冶金生產(chǎn)認(rèn)知 教學(xué)PPT課件

冶金生產(chǎn)認(rèn)知 教學(xué)PPT課件,冶金生產(chǎn)認(rèn)知,教學(xué)PPT課件,冶金,生產(chǎn),認(rèn)知,教學(xué),PPT,課件 冶金生產(chǎn)認(rèn)知冶金生產(chǎn)認(rèn)知項目項目八八 鐵鐵合金生產(chǎn)認(rèn)知合金生產(chǎn)認(rèn)知項目導(dǎo)入項目導(dǎo)入 鐵合金是鋼鐵工業(yè)和機(jī)械鑄造行業(yè)必不可少的重要原料之一，廣義的鐵合金是指煉鋼時作為脫氧劑、元素添加劑等加入鐵水中使鋼具備某種特性或達(dá)到某種要求的一種產(chǎn)品。鐵與一種或幾種元素組成的中間合金，主要用于鋼鐵冶煉。在鋼鐵工業(yè)中一般還把所有煉鋼用的中間合金，不論含鐵與否（如硅鈣合金），都稱為“鐵合金”。習(xí)慣上還把某些純金屬添加劑及氧化物添加劑也包括在內(nèi)。其主要用途:一是作為脫氧劑，消除鋼液中過量的氧;二是作為合金元素添加劑，改善鋼的質(zhì)量與性能。隨著我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)、快速地發(fā)展，鋼的品種、質(zhì)量的不斷擴(kuò)大 和提高，對鐵合金產(chǎn)品提出了更高要求，鐵合金工業(yè)日益成為鋼鐵工業(yè)的相關(guān)技術(shù)和配套工程。目錄目錄CONTENTS任務(wù)一任務(wù)一 鐵合金基礎(chǔ)知識認(rèn)知鐵合金基礎(chǔ)知識認(rèn)知1任務(wù)二任務(wù)二 硅鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知硅鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知2任務(wù)三任務(wù)三 錳鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知錳鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知3任務(wù)一任務(wù)一1.學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)2.任務(wù)描述任務(wù)描述3.相關(guān)知識相關(guān)知識4.任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施鐵合金基礎(chǔ)知識認(rèn)知鐵合金基礎(chǔ)知識認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)了解鐵合金的用途與分類，了解常用的鐵合金的生產(chǎn)方法設(shè)備。熟悉常用鐵合金的用途及主要生產(chǎn)方法。任務(wù)描述任務(wù)描述任務(wù)任務(wù)描述描述在了解鐵合金用途的基礎(chǔ)上熟悉鐵合金的分類，掌握常用的鐵合金的生產(chǎn)方法設(shè)備。相關(guān)知識相關(guān)知識 鐵合金的主體元素一般熔點(diǎn)較高，或者它的氧化物難于還原，難于煉出純金屬，若與鐵在一起則較易還原冶煉。在鋼鐵冶煉中使用鐵合金，其中含鐵非但無害，而因為易熔于鋼水反較有利。因此，煉鋼生產(chǎn)過程中的脫氧和添加合金，大多以鐵合金的形式加入。鐵合金一般很脆，不能作為金屬材料使用。鐵合金的冶煉是1860年左右開始用坩堝進(jìn)行的，后來發(fā)展了用高爐煉錳鐵和含硅12%以下的硅鐵。18901910年間在法國開始用電弧爐生產(chǎn)鐵合金。1920年以后，為了滿足優(yōu)質(zhì)鋼和不銹鋼發(fā)展的需要，開始生產(chǎn)低碳鐵合金的新階段，發(fā)展出用鋁熱法冶煉一些不含碳的鐵合金和純金屬;另一方面研制出在電爐中氧化含硅合金的脫硅精煉法。由于鋁熱法生產(chǎn)費(fèi)用太高，脫硅精煉法得到了較多的應(yīng)用。直到如今中碳、低碳、微碳鉻鐵，中碳、低碳錳鐵，金屬錳大多仍用此法精煉。相關(guān)知識相關(guān)知識 精煉鉻鐵的熱兌法即把液態(tài)的礦石、石灰熔體與硅鉻合金，通過熱兌混合加速反應(yīng)，是脫硅精煉法的進(jìn)一步發(fā)展。此外也用電解法生產(chǎn)純凈的合金添加劑（如金屬錳），并采用真空脫碳法生產(chǎn)含碳極低的超微碳鉻鐵。數(shù)年還發(fā)展出應(yīng)用純氧吹煉法精煉鉻鐵、錳鐵的方法。我國鐵合金工業(yè)是伴隨著鋼鐵工業(yè)發(fā)展而成長起來的，我國鐵合金產(chǎn)品品種較為齊全，除少數(shù)優(yōu)級特殊品種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)尚不成熟正待研發(fā)外，幾乎可生產(chǎn)所有脫氧劑、合金劑、孕育劑、粉劑和各類包芯線產(chǎn)品，基本能夠滿足我國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)需要。任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.鐵合金的用途鐵合金的用途 （1）用作脫氧劑）用作脫氧劑 煉鋼是用氧化方法去除鐵液中的碳、磷等雜質(zhì)。在完成這些氧化的任務(wù)后，同時鋼液中也吸收了氧，如果這些氧存在在鋼中就會大大地降低鋼的性能。因此需要添加一些與氧結(jié)合力比較強(qiáng)，且其脫氧產(chǎn)物又能順利從鋼液中排除，從而使鋼液中的氧含量降低的元素，這個過程叫做鋼的脫氧。用于脫氧的元素或合金叫做脫氧劑。常用的脫氧劑有錳、硅、鋁等。這些元素多以鐵合金Fe Mn、Fe Si和Al等形式加入鋼液中。元素與氧的結(jié)合能力越強(qiáng)，在鋼中含氧量愈高，其脫氧效果也就越好。一、鐵合金的用途與分類一、鐵合金的用途與分類任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.鐵合金的用途鐵合金的用途 （2）用用作作合合金金劑劑 合金元素不但能降低鋼中雜質(zhì)的含量，而且還能調(diào)整鋼的化學(xué)成分。用于調(diào)整鋼的化學(xué)成分使鋼合金化的元素或合金叫做合金劑，常用的合金元素有硅、錳、鉻、鉬、釩、鈦、鎢、鈷、硼、鈮等。不同的合金元素和不同的合金元素含量的鋼鐘具有不同的特性和用途。鐵合金的產(chǎn)量、品種和質(zhì)量，直接影響著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，其用量一般占鋼產(chǎn)量的2%3%左右。（3）用用于于鑄鑄造造工工業(yè)業(yè) 改善鑄造工藝和鑄件性能 改變鑄鐵和鑄鋼性能的措施之一是改變鑄件的凝固條件，在澆鑄前加入某些鐵合金作為晶核孕育劑，形成晶粒中心，使形成的石墨變得細(xì)小分散，晶粒細(xì)化，從而提高鑄件的性能。一、鐵合金的用途與分類一、鐵合金的用途與分類任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.鐵合金的用途鐵合金的用途 （4）用用作作還還原原劑劑 硅鐵可作為生產(chǎn)鉬鐵、釩鐵等其他鐵合金的還原劑;硅鉻合金、錳硅合金可分別作為生產(chǎn)中低碳鉻鐵、中低碳錳鐵的還原劑。（5）用用于于其其他他工工業(yè)業(yè) 在有色金屬和化學(xué)工業(yè)中，鐵合金的使用越來越廣泛，如作為有色金屬的添加劑;中低碳錳鐵用于電焊條的生產(chǎn);鉻鐵用于生產(chǎn)鉻化物和鍍鉻陽極材料等。2.鐵合金的分類鐵合金的分類 （1）單單一一鐵鐵合合金金 只含一種合金元素的合金叫做單一鐵合金。其主要品種有硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鈦鐵、鎢鐵、工業(yè)硅、硼鐵、釩鐵、金屬錳等。一、鐵合金的用途與分類一、鐵合金的用途與分類任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施2.鐵合金的鐵合金的分類分類（2）復(fù)復(fù)合合鐵鐵合合金金 含有兩種或兩種以上合金元素的多元鐵合金，主要品種有硅鈣合金、錳硅合金、硅鉻合金、硅鈣鋁合金、錳硅鋁合金、硅鈣鋇合金、硅鋁鋇合金等。（3）按鐵合金中含碳量分類）按鐵合金中含碳量分類 有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品種。（4）按按生生產(chǎn)產(chǎn)方方法法分分類類 有高爐鐵合金、電爐鐵合金、爐外法（金屬熱法）鐵合金、真空固態(tài)還原法鐵合金、轉(zhuǎn)爐鐵合金、電解法鐵合金等。（5）氮氮化化制制品品 用錳鐵或鉻鐵粉末，在高溫條件下經(jīng)滲氮等方法生產(chǎn)的氮化產(chǎn)品。其主要品種有氮化錳鐵、氮化鉻鐵等。（6）氧氧化化物物團(tuán)團(tuán)塊塊 易被鐵還原的氧化物團(tuán)塊也可以作為合金劑直接加入鋼液中，例如氧化鉬團(tuán)塊等。一、鐵合金的用途與分類一、鐵合金的用途與分類任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 鐵合金生產(chǎn)過程就是將合金氧化物爐料、還原劑、渣料和成分調(diào)節(jié)劑在高溫下經(jīng)過物理化學(xué)變化生成鐵合金、爐渣、爐氣的過程。1.按熱量來源按熱量來源分類分類（1）碳碳熱熱法法 碳熱法其冶煉過程的熱量來源主要是焦炭的燃燒熱，用焦炭作還原劑還 原礦石中的氧化物，生產(chǎn)在高爐中進(jìn)行。（2）電電熱熱法法 電熱法其冶煉過程的熱量來源主要是電能，使用碳質(zhì)還原劑還原礦石中 的氧化物，采用連續(xù)式的操作工藝，在還原電爐中進(jìn)行。（3）電電硅硅熱熱法法 電硅熱法其冶煉過程的熱量來源主要是電能，其余為硅氧化放出的熱 量。使用硅（如硅鐵或中間產(chǎn)品硅錳合金、硅鉻合金）作還原劑還原礦石中的氧化物，生產(chǎn)時在精煉電爐中進(jìn)行間歇式作業(yè)。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.按熱量來源分類按熱量來源分類 （4）金金屬屬熱熱法法 金屬熱法其熱量來源主要是由硅、鋁等金屬還原劑還原精礦中氧化物 時放出的熱量，生產(chǎn)采用間歇式，在筒式熔煉爐中進(jìn)行。2.按操作方法和工藝分類按操作方法和工藝分類 （1）熔熔劑劑法法 熔劑法生產(chǎn)鐵合金是采用碳質(zhì)材料、硅或其他金屬作還原劑，生產(chǎn)時加造 渣材料調(diào)節(jié)爐渣成分和性質(zhì)（爐渣的酸、堿性）。（2）無無熔熔劑劑法法 無熔劑法生產(chǎn)鐵合金一般多用碳質(zhì)材料作還原劑，生產(chǎn)時不加造渣材 料調(diào)節(jié)爐渣成分和性質(zhì)。（3）連連續(xù)續(xù)式式冶冶煉煉法法 連續(xù)式冶煉法一方面根據(jù)爐口料面下降情況，不斷地向爐內(nèi)加料，另一方面將爐內(nèi)熔池積聚的合金和爐渣定期排除。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施2.按操作方法和工藝分類按操作方法和工藝分類 （4）間間歇歇式式冶冶煉煉法法 間歇式冶煉法是將爐料集中或分批加入爐內(nèi)，冶煉過程一般分為 熔化和精煉兩個時期，熔化期電極埋在爐料中，精煉完畢，排除合金和爐渣，再裝入新料，進(jìn)行下一爐冶煉。由于冶煉各個時期的工藝特點(diǎn)不同，操作功率也不同。（5）無無渣渣法法 無渣法冶煉鐵合金采用碳質(zhì)還原劑、硅石或再制合金為原料，在還原電爐中連續(xù)冶煉。（6）有有渣渣法法 有渣法冶煉鐵合金是在還原電爐或精煉電爐中，選用合理的造渣制度生 產(chǎn)鐵合金，其渣鐵比受冶煉品種和采用的原料條件等因素影響。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 （1）電電爐爐法法 電爐法是鐵合金冶煉的主要方法，其產(chǎn)量占全部鐵合金產(chǎn)量的70%以上。按所選用的還原劑的不同，電爐法又分為碳熱法和硅熱法。碳碳熱熱法法:用碳作還原劑生產(chǎn)鐵合金的電爐，常稱為礦石還原爐簡稱礦熱爐。礦熱爐常采用三相電源，爐身多呈圓形，短爐身（圖8-1）。爐殼用鋼板制成，內(nèi)砌耐火材料和碳素磚。電極大多為自焙電極。生產(chǎn)時，混合好的爐料從爐口加入，電極埋在爐料中，電流通過電極導(dǎo)入。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 碳碳熱熱法法:熔化的金屬和爐渣集聚在爐底，通過出鐵口定期放出。合金在鑄鐵模中冷凝成合金錠，經(jīng)精整破碎成成品。冶煉過程中隨爐料的熔化料面下沉，不斷補(bǔ)入新爐料維持一定的料面高度，進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)（圖8-2）。根據(jù)所用原料純度的不同，又可分為有渣法和無渣法。如生產(chǎn)硅鐵、高硅硅鉻合金時，原料純度高，冶煉過程出渣量只有合金重量的5%，故稱無渣法。生產(chǎn)錳鐵、鉻鐵、硅錳合金等一些鐵合金時，礦石中含雜質(zhì)氧化物多，需加入熔劑造渣，故渣量大，常稱為有渣法。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 （1）電爐法電爐法 電電硅硅熱熱法法:在電弧爐內(nèi)用Si（主要是Si質(zhì)合金）作還原劑來還原礦石或精礦，并加入石灰等熔劑來生產(chǎn)鐵合金，得到的產(chǎn)品含碳量低。目前用此法主要生產(chǎn)中、低、微碳鉻鐵，中、低碳錳鐵，金屬鉻和釩鐵等。成品中的碳含量主要取決于中間合金的碳含量和電極的少量增碳。電弧爐有固定式、傾動式和帶蓋、敞口等不同型式。爐襯、爐蓋均采用鎂磚;一般采用石墨電極。為避免增碳，采用較高電壓操作，故與同容量煉鋼電爐相比直徑大爐身較高。電硅熱法一般采用間斷式生產(chǎn)，爐料按一定配比加入爐內(nèi)，進(jìn)行熔化、精煉，當(dāng)合金成分達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求時，即可出鐵。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 （2）高高爐爐法法 易還原元素的鐵合金和低品位鐵合金，因所需還原溫度低，可在高爐中冶 煉，其過程與冶煉生鐵時類似。但因所需溫度比煉生鐵高，故焦比大，如煉含Mn=78%80%的錳鐵，其焦比是煉生鐵時的2倍以上，而產(chǎn)量只及正常生鐵量的50%。同時，由于用焦炭作燃料及還原劑，合金滲碳多，只能生產(chǎn)高碳產(chǎn)品。用高爐冶煉鐵合金勞動生產(chǎn)率高，成本低，目前我國高爐錳鐵產(chǎn)量占鐵合金總量的1/4左右。（3）爐爐外外法法（金金屬屬熱熱法法）用鋁、硅鐵、鋁鎂合金等金屬作還原劑，還原精礦或純氧化物來生產(chǎn)鐵合金或純金屬。依靠還原反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)熱來加熱合金與爐渣，并使還原反應(yīng)自動進(jìn)行，無需外部供給熱源。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 （3）爐爐外外法法（金金屬屬熱熱法法）爐外法設(shè)備簡單，能生產(chǎn)含碳極低的產(chǎn)品。但由于反應(yīng)快，時間短，合金中的雜質(zhì)含量在冶煉過程中不能調(diào)整。因此對爐料質(zhì)量要求嚴(yán)格，含雜質(zhì)要少，并要經(jīng)干燥、粉碎成一定粒度。冶煉時，將配好的爐料裝入內(nèi)砌耐火材料的 圓筒型爐中，爐底用鎂磚（鋁熱法）或石英砂（硅熱法）或設(shè)活動爐底。爐外法的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，能生產(chǎn)電爐無法生產(chǎn)的難還原元素的低碳鐵合金或金屬。目前，我國主要用于生產(chǎn)鈦鐵、鉬鐵、硼鐵、高釩鐵、金屬鉻等。其缺點(diǎn)是消耗大量貴重金屬和發(fā)熱材料，成本較高。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 按冶煉時加料的不同，又可分為上部點(diǎn)火法和下部點(diǎn)火法。上上部部點(diǎn)點(diǎn)火火法法：將全部混好的爐料一次裝入爐筒中，在混合料上部放入點(diǎn)火物（鎂屑與硝石混合物），用燒紅的鐵釬或燃著的木棒等將鎂屑點(diǎn)燃，燃燒放出的熱量將周圍爐料熔化，爐料開始反應(yīng)，又放出熱量直至將全爐煉完。多用于反應(yīng)較激烈、反應(yīng)時人不能靠近，或反應(yīng)熱較緊張希望加快反應(yīng)以減少熱損的情況。下下部部點(diǎn)點(diǎn)火火法法：將混合好的爐料先部分放入爐筒中，點(diǎn)燃，開始反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，將其余爐料逐步加入爐中直至將全部煉完。可通過加料的快慢稍許調(diào)整反應(yīng)時間，在同容積的爐筒中，冶煉的爐料比上部點(diǎn)火法多。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.按生產(chǎn)設(shè)備分類按生產(chǎn)設(shè)備分類 （4）真真空空碳碳還還原原法法 含 C0.03%的超微碳鉻鐵，用電硅熱法難以達(dá)到，可采用真空電阻爐生產(chǎn)。此法還可生產(chǎn)含氮鉻鐵。經(jīng)氧化焙燒的鉻礦和未經(jīng)焙燒的碳素鉻鐵粉按一定比例混合，加水玻璃作粘結(jié)劑壓塊成型，烘干后放入用電阻加熱的真空爐內(nèi)，在低于合金熔點(diǎn)的溫度下脫碳而制得微碳鉻鐵。此法因冶煉時間長、生產(chǎn)率低、合金密度小和夾雜多等，而未能推廣。（5）氧氧氣氣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐爐法法 主要生產(chǎn)中碳鉻鐵和中碳錳鐵。將液態(tài)碳素鉻鐵（或碳素錳鐵）兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，用氧槍向熔池吹氧脫碳。目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的是頂吹氧和底吹氧兩種方式。二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、鐵合金的生產(chǎn)方法二、鐵合金的生產(chǎn)方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施（1）產(chǎn)產(chǎn)品品結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)發(fā)生生變變化化，品品種種面面向向多多元元化化 合理利用資源、增加產(chǎn)品品種、充分利用合金元素、產(chǎn)品向復(fù)合或多元化方向發(fā)展是鐵合金生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。（2）采采用用精精料料技技術(shù)術(shù) 精料技術(shù)是鐵合金生產(chǎn)增產(chǎn)降耗的重要環(huán)節(jié)。如采用優(yōu)質(zhì)組合的碳質(zhì)還原劑，搭配氣煤焦和煙煤，代替一部分冶金焦;采用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、鐵精礦球團(tuán)、鐵鱗球團(tuán)等，改善入爐礦石的制備技術(shù)和入爐條件，從而提高生產(chǎn)效率。（3）采采用用高高效效率率的的大大型型還還原原電電爐爐，提提高高技技術(shù)術(shù)裝裝備備 包括還原電爐的大型化、連續(xù)作業(yè);根據(jù)冶煉品種，采用全封閉式電爐或敞口爐改造為全封閉式電爐、新建或改建半封閉式電爐;采用新型結(jié)構(gòu)的電極把持器、車式加料撥料搗爐機(jī)、開堵鐵口機(jī)等。三、鐵合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢三、鐵合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施（4）采采用用先先進(jìn)進(jìn)的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝 采用連續(xù)法冶煉硅鈣合金、一步法冶煉硅鉻合金、熱兌法（波倫法）生產(chǎn)中低碳錳鐵及微碳鉻鐵等生產(chǎn)工藝，縮短工藝流程，降低能耗，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低生產(chǎn)消耗和成本。（5）應(yīng)應(yīng)用用電電子子計計算算機(jī)機(jī)控控制制電電爐爐冶冶煉煉過過程程 用計算機(jī)控制電爐生產(chǎn)全過程，如配料、上料及加料、電極壓放、電爐功率調(diào)節(jié)、冷卻水及煙氣凈化系統(tǒng)的控制等，可提高電爐工作負(fù)荷和作業(yè)率，避免操作失誤引起的爐況波動和設(shè)備事故。（6）采采用用鐵鐵合合金金生生產(chǎn)產(chǎn)新新技技術(shù)術(shù) 鐵合金生產(chǎn)新技術(shù)包括鐵合金直流還原電爐技術(shù)（含中空電極技術(shù)）、鐵合金熔融還原技術(shù)、等離子爐冶煉新技術(shù)、采用頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐冶煉中（低）碳鉻鐵及中碳錳鐵技術(shù)、鐵合金產(chǎn)品的深加工及芯線技術(shù)等。三、鐵合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢三、鐵合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢任務(wù)二任務(wù)二硅鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知硅鐵合金生產(chǎn)知識認(rèn)知1.學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)2.任務(wù)描述任務(wù)描述3.相關(guān)知識相關(guān)知識4.任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)了解硅鐵的牌號，了解常用的生產(chǎn)設(shè)備及操作工藝。了解常用的生產(chǎn)設(shè)備及操作工藝。任務(wù)描述任務(wù)描述任務(wù)任務(wù)描述描述在了解硅鐵種類和冶煉設(shè)備的基礎(chǔ)上，理解掌握硅鐵生產(chǎn)操作工藝。相關(guān)知識相關(guān)知識 硅鐵在鋼工業(yè)、鑄造工業(yè)及其他工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。硅鐵是煉鋼工業(yè)中必不可少的脫氧劑。煉鋼中，硅鐵用于沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧。磚坯鐵還作為合金劑用于煉鋼中。鋼中添加一定數(shù)量的硅，能顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和彈性，提高鋼的磁導(dǎo)率，降低變壓器鋼的磁滯損耗。一般鋼中含硅0.15%0.35%，結(jié)構(gòu)鋼中含硅0.40%1.75%，工具鋼中含硅0.30%1.80%，彈簧鋼中含硅0.40%2.80%，不銹耐酸鋼中含硅3.40%4.00%，耐熱鋼中含硅1.00%3.00%，硅鋼中含硅2%3%或更高。在煉鋼工業(yè)中，每生產(chǎn)一噸鋼大約消耗35kg 75%硅鐵。在其他方面的用途，主要有磨細(xì)或霧化處理過的硅鐵粉，在選礦工業(yè)中可作為懸浮相。在焊條制造業(yè)中可作為焊條的涂料。高硅硅鐵在化學(xué)工業(yè)中可用于制造硅酮等產(chǎn)品。一、硅鐵的用途一、硅鐵的用途相關(guān)知識相關(guān)知識 目前硅鐵標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 22722009，按硅及其雜質(zhì)含量，硅鐵分為21個牌號，其（主要）化學(xué)成分如表8-2。二、硅鐵的牌號二、硅鐵的牌號任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施一、冶煉硅鐵的原材料一、冶煉硅鐵的原材料硅石礦硅石礦任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理二、碳還原二氧化硅熱力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 在硅鐵冶煉中，二氧化硅的還原需要很高的溫度，其還原過程需要消耗大量熱能，故要達(dá)到降低電耗，提高產(chǎn)量的目的，就必須設(shè)法提高爐子的電效率和熱效率，擴(kuò)大坩堝區(qū)，減少電損失和熱損失。這就要求我們時刻關(guān)注爐況，維護(hù)好爐況，在操作工藝上不斷摸索，不斷改進(jìn)。偏偏加加料料：把過多的焦炭或硅石加在電極周圍或其他地方，造成局部地區(qū)還原劑過?；虿蛔?。如在電極周圍加入過多的焦炭，電極周圍爐料導(dǎo)電率增加，會引起電極上抬、坩堝縮小，其他地方焦炭不足、爐料容易燒結(jié);如在電極周圍加入過多的硅石，開始電極可能下插，但時間過長，電極附近缺炭，坩堝縮小，嚴(yán)重時電極也可能上抬。因此，必須嚴(yán)禁偏加料。三、硅鐵操作工藝三、硅鐵操作工藝任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 加加料料根根據(jù)據(jù)：根據(jù)爐料的熔化情況把爐料均勻加在各相電極周圍，并保持均勻的錐體，其高度約300mm，爐子中心應(yīng)稍為陷下，這樣才能保證氣體均勻地從整個料面逸出。小爐子由于爐料不能自動下沉，一般采用人工輔助定時下料，蓋上新料后燜燒的方法操作。爐爐料料的的透透氣氣性性：爐前工要經(jīng)常保持爐料具有良好的透氣性，讓氣體從整個料面均勻逸出，使SiO在上升過程中能被爐料吸附，減少硅的揮發(fā)損失;同時使高溫氣體在上升時把熱量傳給爐料，減少氣體帶走的熱能，所以，保證爐料的透氣性是十分重要的。否則，爐料透氣性不好，反應(yīng)產(chǎn)物氣體必然要從電極周圍沖出，使塌料刺火現(xiàn)象增多，熱損失和硅的揮發(fā)損失都增加。三、硅鐵操作工藝三、硅鐵操作工藝任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 扎扎眼眼：鋼釬扎入大面透氣性差的燒結(jié)區(qū)或刺火料區(qū)周圍，松動爐料，改善爐料的透氣性。扎眼要勤，并可根據(jù)爐況隨時進(jìn)行。搗搗爐爐：把爐料的燒結(jié)區(qū)或大的燒結(jié)塊用鋼釬挑開，使發(fā)死的燒結(jié)料變透氣性良好的疏松料。小搗爐可根據(jù)爐況隨時進(jìn)行。大搗爐一般在出鐵后進(jìn)行，搗出的大塊推向電極周圍和爐心。搗爐要快、要徹底。但不要搗壞坩堝。鋼釬也不要碰電極。為了減少熱損失，應(yīng)邊搗邊加新料。搗爐可用手工或搗爐機(jī)搗爐，用搗爐機(jī)搗爐，比手工搗爐徹底、省力，一般用于出鐵后的搗爐。用旋轉(zhuǎn)電爐冶煉硅鐵，由于電極的相對移動而自動搗爐，因而搗爐操作大大減少。爐前工還應(yīng)善于判斷爐況。三、硅鐵操作工藝三、硅鐵操作工藝任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 爐爐況況正正常常的的特特征征:電極深而穩(wěn)地插在爐料中，料面冒火大而均勻，沒有暗色燒結(jié)部分，沒有大塌料和刺火現(xiàn)象，電極附近均勻下料，爐料松軟，負(fù)荷穩(wěn)定，電極下坩堝區(qū)大，出鐵口好開，爐渣流動性好。爐況正常時，電極插入深度:大電爐為12001500mm;小電爐為8001000mm。熱熱停停電電：為了提高熱效率，就要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)，減少熱停電時間。為了減少熱停電時間和次數(shù)，就要加強(qiáng)電極的維護(hù)，防止電極硬斷和軟斷;要經(jīng)常保持銅瓦下端到料面的高度為200350mm，以免刺火時把銅瓦燒壞;小爐子下放電極后要把螺絲擰 緊，防止卡頭和電極打弧，要隨時檢查設(shè)備的完整性。三、硅鐵操作工藝三、硅鐵操作工藝任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 合合理理的的供供電電制制度度:也就是選擇合理的二次電壓，對提高爐子的總效率，也是十分 重要的。電壓過高，輸入功率大，電效率高，但電極上抬，高溫區(qū)上移，熱損失大，熱效率低;電壓過低，電效率低，熱效率高。因此，選擇二次電壓時，要把電效率和熱效率綜合考慮，力求達(dá)到最好的總效率。二次電壓與爐子的容量有關(guān)，容量愈大，電壓愈高，容量愈小，電壓愈低。出出鐵鐵次次數(shù)數(shù)：隨著冶煉過程的不斷進(jìn)行，爐內(nèi)鐵水積多，電極上抬，電流波動，操作困難，這時就需要把鐵水放出，才能使電極深而穩(wěn)地插在料中。但出鐵次數(shù)太多，熱損失大。因此，出鐵次數(shù)要根據(jù)爐子容量而定，爐子容量大，出鐵次數(shù)多，反之就少。開出鐵口前，要檢查開出鐵口和堵出鐵口的工具是否齊備，鐵水包是否完整和烘烤是否合乎要求，然后提前用鋼釬清。三、硅鐵操作工藝三、硅鐵操作工藝任務(wù)任務(wù)三三1.學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)2.任務(wù)描述任務(wù)描述3.相關(guān)知識相關(guān)知識4.任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施錳鐵合金生產(chǎn)錳鐵合金生產(chǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)了解錳鐵生產(chǎn)所需原材料，了解常用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝。了解掌握錳鐵操作工藝過程。任務(wù)描述任務(wù)描述任務(wù)任務(wù)描述描述在了解錳鐵種類和生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，了解掌握錳鐵的操作工藝。相關(guān)知識相關(guān)知識一、錳鐵的分類一、錳鐵的分類相關(guān)知識相關(guān)知識 電電爐爐高高碳碳錳錳鐵鐵：主要用于煉鋼作脫氧劑、脫硫劑及合金添加劑，另外隨著中低碳錳鐵生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，高碳錳鐵還可應(yīng)用于生產(chǎn)中低碳錳鐵。由于錳與氧的親合力很大，可生成氧化錳（MnO）等氧化物，因而在煉鋼中用錳鐵作脫氧劑。錳與硫可生成不溶與鋼液的MnS，所以錳鐵有可作為煉鋼的脫硫劑，在煉制合金鋼中錳鐵是錳鋼的合金加入劑。高爐高爐高碳錳鐵高碳錳鐵:用于煉鋼作脫氧劑或合金元素添加劑。中中低低碳碳錳錳鐵鐵:中低碳錳鐵廣泛應(yīng)用于特殊鋼生產(chǎn)，是煉鋼的重要原料之一，同時也應(yīng)用于電焊條的生產(chǎn)。世界各國每生產(chǎn)一噸鋼平均消耗中低碳錳鐵0.71.0kg，約占鐵合金總消耗量的5%。二、錳鐵的主要作用二、錳鐵的主要作用任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 高爐法，高爐法是工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)鐵合金最早采用的方法。用高爐法生產(chǎn)鐵合金產(chǎn)量大，成本低。但是由于通常生產(chǎn)鐵合金所用的礦石中氧化物比氧化鐵穩(wěn)定，更難還原，因此需要較多的能量和較高的還原溫度。而進(jìn)一步提高高爐缸溫度又受到限制，同時在高爐冶煉的條件下金屬被碳充分飽和，因此高爐只能用于生產(chǎn)易還原元素鐵合金和低品位鐵合金。目前主要生產(chǎn)碳素錳鐵。主主要要原原料料：錳礦，焦炭和熔劑、石灰石、白云石以及助燃的空氣或富氧。焦炭不僅是還原劑同時也是燃料。冶煉時把錳礦，焦炭和熔劑從爐頂裝入爐內(nèi)，高溫空氣或富氧經(jīng)風(fēng)口鼓入使焦炭燃燒獲得高溫進(jìn)行還原反應(yīng)。熔化的金屬和爐渣集聚在爐底 通過渣口，鐵口定時放渣出鐵。隨著爐料熔化下沉在爐頂不斷加入新料，生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。高爐冶煉錳鐵焦比大，要求焦炭質(zhì)量好，對原料準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.錳鐵高爐的特點(diǎn)錳鐵高爐的特點(diǎn) （1）錳礦中MnO含量較鐵礦中FeO含量低，MnO較FeO難還原。冶煉過程中渣量大，錳的回收率較低。（2）由于錳與氧的親和力比鐵強(qiáng)，還原MnO時需要較高的溫度和較大的能量，因此高爐錳鐵的冶煉焦比要比生鐵冶煉高得多，焦炭負(fù)荷輕。（3）由于焦比高、焦炭負(fù)荷輕，焦炭和礦石之間粒度相差大。邊緣氣流易于發(fā)展，造成 煤氣流紊亂，易產(chǎn)生偏行管道。（4）錳鐵高爐煤氣量大，發(fā)熱值高，造成爐頂溫度高，煤氣含塵量大，凈化困難。（5）爐襯侵蝕快，爐底易堆積，使得爐襯壽命低于生鐵高爐。以上特點(diǎn)決定了錳鐵高爐的操作制度有別于生鐵高爐而具有自身的特點(diǎn)。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施2.裝料制度裝料制度 （1）料料線線 即大鐘下降后的下沿至料面距離，根據(jù)錳礦粒度小、密度大、滾動性差，焦炭粒度大、滾動性好的特點(diǎn)，錳鐵高爐的料線選在碰焦點(diǎn)以下，通過反彈布料，使礦石布到邊緣，焦炭布到中心，有利于中心煤氣流的發(fā)展。（2）批批重重 指每一批料礦石重量。小料批加重邊緣，大料批發(fā)展邊緣。根據(jù)錳鐵高爐的冶煉特點(diǎn)，一般采用小料批加重邊緣。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施2.裝料制度裝料制度 （3）裝裝料料順順序序 指一批料中礦石、焦炭、熔劑裝入料斗的順序。礦石先裝為正裝（加重邊緣），焦炭先裝為倒裝（發(fā)展邊緣）。此外還有分裝、半正裝、半倒裝等。（4）布布料料器器工工作作制制度度 采用布料器是使?fàn)t料在高爐斷面分布均勻的一項措施，它還可用來糾正爐料下降和煤氣上升的不均勻。錳鐵高爐通常采用六點(diǎn)式布料器布料，即每批料旋轉(zhuǎn)60。錳鐵高爐采用深料線、較小料批、正裝或正分裝為主的裝料制度有利于爐況順行。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施3.送風(fēng)制度送風(fēng)制度 錳鐵高爐的送風(fēng)制度直接影響煤氣的初始分布及爐況。送風(fēng)制度的確定體現(xiàn)為鼓風(fēng)動能，即風(fēng)壓、風(fēng)量、風(fēng)溫及風(fēng)口尺寸等參數(shù)的選擇。在原料強(qiáng)度好、粒度均勻且粉末少的情況下，可采用大風(fēng)量及較小風(fēng)速（大風(fēng)口）。反之則采用小風(fēng)量、較大風(fēng)速（小風(fēng)口）。高爐容積與鼓風(fēng)動能成正比。即高爐容積越大、鼓風(fēng)動能也越大。冶煉產(chǎn)品含Mn量越高，爐缸越易堆積，為此需要的鼓風(fēng)動能也越大。在高爐錳鐵冶煉中，為保爐缸活躍，要采取措施吹透中心。除力爭全風(fēng)操作外，還應(yīng)保持較高風(fēng)速和較大的鼓風(fēng)動能，以及調(diào)節(jié)風(fēng)口長度和角度來實(shí)現(xiàn)這一目的。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施4.熱制度熱制度 高爐錳鐵冶煉的熱制度是指冶煉中爐溫水平及維持手段。爐溫水平的確定應(yīng)建立在保證錳的還原率及有利于降低焦比的基礎(chǔ)上。爐溫的高低主要取決于焦炭負(fù)荷、風(fēng)溫、煤氣熱能和化學(xué)能的利用情況。焦炭負(fù)荷與礦石中的錳、鐵含量，冶煉中的渣量、熔劑消耗量以及風(fēng)溫、高爐容積和工作狀態(tài)有關(guān)。在以上條件較穩(wěn)定的前提下，應(yīng)保持較合適而穩(wěn)定的焦炭負(fù)荷。當(dāng)以上條件變化時應(yīng)根據(jù)變化相應(yīng)調(diào)整焦炭負(fù)荷，以保證爐溫的穩(wěn)定。在高爐錳鐵冶煉中，熱風(fēng)帶入的熱量是高爐熱量的主要來源之一。提高風(fēng)溫可降低焦比，減少煤氣生成量，有利爐況順行。因此在設(shè)備條件許可下應(yīng)盡量提高風(fēng)溫。一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法一、錳鐵合金高爐生產(chǎn)法任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、電爐冶煉二、電爐冶煉任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施二、電爐冶煉二、電爐冶煉項目總結(jié)項目總結(jié) 本項目以硅、錳、鉻系合金生產(chǎn)為主，系統(tǒng)闡述了礦熱爐、電極、爐襯及各主要品種的生產(chǎn)工藝和常見事故的處理，還敘述了鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、鎢鐵及稀土鐵合金的冶煉、車間概況、主要技術(shù)指標(biāo)、環(huán)境保護(hù)與綜合利用等。THANKS!