钢铁冶金新进展论文

钢铁冶金新进展论文

江西理工大学

题目：钢铁冶金新进展论述

摘要：

1、概述

2、钢铁行业现状

3、钢的分类

4、先进的钢铁冶炼工艺和装备

5、新型钢铁材料在各领域的应用

6、参考文献

关键词：钢铁冶金新技术

江西理工大学

钢铁冶金新进展论述

概述

钢材作为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。随着全球化经济的迅速发展，钢铁业出现需求萎缩、供给不减的双重矛盾。发展具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能满足特殊要求的新型钢材——特殊性能钢将成为钢铁冶金发展的首要任务，也是如今钢铁冶金转型发展的方向所在。

材料是一切技术发展的物质基础。随着各国工业和经济建设的发展,传统材料(金属材料等)工业已取得了很大成就,但由于自然资源的日益枯竭，钢铁冶金的进展关系到新技术的发展，将会是衡量一个国家科学技术和国防力量的重要标志之一。因而,我国的钢铁冶金的进展将处在特殊重要地位。

钢铁行业现状

目前,由于国内基础建设规模大,市场需求旺盛,钢铁工业不仅没有出现严重的供大于求的矛盾,还出现了卖方市场。但是,如果按我国近几年钢产量增长速度,中国钢铁工业协会的调研分析,2005年的全国钢产量已经能够满足2010年的需求了。除此之外，我国已超过日本成为世界第一铁矿石进口国,铁矿石资源供小于求,必然导致国内一些钢铁企业出现“无米下锅”的被动局面。国内生产钢材约40%用于建筑物和构筑物,加之废钢产量少,社会积累少,钢铁产量增长主要靠铁矿石供应。国际主要铁矿石巨头已出现垄断市场现象,资源威胁必将使我国钢铁工业发展遭受严重挑战。要在在危机中求生存，在挑战中谋发展，就必须自主创新，调整产品结构，增加品种，发展具有优异性能、特殊功能的新型钢铁材料，加快实施钢铁特殊性能钢基地项目，才能实现钢铁产业的新跨越。

我国钢铁工业在世界钢铁业界的地位

钢的分类

1、碳素钢：含碳质量分数小于2.11%而不特意加入合金元素的钢。含碳质量分数的多少又分成低碳钢、中碳钢和高碳钢

（1）碳素结构钢：①普通碳素结构钢，含碳质量分数较低，属于低碳钢，塑性好，但强度低，应用于建筑工程结构和机械零件。②优质碳素结构钢，含碳质量分数较多，为中碳钢，常用45、35钢。

（2）碳素工具钢：含碳质量分数在0.7％以上，硬度高。

2、合金钢：在普通碳素钢中加入其他合金元素冶炼而成的，当合金元素在钢中的含量达到一定的比例后，可大大提高钢材的力学性能，如硅可提高钢的导磁率，用作电机芯片；锰可提高钢的耐磨性和强度，应用于履带；铬可以提高钢的耐腐蚀性，应用于不锈钢制品等。如果含有合金元素，相应称为低合金钢、中合金钢和高合金钢

（1）合金结构钢：①低合金结构钢。可作建筑、桥梁材料，也可经渗碳后淬火可提高表面硬度，芯部具有较好的韧性，作汽车变速箱齿轮。②机械制造用钢。中碳合金钢40Cr代替常用45钢作重要的轴等机械零件；高合金钢60Si2Mn代替65Mn作重要弹簧；滚动轴承用钢Gr15用于制造常用滚动轴承。

（2）合金工具钢：①高速钢，用作加工刀具，钻头、各类铣刀。②刀具用钢，用作攻制螺纹用的丝锥、铰刀。③模具钢，用作热、泠模具，如Cr12、5CrMnMo。

④量具钢，如游标卡尺、千分尺。

3、特殊性能钢

（1）铬不锈钢既能防锈又有一定强度的耐腐蚀零件，如弹簧、医疗器械。（2）铬镍不锈钢耐腐蚀性强，用于制造耐腐蚀的管道零件。（3）耐热钢用作锅炉材料，如42Cr9Si2.（4）耐磨钢用作耐磨材料，如坦克履带用铸钢ZGMn13。

先进的钢铁冶炼工艺和装备

一、转炉炼钢技术的发展

回顾转炉炼钢技术的发展，大体可分为四个发展时期：

1. 顶吹转炉炼钢技术的创立(1948~1956)

标志性技术：拉瓦尔型超音速顶吹喷枪。

2. 顶吹转炉炼钢技术的成熟与完善(1956~1967)

标志性技术：转炉大型化；OG法除尘与煤气回收

副枪动态控制技术

3. 氧气炼钢技术的繁荣与发展(1967~1993)

标志性技术：氧气底吹转炉炼钢技术；转炉复合吹炼工艺技术4. 现代转炉炼钢技术(1993~)

标志性技术：溅渣护炉工艺；干法除尘与煤气回收技术

氧气转炉炼钢工艺：冶金特点：反应速度快，和平炉相比脱碳速度提高100倍；热效率高，可以熔化20~25%的废钢；钢中气体含量（O、N、H）低。

存在问题：钢渣反应不平衡，后期钢渣过氧化。

纯氧底吹转炉工艺：渣中氧化铁含量低(约降低10%)；钢中氧含量低(约降低200ppm)；吹炼终点残锰含量比顶吹转炉约提高1倍；脱磷、脱硫效率高于顶

吹转炉。 转炉炼钢技术的发展与展望：

二、以缩短冶炼周期为核心发展电炉炼钢技术

电炉加部分铁水冶炼及采用集束氧枪强化用氧

加部分铁水冶炼在缩短冶炼周期，提高生产率，降低电炉钢固定成本、人工成本、降低电耗方面具有显著效果。

现代电弧炉炼钢，为了缩短冶炼周期，除超高功率供电外，还必须提高配碳量，强化用氧，加生铁是最有效的方法，国外现代电炉炼钢有加40%生铁冶炼的。我国一般加20~30%的生铁块，电炉加部分铁水冶炼，实际上是以热铁水代替冷生铁，显然，这对节能具有重要作用，是一种技术进步，废钢预热的效果一般为吨钢节电60kWh ，而加35%铁水冶炼吨钢节电120kWh 以上，且装备简单。 2003年，我国34台容量大于60t 的电弧炉已有22台采用了电炉加部分铁水冶炼技术，其中16台生产率超过了8000t/t ·a ，7台超过了10000t/t ·a 。

电炉加部分铁水冶炼有一个最佳的铁水比，以冶炼周期最短为目标计算的最佳铁水比与平均供氧强度有关。料在各领域的应用

三、炉外处理技术

概括地讲就是指在冶炼炉(高炉、转炉、电炉)生产铁水、钢水的基础上，以更加经济、有效的方法，改进铁水、钢水的物理与化学性能并使冶金流程更加协调、顺畅的工艺装备技术。

它包括在高炉(或化铁炉)出铁槽、铁水输送罐、鱼雷罐车、铁水包甚至预处理专用转炉中，预先脱除铁水中的硅、磷、硫，对一些特殊成分进行预处理，并除去这些元素与化合物高含量的炉渣； 现

代转炉炼钢

生产高效化 产品洁净化 节 能 高效转炉吹炼技术 全自动吹炼工艺 快速出钢技术 接近平衡的冶炼工艺 高效脱磷工艺 出钢挡渣技术 少渣冶炼与炉渣返回使用 合金元素熔融还原(Cr 、Mn)矿 干法除尘,煤气回收 供氧强度≥5.0Nm3/t.min C 、T 命中率≥90% 不倒炉出钢率≥95% [C][O]≤0.0025 稳定生产[P]≤0.015% 下渣量≤5kg/t 渣量≤40kg/t 终点Cr 、Mn=1% 回收率≥90%