耐火材料在钢铁工业的应用

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1、耐火材料在钢铁工业的应用耐火材料在钢铁工业的应用（第一部分（第一部分) )河南科技大学高温材料研究院河南科技大学高温材料研究院20122012年年8 8月月6 6日日钢铁生产流程及主要设备概述钢铁生产流程及主要设备概述焦炉的结构及各部位用耐火材料焦炉的结构及各部位用耐火材料高炉的结构及各部位用耐火材料高炉的结构及各部位用耐火材料热风炉的结构及各部位用耐火材料热风炉的结构及各部位用耐火材料铁水罐、混铁炉用耐火材料铁水罐、混铁炉用耐火材料 钢与生铁的成分：钢与生铁的成分： 主成分：铁元素主成分：铁元素FeFe 副成分：副成分：C C、SiSi、MnMn、P P、S S一、钢与生铁的区别一、钢与生铁

2、的区别钢铁中常见元素的含量（钢铁中常见元素的含量（%）元素元素CSiMnPS生铁生铁20.2-2.00.2-2.50.50.07钢钢20.01-0.30.3-0.80.050.05钢与生铁的本质区别：钢与生铁的本质区别：C含量的不同含量的不同 生铁的碳含量：生铁的碳含量：2% 特点：硬而脆，不能锻造特点：硬而脆，不能锻造钢与生铁的本质区别：钢与生铁的本质区别：C含量的不同含量的不同 生铁的碳含量：生铁的碳含量：2% 特点：硬而脆，不能锻造特点：硬而脆，不能锻造 用途：大部分作为炼钢的原料。用途：大部分作为炼钢的原料。10%左右用于左右用于铸造各种部件和零件。铸造各种部件和零件。u有较高的机械强

3、度和韧性；可塑性好，易加工成各种有较高的机械强度和韧性；可塑性好，易加工成各种形状的钢材和制品；形状的钢材和制品；u能铸造、轧制、锻造和焊接；具有良好的导电、导热能铸造、轧制、锻造和焊接；具有良好的导电、导热性能；性能；u若在钢中添加一些合金元素，则得到特殊性能的若在钢中添加一些合金元素，则得到特殊性能的钢种；钢种；u如果对钢进行热处理，可在较大范围内改变同一成分如果对钢进行热处理，可在较大范围内改变同一成分的性能。的性能。钢的钢的C2%，具有比生铁更好的综合机械性能：，具有比生铁更好的综合机械性能：二、钢铁生产流程及主要设备概述二、钢铁生产流程及主要设备概述钢铁冶炼的任务：钢铁冶炼的任务：把

4、铁矿石炼成合格的钢。把铁矿石炼成合格的钢。冶炼工艺冶炼工艺间接炼钢法：目前主要的炼钢方法间接炼钢法：目前主要的炼钢方法直接炼钢法直接炼钢法熔融还原法熔融还原法 高炉是利用焦炭高炉是利用焦炭还原铁矿石的反应还原铁矿石的反应来生产生铁的设备。来生产生铁的设备。 高炉是利用焦炭高炉是利用焦炭还原铁矿石的反应还原铁矿石的反应来生产生铁的设备。来生产生铁的设备。高炉炼铁的产物：高炉炼铁的产物：铁水铁水 热风炉的作用是为高炉热风炉的作用是为高炉的冶炼提供阻燃热风，起到的冶炼提供阻燃热风，起到节约焦炭的作用。据现场经节约焦炭的作用。据现场经验估计，风温每提高验估计，风温每提高100100，吨铁焦比可降低吨铁

5、焦比可降低20Kg20Kg左右，左右，增产近增产近5%5%。 鱼雷罐的作用是从高炉向鱼雷罐的作用是从高炉向转炉或电炉运输铁水，同时还转炉或电炉运输铁水，同时还要有铁水预处理（脱硫，脱磷、要有铁水预处理（脱硫，脱磷、脱硅）的功能。脱硅）的功能。 炼钢：炼钢：通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使其成为具有高的据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使其成为具有高的强度、韧性或其它特殊性能的钢。强度、韧性或其它特殊性能的钢。 炼钢：炼钢：通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，再

6、根据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使其成为具有高的据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使其成为具有高的强度、韧性或其它特殊性能的钢。强度、韧性或其它特殊性能的钢。炼钢的基本任务炼钢的基本任务脱碳并将其含量调整到一定范围脱碳并将其含量调整到一定范围去除杂质去除杂质调整钢液成分和温度调整钢液成分和温度将钢液浇注成将钢液浇注成 质量好的钢锭和钢坯质量好的钢锭和钢坯脱磷、脱碳脱磷、脱碳脱氧脱氧去除气体和非金属夹杂物去除气体和非金属夹杂物 现在大规模的炼钢方法大都是现在大规模的炼钢方法大都是18561856年以后出现的，主要年以后出现的，主要有平炉炼钢法、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。有平炉炼钢法、

7、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。 现在大规模的炼钢方法大都是现在大规模的炼钢方法大都是18561856年以后出现的，主要年以后出现的，主要有平炉炼钢法、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。有平炉炼钢法、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。炼钢方法炼钢方法平炉炼钢法：平炉炼钢法：由于钢铁冶炼周期长、效率低以及由于钢铁冶炼周期长、效率低以及 耐火材料的消耗高等不足，在世界发达国家早已耐火材料的消耗高等不足，在世界发达国家早已被淘汰，在我国也已于上世纪九十年代末被完全被淘汰，在我国也已于上世纪九十年代末被完全淘汰。淘汰。 现在大规模的炼钢方法大都是现在大规模的炼钢方法大都是18561856年以后出现的，主要年以后

8、出现的，主要有平炉炼钢法、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。有平炉炼钢法、转炉炼钢法、电弧炉炼钢法三类。炼钢方法炼钢方法平炉炼钢法：平炉炼钢法：由于钢铁冶炼周期长、效率低以及由于钢铁冶炼周期长、效率低以及 耐火材料的消耗高等不足，在世界发达国家早已耐火材料的消耗高等不足，在世界发达国家早已被淘汰，在我国也已于上世纪九十年代末被完全被淘汰，在我国也已于上世纪九十年代末被完全淘汰。淘汰。转炉炼钢法：转炉炼钢法：使用的原料为生铁水和废钢。使用的原料为生铁水和废钢。电炉炼钢法：电炉炼钢法：使用的原料为海绵铁或废钢，具有使用的原料为海绵铁或废钢，具有广阔的发展前景。广阔的发展前景。 钢包的初始功能是钢液钢包

9、的初始功能是钢液的装运容器，随着炉外精炼的装运容器，随着炉外精炼技术的发展，钢包增加了如技术的发展，钢包增加了如下功能：加热，调节钢液温下功能：加热，调节钢液温度；真空脱气（脱氢、脱氧）度；真空脱气（脱氢、脱氧）和去除夹杂；搅拌钢液，匀和去除夹杂；搅拌钢液，匀化成分和温度；金属的合金化成分和温度；金属的合金化和调整成分；吹氧脱碳；化和调整成分；吹氧脱碳；精炼造渣功能（脱硫、脱精炼造渣功能（脱硫、脱磷）。磷）。 所谓所谓炉外精炼炉外精炼，就是按传统工艺在常规炼钢炉中完成的，就是按传统工艺在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除钢水中杂质（包括不需要的元素、气体和精炼任务，如去除钢水中杂质（包括不需要

10、的元素、气体和夹杂），成分和温度的调整和均匀化等任务，部门或全部地夹杂），成分和温度的调整和均匀化等任务，部门或全部地移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼、钢包冶金或钢包精炼。炼、钢包冶金或钢包精炼。 所谓所谓炉外精炼炉外精炼，就是按传统工艺在常规炼钢炉中完成的，就是按传统工艺在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除钢水中杂质（包括不需要的元素、气体和精炼任务，如去除钢水中杂质（包括不需要的元素、气体和夹杂），成分和温度的调整和均匀化等任务，部门或全部地夹杂），成分和温度的调整和均匀化等任务，部门或全部地移到钢包或其他容器中进行

11、。因此，炉外精炼也称为二次精移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼、钢包冶金或钢包精炼。炼、钢包冶金或钢包精炼。炉外精炼炉外精炼LFLF（钢包炉精炼法）（钢包炉精炼法）ASEA-SKFASEA-SKF（钢包真空精炼法）（钢包真空精炼法）VODVOD（真空吹氧脱碳法）（真空吹氧脱碳法）VADVAD（真空电弧加热脱气炉）（真空电弧加热脱气炉）RHRH（真空处理）（真空处理）DHDH（真空处理）（真空处理）RHRH炉安装照片炉安装照片 钢的浇注：钢的浇注：是把在炼钢炉中和炉外精炼所得到的合格钢是把在炼钢炉中和炉外精炼所得到的合格钢水，经过钢包及中间包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸水