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钢铁冶炼过程中的硫化物控制技术钢铁冶炼是现代社会中非常重要的生产技术之一，其中涉及到的硫化物控制技术也是至关重要的。
硫化物是钢铁冶炼中的常规污染物质，由铜、镍、锌和铁等元素中的硫组成，它通过氧化和还原过程被释放出来，并随着熔融金属在废气中排放。
大量的硫化物排放对环境和人类造成了极大的危害，因此需要掌握硫化物控制技术来减少环境的污染。
硫化物的来源硫化物在钢铁冶炼过程中的来源包括废气和铁水。
废气中的硫化物主要来自加热炉的过程，其中由于成分中的硫分子在热过程中会释放出来而被称为硫化物。
废气中硫化物的浓度与燃料的硫含量、燃烧温度和极限空气比等因素相关。
铁水中的硫化物主要是来自原材料，如废旧的金属、铁矿石和废钢铝制品等。
硫化物的危害钢铁冶炼中的硫化物是一种主要的有害气体，它会对环境和人体健康造成不良影响。
硫化物的主要危害如下：1.对大气环境的污染在钢铁冶炼中，硫化物会通过废气排放到大气环境中，成为环境污染物之一。
硫化物有强烈的臭鸡蛋味，能够破坏环境的酸碱平衡，导致酸雨的形成，从而危害人类、植物和动物的健康。
2.对人体身体健康的危害硫化物对人体的健康有很大的危害，它可以引起气道、眼睛和皮肤刺激、咽喉发痒等不适症状，甚至导致呼吸道、心脏和肺功能的损伤，引发严重的疾病。
3.对环境的危害硫化物可以破坏生态系统，影响植被生长和动物繁殖，不仅在钢铁冶炼场所的周边地区，而且在更远的地方也可能会产生负面影响，严重影响生态环境的平衡。
控制硫化物的技术为了控制硫化物对环境和人体健康的危害，钢铁冶炼企业需要采用不同的技术和方法来控制硫化物的生成和排放。
以下是常用的控制技术：1. 液态燃料的选择液态燃料的硫含量较低，因此使用液态燃料替代固态燃料可以有效地降低硫化物的排放。
钢铁冶炼企业可以根据具体情况采用燃料电池、天然气、石化燃料等液态燃料来减少硫化物的排放。
2. 采用脱硫设备脱硫设备是钢铁冶炼企业中最常用的硫化物控制技术之一。
通过使用各种脱硫设备，如湿式脱硫、干式脱硫、生物脱硫等技术，可有效降低硫化物的含量，在排放废气时达到环保要求。
《焊接冶金学》复习资料1.什么是焊接，其物理本质是什么？答：①定义：焊接通过加热或加压；或两者并用，使焊件达到原子结合，从而形成永久性连接工艺。
②物理本质：焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合，对于金属而言，既实现了金属键结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？答：①对被焊接的材质施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
②对被焊材料加热(局部或整体)：对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
3.焊芯和药皮升温过高会引起哪些不良后果？答：(1)熔化激烈产生飞溅；(2)药皮开裂与过早脱落，导致电弧燃烧不稳；(3)焊缝成形变坏，甚至引起气孔等缺陷；(4)药皮过早进行冶金反应，丧失冶金反应和保护能力；(5)焊条发红变软，操作困难。
4.简述焊缝合金化的目的与方式。
答：合金化的目的：补充焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素损失；消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；获得特殊性能的堆焊层。
合金化的方式：应用合金焊丝或带极；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮；应用合金粉末。
5.简述焊缝中磷的危害。
答：磷在钢中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。
在液态铁中可溶解较多的磷，固态铁中磷的溶解度很低。
磷与铁、镍可以形成低熔点共晶。
焊缝凝固时，磷易造成偏析。
磷化铁常分布于晶界，减弱晶间结合力，增加焊缝金属冷脆性；磷还能促使形成结晶裂纹。
控制磷的措施：(1）限制原材料的含磷量；（2）用冶金方法脱磷。
6.简述熔池运动原因及对焊接质量的影响？原因：1）液态金属密度差引起自由对流运动使液相产生对流运动。
温度高的地方金属密度小，温度低的地方金属密度大。
由于这种密度差将使液相从低温区向高温区流动。
2）表面张力差强迫对流运动。
3）熔池中各种机械力搅拌电磁力、气体吹力、熔滴下落的冲击力、离于的冲击力等。
硫磷对钢材焊接的影响1．硫硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。
在固态下，硫在铁中的溶解度极小，而是以FeS的形态存在于钢中。
由于FeS的塑性差，使含硫较多的钢脆性较大。
更严重的是，FeS与Fe可形成低熔点（985℃）的共晶体，分布在奥氏体的晶界上。
当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已溶化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆性。
为了消除硫的有害作用，必须增加钢中含锰量。
锰与硫优先形成高熔点（1620℃）的硫化锰，并呈粒状分布在晶粒内，它在高温下具有一定塑造性，从而避免了热脆性。
硫化物是非金属夹杂物，会降低钢的机械性能，并在轧制过程中形成热加工纤维组织。
因此，通常情况下，硫是有害的杂质。
在钢中要严格限制硫的含量。
但含硫量较多的钢，可形成较多的MnS，在切削加工中，MnS能起断屑作用，可改善钢的切削加工性，这是硫有利的一面。
2．磷磷由生铁带入钢中，在一般情况下，钢中的磷能全部溶于铁素体中。
磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性则显著降低。
这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆。
一般希望冷脆转变温度低于工件的工作温度，以免发生冷脆。
而磷在结晶过程中，由于容易产生晶内偏析，使局部地区含磷量偏高，导致冷脆转变温度升高，从而发生冷脆。
冷脆对在高寒地带和其它低温条件下工作的结构件具有严重的危害性，此外，磷的偏析还使钢材在热轧后形成带状组织。
因此，通常情况下，磷也是有害的杂质。
在钢中也要严格控制磷的含量。
但含磷量较多时，由于脆性较大，在制造炮弹钢以及改善钢的切削加工性方面则是有利的。
硫磷氮氧对钢材性能有何影响非金属夹杂物对钢的强度、塑性、断裂韧性、切削、疲劳、热脆以及耐蚀等性能有很大影响。
金属熔焊原理题库及答案绪论（一）填空1.焊接是通过（）或（），或两者并用，并且用或不用（），使焊件间达到（）的一种加工方法。
2.焊接与其他金属连接方法最根本的区别在于，通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了（），而且在微观上形成了( )。
3.按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为（）、（）和（）三大类。
4.熔焊是指（）的焊接方法。
5.压焊就是在焊接过程中，无论加热与否，必须（）。
（二)简答焊接过程的实质是什么?（三）分析讨论本教材的学习目标及重点是什么？答案（一）1．加热加压填充材料原子间结合2．永久性连接原子间距离缩小3．熔焊压焊钎焊4．在焊接过程中，将待焊处的母材熔化，但不加压以形成焊缝5．对焊件施加一定压力以完成焊接的方法（二）使两个分开的物体（焊件）达到原子结合。
第一单元焊接热过程综合知识模块一焊接热过程及其特点（一）填空1.在焊接热源作用下（ ),同时出现（）现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。
2.在焊接条件下，热源离开后被熔化的金属便快速连续冷却，并发生（）和（）过程，最后形成（）。
（二）简答1.焊接热过程的两个基本特点是什么？2.焊接热过程对焊接质量主要有哪几个方面的影响？答案（一）1．金属局部被加热与熔化热量的转播与分布2．结晶相变焊缝（二）1．集中热、瞬时热。
2．焊缝质量；导致近缝区发生组织与性能变化；导致应力集中与焊接变形；影响焊接生产率。
综合知识模块二焊接热源（一）填空1.焊接热源主要的三个特征是（）、（）和( )。
2.在焊接过程中由热源所产生的热量并不是全部被利用，而是有一部分热量损失于（），即焊件吸收到的热量（）热源所提供的热量。
我们把焊件（包括母材与填充金属）所吸收的热量叫做( )。
3.理想的热源应该是具有（）、（）、（）等特点。
（二）简答1.生产中常用的焊接热源有哪些？2.比较电弧焊与电渣焊的焊接热源的特点及热效率。
（三）分析讨论分析各种焊接方法所用的焊接热源的特点，讨论一下不同的焊接热源的热效率。
钢材合金元素硫磷控制
钢材中的硫和磷是常见的合金元素，对钢材的性能和质量有重要影响。
下面我将从多个角度来全面回答你关于钢材合金元素硫磷控制的问题。
1. 硫控制：
硫是钢材中的一种杂质元素，对钢材的性能有负面影响。
硫会降低钢材的塑性和韧性，使其易于产生冷脆性，并对焊接性能产生不利影响。
因此，控制钢材中的硫含量是非常重要的。
硫的控制方法包括：
- 选择低硫含量的原材料：在钢铁生产过程中，选择低硫含量的铁矿石和废钢等原材料，以降低硫的含量。
- 炼钢过程中的脱硫：通过在炼钢过程中添加石灰、氧化铁等脱硫剂，将硫与脱硫剂反应生成易挥发的硫化物，从而降低硫含量。
- 控制炉渣中的硫含量：合理控制炉渣中的硫含量，可以减少硫在钢水中的传递。
2. 磷控制：
磷是钢材中常见的合金元素之一，但高磷含量会对钢材的性能产生不利影响。
高磷钢材易于产生冷脆性，并且对焊接性能和塑性有负面影响。
因此，磷的控制也是非常重要的。
磷的控制方法包括：
- 选择低磷含量的原材料：在钢铁生产中选择低磷含量的铁矿石和废钢等原材料，以降低磷的含量。
- 炼钢过程中的磷去除：通过添加磷化渣或者进行磷化渣还原等方法，将磷与
炉渣分离，从而降低钢材中的磷含量。
- 精炼处理：采用精炼方法，如氧气顶吹、真空处理等，可以进一步降低钢材中的磷含量。
总结起来，钢材中的硫和磷是需要进行控制的合金元素。
通过选择低含硫、磷的原材料，采取脱硫、磷去除等措施，在钢铁生产过程中可以有效降低硫和磷的含量，提高钢材的质量和性能。
这样能够确保钢材具备良好的塑性、韧性和焊接性能，满足不同工程和应用的要求。
第二十讲对焊缝金属中硫、磷的控制
教学目的：掌握硫、磷的来源、在焊缝中存在形式及控制措施。
教学重点：硫、磷的来源、在焊缝中存在形式及控制措施。
教学难点：硫、磷的来源、在焊缝中存在形式及控制措施。
教学方法：讲述法
课时分配：2课时
教学内容：
一、对硫的控制
1、焊缝中硫的来源
焊缝中的硫主要来自于母材、焊芯（焊丝）、焊剂或焊条药皮原材料。
母材中几乎全部硫，焊芯中70% ~80%的硫以及药皮或焊剂原材料中50%的硫将进入焊缝中。
2、焊缝中硫存在的形式
硫在焊缝中通常以FeS和MnS两种形式存在。
MnS几乎不溶于液态铁中，在焊接过程中可进入熔渣而降低焊缝中的含硫量。
少量的MnS残存于焊缝中，因其熔点较高，且以微小的质点弥散分布，对焊缝的力学性能无明显的影响。
FeS形式存在的硫对焊缝的危害：○1高温时FeS可与液态Fe无限互溶；○2在固态铁中，FeS溶解度很低，所以在熔池一次结晶时容易形成偏析，并于Fe或FeO形成低熔点共晶，这
些共晶在结晶后期分布在晶界，在焊接应力作用下就会在焊缝中形成结晶裂纹。
○3降低焊缝金属的冲击韧性和耐蚀性。
对焊缝中硫的要求：在焊接低碳钢时ωs≤0.035%；合金钢时ωs≤0.025%。
3、控制焊缝中含硫量的措施：
（1）、限制硫的来源
（2）、冶金处理脱硫处理的实质是用某种元素（脱硫剂）与溶解在金属中的硫或硫化物作用，生成不溶解在液态金属中的产物，使其进入熔渣，而降低焊缝中的含硫量。
在焊接冶金过程中，常用锰作为脱硫剂，其反应为：
[FeS]+[Mn]=[Fe]+（MnS）
MnS几乎不溶于液态铁而进入熔渣。
上述反应是放热反应，因此熔池尾部有利于脱硫进行。
但由于冷却速度较高，反应难以充分进行，必须加大猛的用量，才能取得较好的效果。
也可以采用碱性氧化物脱硫，如：
[FeS]+（MnO）=（MnS）+（FeO）
[FeO]+（CaO）=（CaS）+（FeO）
生成的MnS与CaS可进入熔渣。
要使反应顺利向右进行，必须增加熔渣中的MnO和CaO的含量，减少其中FeO的含量，所以，碱性熔渣的脱硫能力明显高于酸性溶渣，碱度越高，脱硫效果越好。
控制焊缝中含硫量的主要措施是：限制硫的来源。
二、对磷的控制
1、磷在液态铁中的存在形式
在液态铁中，磷主要以Fe2P和Fe3P的形式存在
2、危害：
（1）、降低了钢的冲击韧性，特别是低温冲击韧性。
（2）、导致焊缝中产生结晶裂纹
对焊缝中磷的要求：低碳钢和低合金钢时ωP≤0.045%；高合金钢时ωP≤0.035%
3、控制措施
（1）、严格限制母材、焊丝（焊芯）、焊条药皮（焊剂）原材料的含磷量。
（2）、冶金处理
具体方法是：首先将磷氧化产生P2O5，然后与碱性氧化物形成稳定的复合盐进入熔渣。
（具体进教材第131页）
控制焊缝中含磷量的主要措施是：限制磷的来源。
三、作业
1、硫以FeS形式存在时对焊缝有哪些危害？
2、脱硫的实质是什么？
3、说出磷在铁中存在的形式、危害及控制措施。
