钢铁入门知识钢材的原材料与生产工艺
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简述钢材的生产过程
钢材是一种重要的建筑材料,被广泛应用于各种工业和民用领域。
钢材生产过程包括了多个步骤,下面将逐一介绍。
1. 原材料准备
钢材的主要原材料是铁矿石、煤炭和废钢。
在生产过程中,这些原材料需要精细地选别、清洗和破碎,以便后续的加工操作。
2. 炼钢
炼钢是钢材生产过程中最重要的步骤之一。
在炼钢过程中,铁矿石和煤炭被加热到高温,并加入空气和其他化学物质,以将铁矿石中的铁氧化物还原成纯铁。
这个过程产生的副产物是炉渣,需要通过后续的处理才能被处理掉。
3. 精炼
在炼钢过程中,还需要进行精炼操作,以去除铁中的杂质,提高钢材的质量。
这个过程可以通过氧化、还原和流动分离等方式实现。
4. 浇铸
在精炼完毕后,钢水被注入浇铸机中,以制造成所需形状的钢材。
浇铸机通常采用连铸或钢水浇注两种工艺。
5. 热处理
在浇铸完成后,钢材进入热处理环节。
这个过程通过加热和冷却来改变钢材的物理和化学性质,以达到所需的性能要求。
6. 加工和表面处理
钢材生产过程的最后一步是加工和表面处理。
这个过程可以通过切割、切削、钻孔、磨削和表面镀层等方式实现,以适应不同的应用场景。
钢材的生产过程是一个复杂而精细的过程,需要经过多个步骤和环节的处理。
只有在每个步骤都做好了充分的准备和控制,才能生产出优质的钢材,并满足各种应用场景的需求。
炼钢重要基础知识点
1. 钢的定义和特性:
钢是一种由铁和少量碳以及其他合金元素组成的金属材料。
钢的主要特点是强度高、韧性好、耐腐蚀性强等,因此被广泛应用于建筑、机械、汽车等领域。
2. 钢的生产方法:
钢的生产过程主要包括炼铁和炼钢两个环节。
炼铁是将铁矿石经过高温炉石化,获得高纯度的铁。
而炼钢则是将炼铁得到的铁经过加热、除杂、加入合金等处理,控制碳含量,使其成为钢。
3. 钢的合金元素:
为了改变钢的力学性能和化学性能,可以向钢中添加各种合金元素。
常见的合金元素包括锰、铬、镍、钼等。
不同的合金元素会赋予钢不同的性能,使其适用于不同的工程需求。
4. 钢的熔炼工艺:
钢的熔炼工艺主要包括平炉、转炉、电炉等几种。
平炉是最早的炼钢方法,通过将炼铁和生铁一起加热熔化,再通过各种方法去除杂质。
转炉是一种常用的炼钢设备,通过向炉中注入氧气,使炉中的碳和其他杂质氧化脱除。
电炉则是利用电能将钢材加热熔化。
5. 钢的热处理与热处理工艺:
钢的热处理是通过加热和冷却过程来改变钢的力学性能和组织结构。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
不同的热处理方式可以使钢材获得不同的硬度、韧性或强度等特性。
6. 钢的质量控制:
钢的质量控制非常重要,可以通过化学成分分析、金相组织观察、力学性能测试等手段来评估钢的质量。
合理的质量控制可以保证钢材的性能,防止出现质量问题。
以上是炼钢的重要基础知识点,希望对你了解炼钢有所帮助。
如果有更深入的问题,欢迎进一步探讨。
钢铁的知识点总结一、钢铁的基本知识1. 钢铁的定义:钢铁是以铁为主要成分,含有一定量的碳和其他元素的合金材料。
2. 钢铁的成分:一般情况下,钢铁中的铁含量占比超过99%,此外还含有一定数量的碳、锰、硅、磷、硫等元素。
3. 钢铁的分类:按照碳含量不同,钢铁可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢;按照合金元素的不同,钢铁可分为合金钢、不锈钢、耐磨钢等。
4. 钢铁的性能:一般来说,钢铁具有高强度、韧性、塑性好、耐磨损、耐腐蚀等优良性能,因此被广泛应用。
二、钢铁的生产工艺1. 原料准备:钢铁的主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石。
2. 炼铁过程:炼铁是生产钢铁的初步工艺,包括炼铁炉炉料的装入、预热、熔融、还原和氧化等过程。
3. 钢铁冶炼:炼铁后的生铁需要进一步冶炼成钢铁,通常包括转炉法、电炉法、平炉法、氧气顶吹法等方法。
4. 钢铁的轧制加工:冶炼得到的钢坯需要通过轧制设备进行成形加工,包括热轧和冷轧两种工艺。
5. 钢铁的表面处理:成型后的钢铁需要进行酸洗、镀锌、喷漆、热镀等表面处理工艺,增加其耐腐蚀性能。
三、钢铁的应用领域1. 建筑领域:钢铁广泛用于建筑结构、桥梁、钢结构、钢筋混凝土等领域,具有高强度、稳定性好、施工方便等优点。
2. 制造业领域:汽车、船舶、航空航天、机械设备等制造业都需要大量的钢铁材料,用于制造零部件、机构、机械配件等。
3. 交通运输领域:铁路轨道、桥梁、铁路车辆、汽车、船舶、飞机等交通运输工具都需要大量的钢铁材料。
4. 能源领域:石油、天然气、电力等能源开采设备、输配设备都需要耐磨、耐腐蚀的钢铁材料。
5. 化工领域:化工设备、压力容器、管道、阀门等设备都需要耐腐蚀的不锈钢或耐磨钢材料。
四、钢铁的发展趋势1. 新材料技术:新型高强度钢、淬火钢、耐磨钢、耐腐蚀不锈钢等新材料的研发和应用将成为钢铁行业的发展方向。
2. 环保技术:绿色钢铁生产技术、循环经济技术、减排减废技术等成为钢铁行业发展的重要方向。
3. 信息化技术:钢铁行业将逐步实现生产线自动化、智能化、互联网化,利用大数据、云计算等技术优化生产管理。
钢铁知识点总结一、钢铁的制备工艺1. 高炉炼铁工艺:高炉是目前最常见的炼铁设备,其工艺流程主要包括原料配料、炉料装入、炉内还原、熔融出铁、出渣出炉等步骤。
在高炉内,铁矿石、焦炭和石灰石先后装入炉腔,通过高温还原反应,产生熔化的铁水和熔渣。
经过处理,铁水得到冷却、凝固成块体,即为生铁。
2. 钢的炼制工艺:生铁经过炼钢工艺处理后得到钢。
炼钢工艺主要包括转炉法、电弧炉法、吹氧底吹转炉法等。
转炉法是最早的炼钢方法,电弧炉法是常用的炼钢方法,吹氧底吹转炉法是一种高效的炼钢方法。
这些工艺均以生铁或废钢为原料,在高温条件下,通过氧化还原反应,控制铁中碳等杂质含量,制得各种规格的钢材。
3. 热轧工艺:热轧是将钢锭或钢坯进行预热,然后通过轧制设备进行加热轧制,最终得到板材、型材等半成品。
在热轧工艺中,可根据需要进行粗轧、精轧、整形等工序,以获得规格合格的钢材产品。
4. 冷轧工艺:冷轧是将热轧后的钢材通过冷轧设备进行再加工,以获得更高的表面质量和尺寸精度。
冷轧工艺包括冷轧板、冷轧带、冷轧型材等,这些产品常用于汽车、电器、建筑等领域。
二、钢铁的性能特点1. 钢铁的力学性能:钢铁具有优良的机械性能,包括强度、韧性、塑性等。
不同的钢材根据成分和工艺不同,其力学性能也有所差异。
2. 钢铁的耐腐蚀性:钢铁在空气、水和化学介质中容易产生腐蚀现象。
为了提高钢铁的耐腐蚀性,可采用镀锌、镀铬、喷漆等表面处理手段,或者选择具有较高耐蚀性能的合金钢。
3. 钢铁的热处理性:通过控制钢材的加热、保温和冷却过程,可以改变钢的组织和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等,可分别用于提高钢的韧性、硬度、强度等性能。
4. 钢铁的可加工性:钢铁在制造加工过程中,容易切削、锻造、焊接、冲压等加工,且加工后的产品表面质量良好,尺寸精度高。
5. 钢铁的磁性:钢铁是一种铁磁材料,一般情况下具有磁性,但也可以通过掺杂和热处理等方法获得非磁性的钢材。
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义:钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时,它被称为铁,而当碳含量超过2.11%时,它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造:钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温,使其与石灰石和焦炭反应,生成炼铁矿石。
然后,炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼,产生钢铁。
3. 钢铁的特性:钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类:钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途:钢铁广泛应用于各个领域,包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护:由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响,保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展:在钢铁生产中,重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易:钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口,以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格:钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动,对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势:随着科技的不断进步,钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
钢铁生产培训资料一、概述钢铁是一种重要的金属材料,被广泛应用于各个领域。
为了保证钢铁生产的质量和效率,培训钢铁生产相关知识是必不可少的。
本文将介绍一些钢铁生产的基本概念、流程和技术,以供培训使用。
二、钢铁生产的基本概念1. 钢铁的定义:钢铁是一种合金,主要成分是铁和碳,其中碳的含量不超过2.1%。
根据碳含量的不同,钢铁可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢等不同种类。
2. 钢铁的特性:钢铁具有高强度、良好的塑性和可塑性,同时还能够耐高温和耐腐蚀。
3. 钢铁的应用领域:钢铁广泛应用于建筑、桥梁、汽车、船舶制造、机械设备等领域。
三、钢铁生产的流程钢铁生产的流程包括炼铁和炼钢两个阶段。
1. 炼铁炼铁是将铁矿石经过还原、冶炼等工序,提取出铁的过程。
(1)铁矿石的矿选:首先通过采矿将含铁矿石开采出来,然后进行矿选,去除其中的杂质。
(2)矿石还原:将经过矿选的铁矿石经过还原反应,去除其中的氧化物,得到还原铁。
(3)炼铁炉操作:将还原铁与炼铁矿石等加入高炉中,通过高温还原和冶炼的过程,得到炼铁。
(4)炼铁产物的处理:将高炉出的铁水冷却并固化,得到炼铁块。
2. 炼钢炼钢是将炼铁块经过熔炼、精炼等工序,制造出符合特定要求的钢材的过程。
(1)炼钢炉操作:将炼铁块与合适比例的生铁和废钢等材料,加入转炉或电炉中进行熔炼。
(2)精炼:熔融的钢液通过脱气、脱磷、脱硫等工序进行精炼,以减少杂质含量。
(3)连铸:将精炼后的钢液通过连铸机进行连续铸造,制造出钢坯。
(4)轧制:对钢坯进行热轧或冷轧等加工,得到各类钢材。
四、钢铁生产的关键技术1. 高炉冶炼技术:高炉冶炼是炼铁的核心环节,包括高炉矿石与焦炭的配料、炉渣控制、高炉煤气的利用等方面的技术。
2. 转炉炼钢技术:转炉炼钢是主要的炼钢工艺之一,具有高产、低能耗的特点。
3. 电弧炉炼钢技术:电弧炉炼钢是另一种常用的炼钢工艺,适用于生产特殊钢种和小批量钢材。
4. 各类钢材的生产工艺和工艺技术。
钢材的生产分类及工艺一、钢铁生产的工艺流程1、钢的来源钢的源头是铁矿砂,即铁元素(Fe)在自然界中的存在形式,纯粹的铁在自然界中是不存在的,铁矿砂主要分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿三种。
铁矿砂中的含铁量越高越好,理论上铁矿砂中的最高含铁量在72%左右,含铁量在60%以上称为富铁矿。
铁矿砂先在熔炉内还原成铁(铣铁),再送入炼钢炉内脱碳精炼成钢,废钢也可在炼钢炉熔炼再生。
2、炼铁铁矿砂在熔炉(高炉)中提炼成铁的过程称为炼铁。
炼铁时,自高炉上方将铁矿砂、焦炭、石灰石等交互投入,热风炉加热过的空气由高炉下部风口吹入,炉内焦炭燃烧生成1500。
C 高温,产生一氧化碳(CO)炉气自炉中上升,一氧化碳把铁矿砂还原;炼成的生铁自炉下方出铁口流出,由混铁炉暂贮并运到炼钢工场。
3、炼钢高炉熔出的生铁碳含量高(C含量3%以上),硅(Si)、磷(P)、硫(S)等不纯物多,产品既硬且脆。
把杂质减低炼成强韧性质的钢制品,此过程称为炼钢。
炼钢原料除生铁、废钢外,还有去除不纯物用的熔剂,生石灰、萤石,脱氧剂合金铁等,使钢的品质提高。
炼钢方法主要有转炉、电炉。
通常钢铁制品是将铁矿石还原,熔解成生铁(炼铁),生铁精炼成钢(炼钢),钢再轧延、加工后制成各种钢铁制品。
钢铁生产的工艺流程:铁矿石—高炉炼铁--炼钢--轧钢--成品二、钢材的分类钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。
为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材分为十六大品种:(一)型材1.重轨----每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨)2.轻轨----每米重量小于或等于30千克的钢轨3.大/中/小型型钢----普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。
按尺寸大小分为大、中、小型4.线材----直径5-10毫米的圆钢和盘条5.冷弯型钢----将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢6.优质型材----优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等7.其它钢材----包括重轨配件、车轴坯、轮箍等(二)板材1.薄钢板----厚度等于和小于4毫米的钢板2.厚钢板----厚度大于4毫米的钢板。
钢铁入门知识:钢材的原材料与生产工艺一、原材料钢的源头是铁矿砂,即铁元素(Fe)在自然界中的存在形式,纯粹的铁在自然界中是不存在的,铁矿砂主要分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿三种,这些都是铁的氧化物,不同之处在于它们的氧化方式。
铁矿砂中的含铁量越高越好,理论上铁矿砂中的最高含铁量在72%左右,含铁量在60%以上称为富铁矿。
铁矿砂先在熔炉内还原成铁(铣铁),再送入炼钢炉内脱碳精炼成钢,废钢也可在炼钢炉熔炼再生。
一般钢铁依使用用途制成性质、形状各异的商品,既所谓的钢铁制品。
通常钢铁制品是将铁矿石还原,熔解成铣铁(炼铣),铣铁精炼成钢(炼钢),钢再轧延、加工后制成各种钢铁制品,广义的钢铁制品包含铸铁、铸钢、锻造钢品及钢材加工的制品。
在讨论钢铁的原料之前,我们先要弄清楚,究竟钢和铁有什么不同?是否有不同的成份呢?在日常生活上大家总是把钢和铁联在一起称为“钢铁”,可见钢和铁应该是一种物质才对;事实上,由科学的眼光来看,钢和铁是有少许不同的,它们的主要成份都是铁元素,只是所含的碳元素量不同。
我们通常以碳的含量在2%以上的叫“生铁”,低于这个数值的叫“钢”。
因此,在冶炼钢铁的过程中,含铁的矿石先在鼓风炉(blastfurnace)(高炉)中被冶炼成熔融生铁,而后熔融生铁再放到炼钢炉(steelmakingfurnace)中精炼成钢。
生产钢铁所需要的原料分成四大类来分别讨论:第一类讨论的是各种含有铁质的矿石原料;第二类是煤和焦炭;第三类则讨论在冶炼的过程中用来制造熔碴(slag)的熔剂(或称助熔剂flux),如石灰石等;最后一类是各种辅助原料,如废钢料(scrap)、氧气等。
二、铁矿石种类及分布在理论上来说,凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石。
但是,在工业上或者商业上来说,铁矿石不但是要含有铁的成份,而且必须有利用的价值才行。
可是,由于很难绝对性的判定一个矿石是否有利用价值,所以在工业上很难订立一个铁矿石的标准。
钢材全面知识点总结图一、钢材的组成钢材主要由铁和碳组成,同时还包含少量的锰、硅、磷、硫等元素。
根据碳含量的不同,钢材可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三大类。
低碳钢的碳含量在0.1%~0.3%之间,韧性较好,易于冷、热加工成型,广泛用于制造结构零件和冷加工产品;中碳钢的碳含量在0.3%~0.6%之间,具有适中的强度和韧性,常用于制造机械零件和车轴等;高碳钢的碳含量在0.6%以上,具有很高的硬度和强度,适用于制造刀具和弹簧等产品。
除了碳元素外,钢材中的其它合金元素也会对钢材的性能产生影响,例如锰可以提高强度和硬度,硅可以提高强度和耐蚀性,磷和硫则会降低钢材的韧性和塑性等。
二、钢材的制造工艺1. 钢材的炼钢工艺炼钢是将铁矿石经过冶炼和炼铁工艺得到的铁水通过炼钢炉进行冶炼,加入不同的合金元素以及对炼钢过程中的温度、氧化物和杂质等进行控制,最终得到符合要求的钢材成品。
炼钢工艺有氧气转炉法、电弧炉法、电炉法等多种方法。
2. 钢材的成形工艺成形工艺是指将钢材熔化后浇铸成不同形状的铸件,或者通过锻造、轧制等方式将钢坯压制成不同形状和规格的工艺过程。
常见的成形工艺有铸造、锻造、轧制等。
三、钢材的性能特点1. 钢材的强度和硬度钢材具有很高的抗拉强度和抗压强度,同时具有较高的硬度,不易变形和划伤,是一种理想的结构材料。
2. 钢材的韧性和延展性在受到外力作用时,钢材具有较好的韧性和延展性,不易发生断裂和破裂,有利于承受冲击和振动载荷。
3. 钢材的耐腐蚀性钢材具有一定的耐腐蚀性,可以在湿润、酸碱等恶劣环境中长期使用,但在特定环境中仍需采取防腐措施。
4. 钢材的加工性钢材易于加工成型,可以采用冷加工和热加工的方式进行成形,适用于各种复杂的工艺加工。
四、钢材的应用领域1. 建筑领域在建筑领域,钢材常用于制造结构钢、钢管、钢板等材料,用于建筑框架、支撑结构、地下管道等,提高建筑物的承载能力和抗震能力。
2. 机械制造领域在机械制造领域,钢材广泛用于制造各种机械零件、轴承、齿轮、螺栓等,提高机械设备的耐磨性和使用寿命。
钢铁入门知识:钢材的原材料与生产工艺一、原材料钢的源头是铁矿砂,即铁元素(Fe)在自然界中的存在形式,纯粹的铁在自然界中是不存在的,铁矿砂主要分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿三种,这些都是铁的氧化物,不同之处在于它们的氧化方式。
铁矿砂中的含铁量越高越好,理论上铁矿砂中的最高含铁量在72%左右,含铁量在60%以上称为富铁矿。
铁矿砂先在熔炉内还原成铁(铣铁),再送入炼钢炉内脱碳精炼成钢,废钢也可在炼钢炉熔炼再生。
一般钢铁依使用用途制成性质、形状各异的商品,既所谓的钢铁制品。
通常钢铁制品是将铁矿石还原,熔解成铣铁(炼铣),铣铁精炼成钢(炼钢),钢再轧延、加工后制成各种钢铁制品,广义的钢铁制品包含铸铁、铸钢、锻造钢品及钢材加工的制品。
在讨论钢铁的原料之前,我们先要弄清楚,究竟钢和铁有什么不同?是否有不同的成份呢?在日常生活上大家总是把钢和铁联在一起称为“钢铁”,可见钢和铁应该是一种物质才对;事实上,由科学的眼光来看,钢和铁是有少许不同的,它们的主要成份都是铁元素,只是所含的碳元素量不同。
我们通常以碳的含量在2%以上的叫“生铁”,低于这个数值的叫“钢”。
因此,在冶炼钢铁的过程中,含铁的矿石先在鼓风炉(blastfurnace)(高炉)中被冶炼成熔融生铁,而后熔融生铁再放到炼钢炉(steelmakingfurnace)中精炼成钢。
生产钢铁所需要的原料分成四大类来分别讨论:第一类讨论的是各种含有铁质的矿石原料;第二类是煤和焦炭;第三类则讨论在冶炼的过程中用来制造熔碴(slag)的熔剂(或称助熔剂flux),如石灰石等;最后一类是各种辅助原料,如废钢料(scrap)、氧气等。
二、铁矿石种类及分布在理论上来说,凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石。
但是,在工业上或者商业上来说,铁矿石不但是要含有铁的成份,而且必须有利用的价值才行。
可是,由于很难绝对性的判定一个矿石是否有利用价值,所以在工业上很难订立一个铁矿石的标准。
举例来说,欧洲所产的铁矿品质很差,而且含铁量很低,只是因为他们找不到好的矿石,所以他们就把这种矿石称为铁矿石;而澳洲目前因为品质好含铁量高的矿石存量很多,所以像欧洲所用的那种矿石在澳洲已经认为毫无价值。
那么,在欧洲所使用的铁矿石,在美国就不被钢铁业界认为是铁矿石了。
再譬如说,在过去被认为含铁量太低没有利用价值的矿石,由于现在工业技术的进步,发展出许多廉价的方法来富化矿石中铁的成份,于是这些含铁量低的矿石也就成为有价值的铁矿石了。
于是,我们归纳出一个结论,就是在工业上对于铁矿石判定的标准是随着地区性的供求关系、工业技术水准的改变及交通运输的状况而改变的。
以目前的标准来看,矿石中的平均含铁量大约在25%以上,才被称为有利用价值的铁矿石。
铁都是以化合物的状态存在于自然界中,尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。
现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明:(前三种是主要种类)(1)磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe3O4,是Fe2O3和FeO的复合物,呈黑灰色,比重大约5.15左右,含Fe72.4%,O27.6%,具有磁性。
在选矿(Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性较差。
经过长期风化作用后即变成赤铁矿。
(2)赤铁矿(Hematite)也是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe2O3,呈暗红色,比重大约为5.26,含Fe70%,O30%,是最主要的铁矿石。
由其本身结构状况的不同又可分成很多类别,如赤色赤铁矿(RedHematite)、镜铁矿(Specularhematite)、云母铁矿(Micaceoushematite)、粘土质赤铁(RedOcher)等。
(3)褐铁矿(Limonite)这是含有氢氧化铁的矿石。
它是针铁矿(Goethite)HFeO2和鳞铁矿(Lepidocrocite)FeO(OH)两种不同结构矿石的统称,也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3nH2O,呈现土黄或棕色,含有Fe约62%,O27%,H2O11%,比重约为3.6~4.0,多半是附存在其它铁矿石之中。
(4)菱铁矿(Siderite)是含有碳酸铁的矿石,主要成份为FeCO3,呈现青灰色,比重在3.8左右。
这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。
由于碳酸根在高温约800~900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳,所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。
(5)铁的硅酸盐矿(SilicateIron)此类矿石是一种复合盐,没有一定的化学式,成份的变化很大,一般呈现深绿色,比重为3.8左右,含铁成份很低,是一种较差的铁矿石。
(6)硫化铁矿(Sulphideiron)这种矿石含有FeS2,含Fe只有46.6%而S的含量达到53.4%。
呈现灰黄色,比重大约为4.95~5.10。
由于这种矿石常常含有许多其它较贵重的金属如铜(Copper)、镍(Nickel)、锌(Zinc)、金(Gold)、银(Silver)等,所以常被用做他种金属冶炼工业的原料;又由于它含有大量的硫,所以常被用来提制硫磺,铁反而变成了副产品,所以事实上已不能称为铁矿石。
铁在地球表面,分布非常广泛,而且存量也极为丰富,几乎所有的岩石和动植物的残骸之中都含有少许铁的成份;根据地质学家的估计,地壳中大约有4~5%是铁的元素。
虽然这许多含铁的物质中只有极少部份是具有价值的铁矿石,但是它的存量已经是极为丰富。
对于地球上铁矿石贮存量的估计,目前没有一个可以确信的数字。
目前已经被发现的主要产铁矿国有美国、加拿大、巴西、澳洲、南非、印度、法国、英国、瑞典、西班牙、苏俄、中国、委内瑞拉等。
中国铁矿资源有两个特点:一是贫矿多,贫矿出储量占总储量的80%;二是多元素共生的复合矿石较多。
此外矿体复杂,有些贫铁矿床上部为赤铁矿,下部为磁铁矿。
(1)东北地区铁矿东北的确铁矿主要是鞍山矿区,它是目前我国储量开采量最大的矿区,大型矿体主要分布在辽宁省的鞍山(包括大弧山、樱桃园、东西鞍山、弓长岭等)、本溪(男芬、歪头山、通远堡等),部分矿床分布在吉林省通化附近。
鞍山矿区是鞍钢、本钢的主要原料基地。
鞍山矿区矿石的主要特点:1)除极少富矿外,约占储量的98%为贫矿,含铁量20~40%,平均30%左右。
必须经过选矿处理,精选后含铁量可达60%以上。
2)矿石矿物以磁铁矿和赤铁矿为主,部分为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。
其结构致密坚硬,脉石分布均匀而致密,选矿比较困难,矿石的还原性较差。
3)脉石矿物绝大部分是由石英石组成的,SiO2在40~50%。
但本溪通远堡铁矿为自溶性矿石,其碱度(Ca+Mg/SiO2)在1以上。
且含锰1.29~7.5%可代替锰矿使用。
4)矿石含S、P杂质很少,本溪男芬铁矿含P很低,是冶炼优质生铁的好原料。
(2)华北地区铁矿主要分布在河北省宣化、迁安和邯郸、邢台地区的武安、矿山村等的地区以及内蒙和山西各地。
是首钢、包钢、太钢和邯郸、宣化及阳泉等钢铁厂的原料基地。
迁滦矿区矿石为鞍山式贫磁铁矿,含酸性脉石,S、P杂质少,矿石的可选性好。
邯邢矿区主要是赤铁矿和磁铁矿,矿石含铁量在40%-55%之间,脉石中含有一定的碱性氧化物,部分矿石S高。
(3)中南地区铁矿中南地区铁矿以湖北大冶铁矿为主,其他如湖南的湘潭,河南省的安阳、舞阳,江西和广东省的海南岛等地都有相当规模的储量,这些矿区分别成为武钢、湘钢及本地区各大中型高炉的原料供应基地。
大冶矿区是我国开采最早的矿区之一,主要包括铁山、金山店、成潮、灵乡等矿山,储量比较丰富。
矿石主要是铁铜共生矿,铁矿物主要为磁铁矿,其次是赤铁矿,其他还有黄铜矿和黄铁矿等。
矿石含铁量40-50%,最高的达54-60%。
脉石矿物有方解石、石英等,脉石中含SiO28%左右,有一定的溶剂性(CaO/SiO2为0.3左右),矿石含P低,(一般0.027%),含S高且波动很大(0.01-1.2%),并含有Cu(0.2-1.0%)和Co(0.013%-0.025%)等含有色金属。
矿石的还原性较差,矿石经烧结、球团造块后入高炉冶炼。
(4)华东地区铁矿华东地区铁矿产区主要是自安徽省芜湖至江苏南京一带的凹山,南山、姑山、桃冲、梅山、凤凰山等矿山。
此外还有山东的金岭镇等地也有相当丰富的铁矿资源储藏,是马鞍山钢铁公司及其他一些钢铁企业原料供应基地。
芜宁矿区铁矿石主要是赤铁矿,其次是磁铁矿,也有部分硫化矿如黄铜矿和黄铁矿。
铁矿石品位较高,一部分富矿(含Fe50%-60%)可直接入炉冶炼,一部分贫矿要经选矿精选、烧结造块后供高炉使用。
矿石的还原性较好。
脉石矿物为石英、方解石、磷灰石和金红石等,矿石中含S、P杂质较高(含P一般为0.5%,最高可达1.6%,梅山铁矿含S平均可达2%-3%),矿石有一定的溶剂性(如凹山及梅山的富矿中平均碱度可达0.7-0.9),部分矿石含V,Ti及Cu等有色金属。
(5)其他地区铁矿除上述各地区铁矿外,我国西南地区、西北地区各省,如四川、云南、贵州、甘肃、新疆、宁夏等地都有丰富的不同类型的铁矿资源,分别为攀钢、重钢和昆钢等大中型钢铁厂高炉生产的原料基地。
三、钢材的生产工艺碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。
碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物,即C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。
其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。
此外,用铝-硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有Al,当Als(酸溶铝)≥0.020%时,还有细化晶粒的作用。
化学元素对钢性能的影响1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。
含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。