导言
钢材应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同 , 钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类 。
机械中常用的钢材它是如何生产出来的呢?看完本篇,你就会明白了 。
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原料
钢材最基本的原料就是铁矿石 。
铁矿石是由一种或几种含铁矿物和脉石组成 。
含铁矿物是具有一定化学成分和结晶结构的化合物,而脉石也是也是由各种矿物如石英、长石等组成并以化合物形式存在的物质 。
所以铁矿石是一种由各种化合物组成的混合物,常用的铁矿石主要有四种:赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿 。
1、赤铁矿
赤铁矿中的铁以不含水的Fe2O3形式存在,它的理论含铁量为70% 。
自然界中开采的赤铁矿实际含量为30%-60%的范围内 。
赤铁矿多为暗红色 , 也有浅灰色和黑色,质地较松,还原性很好,硫和磷的含量很少,是主要的工业铁矿石 。
2、磁铁矿
磁铁矿中铁是以Fe3O4形式存在的,它的理论含铁量为72% 。
自然界中开采的磁铁矿含铁量在40%-70%,硫和磷的含量较高 。
磁铁矿最显著的特点是具有磁性,颜色从灰色到黑色,有较暗的金属光泽,组织致密,颗粒微?。冉夏鸦乖?。
3、褐铁矿
褐铁矿中铁是以2Fe2O3·3H2O的形式存在,理论含铁量为59%,在自然界中分布很广,是由其他铁矿石风化而成的 。
褐铁矿呈黄褐色,质地比较松软,易于开采 , 在高炉中受热后组织变得很软 , 还原性很好 。
以上三种矿石是炼铁的主要矿石 。
4、菱铁矿
菱铁矿中的铁是由FeCO3形式存在的,理论含铁量为48%,杂质较多,必须经过焙烧才用于炼铁 。
冶炼前铁矿石的处理
自然开采的铁矿石是很难满足高炉冶炼的要求,必须要经过处理 。
矿石的混匀是矿石冶炼前很重要的准备工作 。
此外矿石还要经过机械处理和热处理,机械处理包括破碎、筛分、选矿,热处理包括焙烧和烧结造块 。
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烧结生产过程
高炉冶炼
高炉冶炼的目的,就是要把铁从铁矿石中还原出来,同时去除所含的杂质 。
在整个的冶炼的过程中 , 最主要的是铁的还原反应以及造渣反应 。
还有一系列的物理化学反应,比如水分的蒸发、碳酸盐的分解、铁的碳化和其他各元素的还原等 。
【钢材是用什么材料做的?高炉生产过程】高炉燃烧的常用燃料是焦炭,在燃烧的过程中 , 还起着还原剂的作用 。
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高炉生产过程
高炉内的还原反应
1、铁的还原
铁并不是直接从高价氧化物中还原出来的,而是要经过一个高价氧化物变成低价氧化物,再从低价氧化物还原出铁的过程 。
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2、铁的碳化
从矿石中还原出的铁 , 含碳量很低,通常不超过1% 。
由于CO在较低的温度下分解,而分解的C有很强的活性 , 当它和铁接触时,很容易形成铁碳合金 。
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高炉冶炼的产品主要是生铁、铁合金,副产品有炉渣、煤气、和炉尘 。
转炉炼铁
利用空气或者氧气,采用底吹、侧吹和顶吹的方式,使铁水中的元素氧化到规定的限度 , 从而得到成分合格的钢 。
生铁中杂质在高温下,在不同的程度上都与氧有较大的亲和力 。
利用氧化的方法使它们成为液体、固体、气体氧化物,在高温下与炉衬和溶剂起作用,结合成炉渣,在扒渣是被排除在外 , 气体也在钢水沸腾时被CO带到炉外 。
从炼钢炉中得到的钢水,除小部分外浇成铸件以外,绝大部分都浇成钢锭、以便轧、压成材 。
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转炉生产过程
连铸生产
连续铸造作业是将钢液转变成钢胚的过程 。
上游处理完钢液,用盛钢桶运送到转台,经由钢液分配器分成数股 , 分别注入特定形状的铸模中,开始冷却凝固成型,生成外为凝固壳 , 内为钢液的铸胚 。
接着铸胚被引拔到弧形铸道中,经过二次冷却继续凝固到完全凝固 。
经过矫直后再依订单长度切割成块,方块形为大钢胚,板状型为扁钢胚 。
根据需要钢胚经过表面处理后,再送轧钢厂轧延 。
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连铸生产流程
轧制生产
钢材最后成型的方法主要有轧制(分冷轧与热轧)、拉拔、挤压、锻造等方法 。
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热轧生产过程
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热轧生产过程
钢板:钢锭或钢坯轧制成钢板 。钢板可镀锌、镀锡、镀铅、塑料复合等表面处理 。
中厚板:5mm;中板厚度为3~5mm , 一般采用热轧 。
薄板:厚度小于3mm,坯料为热轧中厚板,采用冷轧 。
钢带:成卷供应,采用冷轧 。
型钢:采用型材轧机轧制而成 。
有圆钢、方钢、扁钢、六角钢、八角钢、工字钢、槽钢、角钢、T字钢等 。
普通型钢主要用于建筑、桥梁、车辆等,优质型钢主要用于机械零件、工具等 。
钢丝:采用直径为6~9mm的热轧线材(盘条)拉拔而成 。
退火的低碳钢丝可用于捆扎物体、也可编织成各种用品;高碳钢丝可制成各种弹簧,或用多根钢丝捻成合股的钢丝绳和钢索,用于吊索、电线、电缆、固定物体等 。
钢管:分无缝管与焊管 。
无缝管:管采用斜轧穿孔机将实心钢坯穿孔后,再经冷拔或热轧而制成 。
有缝管:用钢板或钢带卷压成形 , 然后焊接而成 。
缝钢管应用广泛,主要用于自来水管、煤气管等 。
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