冶金概論1第一部分:緒論1.1冶金的基本概念1.2冶金的相關(guān)學(xué)科1.3冶金工業(yè)發(fā)展史1.4現(xiàn)代冶金過程1.5鋼鐵產(chǎn)品及副產(chǎn)品1.6鋼鐵資源與能耗1.7冶金中的耐火材料1.8鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.9環(huán)保、迴圈經(jīng)濟(jì)與鋼鐵可持續(xù)發(fā)展21.1冶金的基本概念1)冶金的概念：

冶金是研究如何經(jīng)濟(jì)地從礦石或其他原料中提取金屬或金屬化合物，並採(cǎi)用各種加工方法製成具有一定性能的金屬材料的科學(xué)。32）冶金分類

提取冶金：

物理冶金：4研究提取金屬，存在化學(xué)反應(yīng)研究金屬材料成型過程1.2冶金學(xué)的支撐學(xué)科5冶金學(xué)(理論基礎(chǔ))物理學(xué)流體力學(xué)化學(xué)物理化學(xué)(提供技術(shù)材料及研究課題)電子技術(shù)電腦技術(shù)1.3冶金工業(yè)發(fā)展歷史人類社會(huì)發(fā)展史：原始社會(huì)→奴隸社會(huì)→封建社會(huì)→資本主義社會(huì)

6人類使用材料的歷史：石器→青銅器→鐵器→工業(yè)化(鋼鐵)→資訊社會(huì)(多種新材料)中國(guó)冶金的輝煌歷史71.4現(xiàn)代冶金過程—冶煉過程8現(xiàn)代冶金過程—軋鋼過程91.5鋼鐵產(chǎn)品及副產(chǎn)品1)鋼鐵冶煉產(chǎn)品10（1）生鐵：鐵與C、Si、Mn、P、S組成的合金，主要由高爐生產(chǎn)煉鋼生鐵[Si]≤1.25%鑄造生鐵1.25%≤[Si]≤4.25%11（2）鋼：含[C]≤2%，並含有其他元素的Fe-C合金按冶煉方法分：去氧程度：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼按化學(xué)成分分：碳素鋼：低、中、高碳合金鋼：低、中、高合金按品質(zhì)分：按用途分：普通碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼冶煉設(shè)備：轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼12（3）鐵合金：鐵與一種或幾種元素組成的中間合金，用於煉鋼去氧及合金化

(1)爐渣

爐料冶煉過程中不能進(jìn)到金屬中的S-化物,O-化物等形成的熔融體,主要成分:

CaO,MgO,SiO2,Al2O3,MnO,FeO,P2O5,CaS

等。爐渣分類：13由冶煉方法不同分為：高爐渣和煉鋼渣按化學(xué)成分不同分為：鹼性渣和酸性渣2)鋼鐵副產(chǎn)品爐渣的用途：

（高爐渣）水泥、隔熱材料、填料；（轉(zhuǎn)爐渣）燒結(jié)、煉鐵、水泥、築路、富集提取稀有金屬

(2)煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣14CO(5~7%)+H2(50~60%)+CO2(2~5%)+N2(5~10%)+CH4(20~30%)發(fā)熱量15000~19000kJ/Nm3CO(26~30%)+H2(1~3%)+CO2(10~14%)+N2(56~58%)+CH4(0.2~0.60%)發(fā)熱量3300~4200kJ/Nm3CO(50~70%)+H2(0.5~2.0%)+CO2(14~15%)+N2(10~20%)發(fā)熱量7500~11000kJ/Nm31.6鋼鐵資源與能耗1）我國(guó)主要自然資源現(xiàn)狀15我國(guó)的四類基本資源中，耕地、淡水人均佔(zhàn)有量只分別相當(dāng)於世界平均水準(zhǔn)的1/3和1/4，森林和草地只分別相當(dāng)於世界平均水準(zhǔn)的1/7和1/3；能源資源中，煤炭、石油和天然氣的人均探明儲(chǔ)量分別只有世界平均水準(zhǔn)的1/2、1/10和1/20。礦產(chǎn)資源人均佔(zhàn)有量只有世界平均水準(zhǔn)的58%，排世界第53位;

在13種主要金屬原料的地區(qū)分佈前五位排名上，我國(guó)除錫（占14.8%）和鉬（占6.0%）外，其餘都榜上無(wú)名。162）我國(guó)主要自然資源使用現(xiàn)狀

我國(guó)是資源和能源利用率較低的國(guó)家之一。我國(guó)最終產(chǎn)品量?jī)H占原料投入量的20%——30%，60%以上的原料變成了廢棄物，資源回收率比世界平均水準(zhǔn)低20%。173）我國(guó)能源使用情況

據(jù)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)的能源開採(cǎi)回收率只有32%,能源加工、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的效率為70.3%,終端能源利用率平均為42%,這表示所生產(chǎn)能源中得到利用的只占29%。184）我國(guó)單位產(chǎn)值能耗

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每百萬(wàn)美元的單位產(chǎn)值能耗為1172噸油當(dāng)量，遠(yuǎn)高於日本（162）、德國(guó)（229）、英國(guó)（292）和美國(guó)（384）等發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)值，也遠(yuǎn)高於世界平均水準(zhǔn)（397）。19

每萬(wàn)元GDP的能耗從1980年的7.98噸標(biāo)煤降低到2002年的2.63噸標(biāo)煤,減少了近2/3;每噸標(biāo)煤所創(chuàng)造的GDP從1980年的2335元提高到2000年的6880元。20噸標(biāo)煤創(chuàng)造產(chǎn)值（元）每萬(wàn)元GDP能耗（噸標(biāo)煤）5）我國(guó)能源消耗增長(zhǎng)率

近三十年，我國(guó)GDP年平均增長(zhǎng)率為9.5%，而相應(yīng)的能源消耗增長(zhǎng)率僅為4.2%,不到GDP年平均增長(zhǎng)率的一半（44%）。

216）鋼鐵工業(yè)能源消耗比例

鋼鐵工業(yè)是能源和資源密集型產(chǎn)業(yè),例如能源消耗約占世界總能耗的10%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)在上世紀(jì)七十年代時(shí)占全國(guó)總能耗的13%—14%，從八十年代起有所降低，但也在10%以上。227）鋼鐵工業(yè)在降低能耗方面的成績(jī)

近20年來鋼鐵工業(yè)在降低資源消耗和環(huán)境負(fù)荷方面已作出很大努力並取得顯著的成績(jī)，大幅降低了噸鋼綜合能耗和大中型企業(yè)噸鋼可比能耗。23

例如噸鋼綜合能耗從1980年的2040公斤標(biāo)煤降低到1999年的1083公斤標(biāo)煤，大中型企業(yè)噸鋼可比能耗從1980年的1285公斤標(biāo)煤降低到1999年的833.0公斤標(biāo)煤。24噸鋼可比能耗（公斤標(biāo)煤）噸鋼綜合能耗（公斤標(biāo)煤）1.7

耐火材料1）什麼是耐火材料2）鋼鐵冶金過程為什麼要使用耐火材料25耐火材料是耐火度不低於1580℃的材料，一般是指主要由無(wú)機(jī)非金屬材料構(gòu)成的材料和製品。耐火度是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度的溫度，它標(biāo)誌材料抵抗高溫作用的性能。鋼鐵冶金過程大多是高溫反應(yīng)，冶煉新技術(shù)的發(fā)展依賴優(yōu)質(zhì)高效耐火材料的開發(fā)；此外，耐火材料在節(jié)能方面起到重要作用。（電極的噴塗料）3）耐火材料的種類26化學(xué)特性耐火度製造工藝及形態(tài)酸性（如：SiO2質(zhì)）中性（如：C質(zhì)、Al2O3、Cr2O3質(zhì)）鹼性（以CaO、MgO為主）普通1580~1770℃

高級(jí)1770~2000℃特殊＞2000℃定型（燒成、不燒成等）不定型（耐火泥漿、塗層材料等）分類：抵抗高溫?zé)嶝?fù)荷作用，不軟化，不熔融；（高耐火度）體積不收縮、僅有均勻膨脹（體積穩(wěn)定性）；抵抗高溫?zé)嶝?fù)荷和重負(fù)荷共同作用，不喪失強(qiáng)度，不發(fā)生蠕變和坍塌（抗蠕變性）；抵抗溫度急劇變化或受熱不均影響，不開裂，不剝落（耐熱震性）；抵抗化學(xué)侵蝕，不變質(zhì)，不蝕損（抗渣性）；抵抗火焰和爐料、爐塵的沖刷、撞擊和磨損（常溫、高溫的耐磨性）抵抗高溫真空作業(yè)和氣氛變動(dòng)的影響，不揮發(fā)，不損壞（化學(xué)穩(wěn)定性）274）耐火材料的基本要求5）耐火材料的生產(chǎn)工藝過程28結(jié)合劑添加劑原料包裝不定型耐材焦油結(jié)合熱處理成型乾燥燒成燒成磚混合粉碎配料混練添加劑不燒成磚配料混料電熔鑄造冷卻加工熔鑄磚1.8鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1）目前鋼鐵材料的無(wú)法替代性；2）世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家過去百年(1901-2000)的發(fā)展情況；3）中國(guó)目前是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)；4）中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)裝備已躋身世界先進(jìn)水準(zhǔn)29301）鋼鐵仍然是不可替代的功能性、結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)性材料∵①生產(chǎn)能力、效率、資源的優(yōu)勢(shì)

②性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)∴不可完全替代

世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家過去100年

(1901~2000)的發(fā)展情況31

國(guó)家專案世界美國(guó)蘇聯(lián)（獨(dú)聯(lián)體）日本德國(guó)中國(guó)1．100年鋼產(chǎn)量（億噸）335.3570.955.938.3423.7619.482．鋼產(chǎn)量達(dá)到1億噸（年數(shù)）>554128(1.3~1.6億噸18年)26>0.4億噸31年5中國(guó)目前是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)324.1878億噸1.2579億噸2.201億噸中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)裝備已躋身

世界先進(jìn)水準(zhǔn)高爐：大型化、長(zhǎng)壽化、大噴煤、利用係數(shù)轉(zhuǎn)爐：生產(chǎn)效率、爐齡、負(fù)能煉鋼連鑄：高效化、緊湊化軋鋼：全自動(dòng)連軋自控：檢測(cè)、智能化

33

1.9環(huán)保、迴圈經(jīng)濟(jì)與鋼鐵工業(yè)

的可持續(xù)發(fā)展34

進(jìn)入新世紀(jì)後人類社會(huì)發(fā)展發(fā)展呈現(xiàn)知識(shí)型經(jīng)濟(jì)和迴圈型經(jīng)濟(jì)兩大趨勢(shì)。知識(shí)型經(jīng)濟(jì)要求加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)過程中智力資源對(duì)物質(zhì)資源的替代，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的知識(shí)化轉(zhuǎn)向；迴圈型經(jīng)濟(jì)要求以環(huán)境友好的方式利用自然資源和環(huán)境容量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)化轉(zhuǎn)向。1)工業(yè)化進(jìn)程對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成的負(fù)面影響2)環(huán)保投資與效果3)中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)施迴圈經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略構(gòu)想4)未來鋼鐵工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)5)利用貧礦資源的全新工藝路線351)工業(yè)化進(jìn)程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成的負(fù)面影響

在過去的一個(gè)世紀(jì)，全球眾多國(guó)家因經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)帶來的嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞，導(dǎo)致了一系列震驚世界的環(huán)境公害事件。這在很大程度上是由於當(dāng)今世界上的能源體系所造成的。當(dāng)前大量消耗的化石類能源均為碳?xì)浠衔铮褂冕後尫懦龃罅康臏厥覛怏w——CO2以及SO2、NOX等有害氣體，還有粉塵等影響環(huán)境品質(zhì)的物質(zhì)。世界人口的急劇增長(zhǎng)、工業(yè)膨脹發(fā)展、森林過度砍伐、常規(guī)能源無(wú)節(jié)制使用等因素都對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。361)工業(yè)化進(jìn)程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成的負(fù)面影響

每天向空氣排放的CO2有1750萬(wàn)噸；每天的地球表土損失為6480萬(wàn)噸；每天沙漠化的土地有100多平方公里；僅占地球水源6%的淡水每天都在遭受污染；每天有140個(gè)物種遭滅絕；…………37

長(zhǎng)期以來，鋼鐵工業(yè)一直作為能耗和污染大戶受到批評(píng)，據(jù)報(bào)導(dǎo)，鋼鐵工業(yè)的固體粉塵、二氧化硫和煙塵排放分別列行業(yè)第二、第三和第四位，其中粉塵排放約占工業(yè)總排放量的五分之一。38工業(yè)化進(jìn)程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成的負(fù)面影響

七五——十五計(jì)畫期間我國(guó)環(huán)保費(fèi)用占GDP的0.69%——1.3%,環(huán)保產(chǎn)業(yè)“十五”投資達(dá)到7000億元人民幣，雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在總量和比例上都是較低的(例如美國(guó)1990年環(huán)保費(fèi)用為1200億美元，占GDP2.8%),但已成為政府和企業(yè)的承重負(fù)擔(dān)，而且治理效果也不盡人意，說明走“末端治理”的道路,雖然化費(fèi)了很大的代價(jià)，卻未能收到理想的效果。

392)環(huán)保投資與效果

金屬材料的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了人類物質(zhì)文明的新紀(jì)元，幾千年來大規(guī)模的應(yīng)用又加速了人類社會(huì)發(fā)展的歷史進(jìn)程，金屬材料和其他材料一起構(gòu)成了人類社會(huì)的四大支柱之一。但是隨著地球表殼資源的日益貧化，金屬礦產(chǎn)資源已迅速枯竭。據(jù)專家估計(jì)，地球上金屬礦產(chǎn)的開採(cǎi)只能維持100至300年，其中，鐵只能開採(cǎi)100——160年，而鈦、銅、銀的開採(cǎi)將不足50年。

403)中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)施迴圈經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略構(gòu)想中國(guó)已探明鐵礦儲(chǔ)量

我國(guó)的礦產(chǎn)資源相對(duì)不足，已探明鐵礦總儲(chǔ)量?jī)H530億噸左右，按目前的生產(chǎn)規(guī)模只可穩(wěn)定供應(yīng)約20年。除了資源問題以外，環(huán)境生態(tài)保護(hù)也日益向鋼鐵材料的生產(chǎn)提出更高要求。41鋼鐵材料在歷史和未來的地位

儘管蓬勃發(fā)展的各種新型材料將會(huì)在很多領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)材料，但由於其高性價(jià)比和高迴圈使用率，鋼鐵材料不僅是迄今人類文明發(fā)展的“鋼筋鐵骨”，在未來人類社會(huì)的材料使用中還必將長(zhǎng)期佔(zhàn)據(jù)重要的地位。當(dāng)然，其原料和能源結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)形式也必然會(huì)發(fā)生根本的變化。42

大量消耗天然資源，大量排放爐渣、廢熱和廢氣的傳統(tǒng)的鋼鐵材料生產(chǎn)方式必將逐步被取代。原材料和能源充分迴圈利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產(chǎn)方式應(yīng)得到發(fā)展和推廣。這種生產(chǎn)方式的細(xì)節(jié)尚不十分清晰，但從迴圈經(jīng)濟(jì)的要求和技術(shù)積累的層面分析，應(yīng)該包含以廢鋼迴圈為主的原料結(jié)構(gòu)和以氫能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，包含對(duì)排氣、廢水和廢渣的回收和綜合利用,以此從根本上保證可持續(xù)發(fā)展的需要。

434)未來鋼鐵工業(yè)的原料與能源結(jié)構(gòu)—高效低排放的新型生產(chǎn)方式未來鋼鐵工業(yè)實(shí)施迴圈構(gòu)想

44構(gòu)想的物質(zhì)基礎(chǔ)：

具有最高的迴圈使用率的鋼鐵材料

目前世界上年產(chǎn)8億噸左右的粗鋼中，有近40%來自廢鋼的回爐熔煉。廢鋼的迴圈，有利於人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，而且最終將成為地球上鋼鐵材料唯一的原料來源。45具有最高的迴圈使用率的鋼鐵材料

與其它人工材料如玻璃、紙張、塑膠等相比，鋼鐵材料具有最高的迴圈使用率。

46迴圈存在的兩大難題47有害雜質(zhì)在廢鋼迴圈中富集的難題

有害雜質(zhì)在迴圈中的富集是廢鋼完全迴圈利用的一大障礙。估計(jì)目前每年無(wú)法再利用的廢鋼約占廢鋼總量的7%，到2015年，其累計(jì)量將達(dá)到2億噸。將來隨著廢鋼迴圈次數(shù)的累加和社會(huì)需求對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的品質(zhì)要求的進(jìn)一步提高，對(duì)鋼鐵產(chǎn)品中殘存元素含量的限制也將會(huì)越來越嚴(yán)格，而在現(xiàn)代技術(shù)條件下無(wú)法回收利用的廢鋼數(shù)量還會(huì)急劇增長(zhǎng)。因此，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純淨(jìng)鋼將是未來必須解決的難題。

48用普通廢鋼生產(chǎn)高純淨(jìng)鋼的難題

為了解決以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純淨(jìng)鋼的難題。近年來已有不少針對(duì)鋼液中脫除銅、錫、砷、銻、鉍等殘存元素的技術(shù)研究。幾年前上海大學(xué)提出渣化還原、逆向提取的技術(shù)思路並正在對(duì)這一問題作了初步的研究和探討。

49渣化還原法工藝流程的示意圖

50以普通廢鋼為原料生產(chǎn)

高純淨(jìng)鋼的需求

在某些鋼鐵產(chǎn)量已達(dá)平衡、廢鋼資源充裕的發(fā)達(dá)國(guó)家，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純淨(jìng)鋼的需求已初見端倪。在中國(guó)，由於歷來的高鐵鋼比和廢鋼資源不足，目前似乎還未感覺到這種迫切性。但是，近年來鋼鐵產(chǎn)量異乎尋常的快速擴(kuò)張和進(jìn)口廢鋼量的增長(zhǎng)，再考慮到我國(guó)鋼材消費(fèi)強(qiáng)度必然要降低的趨勢(shì)，鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)平衡的到來很可能會(huì)比預(yù)期的要早。51化石燃料在一次能源

中的使用比例將受到限制

在傳統(tǒng)的以礦石為原料的煉鋼流程中，碳是主要的還原劑，同時(shí)，煤炭在不少國(guó)家和地區(qū)也超過石油、天然氣和電力成為鋼鐵生產(chǎn)過程中主要的能源。本世紀(jì)後期世界各國(guó)將面臨石油資源枯竭的問題，煤炭資源雖然能維持更長(zhǎng)的時(shí)間，但是由於溫室氣體排放問題已經(jīng)受到全球的關(guān)注，因此限制化石燃料在一次能源中的使用比例是勢(shì)在必行的。

52氫取代碳作為還原劑的

綠色冶金方向

氫作為理想的未來能源日益引起重視，與天然氣、煤和石油不同,氫燃燒時(shí)高效、清潔，僅產(chǎn)生水蒸氣而不會(huì)產(chǎn)生污染物或溫室氣體?？梢哉雇詺淙〈甲鳛檫€原劑的綠色冶金方向。53氫的經(jīng)濟(jì)、安全和有效利用

為使人類能應(yīng)用氫這一高效、清潔的能源，科學(xué)家們正在做不懈的努力，以便利用太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、核能等能源制氫，氫的經(jīng)濟(jì)、安全和有效利用問題也引起強(qiáng)烈的關(guān)注，“氫經(jīng)濟(jì)”的概念呼之欲出。在未來，當(dāng)解決了利用再生能源大量生產(chǎn)和儲(chǔ)存廉價(jià)氫源的問題時(shí)，則其廣泛應(yīng)用將成為可能。

54能量和物質(zhì)的迴圈利用和回收

按照迴圈經(jīng)濟(jì)中企業(yè)內(nèi)部迴圈、生產(chǎn)之間迴圈、社會(huì)整體迴圈、物質(zhì)能量迴圈四大循環(huán)和資源的節(jié)約（Reduce）、回收(Recycle)和再利用(Reuse)的三大原則，在未來鋼鐵生產(chǎn)流程中各種能量和物質(zhì)的迴圈利用和回收以及與上下游產(chǎn)業(yè)的交融是鋼鐵工業(yè)實(shí)施迴圈經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重要課題題。555).利用貧礦資源的全新工藝路線

由於經(jīng)濟(jì)性原因，傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)流程適合於使用富礦作為原料。作為未來以廢鋼為主的原料結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充，還需要採(cǎi)用全新的工藝?yán)玫厍蛏系呢毜V資源來補(bǔ)償金屬迴圈中的損耗。

56①地球上的貧礦資源

地球上的貧礦資源佔(zhàn)有不小的比例，例如我國(guó)的鐵礦資源中貧礦占97.8%，此外還存在著多組元共生和嵌布粒度細(xì)等缺點(diǎn)，目前我國(guó)堆積鐵尾礦已超過5億立方米，許多有價(jià)金屬殘留於尾礦和棄渣中。

57②鐵礦的單體分離技術(shù)

鐵礦嵌布粒度在1-10μm範(fàn)圍內(nèi)，如果將鐵礦破碎到該粒徑範(fàn)圍，則通過合適的選分技術(shù)可實(shí)現(xiàn)鐵礦和脈石的完全分離，獲得純淨(jìng)的鐵礦。從目前的破碎技術(shù)來看，用電-磁-機(jī)械力協(xié)同作用磨礦可實(shí)現(xiàn)鐵礦的單體分離。58③低溫氫還原鐵礦微粉—多物理場(chǎng)下成型工藝流程的設(shè)想

為此有人提出低溫氫還原鐵礦微粉—多物理場(chǎng)下成型工藝流程的設(shè)想。採(cǎi)用高能破碎，鐵礦經(jīng)過電-磁-機(jī)械力的協(xié)同作用破碎到1-10μm，實(shí)現(xiàn)鐵礦單體分離，通過選分後獲得純淨(jìng)的鐵礦微粉，加入到低溫還原反應(yīng)器還原。

59④多種物理場(chǎng)下的成型

該金屬微粉經(jīng)過脫氫處理後，在多種物理場(chǎng)的作用下高速成型。生產(chǎn)常規(guī)的管、線板材；也可直接製成大型的金屬結(jié)構(gòu)件（如螺旋槳等）。採(cǎi)用低溫還原，固態(tài)成型，完全避免了凝固過程中產(chǎn)生的成分和結(jié)構(gòu)的偏析。60低溫氫還原鐵礦微粉—多物理場(chǎng)下成型流程示意圖

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這種反應(yīng)和成型工藝方法完全不同於以高溫多相反應(yīng)為特徵的近代鋼鐵冶金工藝路線,使產(chǎn)品接近於最終用途，是最佳性能的製備方法。也會(huì)從根本上改變現(xiàn)行的以大規(guī)模、高能耗、高污染為特點(diǎn)的生產(chǎn)模式。有利於環(huán)境保護(hù)，有利於資源的充分利用，也有利於使產(chǎn)品接近於最終用途和最佳性能，符合綠色工業(yè)和可持續(xù)發(fā)展所提出的要求。62冶金概論

------電爐煉鋼63主要內(nèi)容一電弧爐發(fā)展概況二電弧爐車間生產(chǎn)模擬三電弧爐生產(chǎn)工藝冶煉基本原理電爐煉鋼設(shè)備64一電弧爐發(fā)展概況1.電爐發(fā)展概況652.直流電爐的發(fā)展1.電爐發(fā)展概況

電弧爐煉鋼至今有百年歷史，最先使用的電弧爐為直流電弧爐，由於爐容的擴(kuò)大，當(dāng)時(shí)很難提供大功率整流電源，因此出現(xiàn)了三相交流電弧爐，並長(zhǎng)期佔(zhàn)據(jù)主導(dǎo)地位。主要用於高合金鋼和特殊鋼，由於速度慢、能耗低，上世紀(jì)60年代後，首先採(cǎi)用吹氧代替礦石，使之可以利用廢鋼較低成本的生產(chǎn)線材、棒材用鋼。

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隨著超高功及二次精煉、連鑄技術(shù)的發(fā)展，至上世紀(jì)90年代，冶煉週期縮短至1h以下，電耗＜410KWh/t，電極消耗2.0kg左右，使“短流程”可與“長(zhǎng)流程”相抗衡。並逐步開發(fā)了直流電弧爐技術(shù)，截止目前，大型直流電弧爐已成為短流程的主體設(shè)備。2.直流電爐的發(fā)展交流電弧爐的缺點(diǎn)：1）穩(wěn)定性差、噪音大、功率因素低、引起電網(wǎng)閃爍；2）三相負(fù)荷不均勻，形成熱點(diǎn)，造成耐火材料損失嚴(yán)重。因此，隨著大功率閘管技術(shù)發(fā)展，重新開始直流電弧爐的研究。672.直流電爐的發(fā)展交流電弧爐的缺點(diǎn)：1）穩(wěn)定性差、噪音大、功率因素低、引起電網(wǎng)閃爍；2）三相負(fù)荷不均勻，形成熱點(diǎn)，造成耐火材料損失嚴(yán)重。因此，隨著大功率閘管技術(shù)發(fā)展，重新開始直流電弧爐的研究。68第一階段：實(shí)驗(yàn)直流電弧爐的建造（70~80年代）；第二階段：中小型電弧爐的建造（80年代中期）；第三階段：大型工業(yè)支流電弧爐的建造（90年代）直流電弧爐的優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)電網(wǎng)衝擊小，無(wú)需動(dòng)態(tài)補(bǔ)充裝置；2）石墨電極消耗低，是交流的1/2；3）冶煉週期短，熔化時(shí)間短10~20%，電耗低50%；4）耐材與金屬消耗低，環(huán)境污染小，投資回收週期短。二電弧爐車間生產(chǎn)模擬（設(shè)備巡視）69電弧爐車間生產(chǎn)模擬（生產(chǎn)模擬）70三電弧爐生產(chǎn)工藝71裝料制度供電制度造渣制度供氧制度偏心底出鋼電弧爐冶煉中的各項(xiàng)操作制度裝料制度爐料種類返回料、廢鋼、生鐵、直接還原鐵、造渣材料等。廢鋼準(zhǔn)備分類管理,化學(xué)成分為已知,大塊需切割。布料順序輕料→重廢鋼→中型廢鋼→輕型廢鋼,另需配入一定的增碳劑(爐料的最下部),防止碳在熔化中氧化。裝料次數(shù)與方式以廢鋼隊(duì)比重確定裝料次數(shù),由爐頂裝入。72供電制度目的:獲得高的熔化速率、低物耗、低能耗。供電方式：低檔供電—對(duì)應(yīng)起弧階段，採(cǎi)用低檔位電壓；高檔供電—對(duì)應(yīng)“穿井”，採(cǎi)用長(zhǎng)電弧大電流；中檔供電—對(duì)應(yīng)熔清，用中級(jí)電壓，減少輸入功率至出鋼。73造渣制度造渣材料：石灰、螢石、白雲(yún)石、火磚塊、氧化鐵皮；造渣制度：為保護(hù)爐襯和去P，採(cǎi)用提前造渣，起弧後加石灰，形成熔池後調(diào)整；泡沫渣操作：通過吹O2噴C生成大量CO2實(shí)現(xiàn)，可降低噪音，減輕侵蝕，降低電極消耗；流渣操作：為最大限度脫P(yáng)，將富P氧化渣排出，爐子向出渣方向傾動(dòng)。74供氧制度目的:

熔化期供氧切割爐料、助熔、化渣，氧化精煉期脫C、升溫、攪拌熔池；方式：自耗氧槍、水冷C-O噴槍、爐門供氧；制度：自耗氧槍流量4000~5000Nm3/h，壓力10-12bar，C-O噴槍流量6000~8000Nm3/h，壓力12bar75偏心底出鋼目的：實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，加速下爐料熔化，為早期脫P(yáng)創(chuàng)造條件，保護(hù)耐材；操作：留鋼10~15%和全部氧化渣；合金化：出鋼時(shí)鋼包中預(yù)合金化，精調(diào)在LF內(nèi)完成。76四冶煉基本原理77二次燃燒脫磷脫碳脫碳礦石脫C：在鋼液溫度高於1480~1520℃時(shí)利用礦石脫C的反應(yīng)為（Fe2O3）+[Fe]=3（FeO）（FeO）+[C]=[Fe]+{CO}吹氧脫C：直接脫C反應(yīng)2[C]+{O2}=2{CO}間接脫C反應(yīng)2Fe+{O2}=2（FeO）（FeO）=[O]+Fe[C]+[O]={CO}78脫磷鹼性渣脫P(yáng)反應(yīng)：2[P]+5[O]+3（CaO）=（3CaO.P2O5）脫P(yáng)條件：高鹼度、高氧化性、低溫和大渣量。79二次燃燒概念:

爐氣中含有CO、H2、CH4等氣體，通過熔池上方氧槍向爐氣中提供過量的氧，CO在爐內(nèi)燃燒成CO2，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；機(jī)理：2CO+O2=2CO2方式：使用水冷PC槍完成；影響因素：充足的O2供應(yīng)、低爐氣溫度、一定限度燃燒，防止電極過氧化，可通過O2流量線上控制實(shí)現(xiàn)。80五電爐煉鋼設(shè)備811.供電系統(tǒng)2.機(jī)械設(shè)備3.除塵系統(tǒng)4.加料系統(tǒng)5.供氧設(shè)備1.供電系統(tǒng)82⑴整流變壓器⑵整流器⑶電抗器⑷電極夾持器⑸底電極⑴整流變壓器結(jié)構(gòu)：芯式和殼式兩種；特點(diǎn)：二次電流大，較寬的二次電壓調(diào)節(jié)範(fàn)圍，連續(xù)的滿負(fù)荷電流；電壓調(diào)節(jié)：變壓器二次電流大幅度調(diào)節(jié)時(shí)需借助感應(yīng)器完成。83⑵整流器結(jié)構(gòu)：大型直流爐採(cǎi)用12脈動(dòng)的雙橋式整流電路，整流元件為晶閘管；要求：足夠的高溫機(jī)械強(qiáng)度；滿足高速、大範(fàn)圍控制；晶閘管與電極升降協(xié)調(diào)性好；對(duì)高電壓有保護(hù)與絕緣。84⑶電抗器作用：當(dāng)電弧爐發(fā)生短路時(shí)，將短路電流限制在整流器可以接受的範(fàn)圍內(nèi)，減輕電弧負(fù)載波動(dòng)；數(shù)量：每6個(gè)脈衝整流單元配置一臺(tái)數(shù)百微亨的直流電抗器。85⑷電極夾持器作用：裝卡石墨電極的裝置；結(jié)構(gòu)：前夾頭、後夾頭、推桿機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)壓緊裝置組成；動(dòng)作：電極鬆開是通過汽缸驅(qū)動(dòng)推桿將後夾頭後移鬆開電極，汽缸排壓，電極加緊。86⑸底電極

水冷金屬棒型底電極通常採(cǎi)用3根直徑為200~250mm銅鋼複合結(jié)構(gòu)，上部為鋼棒，下部為水冷銅棒。872.機(jī)械設(shè)備88⑴爐體⑵爐體傾動(dòng)裝置⑶爐蓋⑷電極升降裝置⑴爐體爐殼：鋼板結(jié)構(gòu)件,分段式,圓桶形.上部水冷爐壁,下部圓柱和平底焊接結(jié)構(gòu);內(nèi)襯為耐火材料,爐底450~600mm鎂磚永久層,鎂砂打結(jié)工作層;爐門：開在爐殼前方,一組水冷鋼管組成,電機(jī)帶動(dòng)鏈條實(shí)現(xiàn)爐門開關(guān);偏心底機(jī)構(gòu)：在爐殼後方,由平板閥和彈簧壓緊裝置組成;平板閥通過液壓將彈簧壓緊而打開,反之關(guān)閉;小爐底：是直流爐爐底電極固定專用設(shè)備,由水冷鋼棒底電極及其聯(lián)接部件、耐材、底部法蘭組成.89⑵爐體傾動(dòng)裝置

在爐底兩側(cè)設(shè)置一對(duì)圓弧軌道，通過液壓裝置驅(qū)動(dòng)爐體傾動(dòng)；加料冶煉時(shí)靠機(jī)械設(shè)備維持爐子在水準(zhǔn)位置；出鋼和流渣時(shí)實(shí)現(xiàn)爐體傾動(dòng)。90⑶爐蓋水冷爐蓋：用於關(guān)閉電爐，由鋼結(jié)構(gòu)框架和管式冷卻盤組成；爐蓋提升：通過四點(diǎn)連接件與提升爐蓋的懸臂梁相連，通過電動(dòng)卷?yè)P(yáng)或液壓缸帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)提升盧蓋。91⑷電極升降裝置

由支撐橫臂的立柱、導(dǎo)向裝置、電極升降液壓缸、鎖定裝置組成。控制電極升降是由電極升降調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例閥調(diào)節(jié)，從而控制冶煉電流。923.除塵系統(tǒng)93⑴強(qiáng)制冷卻器⑵布袋除塵器⑶重力除塵器⑴強(qiáng)制冷卻器作用：將第二孔除塵的高溫爐氣高速自然風(fēng)冷卻；組成：進(jìn)氣孔、風(fēng)機(jī)、熱交換器、出氣孔；冷卻控制：根據(jù)進(jìn)入冷卻器煙氣溫度自動(dòng)控制吹風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)。94⑵布袋除塵器組成：布袋房、集塵倉(cāng)、進(jìn)出氣孔、反清倉(cāng)管組成；工作原理：含塵氣體經(jīng)集塵倉(cāng)後通過聯(lián)合管板進(jìn)過濾布袋。粉塵和氣體通過濾袋分離，淨(jìng)化氣體經(jīng)氣孔排出，再關(guān)閉進(jìn)氣孔，打開反吹風(fēng)閥門，使粉塵進(jìn)入集塵倉(cāng)。95⑶重力除塵器效率：可去除粒徑＞30μ的大顆?；覊m，效率80%，出口含塵2~10g/m3；工作原理：粉塵隨高速氣體進(jìn)入集塵器，管徑變大，氣流速度降低，粉塵彙集於集塵器底部，淨(jìng)化氣體從上部排出。964.加料系統(tǒng)97⑴裝料罐⑵高位料倉(cāng)⑴裝料罐作用：用於將從廢鋼坑裝入的廢鋼吊裝入電弧爐；結(jié)構(gòu)與操作：鋼板焊接成圓桶形，以蛤式最廣泛。料罐無(wú)料和開門鋼繩放鬆時(shí)底門自行關(guān)閉。料罐靠爐料重量將底門自動(dòng)關(guān)閉，開門鋼繩拉動(dòng)後底門打開。98⑵高位料倉(cāng)

電爐及其爐後處理的輔助材料主要由地下受料倉(cāng)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、爐頂料倉(cāng)及其振動(dòng)給料機(jī)、稱量鬥、投料斗組成。爐頂料倉(cāng)20~25個(gè),裝入CaO、CaF2、C等。上料通過液位計(jì)發(fā)出指令由地下料倉(cāng)輸送。995.供氧設(shè)備100⑴自耗式氧槍⑵水冷碳氧噴槍⑴自耗式氧槍用途：熔化初期用於切割費(fèi)鋼，為使用水冷碳氧槍造泡沫渣創(chuàng)造條件；組成：一個(gè)旋轉(zhuǎn)橫臂、二根氧槍的給進(jìn)裝置、一個(gè)氣動(dòng)控制櫃、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、軟管和軟管捲筒。工作原理：由PLC控制，支撐柱旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。槍桿的給進(jìn)通過直線傳動(dòng)補(bǔ)償損耗，槍桿由加緊裝置加緊，可進(jìn)入或退出。給進(jìn)裝置的水準(zhǔn)和垂直活動(dòng)範(fàn)圍為整個(gè)爐門。供氧管線由軟管捲筒、軟管與相關(guān)的強(qiáng)管通過快速接頭連接。101⑵水冷碳氧噴槍功能：水冷碳氧噴槍的功能是自耗式氧槍打通從爐門到電極的通道後，水冷碳氧噴槍通過爐門進(jìn)行操作。通過向電爐吹氧和碳粉混合物來造泡沫渣。工作原理：水冷碳氧噴槍是旋轉(zhuǎn)橫臂式，包括回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置和一個(gè)橫臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，用帶力矩限位的齒輪電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。槍管有三層同心管和一個(gè)銅噴嘴組成，同心管外二層腔內(nèi)通冷卻水。同心管的中心管是由不銹鋼製成的吹氧管，銅噴頭是雙拉瓦爾式的，碳氧槍通過氣動(dòng)還可垂直、左右移動(dòng)。102鋼鐵冶金概論

-------非高爐煉鐵103主要內(nèi)容一、概述二、非高爐煉鐵的特點(diǎn)三、非高爐煉鐵分類四、直接還原法五、熔融還原法六、非高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)104一、概述1.概念非高爐煉鐵法是高爐法之外，不用焦炭煉鐵的各種工藝方法的統(tǒng)稱。2.發(fā)展史

1770年第一個(gè)直接還原法專利誕生→1857年提出完整的近代直接還原（Chenot）構(gòu)思→1873建成第一座非高爐裝置→上世紀(jì)20年代電爐（礦熱爐）煉鐵→70年代具備一定規(guī)?！谟种匦鲁蔀檠芯繜狳c(diǎn)105二、非高爐煉鐵的特點(diǎn)1.不使用焦炭，焦煤僅占煤總儲(chǔ)量5%，且現(xiàn)行技術(shù)只能開採(cǎi)30-40%，高爐法面臨缺乏焦煤的困境；2.反應(yīng)溫度與還原程度關(guān)係與高爐法明顯不同；3.非高爐法鋼鐵廠投資少、週期短、靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)；4.目前規(guī)模較小、方法多、未形成強(qiáng)勢(shì)流程，處?kù)锻晟蒲芯考鞍l(fā)展中。106非高爐與高爐工藝溫度與還原度關(guān)係比較高爐流程：礦石A在高爐內(nèi)升溫、還原、熔化為鐵水B→[C]已達(dá)到飽和→在煉鋼過程脫C→再去除多餘氧成為成品鋼液；非高爐流程：礦石被升溫、還原為海綿鐵→在電爐中熔化還原未還原部分→得到成品鋼液107鋼鐵生產(chǎn)過程產(chǎn)品中氧量、碳量的變化

傳統(tǒng)方法生產(chǎn)工藝中冶金反應(yīng)重複，高爐煉鐵過程將鐵、氧分離的同時(shí)還會(huì)使C、Si、Mn等元素進(jìn)入鐵水，必須精煉，精煉後再次去氧，因此，工藝複雜，造成能源與原材料的消耗；非高爐方法具備了一步法的特徵，減少了因高溫冶煉對(duì)設(shè)備和耐火材料等方面的一系列困難。108三、非高爐煉鐵分類1.按還原裝置分類：109固定床法回轉(zhuǎn)窯法豎爐法流化床法2.按還原劑分類：固體還原劑氣體還原劑3.按生產(chǎn)方式分類：預(yù)還原法直接煉鋼法熔融還原法原子能煉鐵法四、直接還原法1.概念：以氣體燃料、液體燃料或非焦煤為能源，在鐵礦石（或鐵團(tuán)塊）呈固態(tài)的軟化溫度以下進(jìn)行還原獲得金屬鐵的方法。由於還原溫度低，產(chǎn)品呈多孔低密度海綿狀結(jié)構(gòu)，含碳低、未排除脈石雜質(zhì)的金屬鐵產(chǎn)品，稱直接還原鐵（DRI），或稱海綿鐵。1102.使用固體還原劑舉例(SL-RN法)工藝過程:

次煙煤+粗選鐵砂→多層爐內(nèi)不完全燃燒800℃→煤幹餾鐵砂預(yù)還原→從回轉(zhuǎn)窯尾加入→加熱950-1000℃→鐵砂被還原至金屬化率90%→料人水冷筒冷卻至120℃→磁選機(jī)分選→海綿鐵送煉鋼車間1113.使用氣體還原劑舉例(Midrex法)工藝過程:天然氣+淨(jìng)化爐頂氣(300-400℃)→混合室→重整爐(Ni催化劑)→900-950℃反應(yīng):CH4+H2O=CO+3H2CH4+CO2=2CO+2H2還原氣→豎爐(爐料爐頂加入)→停留6h→冷卻帶N2冷卻至100℃→爐料排出112五、熔融還原法1.概念：以非焦煤為能源，在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水，其目的在於不使用焦炭。1132.一步法-Dored法工藝介紹一步法：是在一個(gè)反應(yīng)器中完成礦石還原熔煉的全過程；優(yōu)缺點(diǎn)：工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用中存在能耗高及高FeO渣嚴(yán)重侵蝕爐襯的難題，至今尚未得到解決。1143.二步法-KR法(COREX法)工藝介紹二步法：將熔融還原過程分為固相預(yù)還原及熔態(tài)終還原並分別在兩個(gè)反應(yīng)器中完成；優(yōu)點(diǎn)：改善了能量利用，降低了渣中FeO濃度。115六、非高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.單位容積利用係數(shù)：每立方米反應(yīng)器有效容積每天的產(chǎn)品量，即η=Q/Vu，t/（m3.d）2.單位容積出鐵率：每立方米反應(yīng)器每天生產(chǎn)產(chǎn)品中金屬鐵量，即ηFe=η.ηm，tFe/（m3.d）ηm-金屬化率，%1163.煤氣利用率：參與還原反應(yīng)的氣體與還原反應(yīng)生成氣體之比，即ηg=（CO2+H2O）/（CO+H2+CO2+H2O），%4.產(chǎn)品金屬化率：所得產(chǎn)品中金屬鐵量與含全鐵量之比，表示產(chǎn)品被還原到金屬鐵的程度，即ηM=Fe0/TFe，%5.產(chǎn)品還原度：表示在還原過程中總失氧率，即R=（失去氧量）/（礦石中鐵氧化物總氧量）117冶金概論

---連鑄118主要內(nèi)容一、概述二、生產(chǎn)模擬三、生產(chǎn)工藝四、連鑄設(shè)備五、工藝參數(shù)119一、概述1.連鑄的發(fā)展概況2.連鑄機(jī)的特點(diǎn)3.連鑄機(jī)的機(jī)型1201.連鑄的發(fā)展概況連鑄是將成分、溫度合格的鋼液通過連鑄機(jī)直接鑄成鋼坯的工藝。鋼液凝固成型有兩種方法：模注—獲得鋼錠

連鑄—獲得鋼坯

一般鋼材的生產(chǎn)工藝是：若采用模注

鋼錠—軋製或鍛壓—鋼坯—軋製—鋼材

若採(cǎi)用連鑄

鋼坯—軋製—鋼材121連鑄的特點(diǎn)1）節(jié)省工序縮短流程

2）提高金屬收得率

3）降低能量消耗

4）機(jī)械化和自動(dòng)化程度高

5）產(chǎn)品品質(zhì)提高

122

連鑄液體金屬是19世紀(jì)提出的。最初只能用於澆鑄低熔點(diǎn)的有色金屬。1933年現(xiàn)代連鑄之父容漢斯提出連鑄振動(dòng)系統(tǒng)，1943年建成第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性連鑄機(jī)。80年代後世界各國(guó)連鑄技術(shù)迅速發(fā)展。

目前國(guó)外對(duì)於中低碳鋼、普通高碳鋼、沸騰鋼代用鋼、低合金鋼、彈簧鋼、軸承鋼等已實(shí)現(xiàn)連鑄。

1232連鑄工藝流程

打開鋼包底部的滑動(dòng)水口—鋼水從鋼包流入中間包—當(dāng)中間包裏的鋼液面達(dá)到一定高度時(shí)打開中間包底部的滑動(dòng)水口—鋼水流入到強(qiáng)制水冷的結(jié)晶器—當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)鋼液面達(dá)到一定高度時(shí)並且鋼液四周已凝固成具有一定厚度的坯殼—啟動(dòng)拉矯機(jī)咬住引錠桿向下移動(dòng)—因鋼水與引錠桿黏結(jié)一起故鋼水被拉出結(jié)晶器—鋼坯進(jìn)入二冷區(qū)—因坯殼很薄內(nèi)部是鋼液故噴水冷卻—完全凝固的鋼坯經(jīng)矯直切成所需長(zhǎng)度。124

我國(guó)於1957年開始連鑄試驗(yàn)研究，80年代採(cǎi)用自行研製開發(fā)和引進(jìn)相結(jié)合的方法，使連鑄技術(shù)得到很快發(fā)展，目前我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄比100%，電爐煉鋼連鑄比近70%。1253.連鑄機(jī)的機(jī)型立式連鑄機(jī)：鋼水從結(jié)晶器內(nèi)開始凝固到鑄坯完全凝固後切成定尺，鑄坯始終沿直線運(yùn)動(dòng)，中間包、結(jié)晶器、導(dǎo)輥、拉坯輥和切割機(jī)都沿直線佈置。優(yōu)點(diǎn)：四周冷卻均勻，不易產(chǎn)生內(nèi)部和表面裂紋，有利於夾雜物上浮；缺點(diǎn)：設(shè)備高度大，投資費(fèi)用高，鑄坯斷面和定尺長(zhǎng)度及拉速受到限制。126立彎式連鑄機(jī)：可適應(yīng)較長(zhǎng)定尺的要求（2m），鋼水從結(jié)晶器開始凝固，完全凝固後進(jìn)入彎曲段，在水準(zhǔn)方向出坯，鑄機(jī)的中間包、結(jié)晶器、導(dǎo)輥、引錠桿沿垂線佈置，拉矯機(jī)、切割機(jī)沿水準(zhǔn)佈置。缺點(diǎn)：高度比立式下降，但由於增加了一次彎曲和矯直，易造成裂紋。127弧型連鑄機(jī)：設(shè)備高度明顯下降，能夠適應(yīng)提高拉速和加大斷面的要求又分為:直弧型連鑄機(jī):

採(cǎi)用直結(jié)晶器從結(jié)晶器下保留2m直線段,然後為弧型段,鑄坯由直變彎,最後通過拉矯機(jī)將弧形坯矯直;優(yōu)點(diǎn):夾雜物易上浮,且比立彎式高度低;全弧型連鑄機(jī):

鑄坯的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條弧線.結(jié)晶器,二冷段全為弧型,拉矯機(jī)、切割機(jī)和出坯系統(tǒng)佈置在水平線上.128橢圓連鑄機(jī)：又稱帶有多點(diǎn)矯直的弧型連鑄機(jī)，又稱超低頭連鑄機(jī)。它分段依次改變圓弧部分的曲率半徑，使結(jié)晶器和二冷段夾棍佈置在1/4橢圓上。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)型除了弧形區(qū)是採(cǎi)用多半徑外，其他基本特點(diǎn)與弧型連鑄機(jī)相同。該機(jī)型與純淨(jìng)鋼水的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，可生產(chǎn)無(wú)缺陷鑄坯。129水準(zhǔn)連鑄機(jī)：

其主要設(shè)備結(jié)晶器、二冷裝置、拉矯機(jī)和切割設(shè)備等均不止在水平線上，水準(zhǔn)連鑄機(jī)的結(jié)晶器和中間包是緊密相連的，在中間包水口和結(jié)晶器連接處安裝有分離環(huán)。此外，拉坯時(shí)結(jié)晶器不振動(dòng)，而是拉坯機(jī)帶著鑄坯作“拉-反推-?！辈煌M合的週期運(yùn)動(dòng)。130二、生產(chǎn)模擬131連鑄工位全景連鑄生產(chǎn)模擬三、連鑄生產(chǎn)工藝132中間包更換上引錠桿開澆啟車?yán)C脫引錠桿切割鋼包更換停車1.上引錠桿

油缸驅(qū)動(dòng)→引錠桿放到中間軌道→送入拉矯機(jī)引錠桿經(jīng)二冷段→入結(jié)晶器上100-150mm→反向至結(jié)晶器下口150mm處→拉矯機(jī)引錠桿夾緊定位→完成安裝操作.1332.開澆

精煉處理後鋼水→連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)→加保溫蓋→轉(zhuǎn)至澆注工位→中間包小車至澆注工位→中間包基座下降→水口與結(jié)晶器對(duì)中→開大包水口→中間包加保溫劑→開中間包滑動(dòng)水口→實(shí)現(xiàn)開澆1343.啟車?yán)C啟車:

從中間包開澆到拉矯機(jī)啟動(dòng)時(shí)間為10-15s,開始拉坯速度為0.5m/min。2min後達(dá)正常速度,之後根據(jù)鋼水過熱度調(diào)整拉速,啟動(dòng)拉矯機(jī)同時(shí)結(jié)晶器振動(dòng),二冷噴水;加保護(hù)渣:

中間包開澆後加保護(hù)渣,勤加少加,均勻覆蓋;0.5-0.6kg/t;拉坯:結(jié)晶器液面波動(dòng)80-120mm±3mm;矯直:

鑄坯在高溫下通過拉矯機(jī)連續(xù)矯直,使弧形坯變成直線鑄坯.1354.脫引錠桿

引錠桿頭部凹槽與注入結(jié)晶器鋼水接觸凝固成凸臺(tái)，將鑄坯與引錠桿掛接一起，拉出拉矯機(jī)後，將引錠頭抬起，實(shí)現(xiàn)鑄坯與引錠桿分離。1365.切割

鑄坯切割長(zhǎng)度由PLC系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)滿足用戶和下部工序要求時(shí)，夾鉗夾住鑄坯並與之同步，切割槍開始工作，切割完畢，夾鉗鬆開，切割機(jī)複位。1376.鋼包更換

根據(jù)回轉(zhuǎn)臺(tái)上重力感測(cè)器指示的鋼水狀態(tài)，在澆注近結(jié)束時(shí)控制滑動(dòng)水口開度，根據(jù)大包下渣檢測(cè)裝置測(cè)定下渣情況，關(guān)閉水口。大包提起，脫長(zhǎng)水口，回轉(zhuǎn)180°，將待澆鋼包旋至中間包上方，實(shí)現(xiàn)多爐連澆。1387.中間包更換

根據(jù)包襯和浸入式水口壽命決定，一般10-15次。更換過程：大包長(zhǎng)水口關(guān)閉後，提升並脫長(zhǎng)水口，至中間包液面高度200mm時(shí)，關(guān)中包滑動(dòng)水口並停拉矯，中包升起至待機(jī)位，另一預(yù)熱好的中包開到澆鋼位，機(jī)座下降，對(duì)中水口，按開澆操作進(jìn)行。1398.停車

大包和中包滑動(dòng)水口關(guān)閉。當(dāng)中包水口關(guān)閉時(shí)向結(jié)晶器內(nèi)加冷鋼，以加速尾坯凝固。降低拉速到0.5m/min，同時(shí)二冷強(qiáng)度下降。待尾坯凝固後，將其拉出。140四、連鑄設(shè)備141中間包及中間包車鋼包及回轉(zhuǎn)臺(tái)等離子加熱裝置結(jié)晶器及振動(dòng)臺(tái)電磁攪拌設(shè)備二冷段拉矯機(jī)切割機(jī)引錠桿存放裝置1.鋼包及回轉(zhuǎn)臺(tái)作用：存儲(chǔ)鋼水，並將鋼水運(yùn)輸至連鑄機(jī)，同時(shí)底部設(shè)吹A(chǔ)r管起精煉作用；結(jié)構(gòu)與功能：由本體、滑動(dòng)水口連接板、透氣磚、傾翻吊環(huán)組成；滑動(dòng)水口：由上、下滑板、彈性壓緊裝置、開關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及座磚組成。142回轉(zhuǎn)臺(tái)作用：運(yùn)載鋼包並支撐鋼包進(jìn)行澆注；結(jié)構(gòu)與功能：鋼結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)裝置、鎖定裝置、升降裝置組成；設(shè)置在鋼水跨和澆注跨之間，向中包提供鋼水。1432.中間包及中間包車中間包作用：介於大包和結(jié)晶器之間，接受來自大包的鋼水，並向結(jié)晶器分流，起到減壓、穩(wěn)流、除渣、儲(chǔ)鋼分流、均勻溫度和成分的作用；結(jié)構(gòu)：呈“T”型，由包體、包蓋組成，底部設(shè)有滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)，浸入式水口及夾持裝置，並設(shè)溢流槽。144中間包車作用：將中間包從預(yù)熱位置運(yùn)到澆注位置，澆注完畢從澆注位置運(yùn)回預(yù)熱位置，澆注時(shí)支撐中間包。1453.等離子加熱裝置加熱原理：通過高壓能將氣體電離成離子，通過離子運(yùn)動(dòng)形成電弧，經(jīng)中間包鋼水，返回電極形成電流回路，電弧將熱量通過輻射加熱中間包鋼水，調(diào)整等離子槍的功率，控制中間包鋼水的溫度。1464.結(jié)晶器及振動(dòng)臺(tái)作用：使?jié)沧⒌浇Y(jié)晶器的鋼水凝固成均勻的坯殼，以便承受鋼水靜壓力，使鑄坯順利拉出，防止漏鋼；結(jié)構(gòu)及功能：結(jié)晶器本體由結(jié)晶器銅管、外水套、內(nèi)水套、電磁攪拌裝置和冷卻水系統(tǒng)組成，足輥用於支撐導(dǎo)向坯殼很薄的鑄坯。147振動(dòng)臺(tái)作用：振動(dòng)使結(jié)晶器內(nèi)壁獲得良好潤(rùn)滑，減少摩擦力，防止內(nèi)壁粘結(jié)；結(jié)構(gòu)：採(cǎi)用偏心四連桿機(jī)構(gòu)；振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置：由電機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生正弦振動(dòng)，並通過四連桿機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到振動(dòng)臺(tái)，使結(jié)晶器上下振動(dòng)。1485.電磁攪拌設(shè)備作用：改善鑄坯表面和內(nèi)部品質(zhì)，擴(kuò)大連鑄鋼種，主要安裝在結(jié)晶器、二冷區(qū)、凝固末端，減少表面和皮下氣泡，改善偏析、疏鬆；原理：應(yīng)用移動(dòng)磁場(chǎng)在凝固前沿的液體產(chǎn)生對(duì)流運(yùn)動(dòng)，通過電磁攪拌的離心作用使夾雜物離開壁面而聚集，同時(shí)打斷柱狀晶晶梢，防止疏鬆。1496.二冷段作用:

鑄坯拉出結(jié)晶器時(shí),坯殼很薄,內(nèi)部為液態(tài),為使其凝固,在結(jié)晶器和足輥後設(shè)置了二次冷卻導(dǎo)向裝置,採(cǎi)用直接噴水和氣水冷卻兩種方式冷卻;結(jié)構(gòu):

由活動(dòng)導(dǎo)向段和弧形導(dǎo)向段組成。1507.拉矯機(jī)作用：根據(jù)工藝選擇拉坯速度，在允許變形條件下，進(jìn)行多點(diǎn)矯直並在水準(zhǔn)方向?qū)㈣T坯送至切割機(jī)；結(jié)構(gòu)：主框架、上輥、下輥、壓下定位裝置和主傳動(dòng)裝置組成。1518.切割機(jī)作用：根據(jù)要求將矯直後的鑄坯切割成定尺或倍尺；結(jié)構(gòu)：主框架、切割小車、切割槍、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和供水系統(tǒng)組成。1529.引錠桿存放裝置作用：引錠桿與鑄坯脫離後，應(yīng)及時(shí)將引錠桿存放起來，並在下次澆注前通過與拉輥配合，將其送入結(jié)晶器；結(jié)構(gòu)：引錠桿由引錠桿頭和引錠桿本體組成；各節(jié)之間由銷軸聯(lián)接；材質(zhì)為高強(qiáng)度合金鋼。153五、工藝參數(shù)154澆注溫度的確定拉速確定一冷確定二冷確定1.澆注溫度的確定概念：指中間包鋼水溫度，由合適的過熱度+鋼種的液相線溫度確定；在一包鋼水澆注1/4時(shí)過熱度最大，澆注結(jié)束時(shí)最低。過熱度高，拉速低則漏鋼危險(xiǎn)增加，柱狀晶發(fā)達(dá)，中心偏析重；過熱度低，拉速高，漏鋼幾率減少，中心偏析輕，夾雜上浮困難。1552.拉速確定拉速的概念：指每分鐘拉出的鑄坯長(zhǎng)度；確定原則：拉速高，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)停留時(shí)間短，坯殼?。环粗?，形成厚坯殼。出結(jié)晶器時(shí)坯殼厚度應(yīng)為12-14mm；拉速分為：起步拉速和工作拉速1563.一冷確定一冷作用：指結(jié)晶器冷卻作用，是確保在其中形成一定厚度的坯殼；結(jié)晶器內(nèi)坯殼厚度：δ=kt1/2k-凝固係數(shù)，t-凝固時(shí)間；確定原則：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，結(jié)晶器進(jìn)出水溫差＜8℃，供水量2L/min，壓力0.4-0.6Mpa1574.二冷確定二冷作用：指出結(jié)晶器的鑄坯在二冷段的冷卻過程。根據(jù)不同鋼種冷卻使其完全凝固；冷卻方式：噴霧冷卻和水-汽噴霧冷卻；冷卻強(qiáng)度：1.0-1.2L/kg鋼（低合金鋼）0.6-0.8L/kg鋼（中高碳鋼）158冶金概論

------爐外精煉159主要內(nèi)容一.概述二.RH、LF及VD法簡(jiǎn)介160一、概述1.爐外精煉的概念和目的2.爐外精煉的發(fā)展3.爐外精煉的分類4.爐外精煉的共同特點(diǎn)1611.爐外精煉的概念及目的概念：爐外精煉就是將轉(zhuǎn)爐（或電爐）中初煉的鋼水移到另一反應(yīng)器中進(jìn)行精煉的過程，也稱二次精煉。目的：把傳統(tǒng)的煉鋼方法分為兩步，即初煉+精煉。初煉—在氧化性氣氛下進(jìn)行爐料的熔化、脫P(yáng)、脫C和合金化。精煉—在真空、惰性氣體或可控氣氛的條件下進(jìn)行深脫C、去氣、去氧、去夾雜物和夾雜物變性處理，調(diào)整成分，控制鋼水溫度等，從而優(yōu)化工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、開發(fā)高附加值產(chǎn)品、節(jié)能降耗、降低成本增加經(jīng)濟(jì)效益。1622.爐外精煉的發(fā)展20世紀(jì)30年代16320世紀(jì)40年代20世紀(jì)50年代20世紀(jì)60,70年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代-今使用高鹼度合成渣進(jìn)行脫S以提高鋼水品質(zhì)；在低真空度下對(duì)鋼水進(jìn)行脫氣處理；大抽速蒸汽噴射泵問世,DH、RH真空法用於鋼水脫氣,減少了雜質(zhì)數(shù)量；在真空脫氣基礎(chǔ)上，VOD、VAD、ASEA、LFV、RH-OB蓬勃發(fā)展;出現(xiàn)合金包絲線喂絲法,不同功能精煉設(shè)備的組合使用;多種形式發(fā)展，廣泛應(yīng)用的有迴圈真空處理（RH，RH-OB）,提升真空處理（DH）,合金微調(diào)及溫度處理（CAS,CAS-OB）,LF鋼包精煉爐,真空吹氬去氧（VD）,真空吹氧脫碳（VOD）,鋼包噴粉（KIP、TN、SL）,喂絲法、氬氧精煉（AOD）等.3.爐外精煉的分類1)按精煉手段分類164常壓下處理法真空精煉法真空和加熱法：渣洗法：合成渣洗、同爐渣洗合金添加和噴粉法：彈丸發(fā)射法、喂絲法、噴粉法Ar精煉法：Gazal、CAB、AOD、CLU脫氣為主:鋼包除氣法、DH、RH脫C、O、氣為主:VOD、RH-OB、RH-PIASEA-SKF、VAD、LF2)按精煉的主要用途分類1653）DH、RH,不同形式的流滴去氣法和真空吹A(chǔ)r法,可脫除鋼中氣體、氧和夾雜,但無(wú)加熱設(shè)備,適應(yīng)於普通鋼和中低合金鋼的真空脫氣處理;4）同爐渣洗法主要用於電爐出鋼過程中對(duì)鋼水脫S、脫O和去除夾雜。2）桶爐，VAD（VHD）和LF具備加熱攪拌功能對(duì)溫度控制靈活,可去氣、去氧、去除夾雜和合金化;1）AOD、CLU、VOD、RHOB和VODC適合冶煉低碳和超低碳鋼;4.爐外精煉方法的共同特點(diǎn)①理想的精煉氣氛條件，通常應(yīng)用真空、惰性氣氛或還原氣氛；②攪動(dòng)鋼水，採(cǎi)用電磁力、惰性氣體或機(jī)械攪拌的方法；③為補(bǔ)償精煉過程的鋼水溫度損失，採(cǎi)用加熱設(shè)施有電弧加熱、等離子加熱或增加鋼水中的化學(xué)熱等。166二.RH、LF及VD法簡(jiǎn)介167RH法LF法VD法1.真空迴圈脫氣法（RH法）1）RH的功能與特點(diǎn)2）生產(chǎn)過程模擬3）RH設(shè)備簡(jiǎn)介4）RH過程工藝原理5）RH的主要功能與工藝參數(shù)1681）RH的功能與特點(diǎn)

以小部分鋼水進(jìn)入真空環(huán)境，經(jīng)受真空處理，在不同程度上增大了鋼—?dú)饨佑|面積，提高了精煉脫氣效果。特點(diǎn)：①脫氣效果好；②適用於大量的鋼液處理；③處理過程溫降??；④脫C能力強(qiáng)，適用於低碳鋼的生產(chǎn)1692）生產(chǎn)過程模擬1703）RH設(shè)備簡(jiǎn)介171①真空室②鋼包車①真空室結(jié)構(gòu)：真空室由鋼板焊接的圓柱形容器，內(nèi)砌耐火材料。為直接結(jié)合MgO-Cr2O3磚，一部分為MgO-C磚。功能：是脫氣系統(tǒng)的重要組成部分，有足夠的容積，保證鋼水在真空脫氣過程中有較大的脫氣表面，提高脫氣效果，同時(shí)在脫氣過程中熱損失小。172②鋼包車功能：用鋼包車將煉鋼車間的鋼水送到澆注工段；沿鋪設(shè)的寬軌鐵路線運(yùn)行，是自行臺(tái)車，有兩套直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)。1734）RH過程生產(chǎn)工藝原理

當(dāng)真空室抽真空後，插入管插入鋼液中，Ar經(jīng)鋼液加熱膨脹，形成向上流動(dòng)的氣泡，使上升管內(nèi)的鋼液隨之上升進(jìn)入真空室。氣泡在真空室下突然膨脹，使鋼液濺成極細(xì)微粒呈噴泉狀，增加了鋼液與真空接觸面積，使鋼液充分脫氣。脫氣後的鋼液彙集在真空室底部，在密度差的作用下不斷地從下降管回到鋼包中。如此迴圈多次，達(dá)到精煉鋼液的目的。1745)RH的主要功能與工藝參數(shù)功能:①脫H:對(duì)完全去氧鋼液脫氫效率≮60%,對(duì)未完全去氧鋼液,由於C-O反應(yīng)劇烈,＞70%.脫氣時(shí)間15~20min,[H]＜2ppm.②脫N:N易形成N-化物,脫氮效率0~10%;③脫O:∑[O]0.002~0.005%④脫碳:對(duì)初始[C]有要求,處理15min,可使[C]＜0.002%;⑤脫S:效率50~75%;⑥減少非金屬夾雜:改善鋼水純淨(jìng)度;⑦成分微調(diào):合金元素控制精度為±0.003~0.010%175工藝參數(shù):①處理容量:鋼包鋼水重量,≮30t;②脫氣時(shí)間:鋼水在真空下脫氣的處理時(shí)間,20~30min;③迴圈因數(shù):鋼包內(nèi)的鋼水通過真空室的次數(shù),等於5;④迴圈流量:單位時(shí)間通過真空室的鋼水量;⑤真空度:真空室內(nèi)的壓力.RH處理67~134Pa,RH-OB處理,20000~33000Pa1762.埋弧加熱桶爐法（LF法）1)LF概述2)LF生產(chǎn)模擬3)LF工藝原理4)LF生產(chǎn)工藝5)LF相關(guān)設(shè)備1771)LF概述

LF是日本大同制鋼公司於1971年開發(fā)，特點(diǎn)是將電弧爐煉鋼還原期任務(wù)移到專用的鋼包內(nèi)進(jìn)行。在利用電弧加熱鋼水的同時(shí)，向鋼液內(nèi)吹入惰性氣體（Ar），以實(shí)現(xiàn)在非氧化性氣氛下精煉，從而達(dá)到鋼液脫硫、去氧、去氣、去夾雜物的效果。經(jīng)LF處理的鋼水，鋼中[O]10-30ppm、[N]20ppm、[H]1.5-2.5ppm。1782)LF生產(chǎn)模擬179工部全景生產(chǎn)模擬3)LF工藝原理180①脫氧②脫硫③去夾雜①脫氧目的:

鋼中過剩氧與[C]反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,將造成凝固組織不致密;沉澱去氧:Fe-Si和Al等去氧劑與鋼中[O]反應(yīng),去氧產(chǎn)物上浮,達(dá)到去氧的目的.因產(chǎn)物在鋼液內(nèi)部以沉澱形態(tài)產(chǎn)生,故稱沉澱去氧.優(yōu)點(diǎn):去氧速度快,操作簡(jiǎn)單,缺點(diǎn):部分去氧產(chǎn)物成為非金屬夾雜;擴(kuò)散去氧:C、Si、Mn等去氧元素以粉末狀加入渣中,與渣中（FeO）、（MnO）、（Fe2O3）及[O]在鋼渣介面進(jìn)行反應(yīng),使[O]降低，去氧產(chǎn)物直接溶於渣中,不污染鋼液；181去氧劑選擇:

去氧元素對(duì)氧的親和力＞鐵對(duì)氧的親和力；去氧產(chǎn)物在鋼液中的溶解度盡可能?。粴埩翡撝械娜パ踉貙?duì)鋼性能不產(chǎn)生壞的影響；去氧元素應(yīng)在鋼液中溶解快、均勻並經(jīng)濟(jì)。②脫硫目的:S在鋼中產(chǎn)生”熱脆”並降低鋼的抗腐蝕性、延展性和韌性；原理:（FeS）+（CaO）=（FeO）+（CaS）條件:

高鹼度、還原氣氛、高溫、大渣量182③去夾雜來源：去氧產(chǎn)物、澆注及凝固反應(yīng)產(chǎn)物，混入熔渣及耐材；危害：破壞鋼的組織連續(xù)性；措施：減少外部帶入；強(qiáng)化冶煉；提高耐材質(zhì)量；出鋼過程強(qiáng)化非金屬夾雜排除1834)LF生產(chǎn)工藝184供電制度吹氬制度造渣制度成分調(diào)整①供電制度

初期低功率供電造渣;泡沫渣造好後高功率埋弧精煉;連續(xù)加熱10~15min後,停止加熱2~5min,使鋼液溫度均勻,加熱時(shí)間約30min,升溫速度為2-4℃/min185②吹氬制度原則:

鋼包到位後,採(cǎi)用中等吹A(chǔ)r量,均勻成分和溫度;

化渣時(shí)採(cǎi)用大流量吹A(chǔ)r以儘快化渣;

加合金時(shí),採(cǎi)用大流量吹A(chǔ)r,加速合金熔化,提高收得率;

通電時(shí),採(cǎi)用小流量吹A(chǔ)r,均勻溫度又不引起大的液面波動(dòng).186③造渣制度目的:

脫S、脫O、去夾雜；提高爐襯壽命；防止鋼水二次氧化，提高合金收得率?；局贫?

渣料加入量8-10Kg/t;

分批加入,出鋼過程加40-50%,其餘待化渣後分2-3次加入;

爐渣過稠加CaF2,爐渣過稀加CaO.常用渣系：

CaO-CaF2；CaO-Al2O3；鹼度4-6187④成分調(diào)整粗調(diào)：根據(jù)電爐鋼水成分分析確定合金加入量；細(xì)調(diào)：在白渣後進(jìn)行，此時(shí)鋼液中各元素充分均勻和平衡，合金收得率穩(wěn)定，易於命中目標(biāo)。1885)LF相關(guān)設(shè)備189供電系統(tǒng)鋼包及臺(tái)車爐蓋提升裝置事故攪拌裝置測(cè)溫取樣裝置加料系統(tǒng)喂絲裝置①供電系統(tǒng)組成：電爐變壓器和導(dǎo)電短網(wǎng)組成，實(shí)現(xiàn)低電壓大電流輸入至熔池；參數(shù)（150t）：變壓器功率：22MVA；二次電壓：335-315V；三相交流：50Hz；二次電流：48KA；電極直徑：457mm；極心圓直徑：750mm；升溫速度：2-4℃/min。190②鋼包及臺(tái)車爐體：

LF爐體為電弧爐出鋼用鋼包；鋼包車：鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由鋼包支架、二臺(tái)電動(dòng)機(jī)、電纜線、調(diào)速器、防熱罩構(gòu)成。191③爐蓋提升裝置結(jié)構(gòu)：爐蓋主要用於保溫，保持還原氣氛，減少電極氧化。內(nèi)圈為耐材，外圈為水冷管；電極孔周圍為耐材和絕緣材料；爐蓋提升裝置：提升液壓缸安裝在立柱下，液壓缸外殼與爐蓋立柱相固定，可實(shí)現(xiàn)爐蓋升降。192④事故攪拌裝置作用：在透氣磚不能工作情況下，惰性氣體通過頂槍吹入鋼包，進(jìn)行事故攪拌；結(jié)構(gòu)：頂槍安裝在支撐框架上，支撐框架安裝在爐蓋側(cè)面，頂槍通過電動(dòng)機(jī)和捲筒實(shí)現(xiàn)上下；參數(shù)：頂槍壓力：0.6-1.6MPa；流量（max）：600NL/min193⑤測(cè)溫取樣裝置

取樣裝置由固定鋼結(jié)構(gòu)支撐，取樣槍插入鋼包預(yù)定深度，停留數(shù)秒後抽出。取樣槍可使用鋼水取樣探頭和測(cè)溫?zé)犭娕?，也可使用測(cè)溫和測(cè)氧含量的混合型探頭。194⑥加料系統(tǒng)組成：高位料倉(cāng)皮帶、儲(chǔ)料斗、溜槽和固定料槽；動(dòng)作：造渣材料和合金由上位料倉(cāng)經(jīng)溜槽和固定料槽進(jìn)入鋼包。料倉(cāng)共16個(gè)，分別為鐵合金、去氧劑、造渣料和增碳劑。195⑦喂絲裝置目的：借助喂絲機(jī)將易氧化、易揮發(fā)合金製成包芯線輸入鋼液，達(dá)到去氧、脫S等目的；喂絲設(shè)備：松卷裝置、喂絲器、導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成；喂絲操作：

Al絲在成分調(diào)整時(shí)喂入，Si、Ca-Si絲在LF處理後喂入。喂絲時(shí)弱吹A(chǔ)r攪拌，可自動(dòng)設(shè)定也可手動(dòng)。1963.鋼包真空脫氣法（VD法）1)VD概述2)VD生產(chǎn)模擬3)VD生產(chǎn)工藝4)VD相關(guān)設(shè)備1971)VD概述

20世紀(jì)50年代由德國(guó)首先應(yīng)用，用於生產(chǎn)低碳鋼，可嚴(yán)格控制成分和溫度。具有以下功能：①有效的脫氣，減少[H]、[N]；②去氧，通過C+[O]=CO去除[O]；③通過鹼性頂渣去[S]；④通過合金微調(diào)及吹A(chǔ)r控制化學(xué)成分和溫度；⑤通過吹A(chǔ)r使夾雜無(wú)聚集上浮。

VD主要與電弧爐和LF配合，用於生產(chǎn)管線鋼，[S]＜10ppm；[H]＜1.5-2ppm；[N]＜40ppm；[O]＜20ppm。1982)VD生產(chǎn)模擬199工部全景生產(chǎn)模擬3)VD生產(chǎn)工藝200基本原理真空處理吹A(chǔ)r制度基本原理201真空脫氣吹A(chǔ)r精煉真空脫氣原理：基於H、N在鋼液中溶解服從平方根定律，當(dāng)VD抽真空時(shí)，真空室內(nèi)壓力降低，使[H]、[N]隨之降低，達(dá)到去除目的。脫氣產(chǎn)物為氣體，向溶液中析出的去氧產(chǎn)物CO和吹A(chǔ)r氣泡內(nèi)擴(kuò)散而一起去除。202吹A(chǔ)r精煉

通過鋼包底部的多孔塞將Ar吹入鋼液，Ar在上升中形成小氣泡，對(duì)H、N而言為真空室，因此向其中擴(kuò)散並帶走。此外，吹A(chǔ)r利於去除夾雜、均勻成分和溫度，避免鋼液二次氧化。203真空處理工作順序：排氣→連續(xù)壓縮→（6min後）達(dá)設(shè)計(jì)真空度→保持達(dá)到VD處理要求→反抽氣破壞真空。204吹A(chǔ)r制度

鋼包到工位即吹A(chǔ)r，不吹破渣面，防止透氣磚堵塞；加合金採(cǎi)用大流量吹A(chǔ)r，吹開渣面，使合金直接進(jìn)入鋼液，提高收得率；高真空處理時(shí)小流量吹A(chǔ)r，防噴濺；喂絲時(shí)，小流量吹A(chǔ)r，防止增[N]和二次氧化。2054)VD相關(guān)設(shè)備206加料系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)溫裝置喂絲設(shè)備真空罐蓋臺(tái)車真空罐真空罐組成：鋼板製成的圓桶、法蘭、密封座和平板；典型參數(shù)：直徑6000-7000mm

高度6000-7000mm

鋼板壁厚20-40mm

鋼包距罐頂距離200-300mm。207真空罐蓋臺(tái)車罐蓋：鋼結(jié)構(gòu)加工件，上設(shè)觀察孔、工業(yè)電視孔、合金投料斗、托架、防熱罩吊掛裝置；臺(tái)車：由型鋼焊接的結(jié)構(gòu)架和4個(gè)車輪組成，由電極驅(qū)動(dòng)。208加料系統(tǒng)

帶真空閥門的真空料倉(cāng)接受高位料倉(cāng)輔助料，再把輔助料加入真空料倉(cāng)，料倉(cāng)佈置在真空罐蓋的上面並一起運(yùn)動(dòng)。閥門的開閉由汽缸操作。209自動(dòng)測(cè)溫裝置

其固定在真空罐臺(tái)車上。取樣槍插入預(yù)定深度，停留數(shù)秒，然後抽出，槍頭使用探頭及熱電偶。210喂絲設(shè)備組成：

松卷裝置、喂絲機(jī)和導(dǎo)向裝置構(gòu)成；絲線直徑：5-18mm喂絲速度：3-300m/min211