鋼鐵材料的加工過(guò)程.doc

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1、鋼鐵材料的加工過(guò)程埃菲爾鐵塔的浪漫美、鳥巢的自然美無(wú)不顯示出鋼鐵材料在現(xiàn)實(shí)生活中的巨大作用。鋼鐵材料是人類經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中所使用的罪重要的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大的材料，是人類社會(huì)進(jìn)步所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵工業(yè)是為機(jī)械制造和金屬加工、顏料動(dòng)力、化學(xué)工業(yè)、建筑業(yè)、宇航與軍工，以及交通運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門提供原材料和鋼鐵產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)工業(yè)。在世界上，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都非常重視發(fā)展鋼鐵工業(yè)，因?yàn)樗菄?guó)家工業(yè)化的支柱。沒(méi)有強(qiáng)大的鋼鐵工業(yè)，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的社會(huì)是困難的。因此在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期，鋼鐵工

2、業(yè)發(fā)展程度如何，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平高低的重要標(biāo)志之一?？傊撹F材料是人類社會(huì)的基礎(chǔ)材料，是社會(huì)文明的標(biāo)志。那么，鋼鐵材料是如何從礦石加工成產(chǎn)品的呢？大多數(shù)鋼鐵材料的加工過(guò)程可分為五個(gè)步驟：礦石的冶金、熔煉、鑄造、鍛造或者軋制、熱處理。首先是礦石的冶金，選礦是冶煉前的準(zhǔn)備工作，從礦山開采下來(lái)礦石以后，首先需要將含鐵、銅、鋁、錳等金屬元素高的礦石甄選出來(lái)，為下一步的冶煉活動(dòng)做準(zhǔn)備。選礦一般分為破碎、磨礦、選別三部分。為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦

3、制成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。高爐生產(chǎn)前的準(zhǔn)備除了準(zhǔn)備鐵礦石（燒結(jié)礦和球團(tuán)礦）外，還需要準(zhǔn)備好必需的燃料--焦炭。焦炭是高爐冶煉的主要燃料，焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過(guò)程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行。高爐煉鐵生產(chǎn)是冶金(鋼鐵)工業(yè)最主要的環(huán)節(jié)。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使?fàn)t喉料面保持一

4、定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過(guò)程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量（含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。熔煉的工藝在鐵礦石的冶煉過(guò)程中也非常重要，其主要采取液化提純法。鐵礦石的加工一直圍繞提純進(jìn)

5、行，經(jīng)過(guò)第一步的冶煉過(guò)后，主要除去了礦石中的碳酸鈣雜質(zhì)，而熔煉的步驟主要作用是除去礦石中的硫元素和其他金屬元素。熔煉的方法是將礦石升溫根據(jù)熔點(diǎn)的不同將起中的雜質(zhì)分離。加熱至鐵的熔點(diǎn)之后，礦石中的鐵元素就會(huì)熔化成液態(tài)，在用物理的方法分離，當(dāng)然其中有還原反應(yīng)，因?yàn)榈V石中的鐵為+2價(jià)和+3價(jià)，最后變成金屬鐵是0價(jià)，鐵發(fā)生還原反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)也貫穿在整個(gè)工序之中。熔煉是鑄造生產(chǎn)工藝之一。將金屬材料及其它輔助材料投入加熱爐溶化并調(diào)質(zhì)，爐料在高溫(1300～1600K)爐內(nèi)物料發(fā)生一定的物理、化學(xué)變化，產(chǎn)出粗金屬或金屬

6、富集物和爐渣的火法冶金過(guò)程。爐料除精礦、焙砂、燒結(jié)礦等外，有時(shí)還需添加為使?fàn)t料易于熔融的熔劑，以及為進(jìn)行某種反應(yīng)而加入還原劑。此外，為提供必須的溫度，往往需加入燃料燃燒，并送入空氣或富氧空氣。粗金屬或金屬富集物由于與熔融爐渣互溶度很小和密度差分為兩層而得以分離。富集物有锍、黃渣等，它們尚須經(jīng)過(guò)吹煉或其他方法處理才能得到金屬。熔煉過(guò)程進(jìn)行的反應(yīng)是很迅速的，故熔煉設(shè)備生產(chǎn)率高，每平方米熔池面積的晝夜生產(chǎn)能力達(dá)幾噸乃至幾十噸。這是濕法冶金或電化冶金設(shè)備無(wú)法與之比擬的。除此，單臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)能力也很大。其次就是鐵礦

7、石的鑄造。鐵礦石的鑄造就是將鐵礦石經(jīng)過(guò)熔煉后得到的粗金屬精加工之后，將純度較高的鐵熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的過(guò)程。鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。金屬鑄造在造型方法上可以分為砂型鑄造和特種鑄造。而砂型鑄造又可以分為濕砂型鑄造、干砂型鑄造和化學(xué)硬化砂型鑄造三類；特種鑄造可分為以天然礦產(chǎn)砂石為主要造型材料的特種鑄造如（熔模鑄造）和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造（金屬型鑄造）兩類。對(duì)于砂型鑄造來(lái)說(shuō)，首先需要鑄造圖紙進(jìn)而來(lái)設(shè)計(jì)模具，模具一般

8、由木材或者其他金屬材料制成的，然后是制造砂型。制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)劑。最常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂，應(yīng)用最廣的型砂粘結(jié)劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。接下來(lái)是制芯，只要通過(guò)把樹脂砂粒置于模具中，以形成內(nèi)部表面的鑄件，因此芯與模具之間的空隙即為鑄造的零件。最后一步是清潔，目的是除去砂礫以及打磨鑄件外的多余金屬。對(duì)于特種鑄造中的熔模鑄造它的制殼過(guò)程為首先是模組的除