钢铁及线材的基本知识

1、生铁（铁水）
高炉铁水温度为1450~1550ºC，主要用来炼钢
主要成分为Fe，还有C和少量杂质（Si，Mn， P，S）。
2、煤气
– 高炉生产的副产品煤气，可以给本厂（70% 以上烧热风炉）或其他厂（烧结厂、炼焦厂、 炼钢厂或轧钢厂等）作为气体燃料，也可以 用来发电或城市取暖
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熔点/℃
特性
1100～1200
脆而硬，无韧性，不能锻、轧， 铸造特性好
钢
＜2.0 （工业上实用的 钢中一般w[C]＜1.4%）
1450～1500
强度高，塑性好，韧性大，可以 锻、压、铸
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炼钢工艺流程
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炼钢原料
● 金属料：铁水、废钢、合金钢 ● 非金属料：造渣剂（石灰、萤石、铁矿石）、
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（2）钢的牌号和化学成分
牌号 C
化学成分（质量分数）/%
Si
S
Mn
不大于
Q195
≤0.12
0.25～0.5
0.3
0.04
Q215
0.09～0.15
0.25～0.6
0.3
HPB235
0.14～0.22
0.3～0.7
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0.045
P
0.035 0.045
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(3)坯料的加热
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1、盘园成品尺寸内控标准
尺寸、外形、允许偏差： 表1：应符合GB/T14981-2004的规定，
如下表：（摘录常用规格）
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表二 高线厂盘园成品尺寸内控标准
本公司内控标准：公差按B级精度，不圆度按C级精度执行
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2、线材的力学性能和工艺性能
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矿山
焦化厂 制粉车间
精矿 粉矿 块矿
鼓风机 热风炉
球团矿 烧结矿
焦炭
煤粉 熔剂 热风
高
炼铁工艺流程图
炉
水泥厂 202铸0/7/铁31 机
炉渣 铁水 高炉煤气 铸造生铁 炼钢生铁
放散 轧钢厂 转炉炼4钢厂
• 由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁 占世界铁总产量的95%以上。
• 3、连铸坯端部因剪切变形造成的宽展不得大于边长的10%，连铸坯要求不得 有明显扭转。
• 4、连铸坯表面不得有肉眼可见的裂纹、重接、翻皮、结疤、夹杂、深度或高 度大于3 mm的划痕、压痕、擦伤、气孔、皱纹、冷溅、耳子、凸坑和深度大 于2 mm的发纹。连铸坯横截面不得有缩孔，皮下气泡。
• 5、连铸坯表面如存在上述缺陷，必须清除。应沿纵向清除，清除处应圆滑无 棱角。清除宽度不得小于深度的的6倍，长度不得小于深度的8倍，表面清除 的深度，单面不得大于连铸坯厚度的10%，两相对面清除深度之和不得大于 厚度的15%，清除深度自实际尺寸算起。
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2、坯料的加热
（1）连铸坯（低碳钢）的表面质量
• 1、连铸坯尺寸要求：连铸坯边长为150mm,允许偏差为±5.0 mm,连铸坯对 角线允许偏差≤7.0 mm，连铸坯定尺长度为5980 mm，长度允许偏差 ±80mm,，短尺率不超过5%。
• 2、连铸坯弯曲度要求每米不得大于20 mm,，总弯曲度不得大于总长度的2%， 连铸坯允许有鼓肚，但高度不得超过连铸坯边长的允许正偏差，连铸坯端部 的切斜不得大于20 mm。
不应有缩孔、分层及夹杂； • （2）打包后成品表面不得有超差耳子、折叠、结
疤等缺陷，允许有压痕及局部凹块、划痕、麻面 ，其深度或高度（从实际尺寸算起）按B级精度 不应大于0.1mm。
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打包质量：
1、精整工必须把盘园头尾有害缺陷（如超差耳子、胖头、 劈头分层等）全部剪净。
2、每包有2支组成，重量约在2.1吨左右，不允许有过大或 过小包的情况出现。
（K16----K11）
•
↑
•
中轧红坯尺寸控制点（φ47±1）
•
→预精轧机组（K10---K9）→2#飞剪→精轧机组（K8---K1）→水冷—缓冷箱→
•
↑
↑
•
预精轧红坯尺寸控制点 (16.5±0.5)
精轧红坯尺寸控制点
• 夹送辊→吐丝机→ 散冷辊道→集卷区→运卷小车→P/F线→打包机→卸卷区→成品库
• 三、按用途分类：结构钢、工具钢、特殊钢
• 四、按金相组织分类：
按钢退火态的金相组织可分为：亚共析钢、共析钢、 过共析钢。
按钢正火态的金相组织可分为：珠光体钢、贝氏体钢 、
2020马/7/3氏1 体钢、奥氏体钢。
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Байду номын сангаас
第三部分 线材轧制
• 1、轧制工艺流程 • 2、坯料的加热 • 3、红坯的轧制 • 4、成品的冷却
• 我国最大的高炉是宝钢3号高炉（4350m3）。世
界2020最/7/31大高炉达5000m3以上。
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二、高炉炼铁原料
1、含铁原料 • 铁矿石：1.6~1.8吨/吨铁，主要成分为
Fe3O4，理论含铁量72.4%； Fe2O3，理论含铁量70%
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磁铁矿（主要成分Fe3O4）
赤铁矿（主要成分Fe2O3）
钢铁及线材的一些基本知识
主讲：蔡建伟
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第一部分 高炉炼铁
• 一、高炉炼铁工艺流程图 • 二、炼铁原料 • 三、炼铁的化学反应 • 四、炼铁产物
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一、高炉炼铁的概念
• 高炉炼铁：在高炉中采用还 原剂将铁矿石经济而高效的 还原得到温度和成分符合要 求的液态生铁的过程。
自然界中主要铁矿石
自然界中铁元素主要以化合态存在。主要矿物形 式为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿。
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硫铁矿（主要成分FeS2） 褐铁矿（主要成分2Fe2O3·3H2O）
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2、焦炭：提供热量；提供还原剂；作 料柱的骨架。 3、熔剂：（石灰石、白云石、萤石） 使炉渣熔化为液体； 去除有害元素硫， 除去杂质 。 4、空气：为焦碳燃烧提供氧、提供热 量。
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三、炼铁的原理及主要反应
原理： 用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原
成金属铁。 主要反应：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2, Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2
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四、高炉炼铁的产品
• 1、生铁 • 2、煤气 • 3、炉渣 • 4、炉尘
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2、硅的氧化
在炼钢金属料—铁水和废钢中，均含有一定数量的Si，在铁 液中有无限溶解度，它与铁的稳定化合物为FeSi，在炼钢温 度下Si可氧化成稳定的化合物SiO2。 硅和氧的亲和力根强，在吹炼初期就大量氧化。在吹炼初期 ．一般在5min以内就被氧化到很低。一直到吹炼终点，也不 发生硅的还原。生成的SiO2进入渣中：
3、每包必须平整、压紧、不得有散包、胀包（不平度80mm ）、乱包、腰子松、腰子断等现象发生。
4、腰子拧紧后（拧转圈数不少于6圈），应把多余部分剪掉 ，腰子头保留100mm左右，并且从根部把腰子头握到紧 靠包内。
5、打捆线要成90度均匀分布，不得有歪斜、断线等现象。
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4、线材的包装、标识和质量证书
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3、锰的氧化和还原 与硅相同。炼钢熔池中总含有一定量的锰。锰也能无
限溶于铁液中。锰的氧化产物为MnO。其氧化反应式为：
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4、脱磷反应 磷在钢液中存在的稳定形式是Fe2P，其次是Fe3P在转
炉炼钢过程中．最主要的方法是氧化性脱磷。脱磷反应如下；
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牌号
屈服强度 MPa
抗拉强度 MPa
断面延伸率 A/%
冷弯试验 （180o）
d=弯心直径 a=试样直径
主要用途
Q195
≥195
≤410
≥30
d=0
拔丝
Q215
≥215
≤435
≥28
d=0
HPB235
≥235
≥370
≥25
d=a
建筑
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3、线材的表面及打包质量
线材表面质量： • （1）盘园应将头尾有害缺陷切除，盘条的截面上
3、炉渣
– 高炉炉渣经高压水急冷后成为水淬渣，是制 造水泥的好原料，消耗占高炉渣量的70%。
– 缓冷后破碎后代替天然碎石料铺路，消耗总 渣量不到10%
– 液体炉渣经处理后，用作轻质混凝土骨料， 在建筑上用作防热、隔音，或作为绝热材料
– 温度比铁水高50~100℃，出炉时温度一般 为1400~1550 ℃，热含量1680~1900kJ/kg， 未找到合适的潜热利用方法
盘条的包装、标识和质量证书按GB/T2101的规定执行
标准
GB/T701-2008
牌号
Q195
规格
Φ
炉批号
重量
生产车间
班次
生产日期
检验
2020/7/31 无扭控冷高速热轧线材
标准 牌号
GB1499.1-2008 HPB235
规格
Φ
炉批号
重量 生产车间
班次
生产日期
检验
钢筋混凝土用热轧光圆钢筋
生产许可证号XK05-001-00315 38
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4、炉尘 • 产量