第6章 冶金质量综合分析
冶金产品质量
冶金产品质量引言：冶金行业是指运用冶金学及相关工艺技术进行矿石选矿、冶炼和加工的行业。
冶金产品质量的高低，直接关系到国家经济的发展以及工业品质的提升。
本文将从冶金产品质量的影响因素、冶金产品质量控制的重要性以及冶金产品质量标准等方面展开论述。
第一节：冶金产品质量的影响因素冶金产品质量受到多种因素的影响，主要有以下几个方面：1. 矿石质量：矿石是冶炼的原料，矿石的质量直接影响到冶金产品的质量。
矿石中的杂质含量、成分比例等因素会对冶金过程中的熔融特性、金属元素得率等产生影响。
2. 冶炼工艺：冶炼过程中采用的工艺技术对冶金产品质量也有重要作用。
合理的冶炼工艺可以提高金属的纯度、硬度等指标，同时还可以降低能耗、减少环境污染等方面的影响。
3. 设备状态：冶金生产中的设备状态直接影响到冶炼的效果。
如果设备设施不完善、维护不良，可能导致冶炼过程中的温度控制不准确、冷却速度不均匀等问题，最终影响到冶金产品的质量。
4. 人员素质：冶金生产需要高素质的冶金技术人才，他们的专业知识和技能水平直接关系到冶金产品质量的提升。
专业的冶金操作和技术能力能够保证冶金产品的稳定质量。
小节一：冶金产品质量控制的重要性冶金产品质量控制在冶炼过程中具有重要的意义。
首先，良好的质量控制能够确保冶金产品的性能指标达到国家标准和用户要求，提高产品竞争力。
其次，质量控制可以降低产品缺陷率，减少后续处理工序，从而提高生产效率和经济效益。
此外，质量控制还可以预防质量事故和环境污染，保护生产和生活环境的安全。
冶金产品质量控制的主要手段包括：1. 严格的原料进场检验：对于原料矿石、辅助材料等进行严格的化学成分、物理性能等方面的检验，确保原料的质量达到要求。
2. 冶炼过程监控：通过温度、压力、速度等参数的实时监测，掌握冶炼过程中的变化，并及时采取措施调整，以保持稳定的冶炼条件。
3. 产品抽样检测：对冶金产品进行样品抽检，检测产品的化学成分、物理性能等指标，确保产品质量符合要求。
金属冶炼中的金属材料检测与质量分析
目录
• 金属材料检测概述 • 金属冶炼过程中的质量控制 • 金属材料的质量分析 • 金属冶炼中的质量检测与控制技术
01
金属材料检测概述
金属材料检测的目的和意义
确保产品质量
通过检测金属材料的质 量，确保产品的性能和 安全性符合标准要求。
提高生产效率
通过快速、准确的检测 ，减少生产过程中的废 品率，提高生产效率。
04
金属冶炼中的质量检测与控制技术
金属冶炼中的质量检测技术
01
02
03
化学分析
通过化学方法对金属材料 进行成分检测，确定其化 学组成和含量。
物理测试
利用物理方法对金属材料 的物理性能进行检测，如 硬度、韧性、导电性等。
无损检测
在不破坏材料的前提下， 利用声、光、磁等手段检 测金属材料内部的缺陷和 损伤。
等。
无损检测
利用非破坏性的检测方法，如 超声波、射线、磁粉等，对金 属材料进行内部缺陷的检测。
金相分析
通过观察金属材料的微观组织 结构，对其性能进行评估和分
析。
金属材料检测的应用和发展趋势
广泛应用
技术创新
金属材料检测在冶金、机械、航空航天、 汽车、船舶等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，金属材料检测技术 也在不断创新和发展，如高能X射线、高精 度光谱分析等技术的应用。
无损检测
利用超声波、射线等技术检测 金属材料内部缺陷。
化学分析
通过化学方法测定金属材料的 化学成分，确保其符合标准要 求。
金相分析
观察金属材料的显微组织结构 ，评估其质量。
力学性能测试
对金属材料进行拉伸、压缩、 弯曲等试验，测定其力学性能 。
工业分析技术第六章钢铁分析
工业分析技术第六章钢铁分析1.引言钢铁是现代工业的基础材料之一，广泛应用于建筑、制造业、交通运输等领域。
钢铁的质量和性能对产品的质量和使用寿命有重要影响，因此钢铁分析技术在工业生产中具有重要的地位。
2.钢铁成分分析钢铁的成分分析是钢铁分析技术的基础，常见的成分有铁、碳、锰、硅等。
钢铁的成分分析通常采用化学分析方法，通过化学反应和测定来确定钢铁中各元素的含量。
常见的方法有滴定法、光谱分析法、电化学分析法等。
其中，滴定法是一种简单而有效的化学分析方法，通过溶液的滴定反应来确定钢铁中其中一种元素的含量。
3.钢铁质量分析钢铁的质量分析是评价钢铁性能和质量的关键环节。
常见的质量分析指标有强度、韧性、硬化性等。
钢铁的强度可以通过拉伸试验来确定，韧性可以通过冲击试验来评价，硬化性可以通过硬度试验来测定。
此外，钢铁还要满足一定的化学成分和物理性能要求，如耐蚀性、抗疲劳性、热处理性等，这些指标需要通过各种分析方法来确定。
4.钢铁缺陷分析钢铁在生产过程中可能会出现各种缺陷，如气孔、夹杂物、裂纹等。
这些缺陷会影响钢铁的性能和使用寿命，因此需要及时发现和分析。
钢铁缺陷分析通常采用显微结构分析、金相分析、扫描电镜分析等方法。
显微结构分析是一种透光或反射光显微镜法，通过观察钢铁的显微组织来判断缺陷的类型和原因。
金相分析是通过对钢铁进行化学腐蚀、磨削和腐蚀显微观察等方法来分析缺陷的形成原因。
扫描电镜分析是一种高分辨率、表面成像的分析方法，可以观察钢铁的微观结构和缺陷。
5.钢铁质量控制钢铁质量控制是指通过对钢铁的分析和检测，及时发现并纠正生产中的质量问题，确保产品质量符合要求。
钢铁质量控制需要与生产工艺相结合，采用适当的分析方法和仪器设备。
常见的质量控制方法有统计方法、检验方法、可靠性分析等。
其中，统计方法可以通过对大批量样品的抽检和验证，来评估钢铁的整体质量水平；检验方法可以通过对每个工序和环节的检测，发现并修复可能存在的问题；可靠性分析可以通过对钢铁生产过程中的故障和损坏进行分析，找出导致质量问题的主要原因，并采取相应的措施进行改进。
冶金质量分析与控制第4次课
② 焦比 K=Q（昼夜焦碳用量）/P （高炉昼夜产铁量）（kg焦/t铁） ③ 冶炼强度 I=Q/Vu （反映焦碳的燃烧能力） ④ 生铁合格率 100% ⑤ 休风率：计划外的检修时间占规定作业时间的百分比2%→1.5% ⑥ 高炉寿命（点火→停炉大修）（与耐材、砌筑有关）
33
第三章 炼铁
概述
副产品：
（1）高炉渣（杂质、灰分、熔剂） ① 急冷→水泥 ② பைடு நூலகம்缩空气吹制→绝热材料 ③ 碎石代用料 冶炼多元素共生的复合矿时，炉渣中常富集有多种元素（如稀土、钛等）。
（2）高炉煤气（二次能源）是钢铁联合企业的重要二次能源，主要用作热风 炉燃料，还可供动力、炼焦、烧结、炼钢、轧钢等部门使用。
（3）少量铁合金（炼钢）
34
第三章 炼铁
高炉作业流程
炉顶回收电
热风炉
除尘器
无钟罩式炉顶
烟囱
BFG 储槽
洗涤器
配料间
coke sinter lumpore flux
主输送帶
混合气
废气 鼓风机
鼓风嘴
出铁口
热风 调湿系统
冷空气
高炉
鱼雷车
35
36
宝钢高炉全貌
37
第三章 炼铁
概述
评价高炉生产常用的技术经济指标： ① 高炉有效容积利用系数（η）
15
2.2.3 选别作业 （1） 重选
2.2 选矿
③重介质选矿－在比重较大的 介质中使矿粒按比重分选的一 种选矿方法。 分选原理－重介质的比重介于 重矿粒比重和轻矿粒比重之间， 把物料给入重介质中，比重大 于重介质比重的矿粒下沉，比 重小于重介质比重的矿粒则浮 在重介质的表层。再分别收集 已分离的轻、重矿物，从而达 到分选目的。
冶金质量分析与控制第2次课
高山被剥低，在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。
26
2.1 采矿
2.1.1 矿山地质
矿床的形成：（以铁矿石为关注对象）
地球形成时期：在距今46亿年前，由铁镍物质组成的地核俘获了高温熔融 物质形成巨厚熔融层。 地壳形成时期（太古宙）：这一时期是由地表熔融物质凝固开始到有沉积 岩形成的一段地质时间。 进入太阳系前时期（远古宙） ：地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强， 高山被剥低，在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。
15
碳素钢和铸造碳素钢的缺陷组织
图4 实物 图6 500 ×
图5 实物断口
图6：显微组织为珠光体和铁素体，晶粒粗大，呈严 重的魏氏体组织状态，为典型的过热组织。
魏氏组织严重，脆性增加，以及焊接件的结构应力 ，是造成吊装断裂的主要原因。
16
碳素钢和铸造碳素钢的缺陷组织
图6 500 ×
图7：角钢经880℃正火后消除原来粗大的过热组织，成为细小 的等轴铁素体和珠光体。 其力学性能得到显著改善，经检测可以满足支架吊装的要求。
元素在各种地质作用的影响下，通过结晶作用、升华作 用、化学(反应)作用等途径形成矿物(mineral)
矿物以集合体形式出现即构成为岩石(rock)，其可以由 单一矿物或两种以上不同的矿物集合体组成。
岩石中含有经济上有价值，技术上可利用的元素、化合 物或矿物，即称为矿石(ore)。
（金属）矿床：在一定地质作用下，地壳内部或表面形成的 有用矿物聚积体，（其质和量达到工业要求，并在现有经济 技术条件下能够被开采利用的）。
2
第一章 绪论
1.1 金属冶炼概述 1.2 冶金能源 1.3 耐火材料
3
第一章 绪论
1.1 金属冶炼概述 1.2 冶金能源 1.3 耐火材料
冶金质量检验与评级
冶金质量检验与评级宏观分析也称粗视分析或低倍检验，即用肉眼直接观察或用30倍以下放大镜来观察金属断面磨面或断口的组织和缺陷。
这种方法可在较大范围内观察金属的组织，分析金属材料的冶金质量和加工质量，以及一些构件的破坏原因。
该方法简单迅速，在生产实际中得到广泛应用，但它不能观察金属组织结构的细节，进一步观察和分析要用显微分析的方法进行。
1、宏观分析的应用范围：（1）观察铸锭组织：晶粒大小、形状、相互位置以及树枝状的外貌。
（2）检查金属铸锭中的缺陷；缩孔、气泡、疏松、白点、裂纹、翻皮、夹杂物及铸件中的夹砂等。
（3）检查金属成分的不均匀性：表面淬火层、渗碳层及加工硬化层的分析及测定。
（4）检查金属锻件（或轧材）中纤维组织分布的状况及摺叠、裂缝、过热等缺陷。
（5）检查热处理后淬火、回火不足、裂纹等缺陷。
（6）初步检查零件破坏的原因实验方法：1、磨片分析把试样用砂轮磨平或锉平后，在粗砂纸上磨光，用清水冲洗后在浸蚀液中浸蚀一定时间，再用清水冲洗并揩去表面一洁物，然后观察其表面。
这种分析方法应用很广泛，除观察塑材料断面外，也可观察脆性材料的断面。
在工厂，此方法作为低倍检验的主要方法。
磨片分析可配用热蚀试验和冷蚀试验。
热蚀试验：将试样置于热酸中浸蚀一定时间，然后进行检查。
常用试剂为50%（体积）盐酸水溶液加热到70±5℃，再根据钢材成分、表面光洁度、溶液新旧程度等腐蚀一定时间即可观察。
冷蚀试验：浸蚀在室温下进行。
对于一般碳钢，低中合金钢，先用过硫酸铵15克，水85毫升混合液在试样表面擦10分钟，再用硝酸（1.49克/毫升）10毫升，水90毫升混合液擦10分钟，然后进行检查。
磨片分析法的应用：（1）观察金属铸锭或金属材料的晶粒大小、形状及分布状况，可研究结晶过程中各种因素（浇注温度、冷却速度、不熔杂质等）对铸锭组织的影响。
（2）观察铸、压、焊等加工件的微小缺陷。
（3）检查化学成分不均匀性及杂质分布状况。
（4）初步分析零件破坏的原因。
冶金质量分析第六次四、钢中非金属夹杂物的
（二）钢中非金属夹杂物的控制
——氧化物夹杂物形态的调整与控制(I)
①经硅钙合金和铝处理后，钢中形成的夹杂物是钙铝硅 酸盐，其熔点低而且是可变形的夹杂物，在钢材中呈 纺锤状或棒状，对钢材的强度和韧性有利。
②在易切削钢中，这种夹杂物可在刀具刃部形成保护层， 从而提高了刀具的寿命
（二）钢中非金属夹杂物的控制
（七）夹杂物对钢耐腐蚀性能的影响
钢中的硫化物（FeS、MnS）易于被酸溶解，并且产 生硫化氢（H2S），加速钢的腐蚀破坏。 不锈钢中的夹杂物，能破坏不锈钢表面钝化膜的严密 性，所以不锈钢的点腐蚀多与其中的夹杂物有关
（七）夹杂物对钢耐腐蚀性能的影响
在腐蚀介质中工作的承受动载荷的零部件，当表面存 在有夹杂物时，首先会在夹杂物处引起腐蚀形成缺口， 并不断向零部件内部扩展成疲劳裂纹，导致零部件产 生腐蚀疲劳破坏。
（二）钢中非金属夹杂物的控制
——氧化物夹杂物形态的调整与控制(I)
1.氧化铝夹杂物形态的调整与控制 （1）氧化铝夹杂形态的调整
在铝脱氧的镇静钢液中，夹杂物主要以簇状聚集的 Al2O3形态出现，轧制时，簇状聚集的Al2O3沿钢材变形 方向延伸成链状夹杂物。这种链状Al2O3夹杂物显著地 降低了钢材横向力学性能。 在脱氧时，进行加钙处理，钢中Al2O3数量显著减少， 而出现CaO-Al2O3或CaO-Al2O3-CaS系的氧化物和复合 硫氧化物。这种球状复合型夹杂，改善了钢材的性能， 减少了钢材的力学性能的方向性，当[Ca]/[S]的比值为 0.6~0.8时，钢材的力学性能的方向性几乎消失。
（三）微量有害元素对室温力学性能的影响 在低合金钢中，铅、锡会降低冲击韧度。 在高合金钢中，As、Sn、Sb等杂质金属元素严重降低 钢的韧性。（见图4-11）
冶金工程质量管理分析
冶金工程质量管理分析摘要：伴随着时代与社会的发展, 很多传统冶金生产管理制度已无法满足当前实际安全管理需求, 导致冶金行业的生产指标较为落后, 在这种情况下，冶金企业要想提高产品质量、满足市场需求，必须提升自身的管理水平及技术创新能力，建设和强化管理制度、运行机制，从而提升生产效率和效益，这也是保证冶金工程顺利进行的基础保障。
基于此，本文就冶金工程质量管理进行简要分析。
关键词：冶金工程；质量；管理；1冶金工程的特点在冶金工业生产过程中,金属提炼操作主要包括铁矿提炼和有色金属提炼,而冶金行业下的冶金企业基本上都是提供辅助材料并参与生产企业,通常情况下,冶金行业具有诸多特点。
1.1 生产工艺流程长在冶金行业实际生产过程中,工业操作涉及到了能源化工、机械加工、钢坯轧制以及汽车铁路运输等环节,这些生产作业具有流程较长、操作覆盖范围广且空间跨度大等特点。
1.2 工艺复杂在冶金工业生产期间,通常包含着很多物理变化与化学变化。
常见的金属沸点一般都可以达到1000~2000℃,整个生产过程会伴随着高压与高温,现场转动设备较多。
1.3 仪表设备种类繁多冶金工业生产离不开大型机械设备的支持,在各种设备与机械装置运行过程中,通常都需要相关检测设备和电气设备给予支持。
但是在主客观因素的影响下,冶金企业冶炼设备与机械装置都会出现各种各样的问题,并且冶金操作人员经常会操作一些体积较大的设备,导致工作人员面临着较高的技术要求,一旦操作失误就会造成十分严重的安全事故问题。
正是由于冶金行业生产具备以上几种特点,所以面临的风险因素较多,很容易发生化学反应以及工业原料泄漏问题,在处理期间就会造成很大的困扰,从而留下了诸多安全隐患。
尤其是在强酸、强碱等腐蚀性液体处理过程中,必须要有完善的管理体系和使用流程支持。
此外,工作人员长期处于恶劣的工作环境下,也会吸入过多的粉尘和有害气体,从而会出现慢性中毒和慢性职业病等问题,而且在这样噪音较大的环境中长期工作,也会对工作人员的心理造成影响,严重危害着工作人员的生命安全。
冶金质量分析
名词解释：4*10=401、冶金概念：广义冶金：包括矿石的开采、选矿、冶炼和金属加工。
由于科学技术的进步和工业的发展，采矿、选矿和金属加工已各自形成独立的学科。
狭义冶金：指矿石或精矿的冶炼，即提取冶金2、白点：由钢中氢和应力作用而形成的一种裂纹。
3、炉外精炼：在转炉、电弧炉之外，加上必要的精炼装置，对初炼钢液进行精炼或处理，这一精炼过程，统称为炉外精炼。
4、喷射冶金：利用氩气直接将粉料喷射到钢液的深部。
5、铸锭：是把在炼钢炉中冶炼好的钢水倒入盛钢桶内，进行最后的脱氧、调整成分和调整温度处理后、注入钢锭模中凝固成为钢锭；或是在连续铸钢设备中铸成钢坯。
6、铸钢：钢液注入一定形状的模型中直接得到冶金产品的过程称为铸钢。
7、模铸：就是把在各种炼钢炉中熔炼合格的钢液倒入盛钢桶内，然后注入到具有一定形状的钢锭模中，使之凝固形成钢锭的工艺过程。
8、偏析：钢液结晶过程中出现化学成分和非金属夹杂物或相分的不均匀现象称为偏析9、点状偏析：由于钢中气体过多，钢液粘稠，气体排不出去，因此气泡被一层钢液包围，由于气泡导热性差，致使它周围的钢液降温缓慢，大量低熔点物质和夹杂物在此聚集而最后凝固形成点状偏析。
10、缩孔：钢液凝固时体积收缩而形成的孔洞。
11、疏松：凝固时钢液补充不足而残留下局部的缝隙，或是钢水中夹杂物和气体造成的孔洞。
12、轴心晶间裂纹：特征是横向断面的中心处，呈链珠状，断续排列成放射状或蜘蛛网状细小裂纹，因其分布在轴心粗大树枝状晶的晶界上。
13、皮下气泡：是单个的或成簇的纺锤形小孔洞分布在钢锭表皮下一定深度处，通常是在距表皮几毫米的区域为多，有时穿透钢材表皮呈小裂缝，但其末端呈圆角。
14、鼓肚变形：带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形15、脱方（菱形变形）：菱形变形也叫脱方。
是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。
冶金质量分析
一、反应速度理论：应用反应动力学阐明反应的机理，从而可以使人们更全面的控制要达到的冶金反应。
1、碰撞理论：1）分子与分子之间的碰撞；2）碰撞时分子处在能起反应的状态。
2、绝对反应速度理论：活化络合物理论或过渡态理论。
绝对反应速度理论基本原理：1）活化络合物可像对待任何其他化学物质那样来对待，并与各反应物处于平衡状态，它的寿命很短。
2）活化络合物分解成两种产物的反应速度为通用速度，与反应物的性质和活化络合物的形态无关。
二、熔融金属与氧化物的活度例：铁水中各元素的质量分数为C 4.0%，Si 0.5%，Mn 0.6%，S 0.05%，P 0.2%，问1600o C时该铁水中C的活度是多少？解：从表中差得e C C=0.14, e C Si=0.08, e C Mn=－0.012,e C S =0.46,e C P=0.051lgf C=(w C·e C C＋w Si·e C Si＋w Mn·e C Mn＋w S·e C S＋w P·e C P) ×100=0.6053∴f C=4.03所以生铁中C的活度a C= f C·w C =16.12%三、炉渣在冶金过程中的作用1、有利方面：①炉渣直接参加化学反应。
通过调整炉渣成分可以控制合金元素的氧化与还原，并去除合金中硫磷等有害杂质。
②炉渣对合金熔体有保护作用。
避免合金在氧化性气氛中氧化烧损，并防止炉气中的氢、氮、硫等直接进入合金。
③电弧炉、平炉从上部加热熔池，炉渣是传热介质，同时还有保温作用，所以合金的温度与炉渣密切相关。
④电渣重熔精炼炉渣还可作为电阻发热体并具有渣洗过滤金属的作用。
2、不利方面：①炉渣能浸蚀炉衬，降低炉衬寿命。
②炉渣夹有金属小珠粒及未还原的金属氧化物，并溶解有某些有色金属，导致金属回收率低。
四、液态炉渣的结构理论1、分子结构理论：分子理论以固态炉渣作为研究对象而假设液态炉渣是由某些化合物组成的，这缺乏科学依据和真实性，而且分子理论没有考虑熔渣的电导和电解现象。
冶金质量分析绪论共18页文档
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 论
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
冶金质量分析
1.反应速度通常可用下式表示： ，n 、c 、K 分别为反应级数、反应物浓度及速率常数，其K 与温度有关.2. ，A 、E 分别代表常数及活化能，它有决定反应机理和预测反应速度的功能。
3.反应速度理论：碰撞理论和绝对反应速度理论①碰撞理论 根据气体动力学理论，对均相来说，任何反应的产生，必须满足以下的两个条件：1）分子与分子之间的碰撞2）碰撞时分子处在能起反应的状态。
碰撞频率Z 随温度增加的关系式为Z 正比T1/2。
而真正对速度贡献大的是那些具有高于平均能量的分子，即活化分子。
并不是所有碰撞的分子都能发生反应，所以起反应的分子必须要获得额外的、高出平均水平的能量E ，对此发生反应的最小平均动能称为活化能，当活化能越低，活化分子越多，反应速度就越快。
这个因素是实际导致反应发生的碰撞分额，称为“有效”碰撞。
②绝对反应速度理论 绝对反应速度理论又称活化络合物理论或过渡态理论，仍设分子发生碰撞，但排斥速度是碰撞的函数。
反应速度是由活化络合物过渡态的分解速度给定的。
更适合于处理钢铁冶金中的反应。
基本原理 1）活化络合物可像对待任何其他化学物质那样来对待，并与各反应物处于平衡状态，它的寿命很短。
2）活化络合物分解成两种产物的反应速度为通用速度，与反应物的性质和活化络合物的形态无关。
4. 炉渣在冶金过程中的作用①炉渣的有利方面（对熔炼过程的正常进行，提高合金质量，改进技术经济指标等都有很大的影响。
）1）炉渣直接参加化学反应，控制合金元素的氧化与还原，并去除合金中硫磷等有害杂质。
2）炉渣对合金熔体有保护作用。
3）电弧炉、平炉从上部加热熔池，在此过程中，炉渣是传热介质，同时还有保温作用。
4）电渣重熔精炼炉渣还可作为电阻发热体并具有渣洗过滤金属的作用。
②炉渣的不利方面 1）炉渣能浸蚀炉衬，降低炉衬寿命。
2）炉渣夹有金属小珠粒及未还原的金属氧化物，降低金属的回收率。
5.分解压力在炼钢中的应用 ：①判断熔池中物质的反应方向。
冶金质量
管线钢，9%Ni 钢 高质量钢 特殊合金钢
低氧钢 LF BOF
RH FI RH FI RH PM EF LRF RH RH LRF LRF
T.O T.O T.O [N] [N]
管线钢，锅炉钢 电阻焊锅炉管 ERW 普通薄板，ERW 特殊合金钢
T.O
T.O
低氮钢 BOF EF LF
出 钢 钢包车吹氩 钢包到等待位置 吹氩搅拌 出钢过多 出钢带渣
D
正常
E
处 理 渣 颜色 流动性 初炼炉渣
F
正常
G
钢包取样 吹氩搅拌 出钢过多 出钢带渣
H
正常
I J K L
加入合金，均匀化及调节温度
喂入Ca-Si丝 钢包取样 停 氩 加合金与喂 CaSi 线间时间不足；喂 CaSi 线后吹氩时间不足；加入 CaSi 不正确；成分不合；温度不合适
3 LF工艺过程操作要点
根据钢液中酸溶铝的要求及钢液中溶解氧控制加铝 量的喂铝线操作； 考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣操作； 考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的最佳搅 拌模型控制的吹氩搅拌处理； 考虑温度目标控制的电弧加热制度；
考虑达到目标成分及最低成本的钢液成份微调。
提高钢材质量，节能降耗
• K
喂CaSi(或硫线）后，测温，取样分析控制最终成分。
• L
最后一次加料后，吹氩搅拌3~6min。太短不能均匀成分与温 度。太长会产生熔池的二次氧化。
• M 合金加入至喂CaSi线的时间
工艺要求：最后的合金加入至喂线应吹氩搅拌5min。 存在问题：如果吹氩搅拌不足5min，钢质量降级。
喂CaSi丝
工艺要求：成分最大偏差满足以下要求：C 0.03%；Mn 0.12%，Si 0.1% CEQ 0.03%。 存在问题：如果钢成分不在成分偏差的最大范围，钢质量降级。
金属冶炼的质量检测与分析方法
汇报人：可编辑 2024-01-06
contents
目录
• 金属冶炼概述 • 金属冶炼的质量检测方法 • 金属冶炼的质量检测技术 • 金属冶炼的质量问题与改进措施 • 金属冶炼的质量发展趋势与展望
01
CATALOGUE
金属冶炼概述
金属冶炼的定义与重要性
金属冶炼的定义
优点
能够清晰地显示出材料内部的缺陷和结构，检测 精度高。
应用范围
广泛应用于金属、陶瓷、复合材料等材料的无损 检测。
局限性
对操作人员的技能要求较高，且存在一定的辐射 风险。
涡流检测技术
定义 应用范围
优点 局限性
涡流检测技术利用电磁感应原理，在导体材料中产生涡流，通 过分析涡流的分布和变化来判断材与分类
02
利用机器学习和图像识别技术对金属产品进行自动识别和分类
，减少人为误差。
数据驱动决策
03
通过实时采集和分析质量检测数据，为生产决策提供支持，优
化生产流程。
高精度质量检测技术的研发
高分辨率检测设备
研发更高分辨率的检测设备，提高对金属微观结构和缺陷的检测 能力。
精密测量技术
利用激光、原子力显微镜等精密测量技术对金属表面形貌和尺寸 进行高精度测量。
熔炼工艺参数控制不当
熔炼温度、时间、搅拌等因素控制不当，容易 引起夹杂物超标和偏析现象。
设备维护不当
冶炼设备维护不当，如炉衬材料损坏、炉膛温度不均等，也会影响产品质量。
改进措施与建议
加强原料质量控制
对原料进行严格的质量检测和 控制，确保原料质量稳定。
优化熔炼工艺参数
通过试验和优化，确定合理的 熔炼工艺参数，如温度、时间 、搅拌等。
第6章 冶金质量综合分析
2.钢铁产品标准；
3.测试方法标准。
二、钢的质量指标内容
(一)性能质量指标
钢材性能质量指标的主要内容是指对钢材的力学性能、工
艺性能和物理化学性能的要求。
其中最通常的是力学性能，如强度、塑性和韧性、硬度等 ，有时还要求疲劳等特殊性能。这些性能可以由拉伸试验、 冲击试验、硬度试验以及相应的特殊性能试验测定出来。 工艺性能包括：冷弯性能、焊接性能、切削性能、淬透性等 物理化学性能包括：导热、导磁、耐热、耐腐蚀等
物、脱碳层深度和显微组织及缺陷等内容。
1.奥氏体晶粒度 奥氏体晶粒大小对钢的性能有显著影 响。细小的奥氏体晶粒。由于有较长的晶 界，促进了奥氏体向珠光体的转变．从而
降低了钢的淬透性。奥氏体晶粒大小对钢
材冲击韧性影响也很大．因此要求优良可 焊性的造船钢板、在高温高压下使用的锅 炉钢管、经热处理后使用的机械结构钢、 需进行大变形拉拔加工的中碳钢构件等，
第五章
冶金质量综合分析
第一节 钢的质量标准及评价指标
一、钢的质量标准体系
技术标准是具有一定权威的组织对重复事物和概念所做的统
一规定。它以科学、技术和实验经验的综合成果为基础，经有 关方面协商一致，出主管机构批准，以特定形式发布，作为共 同遵守的技术准则和依据。对于钢材质量标准，各国都有本国 的国家标准、部门或协会标准。如日本的“JIS”标准，前苏联
(一)化学分析法
适用于钢材、原材料成分的化学分析的主要方法有重量分 析法、容量分析法、吸光光度法、气化法和电量分析法等。各种 分析方法有其自身的特点，如果选择得当，可取得事半功倍的效 果。例如，对碳、硫等元素分析．可采用气化法进行分析，对低 含量元素进行分析，采用吸光光度法比采用其他方法可靠性更高 。一般对钢材进行化学分析，均需从被测钢料或制件上钻取一定 数量的试验样品分析。
冶金质量分析绪论课件
学习交流PPT
5
近代钢铁冶金技术的发展虽然可追溯到1740年霍 茨曼(Huntsman)的坩埚炼钢法，但是作为普遍的技 术而开展起来，却是在1856年贝塞麦(Bessemer)酸性 转炉法及1864年西门子(Siemens)兄弟、马丁(Martin) 父子等的平炉炼钢法相继成功之后，近代炼钢技术
才得以发展。1878年托马斯(Thoomas )开创了碱性 转炉炼钢法，使得在炼钢过程中能够脱磷和脱硫。
学习交流PPT
12
随着科学技术的进步与发展，对钢材品种和质量都提出了 更高的要求。这是因为许多在特殊场合下使用的钢件需要有 相应的性能保证，而且也都希望能经久耐用。根据实际需要， 采用新技术，严格冶金操作，提高冶金质量以及不断研制新 的钢种和合金以保证其使用要求，是金属材料专业工作者面 临的一个重要任务。要做好这方面的工作，需要有冶金和冶 金质量分析与控制方面的知识做为基础，所以质量分析与控 制的重要性是不言而喻的。
学习交流PPT
3
由于生铁的发现和铸铁的利用，炒钢及其产品的发明， 使我国炼铁和炼钢术在汉代及其后很长一段时期内(直 至唐宋时期)一直居于世界领先地位。已出土的历史文 物和大量的考古发掘就是最好的鉴证。公元1世纪罗 马帝国的学者Pliny(公元23-79年)称赞中国出产的钢质 量是举世无双的，他在《博物志》中说，当时欧洲市
同时我国和世界上一些主要产钢国美国日本俄国在钢铁冶金技术上和产品质量上的差距也在迅速缩小学习交流ppt近代钢铁冶金技术的发展虽然可追溯到1740年霍茨曼huntsman的坩埚炼钢法但是作为普遍的技术而开展起来却是在1856年贝塞麦bessemer酸性转炉法及1864年西门子siemens兄弟马丁martin父子等的平炉炼钢法相继成功之后近代炼钢技术才得以发展
冶金材料的质量标准及检验方法
冶金材料的质量标准及检验方法冶金材料的质量标准及检验方法冶金材料是指由金属和非金属元素通过冶金工艺制备得到的各种金属与非金属材料，包括铸造合金、锻造合金、粉末冶金材料、无机非金属材料等。
冶金材料在制造工业、建筑工程、能源领域等众多领域中起着关键作用，因此其质量标准和检验方法具有重要意义。
一、冶金材料的质量标准1. 化学成分标准：冶金材料的化学成分是其性能的关键因素之一，因此对于不同类型的冶金材料，需确定其适用的化学成分范围，以保证材料性能的稳定和可靠。
例如，对于不锈钢材料，其主要化学成分为铁、铬、镍等元素，需满足相应的含量要求。
2. 物理性能标准：冶金材料的物理性能包括力学性能、热物性能、电磁性能等。
力学性能如抗拉强度、屈服强度、延伸率等是评价材料强度和延展性能的重要指标。
热物性能如导热系数、热膨胀系数等涉及材料的热传导和热稳定性能。
电磁性能如导电性、磁性等评价材料在电磁场中的响应和特性。
3. 微结构和组织标准：冶金材料的微结构和组织对于材料的性能具有重要影响，对于不同材料，需确定相应的组织结构和显微组织标准，以保证材料的性能和稳定。
例如，对于合金材料，需检验其晶粒尺寸、相组成、相分布等。
4. 表面质量标准：冶金材料在制备和使用过程中，通常需要保证其表面的质量和光洁度。
对于不同类型的冶金材料，需确定相应的表面质量标准，如表面粗糙度、氧化层厚度等。
二、冶金材料的检验方法1. 化学成分分析：化学成分对于冶金材料的性能具有重要影响，因此需采用化学成分分析方法来检验冶金材料的化学成分是否符合标准要求。
常用的化学成分分析方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法等。
2. 物理性能测试：冶金材料的物理性能测试包括力学性能测试、热物性能测试、电磁性能测试等。
力学性能测试常用的方法包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等。
热物性能测试常用的方法包括热膨胀系数测量、导热系数测量等。
电磁性能测试常用的方法包括导电性测试、磁性测试等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
河北科技大学
(3)折迭 折迭通常是指材料在前一道银、轧中所产生的突 出尖角或耳子，在随后的锻、轧时压入金属本体面形成的缺 陷。 (4)表面裂纹 是指材料表面的开裂，其类型和名称很多， 最常见的是裂缝和发纹等。裂缝一般为与加工方向一致的直 线，形成Y形的尖底开裂；发纹为分散或成簇分布的头发状细
裂纹。裂缝和发纹的主要区别是长短、粗细和深浅不同。
列，很快得到一些国家的响应。
河北科技大学
根据我国标准文献的最新分类方法。冶金类标准包括： 冶金综合、化学分析方法、理化性能试验方法、原料与 辅助材料、钢铁产品、有色金属产品、粉末冶金、半导 体材料及冶金设备等九个方面的内容。其中钢材质量标 准为冶金类标准的重要组成部分。归纳起来，钢质量标
准体系内的标准主要有以下三个方面：
河北科技大学
(二)冶炼质量指标
钢材的性能主要取决于其化学成分及组织结构，因此，在 钢的质量标准中都规定了化学成分范围，有时还提出了对组织 结构方面的要求。例如晶粒度、夹杂物形态及分布、钢材内部 缺陷等。
衡量一炉钢的冶炼质量，首先要看成分是否控制合适，能
否控制在最佳范围内; 其二是纯洁度要高，其衡量指标是钢中气 体和非金属夹杂物及有害杂质元素}S, P, Ph, Sn,As等)含量要低 。其三是铸态组织致密，要求铸锭表面质量好，气孔、疏松、 偏析少，成分及组织均·匀。即（成分准、纯度高、组织好）
河北科技大学
(二)内在质量评定法 钢的内在质量主要是指化学成分、组织结构和力学性能，它是 评定钢质量的主要方法之一。
① 钢的化学成分是质量的保证基础。一般来说，钢的成分范围
波动愈小，则钢的性能愈好，质量愈稳定。所以成分是评定钢 质量的重要依据。 ② 钢的组织状态主要由两方面决定，一是由化学成分和热处理 工艺所确定，而是取决于冶炼、锻轧等工艺过程所产生的组织
表面质量检验包括对表面缺陷和外观形状、尺寸缺陷的检 验。钢在挠注、锻轧、加热等过程中，由于处理不当，可能 产生各种表面缺陷。最常见的钢材表面缺陷有：结疤、划痕 、折迭、表面裂纹、氧化铁皮和外观形状、尺寸公差缺陷等 。 (1)结疤 结疤是钢材表面呈舌头状、指甲状或鱼鳞状的薄 片。钢板上的结疤又叫重皮。有些结疤的一端是翘起的，翘 起的结疤又叫翻皮。 (2)划痕 划痕是由于轧制设备的某些零件与所轧工作摩擦 而产生的表面缺陷．一般里连续状分布或断续状分布。
河北科技大学
三、钢质量的评定方法 钢的质量控制是一个系统工程，所以钢质量的评定也不是一
个简单间题，因为影响钢质量的因素很多。归纳起来主要有成
分、组织和性能等方面。钢质量的高低，除通过分析检验评定 外，一般还通过加工工艺过程和使用过程来评定。 (一)外观质量评定法 外观质量主要是指钢材形状、尺寸和表面状态等，它也称 为外观缺陷，即形状缺陷和表面质量缺陷的总称。
(5)氧化铁皮 是钢材在加热、轧制和冷却过程中其表面生 成的金同氧化物。
(6)表面形状、尺寸缺陷 王要包括椭圆度、弯曲度、波浪
度、瓢曲皮等方面的检验。
河北科技大学
二、成分分析 成分分析是对提供的试样(包括炉中取样相成品钢)进行指定 化学元素的分析。现行成分分析方法有化学分析和仪器分析两大 类，钢的成分分析是质量检验中的一项重要内容。
河北科技大学
第五章
冶金质量综合分析
河北科技大学
第一节 钢的质量标准及评价指标
一、钢的质量标准体系
技术标准是具有一定权威的组织对重复事物和概念所做的统
一规定。它以科学、技术和实验经验的综合成果为基础，经有 关方面协商一致，出主管机构批准，以特定形式发布，作为共 同遵守的技术准则和依据。对于钢材质量标准，各国都有本国 的国家标准、部门或协会标准。如日本的“JIS”标准，前苏联
不均匀性和冶金缺陷。
③ 力学性能就是硬度、强度、延伸率、疲劳、耐磨等指标。
河北科技大学
(三) 工艺性能评定法
工艺性能是指零件制造过程中各种冷热加工工艺对材料性能的
要求。工艺性能包括铸造性能、成型性能、可焊性、切削性以 及热处理性能。 (四) 使用性能评定法 钢材的使用性能决定制件的使用价值和工作寿命，是指为保证 钢制件在使用过程中能符合设计要求及能正常工作而具备的性 能，它通常是钢材质量评定的重要依据及直观评价方法。包括：
强韧性、耐蚀性、耐磨性、电磁性。
河北科技大学
第二节 钢质量的检验
检验的目的：一方面是为了检验成品钢材的质量是否 符合有关标准。另一方面是通过观察和鉴定各种缺陷的 分布和性质，以便分析研究产生缺陷的原因和各种工艺 因素对钢质量的影响，从而为改进工艺质量和各种试验
研究检验
(一)化学分析法
适用于钢材、原材料成分的化学分析的主要方法有重量分 析法、容量分析法、吸光光度法、气化法和电量分析法等。各种 分析方法有其自身的特点，如果选择得当，可取得事半功倍的效 果。例如，对碳、硫等元素分析．可采用气化法进行分析，对低 含量元素进行分析，采用吸光光度法比采用其他方法可靠性更高 。一般对钢材进行化学分析，均需从被测钢料或制件上钻取一定 数量的试验样品分析。
1.综合基础标准；
2.钢铁产品标准；
3.测试方法标准。
河北科技大学
二、钢的质量指标内容
(一)性能质量指标
钢材性能质量指标的主要内容是指对钢材的力学性能、工艺
性能和物理化学性能的要求。
其中最通常的是力学性能，如强度、塑性和韧性、硬度等， 有时还要求疲劳等特殊性能。这些性能可以由拉伸试验、冲 击试验、硬度试验以及相应的特殊性能试验测定出来。 工艺性能包括：冷弯性能、焊接性能、切削性能、淬透性等 物理化学性能包括：导热、导磁、耐热、耐腐蚀等
的“TOCT”标准，美国的“ASTM”标准，英国的“BS”标准
，以及我国的GB标准(国家标准)，YB标准(冶金部颁标准)等。
河北科技大学
随着生产、贸易和技术交流的发展，要求在国际上广
泛统一标准体系，为此，国际标准化组织在1987年发布
了IS09000系列标准，该系列标准由IS09000(质量管理和 质量保证标准选用指南)、ISO9001(质量体系一设计、研 制、安装和服务的质量保证模式)、ISO9002(质量体系— —制造和安装的质量保证模式)、ISO9003(质量体系—— 最终检验和试验质量保证模式)和ISO9004(质量管理和质 量变素指南)等构成了质量管理和质量保证的国际标准系