鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)

【專家解說】：">1鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)
1.1 鐵礦石的開采
1.1.1 鐵礦石的開采
鐵礦石的開采方式主要有露天開采、地下開采和液體開采。
1.1.2鐵礦石的富選
鐵礦石的富選過程包括破碎、磨碎、篩分和分級和選別作業(yè)。
1.1.3 鐵礦粉造塊
鐵礦粉造塊的方法主要分為燒結(jié)法和球團(tuán)法。
1.2高爐煉鐵[1]
1.2.1 高爐煉鐵的過程
a) 爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)。
b) 從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。
c) 在高溫下焦炭（也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。
d) 煉出的鐵水從鐵口放出。
e) 鐵礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。
f) 產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。
1.2.2 高爐煉鐵特點(diǎn)
（1）高爐冶煉是在爐料與煤氣流逆向運(yùn)動(dòng)過程中完成各種錯(cuò)綜復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的，爐內(nèi)主要是還原性氣氛。
（2）高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應(yīng)過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察爐內(nèi)狀況。
（3）高爐是連續(xù)的、大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程，機(jī)械化和自動(dòng)化水平較高。
1.3鐵合金生產(chǎn)
1.3.1鐵合金的用途
① 合金添加劑②脫氧劑③孕育劑。
1.3.2生產(chǎn)方法
鐵合金的生產(chǎn)方法主要有碳還原法（高爐、電爐）、金屬熱還原法及電解法。
1.4煉鋼用原材料
煉鋼用原材料可分為金屬和非金屬兩類
1.4.1 金屬材料
金屬料主要指鐵水（或生鐵塊）、廢鋼和鐵合金。
1.4.2 非金屬材料
非金屬料主要指造渣材料、氧化劑、冷卻劑等。
1.5煉鋼的基本任務(wù)
a) 脫碳并將其含量調(diào)整到一定范圍。
b) 去除雜質(zhì)，主要包括：脫磷（冷脆）、脫硫（熱脆）、脫氧、去除氣體（氫、氮）和非金 屬夾雜物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）
c) 調(diào)整鋼液成分和溫度
d) 將鋼液澆注成質(zhì)量好的鋼錠或鋼坯。
1.6轉(zhuǎn)爐、平爐煉鋼
轉(zhuǎn)爐煉鋼法主要包括底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法、堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法、側(cè)面吹風(fēng)的酸性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法（LD法）、 氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法及頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。
1.6.1轉(zhuǎn)爐煉鋼法基本原理
在于他不借助外加能源，僅靠吹入熔池的空氣或氧氣與生鐵水中各種元素的放熱氧化反應(yīng)完成脫碳和脫除雜質(zhì)的任務(wù)，并將鋼液加熱到出鋼（1600℃或更高）溫度。
1.6.2氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法
用純氧從轉(zhuǎn)爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法。自50年代初投入工業(yè)生產(chǎn)以來，在世界范圍內(nèi)得到迅速推廣，逐步取代空氣轉(zhuǎn)爐法和平爐煉鋼法，成為現(xiàn)代煉鋼的主要方法。
1.6.3 LD法優(yōu)點(diǎn)
a)吹煉速度快，生產(chǎn)率高；
b)品種多，質(zhì)量好；
c)原材料消耗少，熱效率高、成本低；
d)基建投資省，建設(shè)速度快；
e)容易與連續(xù)鑄鋼相匹配。
鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)已成為主要煉鋼方法。
1.6.4 平爐煉鋼特點(diǎn)
從外部供給熱量 因平爐爐體龐大,冶煉時(shí)間長,爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大，除鋼鐵原料中各元素氧化產(chǎn)生熱量外，必須從外部供給燃料和使用預(yù)熱空氣燃燒燃料，方能保持煉鋼時(shí)需要的熱量。
1.6.5平爐煉鋼的原材料
①鋼鐵料如生鐵或鐵水、廢鋼；
②氧化劑如鐵礦石、工業(yè)純氧、人造富礦；
③造渣劑如石灰（或石灰石）、螢石、鐵礬土等；
④脫氧劑和合金添加劑。
1.6.6 平爐煉鋼的步驟
平爐煉鋼的過程通常分為補(bǔ)爐、裝料（鐵礦石、石灰和廢鋼）、加熱、兌鐵水、熔化、精煉、脫氧和出鋼等幾個(gè)步驟。
1.6.7 平爐煉鋼的優(yōu)點(diǎn)
①可大量使用廢鋼，而且生鐵和廢鋼配比靈活；
②對鐵水成分的要求不像轉(zhuǎn)爐那樣嚴(yán)格，可使用轉(zhuǎn)爐不能用的普通生鐵；
③能煉的鋼種比轉(zhuǎn)爐多，質(zhì)量較好。
1.7電弧爐冶煉
1.7.1電弧爐冶煉的優(yōu)點(diǎn)
a) 熱效率高，達(dá)65%以上
b) 溫度易于控制和調(diào)整
c) 爐內(nèi)氣氛可控，利于脫磷、脫硫、脫氧
d) 鋼中夾雜物相對較低
e) 合金收得率高
f) 可全廢鋼冶煉，也可配裝部分鐵水
g) 設(shè)備簡單，占地少，投資省，建廠快
但是，我國目前廢鋼保有量少，價(jià)格較高，而且電弧離解作用是鋼中氮?dú)浜枯^轉(zhuǎn)爐高。
1.8爐外精煉
1.8.1精煉原理
真空脫氣、真空脫氧 、惰性氣體處理、鋼液攪拌
1.8.2爐外精煉主要工藝方法
a) 埋弧加熱鋼包精煉法（LF法，日本1971年開發(fā)）
b) 真空吹氧脫碳精煉法（VOD法，西德1965年開發(fā)）
c) 氬氧爐脫碳精煉法（AOD法，美國1968年開發(fā)）
1.8.3爐外精煉具有的共同工藝特點(diǎn)
①選擇一個(gè)理想的精煉氣氛條件，通常采用真空、惰性氣氛或還原性氣氛。
②對鋼液進(jìn)行攪拌，可采用電磁感應(yīng)、惰性氣流或機(jī)械方法攪拌。
③鋼液加熱，在精煉過程中通常采用電弧加熱、埋弧加熱、等離子加熱或增加化學(xué)熱等。
1.9鋼的澆鑄
鋼的生產(chǎn)包括煉鋼、澆鑄兩大環(huán)節(jié)。
1.9.1 澆鑄作業(yè)
將合格鋼水鑄成適合于軋制或鍛壓加工所需要的一定形狀、尺寸和單重的鑄坯(或鋼錠)。
1.9.2鋼水的澆鑄的兩種工藝方式
a)鋼錠模澆鑄，也稱模鑄工藝，成品為鋼錠。
b)是連續(xù)鑄鋼，也稱連鑄工藝，產(chǎn)品為連鑄坯。
1.9.3澆鑄方法
鋼錠澆鑄分上鑄法和下鑄法兩種。
1.9.4連鑄機(jī)型式
目前普遍使用的連鑄設(shè)備是弧形連鑄機(jī)。立式、立彎式、傾斜式三種型式是發(fā)展過程的產(chǎn)物，其中直立式仍在少數(shù)工廠使用，水平式、旋轉(zhuǎn)輪式、離心旋轉(zhuǎn)連鑄機(jī)尚處于試驗(yàn)或小規(guī)模生產(chǎn)階段。
1.10金屬塑性加工
1.10.1 分類
按照塑性加工時(shí)是否完全消除加工硬化，分為熱加工和冷加工。
1.10.2加工施力類型分類
①直接受壓、如鍛壓、擠壓和軋制；
②間接受壓, 如拔絲、拔管和金屬板深拉；
③張力，如拉延；
④彎曲，施加的是彎矩，如金屬冷彎成型；
⑤剪切，施加剪切使金屬成型，如沖裁、剪切。
1.10.3 金屬塑性加工特點(diǎn)
金屬塑性加工在現(xiàn)代冶金工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，同金屬切削加工相比，塑性加工有以下優(yōu)點(diǎn)：
①從成型原則上說,無切屑,金屬損耗較少；
②在取得所需形狀的同時(shí),改善材料的組織和性能,成品能夠直接使用或者便于加工；
③適于專業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。
主要缺點(diǎn)是：
①某些脆性材料和形狀復(fù)雜的制品不適于用塑性加工；
②專業(yè)化生產(chǎn)時(shí)需要專用的設(shè)備和工具。
1.11金屬熱處理
金屬熱處理方法包括退火、正火、淬火、回火和調(diào)質(zhì)。