学习情境1物料的识别及选用.pdf

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1、学习情境学习情境 1 1 物料的识不及选用物料的识不及选用任务任务 1.11.1 废钢、铁水及生铁的识不和选用废钢、铁水及生铁的识不和选用【任务描述】通过转炉冶炼原料样本的瞧瞧和比立，会对废钢、铁水及生铁进行识不和选用。能够识不各种废钢铁，并依据所炼钢种的不同选用钢铁原材料。【任务分析】技能目标：据所炼钢种的要求选用不同的钢铁料据所炼钢种的要求选用适宜的铁水原料知识目标：废钢铁中密封容器和有害元素的识不【知识预备】1.1.11.1.1 操作步骤或技能实施1.1.1.11.1.1.1 识不识不(1)废钢与生铁的识不。钢是碳含量低于的一种铁碳合金，炼钢生产中所炼钢种碳含量大多在以下。钢的特点是强度

2、高、塑性好，能够锻、轧成各种所需要的外形，同时能随成分、压力加工和热处理方法的不同获得不同性能的材料。所谓废钢是指已不能正常应用的钢材余料；锈蚀或报废的机器部件；零件加工时的碎屑，如车屑、刨屑或磨屑等。钢厂的废品及返回料等，一般以锭、坯、棒、管、板、管、带、丝、压块、铸件、轧辊等形态出现。合金废钢能够采纳手提光谱仪、砂轮研磨来鉴不钢种，必要时也能够作化学分析来鉴不。如表1-7 为某厂废钢分类及规格。表表 1-71-7 废钢分类及规格废钢分类及规格类不重型废钢中型废钢小型废钢轻薄废钢渣钢各种废钢典型举例中包大块、铸坯及其切头、切尾、重型机械零件及重铸造钢件钢材及其切头、切边、机械零件及铸钢件、工

3、业设备废钢等钢材切头、机械零件、铸件工具、农具等钢带及切头、薄板及切边钢丝盘条、钢屑等包底钢、跑钢、渣钢(含钢 78%)块度/mmmmmm4005008003004008008单重/kg500300生铁以铁块、铁水、铸件、轧辊等形态出现。生铁是碳含量 w(C)的另一种铁碳合金，炼钢生产中所用的生铁，其碳含量w(C)=3.5%之间。它的特点是无塑性，特别脆，不能进行压力加工变形，熔点较低，液态时的流淌性比钢好，易铸成各种铸件。固态生铁标为铁块，外表大多有凹槽及肉眼可见砂眼。铁块有两大品种：一是灰口铁，也喊灰铸铁，因其断面呈暗灰色而得名，其硅含量较高，液态时流淌性好，常用于生产铸件；二是白口铁，因

4、其断面呈亮白色而得名，其硅含量较低，一般作为炼钢用生铁。表 1-8 为某厂炼钢生铁块技术要求。液态生铁称为铁水，分为化铁炉铁水和高炉铁水两大类。二者相比，高炉铁水中的硫、磷含量一般较低，而碳、硅含量较高，铁水兑进转炉时会飞扬起一层飞灰，其中还可能夹带有闪亮的细片。表1-9为某厂铁水技术要求。化铁炉铁水是白费能源、破坏地球环境的工艺，必须淘汰。表表 1-81-8 炼钢用生铁块技术条件炼钢用生铁块技术条件铁种炼钢用生铁牌号铁号代号CSi一组Mn二组三组一级化学成分 w/%P二级三级特类一类S二类三类注：优质钢种用铁块为L04 或 L08；P 一级；S 一类或特类炼 04L04炼 08L08炼 10

5、L10大于表表 1-91-9 某厂炼钢用铁水技术条件某厂炼钢用铁水技术条件名目成分前后动摇量w(Si)/%w(Mn)/%w(P)/%w(S)/%温度/1250注：优质钢种对铁水的要求见该钢种操作要点(2)废钢来源。废钢来源要紧有两方面。一是社会废钢：社会上的工业废钢(如旧机器及部件，废轧辊，废铸件，车刨屑等)和生产废钢(如废旧铁门窗，铁锅及家用工具等)，经回收分类后能够作为炼钢生产的金属料，使这些废钢得到再生。二是钢厂自己的返回料(其中有的是合金返回料)：一般是指开坯、成品车间的切头、切尾、冷条、报废的坯料及钢材等，炼钢车间的注余钢水、包底残钢、汤道以及报废的钢锭等。合金返回钢返炼后能够回收其

6、中的合金元素，节约自然资源。依据所炼钢种的要求选用不同的钢铁料依据所炼钢种的要求选用不同的钢铁料(转炉炼钢转炉炼钢)(1)所炼钢种对硫、磷有较高要求的，宜选用含硫、磷低等级的铁块或铁水。(2)所炼钢种对夹杂物有严格要求的，应选用纯洁的(一级或二级)废钢。(3)对钢种硫磷含量要求特别严格的应对所用铁水进行预处理，预先将铁水中的硫、磷含量脱到特别低水平后再进行炼钢。注重事项(1)废钢(特别是合金废钢)应分类堆放，标明钢种及成分。(2)要依据炼钢要求，配料时应合理搭配使用各种废钢铁。(3)必须依据钢种要求正确选用合金返回料。(4)废钢中不得混有砖块、泥砂、油、回丝等杂物，也不得混有有色金属、封闭物等

7、，否那么会增加冶炼难、落低钢质、成分出格报废，甚至发生爆炸等恶性事故。知识点金属料的分类金属料的分类废钢的分类见表 1-10。1-101-10 碳素废钢的分类、尺寸和单重碳素废钢的分类、尺寸和单重(GB4223-84)(GB4223-84)类不代号各类废钢典型举例需求状态单重/kg外形尺寸/mmmmmm一、重型废钢FG1钢锭、铸坯及其切夹、切尾，重型机械的零部件及其铸钢件等块状50018001200500400各种钢材及其切夹、切边、块、板、条机械废钢件、船板、各种二、中型废钢FG2铆焊件、铸余、齿轮、火车轮轴、铸钢件等三、小型废钢GF3各种钢材及其切夹、切边、机器废钢件、镰斧、锄头、撬棍、铁

8、路道钉等四一级冷打包块冷压块GF6冷机械加工切屑钢屑，不许夹有铁屑及夹杂物，FeO5钢屑，不许夹有铁屑及夹杂物，FeO5散状钢屑钢包底，跑钢，轧钢等薄板及其切头、钢丝、盘条等轻薄料(板材厚度4mm，直径80mm 为轻薄料)机械打包散状机械压块机械压块机械压块条、粒状块状条块状型状及其他异3050050040030030500400300板材厚度4密度密度密度8005004005004002500400(2)轻二级冷打包块型三级冷打包块废钢散料密度密度密度分不同重、中、小型废钢800500400 或圆饼800500400800500400长度250(铁合金炉用)120五一级热打包块钢屑二级热打包

9、块钢屑六、渣钢铁水质量对冶炼的碍事铁水质量对冶炼的碍事那个地点讲的所谓铁水质量要紧是指铁水的成分和进炉温度。A A 铁水温度的碍事铁水温度的碍事转炉炼钢所需的热量要紧来自两方面：一来自于铁水本身温度所具有的物理热，二来自于铁水中元素在氧化过程中放出的化学热。表1-11为某 150t 顶底复吹转炉某炉次测定的数据(括号内为测定值，括号前为换算成kJ 的值)。表表 1-111-11热平衡表热平衡表热收进名目铁水物理热各元素的氧化热其中：CSiMnPFe烟尘氧化热SiO2成渣热共计热量 kJ(kcal)108459(25900)94049(22459)55821(13330)25042(5980)1

10、118(267)3915(935)8153(1947)4250(1015)3957(945)210720(50320)%共计210720(50320)名目铁水物理热炉渣物理热矿石分解热炉气物理热烟尘带走热铁珠及喷溅带走热其他热损失热支出热量 kJ(kcal)132747(31700)33082(7900)12563(3000)16667(3980)1893(452)3220(769)10549(2519)%从表 1-11 中可知，铁水温度带进往的物理热占整个热收进的，是转炉炼钢的要紧热源之一。可见，铁水温度对冶炼过程的温度操纵有着重要作用。B B 铁水成分的碍事铁水成分的碍事a 铁水成分对冶炼

11、温度的碍事从表 1-11 中数据可知，铁水中元素氧化后所释放出来的化学热占整个热收进的，是特不要紧的热量来源。可见铁水的成分对冶炼过程的温度操纵有着重要作用。b 铁水成分对冶炼的碍事(1)铁水中磷、硫含量的碍事。一般情况下，要是铁水中磷、硫含量高，在正常的渣量、碱度、流淌性和氧化性的情况下(即往磷、往硫效果相同的情况下)得到的钢水中的磷、硫含量亦为较高，势必会落低钢的质量。但当发现铁水中磷、硫含量较高时，能够采纳增加渣料用量、增加换渣次数的方法来强化脱磷、硫的效果(或者先进行铁水预处理，先将铁水中的磷、硫量落下来)，使钢水中的磷、硫含量落到符合所炼钢种要求的范围，因此当铁水中磷、硫含量较高时通

12、过工艺操作最后可不能使钢水中磷、硫含量偏高，但必定会增加冶炼的负担和难度，增加冶炼时刻和冶炼本钞票。(2)铁水中硅、锰对冶炼的碍事。铁水中硅、锰的氧化会增加冶炼中的热收进，从表 1-11中数据可知，特别是硅，其氧化热占热收进的，这对提高熔池温度有利。锰的氧化物 MnO是碱性氧化物，其生成既增加了渣量又减轻了炉渣的酸性，并有利于化渣。但硅的氧化物SiO2是强酸性物质，它的存在会增加对炉衬的侵蚀程度，落低碱度。为减轻其碍事，在工艺上要加石灰(也增加了热量消耗)，增加了造渣操作难度。废钢质量对冶炼的碍事废钢质量对冶炼的碍事A A 废钢成分对冶炼的碍事废钢成分对冶炼的碍事其碍事同铁水成分对冶炼的碍事。

13、B B 废钢外瞧质量的碍事废钢外瞧质量的碍事废钢外瞧质量要求干净，即要求少泥砂、垃圾和无油污，不得混进橡胶等杂物，否那么会使熔池内 SiO2、Al2O3、H、P、S等杂质增加，其结果将增加冶炼的难度，增加熔剂等消耗，落低钢的质量。另外严禁混进密封容器，因为它受热膨胀轻易造成爆炸恶性事故。炉料还要求少锈蚀。锈的化学成分是Fe(OH)2或 Fe2O3H2O，在高温下会分解而使H增加，在钢中产生白点，会落低钢的机械性能(特别是塑性严重恶化)。而且锈蚀严重时会使金属料失重过甚，不仅使钢的收得率落低，而且还会因钢水量动摇太大而导致钢水中化学成分出格。C C 废钢块度对冶炼的碍事废钢块度对冶炼的碍事进炉废

14、钢的块度要适宜。对转炉来讲，一般以小于炉口直径的1/2 为好，单重也不能太大。要是废钢太重太大，可能会导致进炉困难，进炉后由于对炉衬的冲击力太大而碍事炉衬的寿命，个不大块废钢进炉后甚至到冶炼终点时还不能全部熔化，出钢后会造成钢水温度或成分出格。要是废钢太轻太小也不行，其体积必定增大，进炉后会在炉内堆积，可能会造成送氧点火的困难。因此炼钢厂依据炉子容量大小对废钢块度和单重都有具体(见表 1-10)。例如某厂 30t 转炉 进炉废钢的最大边长不大于 500mm，最大面积不大于2，最大单重不大于 300kg；调温用废钢最大边长不大于400mm，最大单重不大于 25kg。废钢的冷却效应废钢的冷却效应A

15、 A 废钢的冷却效应定义废钢的冷却效应定义废钢在转炉冶炼过程中既是金属料，又是冷却剂，因此必须掌握废钢的冷却效应的概念：在一定条件下参加 1kg 废钢所消耗的热量称为该冷却剂的冷却效应。B B 废钢冷却效应的计算废钢冷却效应的计算Q废MC废(t废t常)+M+MC液(t出t废)(1-1)式中 Q废参加 1kg 常温废钢，加热到出钢温度的吸热(冷却效应)；M废钢参加量，取 1kg；C废废钢从常温(25)到液态的平均容热，取；T废废钢的平均熔化温度，取1500；T常常温，取 25；废钢的熔化热，取272kJ/kg；C液液体金属(钢水)的热容，取；t出钢种的出钢温度，设定取1670；以上数据代进式 1

16、-1 后，得：Q废=1(150025)12721(16701500)=1446.8kJ/kg(废钢)Part2Part2 废钢铁中密封容器和有害元素的识不废钢铁中密封容器和有害元素的识不目的与目标挑出混进废钢铁中的有害杂质，保证废钢铁的进炉质量及平安生产。操作步骤或技能实施(1)借助火花鉴不等方法检查废钢中是否混进有色金属(铜、锡、铅、锌等)。(2)在废钢堆场，在废钢整理或废钢进炉前凭借肉眼和手感认真瞧瞧和检查并挑出有害杂质。(3)检查混进废钢铁中的铜。铜(Cu)，金黄色金属，富有延展性，熔点 1080，氧化后生成碱式碳酸铜，绿色(俗称铜绿)，具有良好的导热、导电性，常用以制作电器开关、触头、

17、电线、马达线圈等。铜要紧以这些形态混进废钢铁中，因此在检查中要严加注重，全部挑出。(4)检查混进废钢铁中的锡。锡(Sn)，熔点 232，密度3。锡有白锡、脆锡、灰锡 3 种同素异形体。常见的是白锡，银白色金属，富有展性。镀锡钢皮常称为马口铁，是废钢铁中最常见的，因此在检查中要挑出马口铁，防止将锡带进炉料中。(5)检查混进废钢铁中的铅。铅(Pb)，密度为3，熔点 327，银白色(带点灰色)，延性弱，展性强，它经常混进社会废钢中，必须认真检查后挑出。(6)检查混进废钢铁中的密封容器爆炸物及放射性物质。密封容器和爆炸物进进炉内，由于受热后发生爆炉，是平安生产的隐患，必须认真地从废钢铁中挑出来。检查和

18、挑出密封容器和爆炸物后要及时进行处理，防止未经处理的这些物品再次混进废钢铁中。偶然由于不能容忍的疏忽或犯罪，致使强放射源(如 Cs135，Co60)混进废钢，对此要十分注重。发现密封铅容器或其它可疑金属物而又不能正确判定，应及时报告有关部门作放射性检查。不可轻易触摸，更不可进炉熔炼导致放射污染扩散。注重事项(1)要认真、认真进行检查。上述提到的任何有害杂质混于废钢铁内进进炉内，都会对冶炼及钢质量造成不良后果：铅易沉积到炉底缝隙中，从而造成穿炉漏钢事故；铜、锡会造成钢的热脆；锌易挥发，且在炉气中被氧化成氧化锌；密封容器及爆炸物参加炉内都可能引发爆炸恶性事件，对人身及设备平安形成重大事故，后果不堪

19、设想。(2)关于一时难以确认的有色金属能够先行挑出，待确认后再处理。(3)对挑出的密封容器及爆炸物要及时进行慎重处理(确保处理平安)，不可挑出后再乱丢乱放，以免重新混进。知识点(1)铜。钢中铜含量超过以后，在晶界上会有低熔点共晶体出现，在热加工时造成沿晶界开裂。严重损害使用质量；同时使钢的切削加工性(外表光洁度)变坏。因此碳素钢对Cu含量有一定限制。铜有时亦作为合金元素参加钢中，这是考虑到铜固熔在铁素体中能增加碳钢对大气的抗腐蚀能力，用于冶炼耐大气腐蚀钢中。(2)锡。锡存在于钢中，会使钢产生热脆现象，并落低成品钢材的机械性能，因此它作为钢内的有害元素要从废钢中挑出。(3)铅。铅的密度大，熔点低

20、，不溶于钢水，在冶炼时会沉到炉底钻进缝隙之中，造成炉底漏钢事故。同时，在冶炼的高温下，铅还会蒸发，对大气造成污染，有害于人体健康。(4)爆炸物。混进废钢铁中的爆炸物要紧有两类：一类是军用物资，例如废旧炮弹，如未经处理参加到炉内，那是极易引起爆炸的；另一类是密封容器，此类容器进进炉内，容器中的气体在炉内高温下受热膨胀到一定程度而到达能冲破外壳时即会发生爆炸。能够想象，一旦发生爆炸，可能使炉子及设备炸毁，造成操作人员伤亡，因此在检查时一定要认真、认真，处理时一定要慎重，保证生产和人身的平安。考虑题1.如何检查和识不混进废钢铁中的有害杂质？2.有害杂质对冶炼及钢质有什么危害？【任务实施】1、实施地点

21、：转炉冶炼仿真实训室2、实训所需器材废钢样本 1#5#密封容器样本 1#5#含有有害元素的废钢样本1#4#铁水温度照片 1#3#3、实施内容与步骤1学生分组：4 人左右一组，指定组长。工作始终各组人员尽量固定。2教师布置工作任务：学生了解工作内容，明确工作目标，制定实施方案。3教师通过实物、图片或多媒体分析演示让学生瞧瞧各种样本外瞧和内部结构。将样本的特征填写到下面的表格中。表表 1-121-12废钢样本废钢样本类不废钢样本密封容器样本代号123451234各类废钢典型举例需求状态单重/kg外形尺寸/mmmmmm含有有害元素的废钢样本51234【知识拓展】转炉常用耐火材料的识不和选用转炉常用耐

22、火材料的识不和选用.1.1 目的与目标依据外形、尺寸、颜色、用途、成分等识不不同类型的耐火材料。并依据炉子不同部位正确选用耐火材料及补炉材料，以提高炉子使用寿命。.2.2 操作步骤或技能实施炼钢用耐火材料的识不炼钢用耐火材料的识不A A 按外形尺寸的识不方法按外形尺寸的识不方法a 标准砖国家标准 尺寸的典型标准砖，如图1-1 所示。230(1)230mm115mm100mm 为常用标准砖；图 1-1 标准砖示意图(2)230mm115mm80(60)mm 等。b 非标准砖国家标准 尺寸以外的耐火砖统称为非标准砖如，如图1-2 所示。(1)转炉用条形砖。300mm100mm100(80、60)m

23、m；(2)转炉用楔形砖。一般指厚薄相同，但两头尺寸各异的耐火砖；尺寸为：200/110mm500mm100mm；尺寸为：200/135mm630mm100mm。(3)异形砖。指棱长、外形不规那么的耐火砖。c 常用散状耐火材料(1)镁砂。黄色细粒(细粉)，要 紧 成 分 为w(MgO)85%，含有少量杂质SiO 和非标准砖示意图CaO。它是砌筑碱性炉衬的重要材料之一，也可作补图21-2炉料、制镁砂砖。镁砂的耐火度在 2000以上有较好的抵抗炉渣侵蚀的能力。但其热稳定性差，导热量最大。(2)白云石。灰白色颗粒。要紧成分为w(CaO)=52%58%，w(MgO)35%，杂质w(FeO)+w(Al2O

24、3)=2%3%，w(SiO2)1.5%。它也是砌筑碱性炉衬的重要材料之一，也可为制砖材料(如焦油白云石砖)和补炉料。白云石的耐火度大于 2000。有较好的抗渣性，热稳定性比镁砂好，但易潮解粉化。(3)耐火泥。作用是在砌筑炉衬时填充砖缝，使砖体具有良好的紧密性，防止渗漏。分类：黏土质、高铝质、硅质、镁质等。使用时应与耐火砖相匹配，二者应具有相同的化学成分和物理性质，以保证砌体的强度，且二者不互相侵蚀。B B 从外瞧识不耐火材料材质从外瞧识不耐火材料材质(1)硅质砖(酸性砖)。外表淡桔黄色，耐火度较低为 1710。耐急冷急热性特别差。抵抗碱性渣侵的能力特别差，因此碱性转炉不用此砖。(2)镁碳砖。w

25、(MgO)=70%75%，w(C)=10%18%为第二代炉衬砖。外瞧黑色，外表比立光滑，质地较硬，不易受潮风化，耐火度较高，广泛用于转炉。蚀损速度为 0.150.36mm/炉。(3)焦油白云石砖。外瞧黑色(比镁碳砖较淡)，外表隐约有雪花白点(其剖面那么有清晰白点)且较毛糙，适用于小型转炉。(4)高铝砖。外瞧为淡黄色，外表光洁，如w(Al2O3)46%的硅酸铝质耐火砖，耐火度为17501790。耐急冷急热性好，用于电炉炉顶。(5)焦油沥青镁砂砖。外瞧黑色、发亮，用于电炉。选用耐火材料选用耐火材料A A 转炉综合砌炉转炉综合砌炉由于转炉炉衬砖在冶炼时各部位蚀损的缘故和程度是各不相同的，因此在炉体的

26、不同部位砌筑不同材质的耐火材料到达均匀侵蚀炉衬，延长炉衬使用寿命的目的。这种炉衬砌筑的方法称为综合砌炉法，是目前普遍采纳的砌炉方法。B B 转炉炉衬砌筑方法转炉炉衬砌筑方法转炉炉衬 砌筑方法如图1-3 及图 1-4。(1)永久层 一般采纳烧结镁 砖砌筑(图中 a部位)。(2)底部为 填充料图(图中b图 1-3 转炉砌筑示意图部位)。图 1-4 转炉砌筑示意图(3)炉底、炉帽、出钢口均采纳焦油结合镁碳砖(图中 c、d、e 部位)。(4)炉身部位全然砌筑高强度酚醛树脂结合镁碳砖，为落低本钞票，炉身接近炉帽的几层能够采纳焦油结合镁碳砖。注重事项(1)所选用的砖要新奇，严禁使用风化的衬砖。(2)目前转

27、炉全然都采纳综合砌炉法，因此，在选用炉衬砖时一定分清所用耐火砖的品种和尺寸，保证冶炼的需要和正确的炉形。知识点耐火材料的分类耐火材料的分类(1)按耐火度可分为：一般耐火材料，耐火度在 15801770；高级耐火材料，耐火度在 17702000；特级耐火材料，耐火度在 20003000；超特级耐火材料，耐火度在大于 3000。(2)按化学性质可分为：酸性耐火材料，石英(硅石)、硅砖；半酸性耐火材料，半硅砖；中性耐火材料，铬砖、黏土砖、高铝砖、黏土质耐火泥等；碱性耐火材料，镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石质砖、镁碳砖、白云石及镁质耐火泥等。.2.2 耐火材料的要紧性能耐火材料的要紧性能(1)耐火度。耐

28、火度是表示耐火材料抵抗高温作用软化到一定程度而不熔化的性能。盼瞧其高些。(2)荷重软化温度。荷重软化温度是指在高温作用下的耐火材料在0.196MPa 静负荷时抵抗软化变化到某种程度的温度，其值越高越好。(3)高温体积稳定性。耐火材料在高温作用过程中接着完成焙烧过程中未完成的物化反响，使耐火材料发生不可逆的体积变化，造成裂纹或破裂。耐火材料抵抗这种变化的能力为高温体积稳定性。(4)抗渣性。耐火材料在高温下抵抗炉渣化学侵蚀的能力(渣的化学侵蚀占 60%65%)。(5)气孔率。气孔率是指耐火材料中气体体积占砖体积的百分数，它决定了耐火材料的密度。(6)热稳定性(抗热震性)。热稳定性是指耐火材料在温度

29、急剧变化时不破裂、不剥落、不损坏的能力。(7)耐压强度。在常温25下，1cm2面积上承受负荷的能力，它是一个强度指标。耐火材料的致密度越高，越均匀，耐压强度就越高。(8)抗水化性。抗水化性是焦油白云石质耐火材料抵抗水化的一种能力。由于此种耐火材料中有一定游离 CaO，它易发生水化：CaO+H2O=Ca(OH)2这是一个不可逆反响。水化时体积剧涨，使之粉化、松散，严重碍事耐火材料的使用寿命。对焦油白云石砖进行轻烧油侵处理能够提高抗水化性能。耐材与炉龄、钢质量、炼钢工艺及本钞票的关系耐材与炉龄、钢质量、炼钢工艺及本钞票的关系A A 耐火材料与炉龄的关系耐火材料与炉龄的关系(1)耐火材料材质的碍事。

30、耐火材料中杂质含量少，其砖体蚀损速度慢，衬寿命高；耐火材料气孔率低可使其砖体蚀损速度落低，衬寿命高；耐火材料中碳素高，那么其砖体中形成较完整的碳素骨架，提高砖体的抗渣性能和高温强度使衬寿命提高。(2)耐火材料性能的碍事。提高耐火材料的耐火度、荷重软化点、高温体积稳定性、热稳定性、抗渣性、抗水化性、常温抗压强度。适当落低气孔率以提高砖体的密度，都会延长耐火材料的使用寿命，提高炉龄。B B 耐火材料与钢质量的关系耐火材料与钢质量的关系耐火材料不是一种纯物质，而是由二元、三元甚至更多元的组元组成，如钙-镁系耐火材料，组元为 CaO、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等。冶炼过程中，假设耐材质量

31、不行，那么侵蚀后局部进进炉渣，局部进进钢水而成为非金属夹杂物，落低了钢的质量。一般认为：炉衬寿命低，即衬蚀损严重，钢水污染严重，钢质量差。新炉子中水分含量多，假设开新炉操作不当，那么钢中H增多，型材低倍组织上有产生白点缺陷的危险。C C 耐火材料与炼钢工艺的关系耐火材料与炼钢工艺的关系炼钢工艺中最重要的操作确实是根基造渣制度，而造渣制度又和耐火材料的性质有关，能够讲耐火材料与炼钢工艺存在直截了当关系。例如：造碱性渣以利于往除硫、磷，炉衬应采纳碱性材料，在冶炼操作中要执行初渣(初渣中 SiO2量较多)早化及早形成碱性炉渣，以防止和减少初期酸性渣对衬的侵蚀。D D 耐材与本钞票的关系耐材与本钞票的

32、关系使用优质耐火材料砖，会使炉龄提高，提高了转炉的生产能力，其综合本钞票会落低。尽热材料尽热材料尽热材料是耐火材料的一局部，作用是为了减少热量损失，其体积密度愈小，导热性愈低，尽热作用愈好。它的工作温度较低，小于1000。常用尽热材料有以下几种。(1)石棉板。石棉与黏结剂制成的板状材料，石棉是一种纤维状的矿物，要紧成分是镁、硅、钙化合物。(2)硅藻土粉。是用硅藻土加工而成，要紧成分是SiO2。(3)硅藻土砖。是用硅藻土粉加水和黏结剂经高压而成。(4)轻质黏土砖。是用黏土粉加水压制而成。1.1.4.51.1.4.5 黏结剂黏结剂作用是将各种散状材料(镁砂、白云石、石英砂等)黏结成一个整体，使其在

33、高温作用下有较强的稳定性。常用的黏结剂有以下几种。(1)沥青。沥青是焦油分馏后的黏稠残留物，其中有较多的游离碳和残存碳，是一种黑色液体。沥青挥发物往掉后留下的固定碳在衬砖中起到骨架作用，能够提高镁砂和白云石的强度、耐火度、抗渣性和热稳定性等。其软化温度一般在70以上。(2)焦油。焦油是炼焦的副产品，是煤经高温干馏后回收到的黑色黏稠液体，分低温(450700)干馏焦油和高温(10001100cm3，游离碳 410，灰分在 0.051.00，水分 35。以焦油为结合剂制成的焦油结合砖在烘炉时应快速升温，使焦油中的碳素经石墨化后形成的炭素骨架，将砖体颗粒更加牢固地结合为一体，提高其使用寿命。目前应用

34、焦油结合砖为炉衬的各厂均采纳不烘炉炼钢或用第一炉钢水洗炉，均能够将炉衬全然烧结好。(3)卤水。卤水的要紧成分是氯化镁(MgCl2)。氯化镁是一种固体，使用前可依据要求比例参加净水，再经加热熔化成符合要求的水溶液后使用。卤水镁砂炉衬是靠镁砂中的氧化镁和卤水中的氯化镁及水，形成碱式盐 Mg(OH)Cl 而固化起来。其烘烤一般分为两个时期进行：一是在600以下缓慢烘烤一段时刻(一般为68h)；二要快速升温。(4)酚醛树脂。镁碳砖中应用的酚醛树脂是液态碱性催化热固性酚醛树脂。它含碳量较沥青与焦油为高，在烧结中能形成更完整的碳素骨架；黏结力强，固化性好，因此常温及高温耐压强度都较大；而且灰分低；因此配以

35、质量好的镁砂制成的耐火砖具有比焦油(沥青)作黏结剂的镁碳砖更高的强度和更优的抗渣性，故一般砌筑在转炉渣线部位，效果特别好。考虑题1.耐火材料外形尺寸如何分类？2.耐火材料按材质如何分类？3.什么喊综合砌炉？1.21.2 各种补炉材料的识不各种补炉材料的识不目的与目标能正确识不和选用修补炉衬用的各种耐火材料。操作步骤或技能实施耐火泥耐火泥耐火泥是由粉状耐火材料和结合剂、外加剂组成的，用水或液体结合剂调成的浆体。(1)耐火泥应具备的特性。有良好的涂抹性，泥浆易于在砖面展展而不黏滞；砌筑时具有一定的保水性，使砌筑时到达砖缝饱满；具有与砖体相同或相近的化学成分组成和热膨胀、抗渣性；具有一定的黏结强度与

36、黏结时刻，以保证砌体的完整性。(2)耐火泥的理化指标。高铝质耐火泥的要紧理化指标(见表 1-1)；镁质耐火泥的要紧理化指标(见表 1-2)。补炉砂的识不补炉砂的识不补炉砂为不定形制砖料，一般由镁质白云石加焦油、沥青组成，为黑色散状料。补炉砂有热砂与冷砂两种。(1)热砂。热砂为不定形制砖料，一般由镁质白云石颗粒加焦油、沥青搅拌而成，为黑色散状料，有熔化沥青的光泽，并有一定的温度。使用热砂的优点是补炉砂轻易与炉衬本体烧结牢固。(2)冷砂。冷砂一般为废弃补炉砖经耐材厂轧碎而成，灰黑色，无光泽，常温，为不规那么的散状料。使用冷砂的优点是补炉砂易展展。表表 1-11-1 高铝质耐火泥的要紧理化指标高铝质

37、耐火泥的要紧理化指标牌号及数值指标(LF)-70(LF)-60607017705(LF)-50506017505w(Al2O3)%耐火度/，不低于灼减量/%，不大于大于 7017705表表 1-21-2 镁质耐火泥的要紧理化指标镁质耐火泥的要紧理化指标牌号及数值指标(MF)-82(MF)-787862w(MgO)/%，不小于w(SiO2)/%，不大于灼减量/%，不大于8262.2.3.2.3 转炉用补炉砖的识不转炉用补炉砖的识不补炉砖一般为扁平的立方体，贴于炉衬受损外表。由于扁平接触面大，易补牢，见图1-5。补炉砖材料一般为焦油白云石质，外表呈黑灰色，其中有小白点，断裂面处可见明显白点。要是放

38、置时刻长，外表白点更清晰，同时会有粉化现象。喷补料的识不喷补料的识不图 1-5 转炉补炉砖示意图喷补料是转炉喷补用的耐火材料。喷补有湿法和干法两种，两者的要紧材料均是镁砂。目前以干法为主。干法喷补料是散状料，颗粒度不大于 3mm，黑褐色。镁砂镁砂镁砂为细小颗粒(也有粉状)，浅黄色。熟白云石熟白云石(经焙烧的白云石经焙烧的白云石)熟白云石料呈中细颗粒状，灰白色，拌有结合剂后作填补炉衬前后大面使用。注重事项(1)补炉材料的种类较多，适用于不同炉种，应该分门不类堆放，并标明种类、成分，以防错用。(2)各种泥料保持要注重防潮，必须堆放在离地板支架平台上，要按顺序使用，不宜过量长期储存。知识点转炉用补炉

39、料大致成分如表1-3 所示。表表 1-31-3 补炉料成分补炉料成分材质骨料细粉补炉料镁质，镁白云石318mm，65%0.5，35%焦油沥青(外加)大于 5%8.5%干法喷补料镁质3mm，100%(固体沥青粉)18%20%考虑题如何识不耐火泥、热砂、冷砂及喷补料？1.31.3 转炉热修补料的选择及使用转炉热修补料的选择及使用目的与目标了解采纳烧结镁砂作为主原料，以改性后的酚醛树脂和粉状沥青作结合剂，用于转炉快速修补料。实际生产讲明，通过对结合剂的改性处理，能够在保证修补具有良好高温流淌性的同时缩短修补料硬化时刻，以满足生产使用要求。操作步骤或技能实施原料的选择原料的选择镁质或镁碳质材料具有良好

40、的抗侵蚀性能，依据修补料的使用要求，在选择主原料时，采纳氧化镁含量高、体积密度较大、价格相对较低的烧结镁砂。所用的烧结镁砂原料成分见表 l-4 所示。在基质料中参加高纯度鳞片状石墨以提高其耐用性，并添加金属铝防止高纯石墨的氧化。为了保证修补料的高温强度，石墨的参加量操纵在 5，粒度为 0.1250.154mm。表表 1-41-4 烧结镁砂原料各组分质量分数烧结镁砂原料各组分质量分数w w/%品名轻结镁砂轻烧镁粉MgOSiO2Al2O3Fe2O3CaO颗粒级配的选择颗粒级配的选择修补料的颗粒级配选择对其使用性能特别重要。当材料的主原料、结合剂以及添加物确定后，颗粒级配是保证材料获得良好使用效果、

41、维持材料性能稳定的要害技术。其中临界颗粒的大小对修补料的使用性能和采纳粒级配比起着决定性作用。临界颗粒选的大些，便于采纳多颗粒级配。而材料的级配愈多，对调整料的使用性能有益，同时有利于材料生产中的质量操纵。为了提高烧结后的修补料层的密度，落低气孔率，提高修补料的抗折强度，一般来讲，临界颗粒粒径增大，那么应该参加较细的颗粒来填充大颗粒之间的缝隙，使材料到达紧密堆积，从而提高修补料耐侵蚀性能。但临界颗粒直径过大会碍事修补料的高温流淌性能。在结合剂的参加量及参加种类一定的条件下，修补料的高温流淌性能随着修补料临界颗粒直径的增大而落低。要是要改善流淌性能，需要增加结合剂的参加量，但会引起烧结层体积密度

42、落低和本钞票的增加，因此修补料的临界颗粒直径选择小于10mm。结合剂的选择结合剂的选择结合剂的选择对修补料来讲至关重要，它直截了当碍事材料的各项理化性能指标。除要考虑与主原料的匹配并得到较高的结合强度外，还要考虑结合剂的硬化方式、硬化时刻、对材料的流淌特性、浸润性能等对施工性能的碍事。转炉修补料的结合剂现在多采纳非水系的沥青或酚醛树脂系有机结合剂。两种系列结合剂在加热后会以交联反响或缩聚反响等形式而产生缩聚结合，使材料产生一定的强度。在确定的温度下，结合剂的种类和参加量决定了修补料的流淌性能和硬化时刻。当修补料受热后，结合剂首先产生热流淌，然后修补料中的其他局部在这种热流淌的作用下随着产生流淌

43、，直到结合剂完成碳化。热流淌的强度大，那么修补料的流淌性能愈好，材料硬化需要的时刻长；反之流淌性能差，硬化需要的时刻短，也确实是根基讲流淌性能和硬化时刻存在着一定的制约性。因此在保证材料具有较好的流淌性能的同时尽量的缩短硬化时刻，必须对结合剂的参加种类和参加量进行综合分析以满足生产的需要。由于主原料烧结镁砂是一种瘠性原料，沥青和酚醛树脂对其有良好的亲和性和浸润性，易于将镁砂结合在一起，同时具有优异的高温流淌性能，修补料采纳焦油沥青和热塑性酚醛树脂的混合物作为结合剂。修补料的配比及性能指标修补料的配比及性能指标采纳 w(MgO)=93的烧结镁砂为主原料，采纳改性的热塑性酚醛树脂和焦油沥青碳作为复

44、合结合剂，添加了少量的高纯石墨，其配比见表1-5 所示，理化性能指标见表1-6。表表 1-51-5 转炉修补料配比转炉修补料配比原料烧结镁砂烧烧镁粉石墨热塑性酚醛树脂(改性)焦油沥青(改性)添加剂金属铝粉液体粒度/mm配比/455030354556(外加)9110.5123表表 1-61-6 转炉修补料理化性能指标转炉修补料理化性能指标w/%工程MgO指标7982CaOC7Al2O345体积密度/(gcm-3)气孔率/%修补料的使用效果修补料的使用效果转炉修补料在 50t 转炉中使用，要紧用来修补炉子装料侧和底部，使用效果良好，每吨钢耐材消耗有所落低，取得了较好的经济效益。证实修补料用于转炉的

45、快速修补，粘结强度高，耐用性较好，且工艺上满足了生产的需要。注重事项(1)修补料的颗粒级配选择对其使用性能特别重要，因此，一定要选择适宜。(2)结合剂的参加种类和参加量一定要满足生产的需要。知识点转炉炼钢是当今世界的要紧炼钢方法，随着火焰喷补、半干法喷补、溅渣护炉等高温修补技术的应用，转炉的寿命大幅度提高，由此在落低耐火材料单耗方面取得了特别大的进步。其中烧结修补料广泛用于装料侧、底部及出钢侧壁等水平方向的修补，利用出钢后的间隙投料，作业简便，成为延长转炉炉龄的重要材料之一。依据转炉生产的特点及修补料的使用方式，要求修补料应具有以下特点：优质的高温性能和良好的抗钢水、熔渣冲刷侵蚀能力；良好的流

46、淌性和适宜的硬化时刻；与被修补砖衬有良好的粘结强度和好的耐用性。(1)选用 MgO 含量较高的烧结镁砂为主原料，添加一定量的鳞片状石墨，以改性的焦油沥青和热塑性酚醛树脂为结合剂，生产的转炉用修补料，其性能指标能够满足生产要求。(2)修补料的高温流淌性和硬化时刻具有相互制约的关系，合理地选择结合剂的种类及参加量对操纵修补料的性能具有重要意义。考虑题(1)如何样选择转炉热修补料？(2)什么缘故讲结合剂的选择对修补料至关重要？(3)转炉修补料的使用效果如何？【学习小结】(1)所炼钢种对硫、磷有较高要求的，宜选用含硫、磷低等级的铁块或铁水。(2)所炼钢种对夹杂物有严格要求的，应选用纯洁的(一级或二级)

47、废钢。(3)对钢种硫磷含量要求特别严格的应对所用铁水进行预处理，预先将铁水中的硫、磷含量脱到特别低水平后再进行炼钢。(1)铜。钢中铜含量超过以后，在晶界上会有低熔点共晶体出现，在热加工时造成沿晶界开裂。严重损害使用质量；同时使钢的切削加工性(外表光洁度)变坏。因此碳素钢对Cu含量有一定限制。铜有时亦作为合金元素参加钢中，这是考虑到铜固熔在铁素体中能增加碳钢对大气的抗腐蚀能力，用于冶炼耐大气腐蚀钢中。(2)锡。锡存在于钢中，会使钢产生热脆现象，并落低成品钢材的机械性能，因此它作为钢内的有害元素要从废钢中挑出。(3)铅。铅的密度大，熔点低，不溶于钢水，在冶炼时会沉到炉底钻进缝隙之中，造成炉底漏钢事

48、故。同时，在冶炼的高温下，铅还会蒸发，对大气造成污染，有害于人体健康。(4)爆炸物。混进废钢铁中的爆炸物要紧有两类：一类是军用物资，例如废旧炮弹，如未经处理参加到炉内，那是极易引起爆炸的；另一类是密封容器，此类容器进进炉内，容器中的气体在炉内高温下受热膨胀到一定程度而到达能冲破外壳时即会发生爆炸。能够想象，一旦发生爆炸，可能使炉子及设备炸毁，造成操作人员伤亡，因此在检查时一定要认真、认真，处理时一定要慎重，保证生产和人身的平安。【自我评估】1.钢与铁有何区不？2.铁水质量对冶炼有何碍事？3.废钢质量对冶炼有何碍事？4.何谓冷却效应？【评价标准】按表 1-9 进行评价。考 核 内容工 程 实训态

49、度内容配分1、实训的积极性302、平安操作规程遵守情况3、遵守纪律情况1、从外瞧判不废钢元素组成2、表达废钢原料使用注重事项30考核要求积极参加实训，遵守平安操作规程，有良好的职业道德和敬业精神能依据样本外瞧对废钢、铁水进行冶炼选用计分标准违反操作规程扣 20 分，不遵守劳动纪律扣10 分从外瞧判不废钢元素组成 20分表达废钢原料使用注重事项10 分正确选用耐火材料及补炉材料 10 分组号扣/得分1234512345废 钢 样本 外 瞧及特点耐 火 材料 的 选取 和 使用依据外形、尺寸、10颜色、用途、成分等识不不同类型的耐火材料。依据炉子不同部位正确选用耐火材 料 及 补 炉 材料，以提高

50、炉子使用寿命。合计100任务任务 1.21.2 常用氧化剂、铁合金及渣料的识不及选用常用氧化剂、铁合金及渣料的识不及选用【任务描述】通过转炉冶炼常用氧化剂、铁合金及渣料的瞧瞧和比立，能识不各种脱氧剂，并能依据冶炼钢种的不同正确选用。【任务分析】技能目标：据所炼钢种的要求选用不同的氧化剂据所炼钢种的要求选用适宜的铁合金据所炼钢种的要求选用不同的渣料知识目标：各种脱氧剂、铁合金和渣料的识不【知识预备】2.12.1 脱氧剂的识不和选用脱氧剂的识不和选用目的与目标能识不各种脱氧剂，并能依据冶炼钢种的不同正确选用。操作步骤或技能实施识不各种常用脱氧剂识不各种常用脱氧剂(1)3。外瞧外表颜色特别深近乎于黑