冶金生产工艺及装备1-概述

1、.：.；杨海波教授博导 HYPERLINK mailto:ustbyhb01163 ustbyhb01163PW:ustbyhbSchool办of M公ec地han点ica：l En北gine科eri大ng,会Un议iver中sity心of -S第cien5c会e &议Te室chnology, Beijing联络：6233-3549S M E . U S T B PAGE 5课程简介课程称号 2021冶金消费工艺及配备Technology and equipment for iron & steel production 课程编号：4040014学时/学分：32 / 2主要内容钢铁消费过程的工

2、艺技术、机械设备、检测方法等。包括炼铁、炼钢含连铸和轧钢三个部分：高炉和非高炉炼铁，转炉和电炉炼钢，炉外精炼，延续铸钢，厚板、冷热薄板、无缝钢管、型材、棒线材轧制等。课程目的了解从矿石原料到钢铁产品的消费流程，熟习钢铁消费的根本工艺、主要设备、检测方法，提高运 用专业实际和方法分析和处理实践问题的才干，培育工程认识。课程对象机械工程冶金机械方向或其它专业的高年级本科生、研讨生先修课程机械设计，机械原理，机械制造，工程资料等相关课程， 2021学什么内容 钢铁消费过程中的工艺技术机械设备检测方法等三个部分炼铁：高炉和非高炉炼铁炼钢：转炉和电炉炼钢，炉外精炼，延续铸钢轧钢：中厚板、冷热轧薄板、无缝

3、钢管、型材、棒线材轧制等为什么学目的了解钢铁，掌握方法了解钢铁消费流程，掌握钢铁消费的根本工艺、主要设备、检测方法运用知识，分析问题运用已学的专业实际和方法，研讨和分析典型的工业消费过程结合实际，联络实践，领会实际与实践结合的含义，加强工程认识。 2021需求哪些知识数学，物理，化学静力学，动力学，流膂力学，热力学，资料学，冶金学设计，制造，检测，控制学过哪些课程高等数学，线性代数，大学物理，程序设计，概率论与数理统计，实际力学， 资料力学，微机原理与运用，机械制图热工学，电工技术，电子技术，机械原理，工程流膂力学，工程资料及成形工艺， 机械设计，自动控制实际互换性与丈量技术，测试技术，机械制

4、造工艺根底，液压与气压传动， 机械制造配备设计机电传动控制，机械创新设计，机械振动将要学哪些课程工程数值计算，现代设计方法，CAD/CAM，微机电系统，质量管理与控制相关课程 冶金设备设计与制造，轧钢过程控制，炼铁机械，炼钢机械，轧钢机械， 轧制实际与工艺，教学安排 2021授课方式：讲授 + 提问 + 讨论学习方式：听课 + 笔记 + 看书 + 习题考核方式：课堂 + 作业 + 考试公共邮箱： HYPERLINK mailto:ustbyhb01163 ustbyhb01163PW:ustbyhb课程安排上课时间：2021年9月05号2021年11月03号 学历 第 1 周 第 8 周)每周

5、一、 机械楼820 III 13:3014:15，14:2015:05每周四、 机械楼820 IV 15:2016:05，16:1016:55考试时间：2021年11月日选课班级： 机械E13.6 PAGE 6 2021冶金，冶金消费，工艺，配备冶金Metallurgy从矿石中提取金属或金属化合物，并将其制成有一定性能的金属资料的过程和方法火法冶金，湿法冶金，电冶金电热冶金、电化冶金冶金消费Metallurgical production包括金属的冶炼、金属的轧制、轧材的处置等工艺 Craft，Technology对原资料、半废品进展加工和处置，使之成为制废品的方法与过程技术、手段等配备Equ

6、ipment实现消费活动的设备、工具、器材等， 这里指的是实现钢铁消费所采用的机械设备、电气设备、检测设备、仪器仪表等钢铁是重要的金属资料，本课程仅限于钢铁的冶金消费 PAGE 14参考教材及参考书参考教材 20211，李应强，冶金工业，1998参考书炼铁部分2，王筱留，冶金工业，2021 3，卢宇飞，冶金工业，2006 4修订版，严允进，冶金工业，1990 5，刘玠，马竹梧，冶金工业，2005 6，马竹梧，邱建平，李江，冶金工业，2000炼钢部分7 ，陈家祥，冶金工业，1990 8，高泽平，冶金工业，2006.8 9，贺道中，冶金工业，2007 10，蔡开科，冶金工业，1995 11，潘毓淳

7、，冶金工业，1992.6 12修订版，罗振才，冶金工业，1989年 13，马竹梧，邹立功，孙彦广，冶金工业，2003轧钢部分14第20卷 资料塑性成型工程，胡正寰，化学工业，2006 15，王廷溥，冶金工业，199516, 王廷溥、齐克敏主编，冶金工业，1998-2021 17修订版，邹家祥，冶金工业，1989 18，曹建国，化学工业，202119，王有铭，20 ，胡正寰，华林，化学工业，2021.4 21，薛兴昌，马竹梧，沈标正，冶金工业，2021参考资料 2021学术论文国内大学学报：，专业期刊：， ， 综合期刊：，国外， ，会议期刊网上资源中国金属学会 HYPERLINK

8、/ /中国钢铁协会网 HYPERLINK /gxportal/login.jsp /gxportal/login.jsp新浪博客“我的钢铁， HYPERLINK blog.sina/wodesteel blog.sina/wodesteel中国轧辊网， HYPERLINK china-roll/bbs/ china-roll/bbs/课程目录1 钢铁消费概述2学时1.1 钢铁资料及运用1.2 钢铁消费工艺流程1.3 钢铁工业的开展2 炼铁消费8学时2.1 炼铁概述1学时2.2 高炉炼铁工艺2学时2.2.1 高炉炼铁的化学反响2.2.

9、2 高炉炼铁过程2.2.3 高炉构造2.2.4 高炉目的2.3 高炉炼铁设备3学时2.3.1 供料上料设备2.3.2 炉顶装料设备2.3.3 渣铁处置炉前设备2.3.4 送风系统2.3.5 煤气除尘及回收系统2.4 高炉炼铁检测1学时2.4.1 炉料形状检测2.4.2 渣铁形状检测2.4.3 设备形状检测与诊断2.5 炼铁技术开展0.5学时2.6 非高炉炼铁0.5学时2.6.1 直接复原法2.6.2 熔融复原法3 炼钢及连铸消费9学时3.1 炼钢概述1学时3.2 转炉炼钢工艺1学时3.2.1 转炉炼钢过程3.2.2 转炉炼钢主要目的3.3 转炉炼钢设备2学时3.3.1 供料系统3.3.2 转炉

10、系统3.3.3 供氧系统3.3.4 其他设备3.4 电炉炼钢1学时3.5 炉外精炼0.5学时3.6 炼钢检测0.5学时3.6.1 钢水温度丈量3.6.2 钢水定氧丈量3.6.3 钢水定碳丈量3.6.4 炉衬检测3.7 延续铸钢2学时3.7.1 延续铸钢技术的开展3.7.2 延续铸钢工艺3.7.3 延续铸钢设备 20214 轧钢消费11学时4.1 轧钢原理2学时4.1.1 轧钢过程及义务4.1.2 轧钢的原料及产品4.1.3 轧制实际4.2 板带轧制6学时4.2.1 中厚板消费工艺4.2.2 薄板热轧工艺4.2.3 薄板冷轧工艺4.2.4 板带消费设备4.3 钢管轧制1学时4.3.1 钢管消费概

11、述4.3.2 无缝钢管热轧工艺4.4 棒线材轧制0.5学时4.5 型材轧制0.5学时4.6 轧钢消费检测0.5学时4.7 零件轧制0.5学时1 钢铁消费概述成的？ 20211.1 钢铁资料及运用1.2 钢铁消费工艺流程1.3 钢铁工业的开展钢铁是怎样炼这要从什么是钢铁讲起1.1 钢铁资料及运用金属Metal 分为黑色金属和有色金属黑色金属Ferrousmetal 2021对铁(Fe)、铬(Cr)和锰(Mn)及它们合金的统称，是冶炼钢铁的主要原料纯铁及锰为雪白色，铬为银灰色钢铁外表常覆盖黑色的四氧化三铁 锰及铬主要运用于冶炼黑色的合金钢产量约占世界金属总产量的95%钢铁属于黑色金属，都含有铁元素

12、本课程主要内容针对“黑色金属1.1 钢铁资料及运用 2021有色金属Non-ferrousmetal除铁、铬和锰及合金以外的其它金属轻金属：比重小于4.5如铝、镁、锂、钠、钾等重金属：比艰苦于4.5如铜、锌、镍、汞、锡、铅等贵金属：如金、银、铂、锇、铱放射性金属：镭、铀、钍、钋、锝等稀有金属：如铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、铀等有色金属的消费工艺及设备与钢铁消费工艺及设备是有所不同，本课 程钢铁消费工艺及设备。 2021金属资料之最地壳中含量最高的： 铝人体中含量最高的：钙导电性、导热性最好的：银光照下最易产生电流的：铯延展性最好的：金高速飞机构造用的最多的：钛硬度最高的：铬熔点最高的：钨熔点最

13、低的：汞密度最大的：锇密度最小的：锂 2021铁的特点元素周期表中：第4周期，原子序数26蕴藏丰富,地壳中含量4.75%，排在氧、硅、铝之后的第4位以铁矿石方式，存在相对集中，采掘、提炼方便冶炼比较容易，容易实现大量、高效、低本钱消费较好的物理性能，如巩固性、延展性、铁磁性、导热导电性性能可调性，经过热处置、加合金改动性能 HYPERLINK l _bookmark12 14 PAGE 22 2021钢与铁的区别钢与铁的区别主要是含碳量的不同，导致性能不同、用途差别很大资料熔点 ()实际含碳量(%)实践运用 含碳量(%)力学性能 加工性能用途生铁115012502.116.6924.3塑性差，

14、硬而脆，耐磨性好 铸造性好，难焊接，压力加工难铸件，如灰口铁， 炼钢原料钢145015000.022.110.021.7塑性好，韧性好，强度高 铸造性适中，易焊接，压力加工易非常广泛熟铁 1500 0.02-塑性很好，强度低，硬度低，用途很少含碳量越高、强度和硬度越高，但塑性、韧性会越低降低，脆性越高钢和铁中还含有其它元素，会影响性能硅Si锰 Mn磷P硫S铁合金Alloy两种或多种化学组分金属、非金属构成的固溶体或化合物方式的资料或物质钢和生铁都是铁合金铁碳合金还可以参与其它元素，以改动钢铁的性能 2021铸铁分类按碳的存在方式划分白口铸铁，碳主要以渗碳体方式存在，硬、脆，很少直接用麻口铸铁，

15、碳一部分以渗碳体方式存在另一部分以石墨方式存在，硬、脆，很少直接用灰口铸铁，碳主要以石墨方式存在，因石墨外形不同，性能和用途也不同：灰铸铁，铸造性、减震性、减摩性、切削性比钢好，但力学性能较差可锻铸铁，力学性能稍好于灰铸铁球墨铸铁，其中石墨为球状，力学性能与调质钢相当蠕墨铸铁，石墨为蠕虫状，力学性能稍低于球墨铸铁 2021钢的分类按化学成分碳素钢：仅含为脱氧而参与硅普通0.40%和锰普通0.80%等合金元素低碳钢：C 0.25%中碳钢：0.25% C 0.60%高碳钢：C 0.60%合金钢：含铬、镍、钼、钛、钒、铜、钨、铝、钴、铌、锆等合金、稀土元素， 非金属元素如硼、氮等普通低合金钢：合金总

16、含量小于3%低合金钢：合金总含量3%5%中合金钢：合金总含量 5%10%高合金钢：合金总含量大于10%合金钢举例：锰钢、硅钢、硼钢、铬镍钨钢、铬锰硅钢， 按脱氧程度沸腾钢不经脱氧或微弱脱氧镇静钢脱氧充分半镇静钢脱氧不完全，介于镇静钢和沸腾钢之间 2021按用途构造钢碳素构造钢用于制造工程构造件和机械零件，价钱低，工艺性能良好，产量大，用途广普通：硫、磷等杂质含量略高，S 0.055%， P 0.045%优质：硫、磷等杂质含量较低， S 0.040%，P 0.040%合金构造钢在优质碳素构造钢根底上，参与合金元素，以提高钢的强度、韧性和淬透性渗碳钢调质钢氮化钢工具钢含碳量较高，具有较高的硬度碳素

17、工具钢：0.65% C 1.30%，为提综合性能，有的参与0.35%0.60%的锰合金工具钢：含碳可高达2.30%，含铬可达13%、钨9%，还可含钼、钒等，用于模具高速工具钢：含1%左右的碳，含钨可高达19%，还可含铬、钒、钼等，赤热硬性好 2021按用途续特殊性能钢具有特殊化学性能或力学性能轴承钢：含碳1%左右，含铬不超越1.65%，有高而均匀的硬度和耐磨性不锈钢：耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀，但不一定耐腐蚀耐腐蚀钢：耐酸、碱和盐等强介质腐蚀。普通都具有较好的不锈性弹簧钢含硅、锰、铬合金元素，有高的弹性极限、疲劳强度、冲击韧性、塑性，用于制造弹簧高温合金在应力及高温作用时，有长时间抗蠕变才干

18、、高耐久强度、高抗蚀性， 用于制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下任务零部件铁基合金镍基合金钴基合金铬基合金钼基合金其他合金 2021钢铁资料特点用途广泛易于回收和再利用废钢铁的重新冶炼在钢铁产量比重不断增大中国10%，日本30%，美国60%不可替代铝合金：蕴藏量最丰富的金属元素，但矿源分散，冶炼困难，本钱高，虽然延展性很好，但强度比钢铁差塑料：以石油为原料，开展遭到了很大制约 没有哪一种资料可以完全取代钢铁石油化工煤炭电力建筑建 筑能 源铁道交 通机械汽车轻工集装箱造船制 造 业 2021钢铁资料的运用 HYPERLINK l _bookmark20 22 2021日常生活中的铸铁 PAGE

19、24 2021管线用钢西气东输二线管道线路2002年7月4日开工建立，全长4000公里，2004年12月30日全线供气阿拉ft口卡拉迪尔达坂乌鲁木齐轮南鄯善北京靖边西安上海南昌南宁广州种类：X501950年， X801980年， X1202004年X80：最小屈服强度=80000psi (=552Mpa)Psi: Pounds per square inchpa : N/m2 2021集装箱板 PAGE 26 2021铁路用钢 2021汽车用钢输变电用钢输电铁塔角钢，卷板变压器电磁钢板硅钢、矽钢片 2021 HYPERLINK l _bookmark25 27 2021建筑用钢 HYPERLI

20、NK l _bookmark26 28 PAGE 301.2 钢铁消费工艺流程 2021铁矿石 烧结 球团矿焦煤 焦化 焦炭高炉非高炉炼铁 铁水 转炉/电炉炼钢 钢水 连铸 铸坯 轧钢 钢材熔剂石灰石 2021钢铁消费工艺流程 2021钢铁消费炼铁Iron making将含铁氧化物铁矿石及含铁原料经过高温冶炼提炼生铁的过程炼钢Steel making将生铁或废钢经过高温冶炼消费钢水的过程，普通还包括将钢水 浇铸成钢坯的过程轧钢Steel rolling钢锭、钢坯等原料在旋转的轧辊间发生塑性变形，以改动外形和 性能 HYPERLINK l _bookmark29 31 PAGE 361.3 钢铁工业的开展世界钢铁消费开展上世纪4060年代钢铁大昌盛世界大战终了后的重建需求，钢铁产量继续增长30年 2021日本异军突起，1973年欧美日等主要产钢国的钢产量均到达历史顶峰1973年石油危机引发“大萧条美国1973年钢产量1.37亿吨， 1982年降到0.66亿吨，英法德日钢铁企业堕入姿态7090年代，国外(特别是美国)钢铁企业倒闭、破产重组，钢铁产业被视为“夕阳产业2021年粗钢产量：全球15.478亿吨，中国大陆，7.17亿吨，占全球46.3%，排名第1排名前10的国家：中国、日、