最新1金属材料的制备解析ppt课件.ppt

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1、1金属材料的制备解析材料——人类赖以生存的重要物质基础。材料——人类社会生产力水平的标志。人类历史新材料推出与应用——人类的文明与进步现代文明的三大支柱石器时代铜器时代铁器时代材料信息能源2参考书：1.铁冶金学2.钢铁冶金原理3.炼钢学原理4.钢冶金5.钢铁冶金概论6.金属冶金工艺学7.有色金属熔炼与铸锭有色金属熔炼钢铁冶炼金属材料的制备3钢铁的生产历史公元前3000~5000年，埃及古墓，铁器，直接用陨铁打制的；公元前1500~2000年，古代东方（土耳其），冶炼铁矿石制作铁器；铁矿石木炭火坑锻铁锻钢直接炼铁法：1000~1500C少

2、量铁块锻打挤出渣德国一带的粒铁生产法；英国一带的熟铁吹炼炉法；日本古代的脚踏风箱炼铁法的前身炼铁法。15世纪，莱茵河上游，熟铁吹炼炉加高，强制送风，炉底热度集中，得到熔融状态的铁水；间接炼铁法：铁矿石木炭高炉铁水火坑锻铁锻钢（还原冶炼）（氧化精炼）7使用大量木炭（还原剂），森林枯竭，焦炭代替木炭。1709年，英国人A.Darby开发焦炭高炉；1784年，英国人H.Cort发明搅炼（puddling）法，煤作燃料从铁水精炼成钢；把钢铁和煤炭结合起来。但劳动生产率低，与高炉生产能力不相适应。工业革命时期，发明钢的熔融精炼法，近代炼钢法的基础。1856

3、年酸性底吹转炉法（H.Bessemer）;平炉法（Siemens-Martin）;1879年碱性底吹转炉法（S.G.Thomas）;1899年电炉法（P.Heroult）铁水作为原料高效精炼钢水大生产时代铁矿石焦炭石灰石高炉铁水炼钢炉钢水（还原冶炼）（氧化精炼）间接熔融炼铁法8第一章、铁的冶炼第一节、高炉炼铁的原料主要原料是：铁矿石、焦炭（煤）、熔剂。一、铁矿石赤铁矿（Fe2O3）：红色、赤褐色，多无磁或弱磁，还原性好，是最重要的铁资源（占铁矿石埋量的50%）；褐铁矿（Fe2O3.nH2O）：黄褐色、赤褐色，含0.5~4个结晶水，矿石有时

4、在炉内热裂，消耗炉热，较少单独用于高炉，烧结矿和球团原料；磁铁矿（Fe3O4）：黑色或黑褐色，强磁性，磁选可选出，理论含铁72.4%，天然矿石中含量最高，但还原性不好，不单独用，碎后作烧结矿球团原料；菱铁矿（FeCO3）：淡灰色或褐色，条纹是白或淡黄色（欧洲部分地区用）其它：砂铁、黄铁矿烧渣、轧钢铁皮、废铁屑。91.铁矿石成分：（1）主要成分Fe：50~60%Fe（>富矿；<贫矿，基本不使用）；（2）有用成分Mn、CaO；（3）脉石成分SiO2、Al2O3（不需要的成分，但必然混入的）；（4）脉石中有害成分（矿石中也有）：S、P、Cu、As、Sn

5、、Cr，高炉内还原入铁水，影响质量；2.铁矿石性状：（1）物理性质：粒度物料破碎筛分Φ10-25mm大部分细：块状化处理，烧结矿、球团原料气孔率、压缩强度、粉化性、抗热震性等。（2）化学性质：还原性（还原的容易程度）（下送风重要）10二、焦炭1.作用（1）还原剂：把铁矿石还原成铁（水）；（2）发热剂：熔化原料；（3）料柱的骨架：保持高炉透气性。2.制法数种原煤（粉碎、混合）焦炭1470~1570K，14~18h焦炉、隔绝空气、干馏多孔质强度高用于炼铁的煤区别于一般燃料煤3.性状炼铁用焦炭希望（1）强度高（溃裂强度高）（2）灰分少（11%以下）（

6、3）粒度适当（25～75mm）（4）S含量低（0.5%～0.6%）（5）多孔质，表面积大，反应性好。11三、熔剂1.为生成和脉石成分反应、熔点低、流动性好的渣而添加的物质。2.炼铁用熔剂－主要是石灰石(CaCO3)作用（1）矿石中脉石（SiO2、Al2O3)酸性；熔剂石灰石(CaCO3)热分解成CaO；生成熔点低的熔渣CaO-SiO2-Al2O3,渣、铁易于分离。（2）生成渣对铁水有脱硫作用。3.石灰石加入量碱度(basicity)R=(CaO)/(SiO2)4.高炉渣中Al2O3含量10%～20%高时对策：加入MgO（熔剂）R>1.0碱性操作R

7、<1.0酸性操作要求R＝1.0～1.4块度20～50mm白云石：CaCO3.MgCO3橄榄石：(Mg.Fe)O.SiO2蛇纹岩：(3MgO.2SiO2.3H2O)12高炉设备流程高炉煤气煤气净化设备高炉本体铸铁场设备铁块、渣热风炉风机空气称量卷扬设备原料周边集尘设备13第二节、高炉结构及其附属设备一、高炉结构1.瓶子型炉体（如图）。2.高炉外部：厚铁板罩住。3.高炉内部：耐火砖砌成的厚壁。4.高炉周围：用钢结构框架支撑炉体。5.高炉冷却：水冷、风冷、汽化冷却目的：保护炉型、使炉衬保持一定强度。方法：喷水冷却，水套通水冷却，冷却水箱；6.高炉

8、基础：基墩、基座（埋入地面）炉缸炉腹炉身炉喉炉腰二、高炉附属设备1.供料系统：