹 （BBoshh ）   从从炉缸上上沿至炉炉腰下沿沿的倒截截头圆锥锥体部分分。炉腰 （BBarrrel or Bellly）    高高炉内型型中部的的圆柱体体部分。炉身 （SStacck ）   从从炉腰上上沿至炉炉喉下沿沿的截头头圆锥体体部分。炉喉 （TThrooat ）   炉炉身之上上的圆柱柱体部分分。死铁层 （Weell ）   从从炉缸下下沿即铁铁口水平平中心线线标高至至炉底砌砌砖上沿沿的倒截截头圆锥锥体部分分。料线零位位：是测测定料面面高度的的基础。钟钟式炉顶顶：大钟钟开启时时大钟的的底边；无钟炉炉顶：炉炉喉钢砖砖的转折折点处或或钢砖顶顶部有效容积积 ：对对钟式炉炉顶高炉炉指从铁铁口水平平中心线线至大钟钟下降位位置下沿沿所包括括的容积积；对于于无钟炉炉顶高炉炉指从铁铁口水平平中心线线至炉喉喉上沿（一一般把该该标高设设为料线线零位）之之间的容容积高炉炼铁铁原料：含铁原原料：铁铁矿石：1.661.8吨/吨铁，主主要成分分为：FFe3OO4，理理论含铁铁量722.4%；Fe22O3，理理论含铁铁量700%铁矿石中中的脉石石主要：有 SSiO22、All2O33 、CCaO 、MggO等金金属氧化化物，以以酸性氧氧化物为为主。脉脉石主要要参与造造渣，几几乎不被被还原脉石成分分总体要要求：酸酸性氧化化物和碱碱性氧化化物质量量大体相相当高炉炼铁铁的含铁铁原料：烧结矿矿：高碱碱度烧结结矿和自自熔性烧烧结矿球团矿：酸性球球团矿和和自熔性性球团矿矿块 矿：磁铁矿矿、赤铁铁矿碎 铁 ： 高炉炉生产以以人造富富矿为主主烧结的定定义：将各种粉粉状铁，配配入适宜宜的燃料料和熔剂剂，均匀匀混合，然然后放在在烧结机机上点火烧结结。在燃燃料燃烧烧产生高高温和一一系列物物理化学学变化作作用下，部部分混合合料颗粒粒表面发发生软化熔融，产产生一定定数量的的液相，并并润湿其其它未融融化的矿矿石颗粒粒。冷却却后，液液相将矿矿粉颗粒粒粘结成块。这这一过程程叫烧结结碱度：炉炉渣中CCaO与与SiOO2的质质量百分分数之比比生产中碱碱度（RR）的计计算抽风烧结结的原理理：布在烧结结机台车车上的混混合料经经点火和和抽风气气流自下下而上通通过料层层中燃料料燃烧产产生高温。引起起一系列列物理化化学反应应，物料料局部软软熔生成成一定的的液相。随随后，由由于温度度下降，液相冷凝凝结块，形形成气孔孔率高，矿矿物组成成而天然然矿不同同的烧结结矿。烧结过程程的主要要反应：燃烧反反应、分分解反应应、还原原与再氧氧化反应应、气化化反应焦炭： 成分：固固定碳：8085%灰份：（SSiO22占455500%，AAl2OO3占115330%）挥发份：CO、CCO2、CCH4、NN2、HH2作用：燃燃烧产生生热量、燃燃烧后产产生COO作为还还原剂、支支撑料柱柱，使料料层透气气炼钢的基基本任务务：1、四脱脱：C、S、P、O2、二去去：气体体、夹杂杂；3、二调调整：温温度、成成分。4、浇注注氧化物的的还原：高炉内内主要还还原剂有有CO、CC、H22。不同同种类还还原剂还还原行为为及效果果差别很大大。按还还原剂和和还原反反应产物物不同，概概括分为为间接还还原和直直接还原原两大类类。一、间接接还原：凡是用CCO或HH2做还还原剂，最最终气体体产物是是CO22或H22O的称称为间接接还原。二、直接接还原：凡用碳作作还原剂剂，最终终气体产产物是CCO的反反应称为为直接还还原。高炉里固固体碳与与矿石中中铁氧化化物和液液相FeeO都有有直接接接触进行行直接还还原反应应的机会会。但矿矿石与焦焦炭可接接触的界界面很小小，渣中中FeOO较少，所所以，铁铁氧化物物与固体体碳直接接接触进进行还原原的数量量将是有有限的。实实际高炉炉里固体体碳参与与的直接接还原反反应，主主要是CCO还原原铁氧化化物，生生成的CCO2再再与碳进进行气化化反应，通通过COO这样的的传递过过程完成成的，即即直接还还原反应应是间接接还原与与碳气化化反应叠叠加而实实现的T5770时， FeOO+COO=Fee+COO2 CO22+C=2COO FeeO+CC=Fee+COO同理： 3Fee2O33+C=2Fee3O44+COO Fe3OO4+CC=3FFeO+CO        T5770时， 1/44Fe33O4+C=33/4FFe+CCO高炉炉渣渣是：由矿石，焦焦炭及熔熔剂中不不能被还还原的氧氧化物等等组成，主主要成分分是SiiO2、Al22O3、CaOO、MgOO（四者合合计超过过炉渣组组成的995%）、MnnO、FeOO、CaSS等，冶冶炼特殊殊矿石时时，渣中中还含有有TiOO2、CaF22等高炉造渣渣的基本本任务：就是要根根据矿石石中的脉脉石与焦焦炭灰分分的特点点，配加加适当种种类和数数量的助熔剂，调调整好炉炉渣中碱碱性成分分和酸性性成分的的比例，以以形成物物理及化化学性能能均符合合要求的的炉渣。使得得：炉渣渣具有低低的熔点点和良好好的流动动性，能能顺利从从渣、铁铁口流出出。使炉渣具具有一定定的脱硫硫能力，并并能在一一定程度度上控制制Si、MMn、KK、Naa的还原原。高炉炉渣渣的作用用：(1)分分离渣铁铁，具有有良好的的流动性性，能顺顺利排出出炉外。(2)具具有足够够的脱硫硫能力，尽尽可能降降低生铁铁含硫量量，保证证冶炼出出合格的的生铁。(3)具具有调整整生铁成成分，保保证生铁铁质量的的作用。根根据需要要控制某某些元素素反应进进行的程程度，如如促进某某些元素素还原，以以提高回回收率。在在冶炼FFe-SSi时除除保证入入炉原料料中有一一定数量量的SiiO2外外，还加加入高纯纯度硅石石(SiiO2>>90%)，以以形成酸酸性渣，促促进Sii还原。(4)保保护炉衬衬，具有有较高熔熔点的炉炉渣，易易附着于于炉衬上上，形成成“渣皮”，保护护炉衬，维维持生产。熔熔点过低低或粘度度过小，将将会缓慢慢侵蚀炉炉衬，故故炉渣的的性能直直接影响响炉衬的的寿命。提高炉渣渣脱硫能能力的措措施：1）提高高炉渣碱碱度，即即增加渣渣中CaaO量有有利于脱脱硫2）提高高温度3）低FFeO 还原原性气氛氛。4）合适适的MggO、MMnO含含量焦炭在风风口前燃燃烧的作作用：为高炉提提供所需需热量的的80%；燃烧产生生的还原原气体（CCO、HH2）保保证了炉炉料的还还原；燃料燃烧烧留下的的空间为为炉料不不断下降降提供了了条件，而而且风口口前的燃烧状状态对煤煤气流分分布，软软熔带的的形成，以以致冶炼炼效果都都有重要影响响。高炉炼铁铁的生产产总原则则：优质、低低耗、高高产、长长寿、高高效益直接氧化化是指氧气气直接与与铁液中中的元素素产生氧氧化反应应。当向铁液液中吹入入氧气时时，如果果在铁液液与气相相界面有有被溶解解的元素素如SSiMnnC,虽有有大量的的铁原子子存在，但但根据元元素的氧氧化次序序SiiMnnC将优先先于铁而而被氧化化。反应可写写为：C+0.55O=COSii+O2=（SiOO2）Mn+0.5OO2（Mn）在氧气转转炉炼钢钢时氧气气流股冲冲击铁液液形成一一个冲击击坑，氧氧气与铁铁液直接接接触，易易产生元元素的直直接氧化化。间接氧化化方式吹入的氧氧气由于于动力学学的原因因首先与与铁液中中的Fee原子反反应形成成FeOO进入炉渣渣，同时时使铁液中溶溶解氧O。炉炉渣中的的（FeeO）和和溶解在在铁液中中的OO再与与元素发发生间接接氧化。其反应为为：OO2+Fee=(FFeO) (FeeO)=Fe+O如： 2O+SSi=(SiiO2)或 2(FFeO)+Si=2FFe+(SiOO2)在渣-金金界面上上往往产产生元素素的间接接氧化反反应。1、脱碳碳反应炼钢的一一个重要要任务是是利用氧氧化方法法将铁液液中过多多的碳去去除，称称为脱碳碳。脱碳碳反应是是贯穿于于冶炼过过程。在高温下下C主要氧氧化成为为CO。C与与氧的反反应有：在渣-金金界面上上：C+（FeOO）=CO+FeeC+O=COØ 在气-金金界面上上：C+12O2=CO脱碳反应应的作用用脱碳反应应除了调调整钢液液碳含量量的作用用外，其其反应产产物COO气体的的上浮排排除使得得脱碳反反应给炼炼钢带来来独特的的作用。1促进熔熔池成分分温度均均匀；   2提高化化学反应应速度；3降低钢钢液中的的气体含含量和夹夹杂物数数量：4造成喷喷溅和溢溢出：2、硅的的氧化硅的直接接氧化和和间接氧氧化反应应式在气-金金界面上上Si+O22=（SiOO2）在渣-金金界面上上 Si+2O=（SiOO2）直接氧氧化Sii+2（FeOO）=（SiOO2）+2FFe间接接氧化3、锰的的氧化与与还原铁液中的的锰反应应,形成高高温下稳稳定的MMnO。Mn的氧化化反应式式为：在气-金金界面上上Mn+1/2O22=（MnOO）在渣-金金界面上上Mn+O=（MnOO）Mn+（FeOO）=（MnOO）+Fee4、脱磷磷反应式式用碱性炉炉渣进行行脱磷的的反应为为：在渣-金金界面 3(CCaO)+2P+5OO=(3CaaO·PP2O55)   33(CaaO)+2PP+55(FeeO)=(3CCaO··P2OO5)+5Fee在渣-金金-气界面面 3(CCaO)+2P+5/22O2=(3CCaO··P2OO5)5、脱硫硫反应反应热力力炉渣分子子理论认认为，脱脱硫反应应为：S+（CaOO）=（CaSS）+O分子理论论解释不不了纯FFeO渣渣也能脱脱硫的现现象，故故炉渣离离子理论论认为，脱脱硫反应应属于电电化学反反应：S+（O2-）=（S2-）+O  三种脱氧氧方式沉淀脱氧氧又叫直接接脱氧。把把块状脱脱氧剂加加入到钢钢液中，脱脱氧元素素在钢液液内部与与钢中氧氧直接反反应，生成的脱脱氧产物物上浮进进入渣中中的脱氧氧方法称称为沉淀淀脱氧。出钢时向向钢包中中加入硅硅铁锰铁铝铁或或铝块脱脱氧就是是沉淀脱脱氧。扩散脱氧氧又叫间接接脱氧。它它是将粉粉状的脱脱氧剂如如C粉Fe-Si粉粉CaSSi粉Al粉加加到炉渣渣中，降降低炉渣渣中的氧氧含量，使使钢液中中的氧向向炉渣中中扩散，从从而达到到降低钢钢液中氧氧含量的的一种脱脱氧方法法。在电炉炼炼钢的还还原期和和炉外精精炼过程程向渣中中加入粉粉状脱氧氧剂进行行脱氧操操作就是是扩散脱脱氧。真空脱氧氧是利用降降低系统统的压力力来降低低钢液中中氧含量量的脱氧氧方法。它它只适用用于脱氧氧产物为为气体的的脱氧反反应如C-O反应。这种脱氧氧方法常常用于炉炉外精炼炼中，如如RH真空空处理VADDVD等精精炼方法法都可实实现钢液液的真空空脱氧。铁水预处处理：是指铁水水进入炼炼钢炉之之前对其其进行脱脱除杂质质元素或或从铁水水中回收收有价值值元素的的一种工工艺流程。炉外精炼炼：按传统工工艺，将将常规炼炼钢炉（转转、电）中中完成的的精炼任任务（四四脱（SS、P、C、O），二二去（气气体、夹夹杂），两两调整（温温度、成成分），部部分或全全部地转转移到钢钢包或其其它容器器中进行精炼炼的过程程 钢包包精炼炉炉炉外精炼炼的特点点：选择一一个理想想的精炼炼气氛条条件，通通常采用用真空、惰惰性气氛氛或还原原性气氛氛；对钢液液进行搅搅拌，可可采用电电磁感应应、惰性性气流或或机械方方法搅拌拌；钢液加加热，在在精炼过过程中通通常采用用电弧加加热、埋埋弧加热热、等离离子加热热或增加加化学热热等。钢的连铸铸：使钢水不不断地通通过水冷冷结晶器器，凝成成硬壳后后从结晶晶器下方方出口连连续拉出出，经喷喷水冷却却，全部凝固固后切成成坯料（连连铸坯）的的铸造工工艺连铸铸的优势势：提高高成材率率。连铸铸产品的的均一性性高、质量好。降降低能耗耗。易于于实现机机械化自自动化。占占地面积积小、生生产周期期快、吨吨坯成本本低。连铸机台台数、机机数、流流数台数:凡共用一一个钢包包（盛钢钢桶）或或同时浇浇注几根根铸坯的的连铸装装置，称称为一台台连铸机机机数:凡是具有有独立的的传动和和工作系系统，可可独立进进行正常常工作的的连铸系系统，称称为一个机组（一一机）。流数:凡是不经经切割而而连续浇浇注一根根长的铸铸坯，称称为一流流。每台台连铸机机所能同同时浇注的铸坯坯总根数数，称为为连铸机机的流数数。钢包作用用：存储钢水水，将钢钢水由精精炼炉运运送到连连铸机上上，在钢钢包底部部设有AAr管进进行吹AAr搅拌拌，起到精炼炼作用。钢包结构构：钢包由钢钢包本体体、滑动动水口连连接板、透透气砖等等组成长长水口用用于钢包包和中间间包之间间，保护钢水浇浇注时不不受二次次氧化，防防止钢流流飞溅，对对提高铸铸坯质量量有明显显效果挡墙：在中间包包内设置置的高出出钢液面面的墙称称为挡墙墙。其作作用为：隔离冲冲击区与与浇铸水水口区；形成循循环流，有有利去除除夹杂；减少死死区，有有利于钢钢水温度度分布均均匀。坝：设置在中中间包内内钢液面面