最新《钢铁冶金原理》课件幻灯片
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钢铁冶金原理课件
钢铁冶金行业的可持续发展需要技术 创新、政策引导和市场机制等多方面 的努力，推动行业向低碳化、智能化 和循环经济方向发展。
钢铁冶金行业是高能耗、高排放的行 业之一，对环境产生一定的影响，因 此需要采取措施降低能耗和减少排放 ，实现可持续发展。
THANK YOU
全球铁矿分布
主要集中在澳大利亚、中国、巴西等国家。
中国铁矿分布
鞍山、马鞍山、攀枝花等地区。
铁矿的采矿技术
露天开采：剥离表土 层，开采矿石。
采矿技术发展趋势： 智能化、绿色化。
地下开采：挖掘巷道 ，进行矿石开采。
铁矿的选矿原理
选矿目的
将铁矿石中的铁含量提高到60%以上。
选矿原理
根据铁矿石与脉石的物理性质差异进行分离。
。
直接还原技术
通过在低于熔点的温度下将铁矿石 还原成直接还原铁，再通过电弧炉 熔炼成钢，可减少能源消耗和环境 污染。
氢冶金技术
利用氢气作为还原剂，替代传统的 碳作为还原剂，减少温室气体排放 ，是未来钢铁工业的发展方向。
钢铁冶金的未来发展方向
1 2 3
低碳化
随着全球对环境保护的重视，钢铁冶金行业将向 低碳化方向发展，降低碳排放，提高能源利用效 率。
钢的连铸技术
总结词
连铸技术是将液态钢转变为固态钢的过程，涉及结晶、凝固和收缩等物理变化 。
详细描述
连铸过程中，液态钢流入结晶器，在冷却水的作用下逐渐结晶凝固。随着钢坯 的连续拉出，凝固过程继续进行，直至形成完整的钢坯。控制结晶速度、冷却 强度和拉坯速度是连铸技术的关键要素。
钢的轧制原理
总结词
轧制是通过一对旋转轧辊对金属施加压力，使其发生塑性变形的过程。
熔融与凝固
《钢铁冶金原理》辽宁科技大学课件
介绍常见合金元素在钢中的作用 ，如碳、硅、锰、铬、镍等元素 对钢材性能的影响。
质量调控技术
介绍通过控制炼钢工艺参数和添 加合金元素等方法，实现对钢材 性能和质量的有效调控。
钢材质量检验
介绍钢材质量检验的方法和标准 ，包括化学成分分析、力学性能 试验等。
04
钢材的轧制与加工
钢材的轧制
轧制原理
介绍轧制的基本原理，包括轧制过程中的应力、 应变和温度变化，以及轧制过程中的变形抗力。
介绍电弧炉的结构、工作原理以及操作要 点，包括炉体、电极调节装置、炉料系统 等部分。
精炼设备
连铸设备
介绍精炼设备的种类、工作原理以及操作 要点，包括真空脱气装置、钢包精炼炉等 部分。
介绍连铸机的种类、工作原理以及操作要 点，包括结晶器、振动装置、拉坯矫直机 等部分。
钢的合金化与质量调控
合金元素的作用
反馈机制
教师根据学生表现给予及时反馈，指导学生改进学习方法， 提高学习效果。
THANKS
感谢观看
高炉操作
阐述高炉操作的基本原则、操作 参数控制及常见操作问题与处理 方法。
03
炼钢原理与工艺
炼钢原理
氧化还原反应
炼钢过程中涉及的氧化还原反应是核心原理，通过控制氧气、铁、碳 等元素的反应程度来达到去除杂质和调整钢的成分的目的。
相图原理
利用相图原理，了解不同成分的钢在加热、冷却过程中的相变规律， 指导炼钢工艺参数的选择。
05
钢铁冶金的环境保护与资源利用
钢铁冶金的环境影响
空气污染
钢铁冶金过程中排放的废气和烟尘含有大 量的硫氧化物、氮氧化物、粉尘等污染物
，对空气质量造成严重影响。
土壤污染
钢铁冶金过程中产生的废渣和固体废弃物 含有重金属、放射性物质和其他有害物质
质量调控技术
介绍通过控制炼钢工艺参数和添 加合金元素等方法，实现对钢材 性能和质量的有效调控。
钢材质量检验
介绍钢材质量检验的方法和标准 ，包括化学成分分析、力学性能 试验等。
04
钢材的轧制与加工
钢材的轧制
轧制原理
介绍轧制的基本原理，包括轧制过程中的应力、 应变和温度变化，以及轧制过程中的变形抗力。
介绍电弧炉的结构、工作原理以及操作要 点，包括炉体、电极调节装置、炉料系统 等部分。
精炼设备
连铸设备
介绍精炼设备的种类、工作原理以及操作 要点，包括真空脱气装置、钢包精炼炉等 部分。
介绍连铸机的种类、工作原理以及操作要 点，包括结晶器、振动装置、拉坯矫直机 等部分。
钢的合金化与质量调控
合金元素的作用
反馈机制
教师根据学生表现给予及时反馈，指导学生改进学习方法， 提高学习效果。
THANKS
感谢观看
高炉操作
阐述高炉操作的基本原则、操作 参数控制及常见操作问题与处理 方法。
03
炼钢原理与工艺
炼钢原理
氧化还原反应
炼钢过程中涉及的氧化还原反应是核心原理，通过控制氧气、铁、碳 等元素的反应程度来达到去除杂质和调整钢的成分的目的。
相图原理
利用相图原理，了解不同成分的钢在加热、冷却过程中的相变规律， 指导炼钢工艺参数的选择。
05
钢铁冶金的环境保护与资源利用
钢铁冶金的环境影响
空气污染
钢铁冶金过程中排放的废气和烟尘含有大 量的硫氧化物、氮氧化物、粉尘等污染物
，对空气质量造成严重影响。
土壤污染
钢铁冶金过程中产生的废渣和固体废弃物 含有重金属、放射性物质和其他有害物质
《冶金原理》幻灯片PPT
向气相扩散。
真中中碳的氧化反响将形成了不溶于钢液的CO气泡，在真 空中，降低P CO，可使在大气压力下已经到达平衡的脱碳 反响再度进展。碳氧积：w[C]*w[O]=m pCO也可在到达更低 的值。
1〕真空脱碳 钢液的碳量临界量以下的脱碳速度降低较大，所以，在传
氢和氮在钢液中的浓度很小，它们形成气泡的析出压力远小 于其所受的外压，所以这些溶解气体，就不能依靠形成 气泡 的形式排出，而是通过向钢液的外表吸附，转变成气体分子， 再向气相中排出：[H]=H吸，2H吸=H2。
真空钢液脱气有以下环节：
1〕钢液中溶解气体原子向钢液-气相界面扩散。
2〕气体原子在界面上吸附，结合成气体分子，再从界面 脱附。
钢液真空处理时，钢液和真空炉及容器的耐火材料 接触时，其中的氧化物能被碳复原。
例如：
MgO(s)+[C]=Mg(g)+CO
SiO2(s)+2[C]=[Si]+2CO
Al2O3(s)+3[C]=2[Al]+3CO
反响条件是△rGm<0 , P’CO>真空压力。而真空度 的提高，促进气相产物CO或Mg(g)的排走，耐火材 料受到的损坏更大。因此，在真空熔炼或处理中， 应选用不容易被碳复原或其他复原后溶解于钢液的 元素，对刚性能无害的氧化物耐火材料。
统的初炼炉内是难于冶炼超低碳的钢种的。为补救，可将碳 的质量分数为0.1%~0.45%的钢液，倒入盛钢桶内进展真空 处理〔600到700pa),并从盛钢桶底部吹入氩气进展搅拌，这 称为VOD法。 2〕真空脱氧 在钢液的含碳量比规格碳量稍高时完毕精炼，在真空室内， 钢液中过剩的碳可与氧发生碳-氧反响，而使钢液中的氧变 成CO排除。这时碳在真空下变成脱氧剂。它的脱氧能力随 真空度的提高而提高。
真中中碳的氧化反响将形成了不溶于钢液的CO气泡，在真 空中，降低P CO，可使在大气压力下已经到达平衡的脱碳 反响再度进展。碳氧积：w[C]*w[O]=m pCO也可在到达更低 的值。
1〕真空脱碳 钢液的碳量临界量以下的脱碳速度降低较大，所以，在传
氢和氮在钢液中的浓度很小，它们形成气泡的析出压力远小 于其所受的外压，所以这些溶解气体，就不能依靠形成 气泡 的形式排出，而是通过向钢液的外表吸附，转变成气体分子， 再向气相中排出：[H]=H吸，2H吸=H2。
真空钢液脱气有以下环节：
1〕钢液中溶解气体原子向钢液-气相界面扩散。
2〕气体原子在界面上吸附，结合成气体分子，再从界面 脱附。
钢液真空处理时，钢液和真空炉及容器的耐火材料 接触时，其中的氧化物能被碳复原。
例如：
MgO(s)+[C]=Mg(g)+CO
SiO2(s)+2[C]=[Si]+2CO
Al2O3(s)+3[C]=2[Al]+3CO
反响条件是△rGm<0 , P’CO>真空压力。而真空度 的提高，促进气相产物CO或Mg(g)的排走，耐火材 料受到的损坏更大。因此，在真空熔炼或处理中， 应选用不容易被碳复原或其他复原后溶解于钢液的 元素，对刚性能无害的氧化物耐火材料。
统的初炼炉内是难于冶炼超低碳的钢种的。为补救，可将碳 的质量分数为0.1%~0.45%的钢液，倒入盛钢桶内进展真空 处理〔600到700pa),并从盛钢桶底部吹入氩气进展搅拌，这 称为VOD法。 2〕真空脱氧 在钢液的含碳量比规格碳量稍高时完毕精炼，在真空室内， 钢液中过剩的碳可与氧发生碳-氧反响，而使钢液中的氧变 成CO排除。这时碳在真空下变成脱氧剂。它的脱氧能力随 真空度的提高而提高。
《钢铁冶金》课件
钢铁冶金技术发展
钢铁冶金技术的历史
钢铁冶金技术始于古代，经历了手工冶炼、高炉冶炼、平炉冶炼等阶段，逐渐发展成为现代 化的自动化制造过程。
钢铁冶金技术的现状和趋势
现代钢铁冶金技术包括冶炼工艺优化、节能减排、自动化控制等方面，未来的发展趋势是提 高生产效率和环境友好性。
钢铁冶金的应用
钢铁冶金的应用领域
炼铁
1
炼铁流程
炼铁的基本流程包括原料准备、炉料制备、高炉冶炼和铁水处理等环节。
2
炼铁原理
炼铁过程中，通过高温和还原剂的作用将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，并脱除杂质。
钢铁制备
炼钢流程
炼钢的主要流程包括炉料准备、炼钢炉冶炼、钢水 调质和连铸成形。
炼钢原理
炼钢过程中，通过控制温度、氧化还原反应和冷却 速度等因素，调整钢中的碳含量和杂质含量。
《钢铁冶金》PPBiblioteka 课件钢铁冶金是指通过冶炼和制备过程将铁矿石转化为钢铁的科学与技术领域。 本课件将深入介绍钢铁冶金的流程、原理、技术发展和应用。
钢铁冶金介绍
1 钢铁冶金概念
钢铁冶金是将铁矿石经过特定的冶炼和制备过程转化为钢铁材料的过程。
2 钢铁冶金的重要性
钢铁是现代社会的基础材料，广泛应用于建筑、交通、机械等各个领域，对经济发展至 关重要。
钢铁广泛应用于建筑、桥梁、汽车、机械等各个领 域，为现代社会的发展提供了强大的支撑。
钢铁冶金的未来发展方向
未来的钢铁冶金将注重绿色制造、高强度材料、节 能降耗等方面的技术创新。
结论
1 钢铁冶金对经济的重要性
钢铁冶金是现代工业化社会的基石，对国家经济发展有着不可替代的重要作用。
2 钢铁冶金的未来前景
随着科技的不断进步和需求的不断增长，钢铁冶金将继续发展，应用领域将进一步扩大。
钢铁冶金学教程ppt课件-2024鲜版
建立完善的质量控 制体系
包括原料、生产过程、成品检验 等环节，确保产品质量全程可控。
02
制定严格的质量控 制标准
根据国家标准、行业标准和企业 实际情况，制定适用于本企业的 质量控制标准。
03
加强员工培训
提高员工的质量意识和操作技能， 确保各环节质量控制得到有效执 行。
2024/3/28
27
产品质量检测方法与标准
的生产。
18
复合式连铸机
结合了立式、弧形和水 平连铸机的特点，具有 更高的灵活性和生产效
率。
连铸生产工艺流程
钢水准备
包括钢水成分调整、温度控制等预处理工序。
浇注操作
将钢水从钢包中注入中间包，再由中间包注入结 晶器。
结晶器振动
通过结晶器振动装置，使结晶器按一定频率和振幅 振动，以改善铸坯表面质量。 2024/3/28
2024/3/28
多辊轧机
具有更高的刚性和稳定性，可进一步提高产品的精度和表面 质量。同时，通过采用先进的控制技术和自动化系统，可实 现高效、精准的生产。
23
轧制生产工艺流程
01
02
03
04
坯料准备
包括坯料的选取、加热、除鳞 等工序，以确保坯料的质量和
轧制的顺利进行。
2024/3/28
粗轧
将加热后的坯料进行多道次的 轧制，使其变形并达到一定的
感谢观看
2024/3/28
30
钢铁冶金学教程ppt课件
2024/3/28
1
CATALOGUE
目录
2024/3/28
• 钢铁冶金学概述 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸工艺及设备 • 轧制工艺及设备 • 钢铁冶金产品质量控制
包括原料、生产过程、成品检验 等环节，确保产品质量全程可控。
02
制定严格的质量控 制标准
根据国家标准、行业标准和企业 实际情况，制定适用于本企业的 质量控制标准。
03
加强员工培训
提高员工的质量意识和操作技能， 确保各环节质量控制得到有效执 行。
2024/3/28
27
产品质量检测方法与标准
的生产。
18
复合式连铸机
结合了立式、弧形和水 平连铸机的特点，具有 更高的灵活性和生产效
率。
连铸生产工艺流程
钢水准备
包括钢水成分调整、温度控制等预处理工序。
浇注操作
将钢水从钢包中注入中间包，再由中间包注入结 晶器。
结晶器振动
通过结晶器振动装置，使结晶器按一定频率和振幅 振动，以改善铸坯表面质量。 2024/3/28
2024/3/28
多辊轧机
具有更高的刚性和稳定性，可进一步提高产品的精度和表面 质量。同时，通过采用先进的控制技术和自动化系统，可实 现高效、精准的生产。
23
轧制生产工艺流程
01
02
03
04
坯料准备
包括坯料的选取、加热、除鳞 等工序，以确保坯料的质量和
轧制的顺利进行。
2024/3/28
粗轧
将加热后的坯料进行多道次的 轧制，使其变形并达到一定的
感谢观看
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30
钢铁冶金学教程ppt课件
2024/3/28
1
CATALOGUE
目录
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• 钢铁冶金学概述 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸工艺及设备 • 轧制工艺及设备 • 钢铁冶金产品质量控制
钢铁冶金讲座.ppt
钢铁冶炼技术的发展史
（1）远古到13世纪末 古代冶炼：铁矿石＋木炭 地窑炉 特点：半熔融法 原料：木材、铁矿石 产品：海绵铁
钢铁冶炼技术的发展史
（2）13世纪末～19世纪中： 二步法：矿石－生铁（矿石＋木炭） 特点： 熔融法
（3）19世纪末～现在： 现代冶炼法：高炉＋转炉＋连铸 废钢＋电炉＋连铸
钢与生铁的区别
都是以铁为基本元素C, Si, Mn, P, S 铁：C：2.0－4.5％, 钢:C-0.2-2.0% (1).生铁:硬而脆,不能锻造 用途 ① 炼钢生铁 ② 铸造生铁,10%,如电机外壳 (2).钢:有较好的综合机械性能如机械强度高,
韧性好,可加工成钢材和制品。
连续铸钢 轧钢 成品钢材
或短流程：
海绵铁或废钢 电炉炼钢 炉外精炼 连续铸钢 轧钢 成品钢材
2.1 高炉 高炉
铁矿石 还原剂(焦炭、煤) 熔剂(石灰石、白云石)
燃烧或电热
直接还原炉
炼铁
熔融还原炉
∕转
铁水
海绵铁
炉炼
转炉
电炉
钢流
钢水
程 现代钢铁生产流程：
传统流程 短流程 新流程
第三部分 炼钢
8 炼钢概述 9 炼钢基本原理 10 炼钢原料 11 氧气顶吹转炉炼钢 12 碱性电弧炉炼钢法 13 炉外精炼 14 模铸 15 连续铸钢
第四部分 轧钢
16 轧钢概述 17 轧制原理 18 初轧及中厚板生产 19 热轧薄板 20 冷轧钢板生产 21 型钢、线材 22 钢管生产 23 轧机产量及技术经济指标
钢铁工业的发展
（1）世界钢铁市场需求缓慢增长，产量 不断回升 表现为： － 东方迅速增加，西方有所回升 － 新钢厂不断增加，老钢厂、旧工艺 不断关闭
【精编】冶金原理PPT---第六章-氧化反应PPT课件
另外耐火材料表面是粗糙不平的而且耐火材料与钢液的接触是非润湿性的润湿角一般在100120之间在粗糙的界面上总是有不少微小的细缝和凹坑当缝隙很小时由于表面张力的作用金属不能进入在一定的金属液深度下金属不能进入的最大半径为
冶金原理PPT---第六章-氧化反 应
第六章 氧化反应
6.2 脱碳反应
6.2.1 脱碳反应的作用
较小；反之，过剩氧就更大些。
第六章 氧化反应
从热力学条件考虑，影响脱碳反应的因素是： (1)增大fc有利于脱碳； (2)增大fo和[％O]有利于脱碳； (3)降低气相中CO的分压能使脱碳反应顺利进行； (4)温度对脱碳反应的影响不大。
第六章 氧化反应
6.2.4 脱碳反应的动力学条件
1． 脱碳反应的环节 熔池中碳和氧的反应至少包括三个环节： (1) 反应物C和O向反应区扩散； (2) [C]和[O]进行化学反应； (3)排出反应产物——CO 或 CO+C02混合物。
等确定的常数。
6பைடு நூலகம்3 硅、锰的氧化反应
铁矿石中Si02和MnO在炼铁时被还原，硅、锰进入铁水中，废钢中也含一些硅和锰，因此， 在炼钢中硅和锰是不可避免而存在的元素。硅和锰在炼钢中的氧化和还原反应也是炼钢炉内 的基本反应。
6.3.1 硅和锰在炼钢中表现的热力学性质
硅和锰在熔铁中均有无限的溶解度，硅可在铁液中形成金属化合物FeSi，在炼钢温度下 硅可氧化成为SiO2。锰在铁液中溶解时无化学作用，炼钢时可形成MnO、MnS等化合物。在炼 钢温度下，锰的蒸气压比铁高得多(相差约为十几倍)，所以应该注意在氧流作用区的高温下 锰蒸发的可能性。
为了分析炼钢过程中[C]和[O]间的关系，常将Pco取做一个大气压，并且因为[%C]低时， fC和fO均接近于1，因此可以用[%C]和[%O]分别直接代入(6-14)式，则该式可简化为：
冶金原理PPT---第六章-氧化反 应
第六章 氧化反应
6.2 脱碳反应
6.2.1 脱碳反应的作用
较小；反之，过剩氧就更大些。
第六章 氧化反应
从热力学条件考虑，影响脱碳反应的因素是： (1)增大fc有利于脱碳； (2)增大fo和[％O]有利于脱碳； (3)降低气相中CO的分压能使脱碳反应顺利进行； (4)温度对脱碳反应的影响不大。
第六章 氧化反应
6.2.4 脱碳反应的动力学条件
1． 脱碳反应的环节 熔池中碳和氧的反应至少包括三个环节： (1) 反应物C和O向反应区扩散； (2) [C]和[O]进行化学反应； (3)排出反应产物——CO 或 CO+C02混合物。
等确定的常数。
6பைடு நூலகம்3 硅、锰的氧化反应
铁矿石中Si02和MnO在炼铁时被还原，硅、锰进入铁水中，废钢中也含一些硅和锰，因此， 在炼钢中硅和锰是不可避免而存在的元素。硅和锰在炼钢中的氧化和还原反应也是炼钢炉内 的基本反应。
6.3.1 硅和锰在炼钢中表现的热力学性质
硅和锰在熔铁中均有无限的溶解度，硅可在铁液中形成金属化合物FeSi，在炼钢温度下 硅可氧化成为SiO2。锰在铁液中溶解时无化学作用，炼钢时可形成MnO、MnS等化合物。在炼 钢温度下，锰的蒸气压比铁高得多(相差约为十几倍)，所以应该注意在氧流作用区的高温下 锰蒸发的可能性。
为了分析炼钢过程中[C]和[O]间的关系，常将Pco取做一个大气压，并且因为[%C]低时， fC和fO均接近于1，因此可以用[%C]和[%O]分别直接代入(6-14)式，则该式可简化为：
2024版钢铁冶金PPT课件
钢铁冶金PPT课件
目 录
• 钢铁冶金概述 • 原料与预处理 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸与轧制技术 • 节能环保与资源综合利用 • 自动化与智能化发展趋势 • 总结与展望
01
钢铁冶金概述
钢铁冶金定义与特点
定义
钢铁冶金是一种研究从矿石、废钢 等原料中提取金属铁，并经过精炼、 铸造等工艺制成钢材的工业生产过 程。
THANKS
感谢观看
随着环保意识的提高，未来钢铁冶金 行业将更加注重节能减排，发展绿色 环保冶金技术。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，实现 钢铁冶金过程的智能化与自动化，提 高生产效率和产品质量。
高端产品研发
为满足市场需求，钢铁企业将加大高 端产品的研发力度，如高性能钢材、 特种钢材等。
产业链整合与优化
通过整合上下游资源，优化产业链结 构，降低生产成本，提高市场竞争力。
05
连铸与轧制技术
连铸技术原理及设备组成
技Hale Waihona Puke 原理连铸是将熔融的金属连续不断地浇入 结晶器，凝固成铸坯，然后经过矫直、 切割等工序，最终得到所需尺寸和形 状的铸坯。
设备组成
连铸设备主要包括钢包、中间包、结晶 器、二次冷却装置、拉矫机、切割设备 及铸坯输送设备等。
轧制技术原理及设备组成
技术原理
轧制是利用轧辊的旋转和压缩，使金属坯料通过轧辊间的孔型，产生塑性变形以获 得具有一定形状、尺寸和性能的金属材料的加工方法。
07
自动化与智能化发展趋势
自动化技术在钢铁冶金中应用现状
自动化控制系统
广泛应用于高炉、转炉、连铸等 生产流程，实现精确控制和优化。
传感器与执行器
用于实时监测和调整生产过程中 的温度、压力、流量等参数。
目 录
• 钢铁冶金概述 • 原料与预处理 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸与轧制技术 • 节能环保与资源综合利用 • 自动化与智能化发展趋势 • 总结与展望
01
钢铁冶金概述
钢铁冶金定义与特点
定义
钢铁冶金是一种研究从矿石、废钢 等原料中提取金属铁，并经过精炼、 铸造等工艺制成钢材的工业生产过 程。
THANKS
感谢观看
随着环保意识的提高，未来钢铁冶金 行业将更加注重节能减排，发展绿色 环保冶金技术。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，实现 钢铁冶金过程的智能化与自动化，提 高生产效率和产品质量。
高端产品研发
为满足市场需求，钢铁企业将加大高 端产品的研发力度，如高性能钢材、 特种钢材等。
产业链整合与优化
通过整合上下游资源，优化产业链结 构，降低生产成本，提高市场竞争力。
05
连铸与轧制技术
连铸技术原理及设备组成
技Hale Waihona Puke 原理连铸是将熔融的金属连续不断地浇入 结晶器，凝固成铸坯，然后经过矫直、 切割等工序，最终得到所需尺寸和形 状的铸坯。
设备组成
连铸设备主要包括钢包、中间包、结晶 器、二次冷却装置、拉矫机、切割设备 及铸坯输送设备等。
轧制技术原理及设备组成
技术原理
轧制是利用轧辊的旋转和压缩，使金属坯料通过轧辊间的孔型，产生塑性变形以获 得具有一定形状、尺寸和性能的金属材料的加工方法。
07
自动化与智能化发展趋势
自动化技术在钢铁冶金中应用现状
自动化控制系统
广泛应用于高炉、转炉、连铸等 生产流程，实现精确控制和优化。
传感器与执行器
用于实时监测和调整生产过程中 的温度、压力、流量等参数。
钢铁冶金PPT课件
• 2） C＋FeO － Fe＋ CO的反应是在高 温进行的
• 3）下面的元素能还原上面的元素（炼 钢） 还原FeO的能力：由低到高Mn ， Si ，Al
高炉炼铁
原料 － 铁矿石(氧化物)；熔剂(CaCO3) 、燃料(焦炭) 铁矿石含铁量：30－70％， 其它是脉石（SiO2；Al2O3；CaO，MgO） 杂质：有害－S（FeS），P(Ca3(PO4)2)，Zn, Pb 有利－ Mn，Ni，Cr，V
FeO ＋ O2 → FeO 低温Fe被氧化，所 以脱氧需要高温
C ＋ O2 → 2CO →温度
P ： FeP+FeO+CaO → (CaO)4 -P2O5+Fe S ： FeS＋CaO——CaS＋FeO
2）脱氧：氧化过程出现的FeO 方法： － 沉淀脱氧：直接将锰、硅、铝等脱氧剂加入到钢液中。生成的MnO，SiO2
1.铸锭凝固－三晶带，浪费 2.一般连续铸造 3.钢锭的液芯轧制 4.板材连铸连轧技术
冷却器
各自特点：温度场和组织结构的区别
连续铸造
图9-6 旋转式连铸机
1-天车运送钢包，2-钢包， 3-旋转塞棒，4-浇注管，5结晶器，6-1区，7-导辊1， 8-2区，9-导辊2，10-3区， 11-机架框，12-拉坯机， 13-回转台，14-中间包，15、 16-旋转和拉坯电机，17、 18-剪切装置和飞锯，19-滑 动千斤顶，20-翻倒机，21输出场地，22-小车
图9-4 弧形连铸机结构示意图
1-钢包，2-回转台，3-中间包，4-振动装置，5-弧形半径，6-扇形段，7拉矫机，8-浇注平台，9-水平夹辊区，10-引锭杆存放装置，11-切割 机，12-出坯辊道
液态连铸
图9-67 黑兹利特连铸机结晶器剖面示意图 1-高速冷却水嘴，2-钢带支撑辊，3-回水挡板，4-集水器
• 3）下面的元素能还原上面的元素（炼 钢） 还原FeO的能力：由低到高Mn ， Si ，Al
高炉炼铁
原料 － 铁矿石(氧化物)；熔剂(CaCO3) 、燃料(焦炭) 铁矿石含铁量：30－70％， 其它是脉石（SiO2；Al2O3；CaO，MgO） 杂质：有害－S（FeS），P(Ca3(PO4)2)，Zn, Pb 有利－ Mn，Ni，Cr，V
FeO ＋ O2 → FeO 低温Fe被氧化，所 以脱氧需要高温
C ＋ O2 → 2CO →温度
P ： FeP+FeO+CaO → (CaO)4 -P2O5+Fe S ： FeS＋CaO——CaS＋FeO
2）脱氧：氧化过程出现的FeO 方法： － 沉淀脱氧：直接将锰、硅、铝等脱氧剂加入到钢液中。生成的MnO，SiO2
1.铸锭凝固－三晶带，浪费 2.一般连续铸造 3.钢锭的液芯轧制 4.板材连铸连轧技术
冷却器
各自特点：温度场和组织结构的区别
连续铸造
图9-6 旋转式连铸机
1-天车运送钢包，2-钢包， 3-旋转塞棒，4-浇注管，5结晶器，6-1区，7-导辊1， 8-2区，9-导辊2，10-3区， 11-机架框，12-拉坯机， 13-回转台，14-中间包，15、 16-旋转和拉坯电机，17、 18-剪切装置和飞锯，19-滑 动千斤顶，20-翻倒机，21输出场地，22-小车
图9-4 弧形连铸机结构示意图
1-钢包，2-回转台，3-中间包，4-振动装置，5-弧形半径，6-扇形段，7拉矫机，8-浇注平台，9-水平夹辊区，10-引锭杆存放装置，11-切割 机，12-出坯辊道
液态连铸
图9-67 黑兹利特连铸机结晶器剖面示意图 1-高速冷却水嘴，2-钢带支撑辊，3-回水挡板，4-集水器
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电渣重熔渣 铜闪速炉熔炼渣
0～10 28～38
0～30 2～12
0～20 5～15
38～54
0～15 1～3
铅鼓风炉熔炼渣 19～35 3～5 0～20 28～40 3～5
CaF2 45
Fe3O4 1
S 0.2～0 Pb 1～3
锡反射炉熔炼渣 19～24 8～10 1.5～6 45～50
Sn 7～9
➢ 高炉炼铁：脉石成分与燃料的灰份以及熔剂（石灰石、白 云石、硅石等）反应，形成炉渣，从而与金属铁分离。
➢ 造锍熔炼：铜、镍的硫化物与炉料中铁的的硫化物熔融在 一起，形成熔锍；铁的氧化物则与造渣熔剂SiO2及其他脉 石成分形成熔渣。
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
2、精炼渣
✓ 是粗金属精炼过程的产物。 ✓ 主要作用——捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主
的渣料熔合而成的炉渣。 ✓ 如电渣重熔渣、铸钢保护渣、钢液炉外精炼渣等。 ✓ 这类炉渣的作用差别很大。
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
熔渣主要作用：
积极作用： 1. 减少金属的热损失; 2. 避免金属氧化（减少金属从炉气中吸收有害气体）； 3. 汇集金属中杂质元素的氧化生成物。
消极作用： 1. 侵蚀和冲刷炉衬，减少炉衬的使用寿命； 2. 金属损失，降低回收率； 3. 带走热量，增加冶炼能耗。
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
表 11 常见冶金炉渣的主要化学成分
炉渣
高炉炼铁渣
组 成 / %(质量)
SiO2 A12O3 CaO
FeO
30～40 10～20 35～50 < 1
MgO 5～10
MnO 0.5～1
S 1～2
转炉炼钢渣 电炉炼钢渣
9～20 0.1～2.5 37～59 5～20 0.6～8 1.3～10 P2O5 1～ 10～25 0.7～8.3 20～65 0.5～35 0.6～2.5 0.3～11
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
熔渣是火法冶金过程产物 主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成
的氧化物组成的熔体。
▪ 熔渣是一种非常复杂的多组分体系：
如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3
▪ 除氧化物外，炉渣还可能含有少量其它类型的化
合物甚至金属。
如 氟 化 物 （ CaF2 ） 、 氯 化 物 （ NaCl ） 、 硫 化 物 （ CaS 、 MnS） 、硫酸盐等。
被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料： 如碱性炉渣炼钢时，MgO主要来自镁砂炉衬
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
熔渣主要作用： 不同的熔渣所起的作用不一样。
1、冶炼渣（熔炼渣）
✓ 在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔 炼过程中。
✓ 主要作用：汇集炉料（矿石或精矿、燃料、熔剂等）中的 全部脉石成分、灰分以及大部分杂质，使其与冶炼产物（ 金属、熔锍等）分离。
CaO、SiO2 、Al2O3
常含有其他化合物，如氟化物、硫化物等。
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
熔渣主要来源：
矿石或精矿中的脉石： 如高炉冶炼：Al2O3、CaO、SiO2等
为满足冶炼过程需要而加入的熔剂： 如CaO、SiO2、CaF等
冶炼过程中金属或化合物（如硫化物）的氧化产物： 如炼钢：FeO、Fe2O3、MnO、TiO2、P2O5等 造锍熔炼：FeO、Fe3O4等。
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第一节 二元渣系相图
一、相图或状态图：即在多相平衡体系中，表示物质相的状态与 影响相态变化的温度、压力及组成等变量之间的几何图形。
高温冶金过程中，物质蒸气压一般都很小，对凝聚相体系可不考 虑压力的影响。因此，相图就变成了“温度－组成”之相图。
相图是表示凝聚相体系的组成和温度的相平衡关系。由相图可以 确定氧化物在高温下相互反应，形成的不同相组分(纯凝聚相、液 溶体及固溶体、简单氧化物及复杂化合物、共晶体、包晶体、液 相分层等)和其有关参数(相数、成分和相对量)，以及各相在不同 条件下(温度、组成)的相互转变关系，为选择某种性能的相成分 提供了依据。
高 钛 渣 2.8～5.6 2～6 0.3～1.2 2.7～6.5 2～5.6 1～1.5 TiO2 82～ 8
第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
通常由五、六种或更多的氧化物组成。 含量最多的氧化物通常只有三种，其总含量可达80%以 上。 多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物是：
CaO、SiO2 、FeO 高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物为：
下面介绍几个主要二元渣系相图，它们是构成冶金基本渣系 （CaO－SiO2－Al2O3系、CaO－SiO2－FeO系等）的三元系相 图的基础。
《钢铁冶金原理》课件
第四章 冶金炉渣
本章主要内容
教学重点难点
第一节 二元渣系相图
掌握
Hale Waihona Puke 第二节 三元系相图基本知识 掌握、难点
第三节 三元渣系的相图
重点掌握、难点
第四节 熔渣的结构理论
重点掌握
第五节 熔渣的离子溶液模型 了解、难点
第六节 熔渣的化学性质
重点掌握、难点
第七节 熔渣的物理性质
掌握
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第四章 冶金炉渣
炉渣是火法冶金中形成的以氧化物为主要成分的多组分熔体。
1、炉渣分类－根据冶炼过程目的的不同，炉渣可分为下列4类： 1)以矿石或精矿为原料进行还原熔炼，得到粗金属的同时，未被还
原的氧化物和加入的熔剂形成的炉渣，称为冶炼渣或还原渣。例如， 冶炼铁矿石得到的高炉渣。 2)精炼粗金属，由其中元素氧化形成的氧化物组成的炉渣，称为精 炼渣或氧化渣。例如，由生铁冶炼成钢产生的炼钢渣。 3)将原料中的某有用成分富集于炉渣中，以利于下道工序将它回收 的炉渣，称为富集渣。例如，钛精矿还原熔炼所得的高钛渣，吹炼 含钒、铌生铁得到的钒渣、铌渣等。它们分别用作提取金属钛和铌 的原料。 4)按炉渣所起的冶金作用，而采用各种造渣材料预先配制的炉渣， 称为合成渣。如电渣重熔用渣，浇铸钢锭或钢坯的保护渣及炉外精 炼渣。
金属分离。
➢ 例如，炼钢时，加入的造渣熔剂，与原料中杂质元素的氧化 产物融合成炉渣，除硫、磷，吸收非金属夹杂。
3、富集渣
✓ 作用——使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便回收 利用。
✓ 例如，钛铁矿先在电炉中经还原熔炼得到高钛渣，再进一步 提取钛。
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第四章 冶金炉渣
一、 基本概念
4、合成渣 ✓ 是指由为达到一定的冶炼目的、按一定成分预先配制