線材及線材制品基本知識.doc

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1、1線材用鋼的冶煉鋼鐵是現代生產和科學技術中應用最廣的金屬材料。特別是鋼，在金屬材料的用量中約占80%以上,這是由于鋼的強度高，韌性好，容易加工和焊接，是優(yōu)良的結構材料。不同含碳量的碳素鋼和加入一定量合金元素的合金鋼，通過熱處理可以分別獲得不同的機械性能和一系列特殊性能。鐵作為鋼的基本組成元素，在地殼中的蘊藏量僅次于金屬鋁，容易從礦石中提取并加工。近代鋼鐵生產的主要方法一直沿用“二步法”，即第一步先用鐵礦石冶煉出生鐵，第二步再以生鐵和廢鋼為基本原料煉出不同的鋼。平爐煉鋼法曾在世界鋼生產中長期占據主要地位，直到六十年代平爐鋼還

2、占世界鋼產量的70%以上。但平爐煉鋼冶煉周期長、能耗高，目前已基本淘汰。氧氣轉爐煉鋼開創(chuàng)了煉鋼生產的新階段。轉爐煉鋼可處理不同成分的鐵水，并可加入最高可達30%的廢鋼。轉爐鋼中氮、磷的含量低、質量好，能煉很多鋼種。目前，氧氣轉爐鋼的產量在各種煉鋼方法中居首位。電弧爐煉鋼是靠電極與爐料之間產生電弧，發(fā)出熱量進行煉鋼。由于它以廢鋼作為主要原料，并有溫度高，能控制爐內氣氛等特點，特別適合于利用合金廢鋼，回收合金元素。從近代主要煉鋼方法發(fā)展的情況可以看出，一種煉鋼方法的興衰，主要決定于它對資源條件的適應性、以及鋼的質量、品種和經濟

3、效果。一個現代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，一般有以下幾大生產工序組成：原料處理、煉鐵、煉鋼、軋鋼、能源供應、交通運輸等。這些工序構成一個復雜而龐大的生產體系。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產工藝流程如圖1-1所示。碼頭堆場燒結結料結焦爐高爐轉爐鋼錠精煉鑄件連鑄電爐廢鋼加熱爐鍛壓機軋機機鍛件鋼材圖1-1鋼鐵生產工藝流程此外，在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，還設有工廠管理機構，技術研究機構，檢測中心，備品備件制造加工廠，設備維修和環(huán)保等部門。1.1轉爐冶煉的工藝過程及特點氧氣轉爐煉鋼主要有頂吹氧氣轉爐煉鋼、底吹氧氣轉爐煉鋼和頂底復吹轉爐煉鋼。1.1.1頂吹氧氣轉爐

4、冶煉的工藝過程及特點1.1.1.1頂吹氧氣轉爐冶煉的工藝過程上爐鋼出完并倒完爐渣后，迅速檢查爐體，必要時進行補爐，然后堵出鋼口。裝入廢鋼和兌鐵水后，搖正爐體。下降氧槍的同時，由爐口上方的輔助材料溜槽加入第一批渣料（石灰、螢石、鐵皮）和作冷卻劑用的鐵礦石，其量約為總渣料量的2/3—1/2。當氧槍降至規(guī)定槍位時，吹煉正式開始。當氧流與熔池面接觸時，碳、硅、錳開始氧化，稱為點火。點火后約幾分鐘，初渣形成并覆蓋于熔池面。隨著硅、錳、磷、碳的氧化，熔池溫度升高，火焰亮度增加，爐渣起泡，并有小鐵粒從爐口噴濺出來。吹煉中期脫碳反應激烈，

5、渣中氧化鐵降低，致使爐渣熔點增高和粘度加大，并可能出現稠渣（即“返干”）現象。此時可分批加入鐵礦石和第二批渣料（其余的1/3），以提高渣中氧化鐵含量及調整爐渣。第三批渣料為螢石，加入量視爐內化渣情況決定。吹煉末期，金屬含碳量大大降低，脫碳反應減弱，火焰變短而透明。最后根據火焰狀況，供氧數量和吹煉時間等因素，按所煉鋼種的成分和溫度要求，確定吹煉終點，并提槍停止供氧、測溫、取樣。根據分析結果，決定出鋼或補吹時間。當鋼水成分（主要是碳、磷的含量）和溫度合格，打開出鋼口，倒爐出鋼。出鋼過程中向鋼包內加入脫氧劑和鐵合金進行脫氧和合金

6、化，（有時可在打出鋼口前，向爐內投入部分鐵合金）。出完鋼后，將爐渣倒入渣罐。通常將相鄰兩爐鋼之間的間隔時間（即從裝入鋼鐵料至倒渣完畢的時間）稱為冶煉周期或冶煉一爐鋼的時間。一般為20—40分鐘。它與爐子噸位大小和工藝的不同有關。其中吹氧過程的時間稱為供氧時間或純吹煉時間。通常情況下，噴槍是埋沒在爐渣中的。爐渣由于含有大量CO氣泡而膨脹。熔池受到氧氣射流的強烈沖擊和熔池沸騰的作用，一部分鋼液飛濺起來，成為金屬液滴彌散在熔渣中，形成氣—渣—金屬乳化相。氧氣射流沖擊區(qū)凹陷下去，熔池沖擊處大致呈拋物線狀。吹煉過程中金屬成分、熔池溫

7、度、爐渣成分的變化是隨吹煉條件而變化的，一般可作如下描述。吹煉一開始Si、Mn即被迅速氧化到很低含量，繼續(xù)吹煉不再氧化，而Mn在吹煉后期稍有回升。吹煉一開始，碳就被氧化。但Si、Mn氧化后，碳的氧化速度增加，直到吹煉終點前又降低。磷和錳的變化相似，在硅氧化期急劇下降，進入激烈脫碳期后，不再降低，而有回升趨勢，到吹煉末期再度下降。硫在硅氧化期和激烈脫碳期變化不大，進入吹煉末期脫硫才開始活躍。由上所述，在一般鐵水溫度下，硅最易和氧結合，其次是錳。因而，開吹后不久，熔池中的硅已燃燒完了，熔池中的錳已氧化到很低含量。由于轉爐內一次

8、反應區(qū)的溫度很高，因而碳也會被氧化，同時有鐵的蒸發(fā)現象（從爐口可看到鐵氧化的紅煙）。吹煉初期熔池平均溫度通常低于1400℃。由于硅、錳的氧化，初期渣中SiO2和MnO含量較高，爐渣堿度較低。另外鐵的氧化和廢鋼帶入的鐵銹等使初期渣中（FeO）含量很快達到最高值，約25—30%左右。隨著加入的石灰逐漸熔化，