冶金工程概论结课论文.doc

冶金工程概论结课论文摘要：金属是城市建设必不可少的材料，也是艺术设计所要使用的原料。艺术设计离不开冶金所生产的材料的支持。冶金工程也给了我很多设计的灵感，冶金车间哪耀眼的金红色，不正是我一直以来所寻找的美丽的色彩吗？关键词:冶金 炼铁 炼钢 冶金与艺术正文：金属是城市建设必不可少的材料，也是艺术设计所要使用的原料。金属可分为黑色金属和有色金属。钢铁属于黑色金属，钢铁定义按钢铁里的碳元素含量而划分，主要分为工业纯铁，碳素钢，铸铁。而要得到我们需要的钢铁必须从自然界的矿石中提取，这就是冶金工程的任务所在。从矿石或其他原料中提取金属的方法主要有火法冶金，湿法冶金，电冶金。而电冶金按电能形式可分为电化学冶金和电热冶金。火法冶金是最常见的冶金方法，下面是钢铁火法冶金的主要生产环节。1冶炼原料原料是高炉冶炼的物质基础，精料是高炉操作稳定顺行，获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证。原料主要是铁矿石，铁矿石的富选过程包括破碎、磨碎、筛分和分级和选别作业。所产生的铁矿粉需要造块之后才能参与冶铁，铁矿粉造块的方法主要分为烧结法和球团法，生成烧结矿和球团矿。高炉冶炼用的原料主要有铁矿石(天然富矿和人造富矿)、燃料(焦炭与喷吹燃料)、熔剂(石灰石和白云石等)。2.炼铁目前最常用的方法有高炉炼铁，直接还原和熔融还原铁三种方法。高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，进行一系列还原反应、氧化反应，从氧化物或矿物状态(如Fe2O3、Fe3O4等)还原为液态生铁。高炉炼铁的主要过程如下：a) 炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)。b) 从炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。c) 在高温下焦炭（也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。d) 炼出的铁水从铁口放出。e) 铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。f) 产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉炼铁特点（1）高炉冶炼是在炉料与氧气气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的，炉内主要是还原性反应。（2）高炉是密闭的容器，除装料、出铁、出渣及煤气外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察炉内状况。（3）高炉是连续的、大规模的高温生产过程，机械化和自动化水平较高。 3.炼钢钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金，二者差别就是C元素的含量。钢中五大元素即碳、硅、锰、磷、硫。但这些元素会影响钢材的金属机械性能和金属物理性能，所以在炼钢过程中要尽量“脱去”他们。还有氢，氮会影响钢的金属塑性，影响钢材使用。可使用电解等手段去除。炼钢的基本任务：a) 脱碳并将其含量调整到一定范围。b) 去除杂质，主要包括：脱磷（冷脆）、脱硫（热脆）、脱氧、去除气体（氢、氮）和非金属夹杂物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）c) 调整钢液成分和温度d) 将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯。炼钢工艺主要包括：1）铁水预处理；2)转炉或电弧炉炼钢；3)炉外精炼(二次精炼)；4)连铸。炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂(石灰石等)、脱氧剂(硅铁、锰铁、铝等)、合金料等。 (一)转炉炼钢利用吹入空气或氧气对熔融的铁水进行氧化脱碳，炼出合格成分的钢锭。按炉衬材料性质有酸性、碱性之分，按吹入氧气的方式有底吹、顶吹、侧吹之分。 1） 原料：高炉经钢包送来的铁水，10的冷铁锭，调整用冷废钢，造渣用石灰石、萤石，脱氧和合金化用的铁合金及纯度99.5氧气。 2） 操作：倾斜炉体，顺序加入石灰石、熔剂、废钢、铁水，插入水冷喷嘴，喷射高纯氧产生反应：2Fe+O2FeO ，FeO进入熔体扩散，完成脱碳、氧化吹炼。脱碳CO熔体沸腾，氧化加速。火焰由黄褐色暗红色长而明亮火焰明显减少液面平静脱碳氧化结束。（二)电炉炼钢：有电弧炉、感应电炉炼钢之分。 电弧炉炼钢：依靠插入金属炉料间的电极通电后，产生的电弧熔化炉料。随着炉料不断熔化，池面上升，电极上升，到最高点时，炉料已完全熔化。此时，先后进入熔化、氧化期、还原期。（三）炉外精炼炉外精炼的基本手段有渣洗，搅拌，真空，加热，喷吹和喂丝等。4.连铸连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具有以下优越性：1)简化工序、节能；2)铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高712%；3)高效凝固；4)优化成型。连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。5.轧钢轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。一般的轧钢工序可分为：加热炉 粗轧 中轧 精轧 精整。冶金与艺术 冶金看似与艺术无关，其实不然，艺术设计离不开冶金所生产的材料的支持。最初选修冶金工程概论只是为了增长知识面，可现在了解了冶金是如此艰辛复杂，在以后设计的道路上我一定会注意节约与循环利用，珍惜工人们的劳动成果。通过观看冶金的过程，冶金工程也