钢铁冶金概论全套课件

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1.6 钢铁资源与能耗
1）我国主要自然资源现状 • 我国的四类基本资源中，耕地、淡水人均 占有量只分别相当于世界平均水平的 1/3 和 1/4 ，森林和草地只分别相当于世界平 均水平的1/7和1/3； • 能源资源中，煤炭、石油和天然气的人均 探明储量分别只有世界平均水平的 1/2 、 1/10和1/20。 • 矿产资源人均占有量只有世界平均水平的 58%，排世界第53位;
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1.5 钢铁产品及副产品
1)钢铁冶炼产品
（1）生铁：
炼钢生铁[Si]≤1.25%
铁与C、Si、Mn、P、S组成的合金，主要由高炉生产
铸造生铁 1.25%≤[Si]≤4.25%
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冶炼设备：转炉钢、电炉钢 脱氧程度：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 碳素钢：低、中、高碳 合金钢：低、中、高合金
按冶炼方法分：
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在13种主要金属原料的地区分布前五位排名上，我 国除锡（占 14.8% ）和钼（占 6.0% ）外，其余都榜上 无名。
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2）我国主要自然资源使用现状
我国是资源和能源利用率较低的 国家之一。我国最终产品量仅占原料 投入量的20%——30%，60%以上的原料 变成了废弃物，资源回收率比世界平 均水平低20%。
1980
2002
1980
2000
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5）我国能源消耗增长率
近三十年，我国GDP年平均增 长率为9.5%，而相应的能源消耗 增长率仅为4.2%,不到GDP年平均 增长率的一半（44%）。
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6）钢铁工业能源消耗比例
钢铁工业是能源和资源密集 型产业 , 例如能源消耗约占世界 总能耗的10%。我国钢铁工业在上 世纪七十年代时占全国总能耗的 13%—14% ，从八十年代起有所降 低，但也在10%以上。
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3）我国能源使用情况
据资料统计 , 我国的能源开采回收 率只有32%, 能源加工、转换和储存的 效率为70.3%, 终端能源利用率平均为 42%, 这表示所生产能源中得到利用的 只占29%。
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4）我国单位产值能耗
据资料统计，我国每百万美元的单 位产值能耗为1172吨油当量，远高于日 本（ 162 ）、德国（ 229 ）、英国（ 292 ） 和美国（ 384 ）等发达国家的数值，也 远高于世界平均水平（397）。
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第一部分:绪论
• • • • • • • • • 1.1 冶金的基本概念 1.2 冶金的相关学科 1.3 冶金工业发展史 1.4 现代冶金过程 1.5 钢铁产品及副产品 1.6 钢铁资源与能耗 1.7 冶金中的耐火材料 1.8 钢铁工业发展现状 1.9 环保、循环经济与钢铁可持续发展
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1.1 冶金的基本概念
1) 冶金的概念： 冶金是研究如何经济地从矿石或其他原 料中提取金属或金属化合物，并采用各种 加工方法制成具有一定性能的金属材料的 科学。
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• 2）冶金分类
• 提取冶金：研究提取金属，存在化学反应
•
物理冶金：研究金属材料成型过程
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1.2 冶金学的支撑学科
冶金学
物理学
化学
物理化学
流体力学
(理 论 基 础)
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7）钢铁工业在降低能耗方面的成绩
近 20 年来钢铁工业在降低资源消 耗和环境负荷方面已作出很大努力并 取得显著的成绩，大幅降低了吨钢综 合能耗和大中型企业吨钢可比能耗。
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例如吨钢综合能耗从1980年的2040公斤标煤降 低到1999年的1083公斤标煤，大中型企业吨钢可比 能 耗 从 1980 年 的 1285 公 斤 标 煤 降 低 到 1999 年 的 833.0公斤标煤。
（2）钢：
按化学成分分： 普通碳素钢 Fe-C合金 含[C]≤2%，并含有其它元素的 优质碳素钢 按质量分： 高级优质钢 结构钢 工具钢 特殊性能钢
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按用途分：
（3）铁合金：
铁与一种或几种元素组成的中间合金，用于炼钢脱氧及合金化
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2)钢铁副产品
(1)炉渣 炉料冶炼过程中不能进到金属中的S-化物,O-化物 等形成的熔融体,主要成分: CaO,MgO,SiO2, Al2O3,MnO,FeO, P2O5, CaS 等。
(提供技术材料及研究课题) 电子技术 计算机技术
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1.3 冶金工业发展历史
人类社会发展史： 原始社会→奴隶社会→封建社会→资本主义社会 人类使用材料的历史：
石器→青铜器→铁器→工业化(钢铁) →信息社 会(多种新材料)
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中国冶金的辉煌历史
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1.4 现代冶金过程—冶炼过程
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现代冶金过程—轧钢过程
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冶 金 概 论
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课程的主要目的
介绍钢铁冶炼及加工过程的基本 原理、工艺特点及基本工艺流程，使 非冶金专业学生对钢铁联合企业的生 产过程有一个全面而概括的了解，并 初步掌握冶金的基本知识。
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课程的主要内容
• • • • • • 第一部分:绪论 第二部分:铁冶金 第三部分:铁合金冶炼 第四部分:钢冶金 第五部分:炉外精炼与连铸 第六部分:钢铁材料压力加工
吨钢综合能耗（公斤标煤）
2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
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每万元GDP的能耗从1980年的7.98吨标煤降低 到2002年的2.63吨标煤,减少了近2/3;每吨标煤所 创造的GDP从1980年的2335元提高到2000年的6880 元。
每万元GDP能耗（吨标煤）
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
吨标煤创造产值（元）
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
(2)煤气：焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气
CO(5~7%)+H2(50~60%) +CO2(2~5%)+N2(5~10%) +CH4(20~30%) 发热量15000~19000kJ/Nm3
CO(50~70%)+H2(0.5~2.0%) +CO2(14~15%)+N2(10~20%) 发热量7500~11000kJ/Nm3
由冶炼方法不同分为：高炉渣和炼钢渣
炉渣的用途： （高炉渣）水泥、隔热材料、填料； 炉渣分类： （转炉渣）烧结、炼铁、水泥、筑路、富集提取稀有金属
按化学成分不同分为：碱性渣和酸性渣
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CO(26~30%)+H2(1~3%) +CO2(10~14%)+N2(56~58%) +CH4(0.2~0.60%) 发热量3300~4200kJ/Nm3