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中國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧和創(chuàng)造力為后人留下了很多不朽的材料生產(chǎn)技術(shù)和方法.就鋼鐵冶煉而言.我國(guó)古代勞動(dòng)人民就創(chuàng)造了三種方法:一是從礦石中直接煉出自然鋼.用這種鋼鍛造的劍在東方各國(guó)享有盛譽(yù).東漢時(shí)傳入了歐洲;二是西漢時(shí)期的冶煉鍛打煉鋼;三是南北朝時(shí)期生產(chǎn)的灌鋼.先煉鐵后煉鋼的煉鋼技術(shù)我國(guó)要比其他國(guó)家早1600多年。進(jìn)入19世紀(jì)中葉后.轉(zhuǎn)爐煉鋼、平爐煉鋼技術(shù)廣泛應(yīng)用.19世紀(jì)末的電弧爐煉鋼和20世紀(jì)中葉的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼及爐外精煉技術(shù).使鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。
鋼與生鐵都是以鐵元素為主.并含有少量碳、硅、錳、磷、硫等元素的鐵碳合金。重慶鋼材根據(jù)含碳和其他元素含量的不同而區(qū)分為鋼和生鐵。一般來(lái)說(shuō),含碳量大于2%的為生鐵,含碳量小于2%的為鋼。由于含碳量的差別.使鋼和生鐵其有不同的性能和用途。生鐵含碳較高.較硬脆.大部分用作煉鋼原料及制造鑄件.鋼鐵冶煉的工藝流程大致可分為兩個(gè)主要過(guò)程:
l)高爐煉鐵
生鐵是鐵和碳及少量硅、錳、硫、磷等元素組成的合金.重慶鋼材主要由高爐生產(chǎn).將鐵礦石中的氧化鐵還原成鐵。
高爐煉鐵用的原料主要有鐵礦石、燃料、助熔劑及相應(yīng)的輔助原料。煉鐵用的鐵礦石種類(lèi)較多.常用的鐵礦石主要有赤鐵礦、磁鐵礦、揭鐵礦和菱鐵礦等。從礦山開(kāi)采出來(lái)的鐵礦石.其含鐵量和化學(xué)成分不穩(wěn)定.從物理和化學(xué)性質(zhì)來(lái)看.大部分礦石都不能滿足高爐冶煉的要求,入爐前必須經(jīng)過(guò)破碎、篩分、混勻等一系列的加工處理.以滿足高爐煉鐵的要求。煉鐵所需燃料主要是焦炭.焦炭在高爐內(nèi)起到發(fā)熱劑、還原劑等作用。高爐煉鐵時(shí)加入一定數(shù)量的助熔劑.以形成許多低熔點(diǎn)的化合物和共熔體.使渣鐵容易分離。高爐最常用的是石灰石和白云石等堿性熔劑。
另外還可以用含鐵的廢棄物料代替鐵礦石。此外。還有高爐車(chē)間的溝鐵、廢鐵、鐵罐殘鐵、機(jī)械加工廠的鐵屑等廢鋼鐵.均可作含鐵爐料使用。
2)鋼的冶煉
煉鋼就是通過(guò)冶煉工藝降低生鐵中的碳,去除和降低有害雜質(zhì)含量.再根據(jù)對(duì)鋼性能的要求加入適量的合金元素.使其成為具有高強(qiáng)度、高韌性或其他特殊性能的鋼。
鐵礦石冶煉得到的生鐵除含有較高的碳外.還含有一定量的其他雜質(zhì).如磷、硫、氧、氮、氫等,這些雜質(zhì)都會(huì)影響鋼的相關(guān)性能.降低鋼的質(zhì)量,因此要去除或降低相關(guān)雜質(zhì)的含量。也就是說(shuō)由生鐵煉成鋼主要是去雜質(zhì)、降低碳含量。一是向熔池吹入氧氣并加入造渣劑形成熔渣來(lái)去除原材料中的雜質(zhì);二是通過(guò)脫碳反應(yīng).降低碳的含量。煉鋼鐵水是鐵和碳以及其他一些雜質(zhì)元素的合金溶液一般煉鋼生鐵中含碳為4%左右,高磷生鐵中含碳量則為3.6%左右.因此采用氧化反應(yīng)的方法脫碳是煉鋼過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
重慶鋼材在冶煉過(guò)程中.各種煉鋼方法都要向熔池供入大量的氧以氧化金屬中的雜質(zhì)元素。這樣。在煉鋼末期,就使金屬中溶入了一定量的氧。由于氧以氧化鐵的形式從液相中析出.分布于鋼材中.降低了鋼的機(jī)械性能。同時(shí).在鋼的凝固過(guò)程中.碳和氧由于偏析的原因.當(dāng)超過(guò)碳一氧平衡含量時(shí).再次發(fā)生反應(yīng).產(chǎn)生大量c()氣體.部分氣泡滯留在鋼錠中形成氣孔和疏松.將引起鋼錠在加工時(shí)開(kāi)裂。因此.氧是鋼中的有害元素.用人為的方法降低鋼液中含氧量的過(guò)程,稱(chēng)為脫氧。脫氧是煉鋼過(guò)程的最后步驟.在很大程度上影響著鋼的質(zhì)量。脫氧主要是向鋼液中加入適量的硅鐵、錳鐵、鋁等脫氧劑.直接與溶解于鋼中的氧反應(yīng).生成不溶于鋼液的產(chǎn)物.進(jìn)行脫氧處理。海南鍍鋅鋼管_海南鋼材_??阡摬?/strong>