生鐵的定義及作用是什么？

【專家解說(shuō)】：1、生鐵的定義 2、各種生鐵的性狀、簡(jiǎn)介、用途 3、生鐵的工藝流程 4、生鐵中的化學(xué)成分 生鐵與熟鐵的區(qū)別 1、生鐵的定義 生鐵是含碳量大于2％的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般 在2%--4.3%，并含C、SI、Mn、S、P 等元素,是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。依據(jù)生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。 生鐵性能：生鐵結(jié)實(shí)又硬、耐磨、鑄造性好，但生鐵脆，不能鍛壓。 2、各種生鐵的性狀、簡(jiǎn)介、用途 煉鋼生鐵里的碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在，其斷面呈白色，凡是又叫白口鐵。這種生鐵性能結(jié)實(shí)又硬而脆，一般都用做煉鋼的原料。 鑄造生鐵中的碳以片狀的石墨形態(tài)存在，它的斷口為灰色，凡是又叫灰口鐵。由于石墨質(zhì)軟，具有潤(rùn)滑作用，故而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。但它的抗位強(qiáng)度不夠，故不能鍛軋，只能用于打造各種鑄件，如鑄造各種機(jī)床床座、鐵管等。 球墨鑄鐵里的碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機(jī)械性能遠(yuǎn)勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有優(yōu)秀的鑄造、切削加工和耐磨性能，有必然的彈性，廣泛用于打造曲軸、齒輪、活塞等高級(jí)鑄件以及多種機(jī)械零件,邁克堵頭。 此外還有含硅、錳、鎳或其它元素量特殊高的生鐵，叫合金生鐵，如硅鐵、錳鐵等，經(jīng)常使用做煉鋼的原料。在煉鋼時(shí)加入某些合金生鐵，可以改善鋼的性能。 3、生鐵的工藝流程 生鐵的冶煉雖原理雷同，但由于要領(lǐng)不同、冶煉設(shè)備不同，所以工藝流程也不同。底下分離簡(jiǎn)略予以先容。 高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能持續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)，從爐頂（一般爐頂是由料鐘與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無(wú)料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)，噴入油、煤或自然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，重要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒天生的一氧化碳將鐵礦石中的氧篡奪出來(lái)，獲得鐵，這個(gè)進(jìn)程叫做還原。鐵礦石通過(guò)還原反應(yīng)煉降生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與參加爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分辨排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)清除粉塵后，作為產(chǎn)業(yè)用煤氣。現(xiàn)代化高爐還可以應(yīng)用爐頂?shù)母邏海脤?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。 高爐內(nèi)的還原氣體孕育發(fā)生于風(fēng)口前的燃料燃燒，這一過(guò)程孕育發(fā)生了兩大運(yùn)動(dòng)流：1個(gè)是上升的熱煤氣流，1個(gè)是降落的爐料流（鐵礦石、焦炭、熔劑等）。高爐內(nèi)的一切反應(yīng)均發(fā)生于煤氣和爐料的相向勾當(dāng)和相互作用之中。它包括爐料的加熱、蒸發(fā)、揮發(fā)和分解；鐵及其它元素的還原；爐料中非鐵氧化物的融化、造渣和生鐵的脫硫；鐵的滲碳及生鐵的形成；爐料和煤氣之間的熱交流等等，是一系列物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的總和。 4、生鐵中的化學(xué)成分 生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素。這些元素對(duì)生鐵的性能均有必然的影響。 碳（C）：在生鐵中以兩種形態(tài)存在，一種是游離碳（石墨），主要存在于鑄造生鐵中，另外一種是化合碳（碳化鐵），主要存在于煉鋼生鐵中，碳化鐵硬而脆，塑性低，含量適當(dāng)可提高生鐵的強(qiáng)度和硬度，含量過(guò)多，則使生鐵難于削切加工，這就是煉鋼生鐵切削性能差的原因。石墨很軟，強(qiáng)度低，它的存在能增加生鐵的鑄造性能。 硅（Si）：能促推生鐵中所含的碳分別為石墨狀，能去氧，還能減少鑄件的氣眼，能提高熔化生鐵的流動(dòng)性，減低鑄件的收縮量，但含硅過(guò)多，也會(huì)使生鐵變硬變脆。 錳（Mn）：能溶于鐵素體和滲碳體。在高爐提煉制作生鐵時(shí)，含錳量適當(dāng)，可提高生鐵的鑄造性能和削切性能，在高爐里錳還可以和有害雜質(zhì)硫形成硫化錳，進(jìn)入爐渣。 磷（P）：屬于有害元素，但磷可使鐵水的流動(dòng)性增加，這是因?yàn)榱驕p低了生鐵熔點(diǎn)，所以在有的制品內(nèi)往往含磷量較高。然而磷的存在又使鐵增加硬脆性，優(yōu)良的生鐵含磷量應(yīng)少，有時(shí)為了要增加流動(dòng)性，含磷量可達(dá)1.2%。 硫（S）：在生鐵中是有害元素，它促推鐵與碳的結(jié)合，使鐵硬脆，并與鐵化合成低熔點(diǎn)的硫化鐵，使生鐵孕育發(fā)生熱脆性和減低鐵液的流動(dòng)性，顧含硫高的生鐵不適于鑄造細(xì)件。鑄造生鐵中硫的含量規(guī)定最多不得跨越0.06%（車輪生鐵不計(jì)算在內(nèi)）。 鋼系由生鐵再煉而行，有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，還具有耐熱、耐腐蝕、耐磨等特殊性能 鐵與鋼的不同： 鐵在自然界中蘊(yùn)躲量極為豐碩，占地殼元素含量的5％，居地球物質(zhì)中的第四位。鐵元素很生動(dòng)，容易與其它物質(zhì)結(jié)合。 習(xí)慣上常說(shuō)的鋼鐵是對(duì)鋼和鐵的總稱。鋼和鐵是有區(qū)別的，所謂鋼鐵，主要由兩個(gè)元素構(gòu)成，即鐵和碳，一般碳和元素鐵形成化合物，叫鐵碳合金。含碳量多少對(duì)鋼鐵的性質(zhì)影響潑天，含碳量增加到必然程度后就會(huì)引起質(zhì)的變化。由鐵原子構(gòu)成的物資叫純鐵，純鐵雜質(zhì)很少。含碳量多少是區(qū)別鋼鐵的主要尺度。生鐵含碳量大于2.0％；鋼含碳量小于2.0％。生鐵含碳量高，硬而脆，幾乎沒有塑性。鋼不僅有良好塑性，而且鋼制品具有強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、耐腐蝕、易加工、抗沖擊、易煉取等優(yōu)良物化應(yīng)用性能，因此被廣泛利用。 生鐵與熟鐵的區(qū)別 生鐵一般指含碳量在2~4.3%的鐵的合金。又稱鑄鐵。生鐵里除含碳外，還含有硅、錳及少量的硫、磷等，它可鑄不可鍛。按照生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。煉鋼生鐵里的碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在，其斷面呈白色，凡是又叫白口鐵。這種生鐵性能結(jié)實(shí)又硬而脆，一般都用做煉鋼的原料。鑄造生鐵中的碳以片狀的石墨形態(tài)存在，它的斷口為灰色，凡是又叫灰口鐵。由于石墨質(zhì)軟，具有潤(rùn)滑作用，故而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。但它的抗位強(qiáng)度不夠，故不能鍛軋，只能用于打造各種鑄件，如鑄造各種機(jī)床床座、鐵管等。球墨鑄鐵里的碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機(jī)械性能遠(yuǎn)勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有精良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有必然的彈性，普遍用于打造曲軸、齒輪、活塞等高等鑄件以及多種機(jī)械零件。此外還有含硅、錳、鎳或其它元素量特別高的生鐵，叫合金生鐵，如硅鐵、錳鐵等，經(jīng)常使用做煉鋼的原料。在煉鋼時(shí)加入某些合金生鐵，可以改善鋼的性能。 一般含碳量小于0.2%的叫熟鐵或純鐵，含量在0.2-1.7%的叫鋼，含量在2%以上的叫生鐵。熟鐵軟，塑性好，容易變形，強(qiáng)度和硬度均較低，用途不廣；生鐵含碳很多，硬而脆，幾乎沒有塑性。