冶金概论1-6章整理课件PPT推荐.ppt
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)。
/00:
10:
1512p按所冶炼金属类型分:
按所冶炼金属类型分:
p(Nonferrousmetallurgy)p(Ferrousmetallurgy)pp按冶金工艺过程不同分:
按冶金工艺过程不同分:
提取冶金的分类提取冶金的分类/00:
15231.1.21.1.2火法冶金主要过程简介火法冶金主要过程简介p干燥:
干燥:
去水去水,温度为,温度为400600。
p焙烧:
以焙烧:
以改变原料组成改变原料组成为目的的、在为目的的、在低于矿石熔点温度下低于矿石熔点温度下、在、在特特定气氛中定气氛中进行的冶金过程。
进行的冶金过程。
p煅烧:
在空气中以煅烧:
在空气中以去去CO2和和水水为目的的冶金过程。
为目的的冶金过程。
p烧结与球团:
以获得特定矿物组成、结构及性能的烧结与球团:
以获得特定矿物组成、结构及性能的造块造块。
p熔炼:
还原氧化物,熔炼:
还原氧化物,提取粗金属提取粗金属。
p精炼:
氧化杂质,精炼:
氧化杂质,获得纯金属获得纯金属。
p铸造:
液态金属铸造:
液态金属凝固凝固成固态。
成固态。
1.2.11.2.1钢铁材料钢铁材料p钢铁是使用最多的金属材料钢铁是使用最多的金属材料原因:
储量大;
冶炼加工容易;
综合性能好原因:
综合性能好p预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例/00:
15341.2.31.2.3钢铁冶炼技术发展简史钢铁冶炼技术发展简史p远古至远古至13世纪末:
半熔融状态的铁块世纪末:
半熔融状态的铁块海绵铁海绵铁(spongeiron);
p13世纪末至世纪末至19世纪中叶:
熔融状态的生铁世纪中叶:
熔融状态的生铁粗钢,形成两步法炼钢;
粗钢,形成两步法炼钢;
p19世纪中期至今世纪中期至今:
1856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法;
年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法;
1864年法国人发明了平炉炼钢法年法国人发明了平炉炼钢法(OH);
1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法;
年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法;
20世纪初发明了电弧炉炼钢世纪初发明了电弧炉炼钢(EAF);
20世纪中叶氧气顶吹转炉(世纪中叶氧气顶吹转炉(LD法)。
法)。
1.2.21.2.2钢与生铁的区别钢与生铁的区别1.2.31.2.3我国钢铁工业的发展我国钢铁工业的发展p19961996年,突破年,突破11亿吨;
亿吨;
p19991999年,产量世界第一;
年,产量世界第一;
p20032003年,突破年,突破22亿吨,世界亿吨,世界唯一年产钢超过唯一年产钢超过22亿吨的国亿吨的国家;
家;
p20042004年,产量年,产量2.82.8亿吨;
p20052005年,产量年,产量3.53.5亿吨;
p20062006年,产量年,产量4.24.2亿吨。
亿吨。
1645p烧结烧结/球团球团高炉高炉转炉转炉连铸机连铸机轧机轧机p直接还原或熔融还原直接还原或熔融还原电炉电炉连铸机连铸机轧机轧机非高炉炼非高炉炼铁铁钢铁生产的两个典型流程钢铁生产的两个典型流程高炉炼铁高炉炼铁长流程长流程短流程短流程钢铁冶炼的任务是把铁矿石冶炼成合格的钢。
钢铁冶炼的任务是把铁矿石冶炼成合格的钢。
1656钢铁生产的典型工艺(长流程)钢铁生产的典型工艺(长流程)/00:
1667钢铁工业的特点钢铁工业的特点p生产规模大,物流吞吐大,每吨钢涉及的物流将是生产规模大,物流吞吐大,每吨钢涉及的物流将是5-65-6吨。
吨。
p资源密集、能耗密集。
在钢铁联合企业内,每吨钢降消耗资源密集、能耗密集。
在钢铁联合企业内,每吨钢降消耗0.7-0.80.7-0.8吨吨左右的标准煤、左右的标准煤、1.5-1.651.5-1.65吨左右铁矿石、吨左右铁矿石、3-83-8吨左右新水;
吨左右新水;
p制造流程工序多、结构复杂制造流程工序多、结构复杂p制造流程中伴随大量物质制造流程中伴随大量物质/能量排放,形成复杂的环境界面能量排放,形成复杂的环境界面1.41.4钢铁产品及副产品钢铁产品及副产品p产品产品生铁生铁钢钢铁合金铁合金(Ferroalloy)(Ferroalloy)p副产品副产品炉渣炉渣(Slag)(Slag)煤气煤气(Gas)(Gas)生铁生铁p它是铁和碳及少量硅。
锰、硫、磷等元素组成的合金,主要由高它是铁和碳及少量硅。
锰、硫、磷等元素组成的合金,主要由高炉生产,按其用途可分为炉生产,按其用途可分为炼钢生铁炼钢生铁和和铸造生铁铸造生铁。
1678铁合金铁合金p铁合金是指铁与一种或几种元素组成的中间合金,主要用于炼钢铁合金是指铁与一种或几种元素组成的中间合金,主要用于炼钢脱氧或作为合金添加剂,当采用金属热还原法生产其它铁合金和脱氧或作为合金添加剂,当采用金属热还原法生产其它铁合金和有色金属时作还原剂有色金属时作还原剂(详见第七章详见第七章)。
如:
硅铁、锰铁。
炉渣炉渣p炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。
形成的熔融体。
p其主要成分是其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3等。
等。
p根据冶炼方法的不同,钢铁生产产生的炉渣分为根据冶炼方法的不同,钢铁生产产生的炉渣分为高炉渣高炉渣和和炼钢渣炼钢渣,按炉渣中含有不同的化学成分又可分为按炉渣中含有不同的化学成分又可分为碱性渣碱性渣和和酸性渣酸性渣。
煤气煤气p钢铁生产中还能获得大量的可燃气体,高炉炼铁可产生高炉煤气,钢铁生产中还能获得大量的可燃气体,高炉炼铁可产生高炉煤气,转炉炼钢可获得转炉煤气,炼焦时可得焦炉煤气等。
转炉炼钢可获得转炉煤气,炼焦时可得焦炉煤气等。
p煤气主要成分:
煤气主要成分:
CO、H2、CO2、N2、CH4/00:
1689p钢铁工业是能源消耗的大户,约占全国总能源消耗量的钢铁工业是能源消耗的大户,约占全国总能源消耗量的10101111。
p钢铁生产所用能源主要有钢铁生产所用能源主要有煤炭煤炭、燃料油、燃料油(重油重油)、天然气、电力等。
、天然气、电力等。
p煤占钢铁生产中燃料消耗的煤占钢铁生产中燃料消耗的70%70%,钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量的,钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量的1515。
p煤在钢铁企业主要用来煤在钢铁企业主要用来炼焦炼焦和自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅和自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅炉及部分窑炉,少部分制成粉煤用于高炉喷吹及烧结生产。
炉及部分窑炉,少部分制成粉煤用于高炉喷吹及烧结生产。
1.5.11.5.1钢铁生产用能源钢铁生产用能源1.5.21.5.2钢铁工业能耗钢铁工业能耗p我国钢铁工业的能源消耗中,我国钢铁工业的能源消耗中,钢铁冶炼钢铁冶炼是耗能最高的工序,是耗能最高的工序,占钢铁工业能耗的占钢铁工业能耗的60607070。
其主要耗于。
其主要耗于炼铁系统炼铁系统,焦化、,焦化、烧结、球团、炼铁等工序。
烧结、球团、炼铁等工序。
1691020042004年重点钢铁企业工序能耗比较年重点钢铁企业工序能耗比较(千克标准煤千克标准煤/t)/t)指指标烧结焦化焦化炼铁转炉炉电炉炉平均平均值66.3866.38142.21142.21466.20466.2026.5726.57209.89209.8919991999年国年国际先先进水平水平58.8958.89128.1128.1437.93437.93-8.88-8.88198.6198.6差差值7.497.4914.1114.1128.2728.2735.4535.4511.2911.29指指标烧结球球团焦化焦化炼铁转炉炉电炉炉轧钢吨吨钢综合能耗合能耗平均平均值66.3866.3842.0042.00142.21142.21466.20466.2026.5726.57209.89209.8992.9192.91761761先先进值52.0652.0619.2219.2288.1388.13395.41395.41-3.77-3.77146.31146.3153.6853.68565565落后落后值108.60108.6083.3083.30229.15229.15591.81591.8175.2375.23325.44325.44286.89286.8911031103差差值56.5464.08141.02196.4079.00179.23233.21538/00:
1610111.5.31.5.3节能途径节能途径p改进生产工艺及操作,更新和改造耗能高的设备。
改进生产工艺及操作,更新和改造耗能高的设备。
p降低能源损失(降低能源损失(“废料废料”、煤气、热能、压力能),减少生产工、煤气、热能、压力能),减少生产工序。
序。
p回收利用散失热量。
回收利用散失热量。
p加强企业能源管理,加强能源利用技术的研究工作,提高操作技加强企业能源管理,加强能源利用技术的研究工作,提高操作技术水平,充分发挥现有设备能力,以节能为目标合理组织生产。
术水平,充分发挥现有设备能力,以节能为目标合理组织生产。
1.61.6冶金用耐火材料冶金用耐火材料p钢铁冶金的技术进步和过程温度的提高分不开,耐火材料的发展钢铁冶金的技术进步和过程温度的提高分不开,耐火材料的发展与钢铁冶金的技术进步紧密相关。
与钢铁冶金的技术进步紧密相关。
p耐火材料产品绝大部分(耐火材料产品绝大部分(6080%)用于冶金行业。
)用于冶金行业。
p耐火材料在冶金中的应用有:
耐火材料在冶金中的应用有:
高温炉管高温炉管坩埚、容器坩埚、容器热电偶绝缘管热电偶绝缘管热电偶保护管热电偶保护管炉膛耐火材料炉膛耐火材料炉膛保温材料炉膛保温材料/00:
1611121.6.11.6.1耐火材料定义耐火材料定义p耐火材料是耐火度不低于耐火材料是耐火度不低于1580的无机非金属材料。
的无机非金属材料。
pISO定义:
耐火材料是耐火度至少为定义:
耐火材料是耐火度至少为1500的非金属材料或制品(但的非金属材料或制品(但不排除含有一定比例的金属)。
不排除含有一定比例的金属)。
p在高温炉(高炉、热风炉、转炉、各种加热炉)中,炉膛是用耐火材料在高温炉(高炉、热风炉、转炉、各种加热炉)中,炉膛是用耐火材料砌成的。
砌成的。
p对耐火材料的要求是:
有足够高的耐火度,合理的形状,质地致密,高对耐火材料的要求是:
有足够高的耐火度,合理的形状,质地致密,高温下有一定强度,无明显挥发现象以及不与炉内工作气氛发生反应等。
温下有一定强度,无明显挥发现象以及不与炉内工作气氛发生
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