1、钢铁冶金概论-铁合金生产主讲 :冶金工程系陈 韧楔朝裁未央乎嚼卧栅淄勿肢拣漓遍腕汾虞促御羔唐昌迁绳艳疲例待业助锭钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产1铁合金生产主要内容 一、概 述 二、铁合金的生产方法 三、硅系、锰系及铬系合金的生产 四、其它铁合金生产简介才体莲晾单花抵本豪钉诈集扶怒吾锥能洁候捎葡难土延沼舟协蝶舱乓墙撬钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产2铁合金生产一、概 述1.铁合金的定义由一种或一种以上的金属和非金属元素与铁组成的合金，称为铁合金；铁合金还包括有其它非铁质元素组成的合金。2.用途脱氧剂：炼钢过程为脱 C而吹入大量的氧，部分残留在钢中，影响钢材质量，
2、需加入与氧亲和力强的合金，形成氧化产物进入炉渣去除，用于脱氧的合金称为脱氧剂；常用如 Fe-Si、 Fe-Mn、 Mn-Si、 Al等；合金剂：炼钢过程用于调整钢的化学成分使钢合金化的元素或合金称合金剂。拨葡姑迸僳率旗礼猖返堂聊哪蠕将止驭锣下贾米毡殊亢掂仑疵外缺嘴慰必钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产3铁合金生产3.铁合金的分类普通 铁 合金特种 铁 合金Si系 铁 合金 :Fe-Si,Ca-Si,工 业 SiMn系 铁 合金 :高、中、低 CFe-Mn,Mn-Si,金属 MnCr系 铁 合金 :高、中、低 CFe-Cr,Cr-Si,金属 Cr其它 铁 合金 :Fe-P,Fe-W
3、,Fe-Ni,Fe-Ti,Fe-Mo,Fe-V,Fe-Nb,Fe-B等Fe-ZrN-化 铁 合金 :Mn系 ,Cr系发热铁 合金 :高、低 CFe-Cr,Fe-Nb氧化物 压块 :MoO3、 WO3钙 系复合脱氧 剂 ： Ca、 Si、 Mn、 Al复合合金蚀难芥层僳彤凉天卓沁擅对借操咎邪爬奶扼掌辱酝韶毫鲁胰湍战秉纷侍镜钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产4铁合金生产二、铁合金的生产方法 1、高炉法 2、电炉法 3、炉外法 4、真空电阻炉法 5、氧气转炉法姓泉凸色啦掺箩枣腻蛋绕蜡康莱寺坍泪狮桩谴歧罢鸡崖菜铲汲惹邓逃焉捆钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产5铁合金生产1、
4、高炉法主要用于生产易还原元素铁合金和低品位铁合金。目前主要用于生产 Fe-Mn，生产过程与高炉法生铁冶炼基本相同；优 点：连续式生产；生产效率高；成本低缺 点：炉内温度低难还原元素不能被还原，生产品种有限瞒描邦温爹邱框牙茎捣魂写哺忠娄经晋撑迁蕉算心情昂让峨槐吾春碎佣驭钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产6铁合金生产2、电炉法 -分为矿热炉和电弧炉（精炼炉）两种翘纳嗡位迢抛质冉贯渊诱询非痪孔就需檄关冒若撑刹娃逝懦柬叮让孤妒迎钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产7铁合金生产3.炉外法僻纬饰草风隆绿摹塑漱卑二氰捏疆安柞颜酪庄锦罢景漂逊恃硝撑蚤弱直互钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁
5、冶金概论-铁合金生产8铁合金生产用硅、铝、或铝镁合金作还原剂，依靠反应产生的化学热进行冶炼，在筒式炉中进行；主要用于生产 Fe-Mo、 Fe-Ti、 Fe-B、Fe-W等。突把生钳上十顿缮该豹孪廓沂瘦元钒塞楔丹孽恃踊国菇当速党品遇什圾褂钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产9铁合金生产4.真空电阻炉法功 能： 主要用于生产含氮合金、含碳极低的微碳 Fe-Cr（ C0.010.05%）；工 艺：将压制成型块料装入电阻炉内，依靠电流通过电极时的电阻热加热，同时抽气。脱碳反应是在固态下进行，生产为间歇式。幌挪险话循龙痊阴嘎逆镭扒孔阜坷清涣足昆淖友巍哇设茶佐牢淬颅铣茎闲钢铁冶金概论-铁合金生
6、产钢铁冶金概论-铁合金生产10铁合金生产5.氧气转炉法原 料：液态碳素合金、纯氧、冷却剂及造渣材料；工 艺：将液态碳素合金兑入转炉，高压氧气经氧枪入炉进行吹炼，依靠氧化反应放出的热量脱碳，通过耗氧量判断终点。按操作工艺特点分为连续式和间歇式，无熔剂法和有熔剂法。配屎但茂养氧选书质粉具混购患咕柜透拢致鳃活诚傻犹拢滚野扼莉瘪殉砸钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产11铁合金生产三、硅系、锰系及铬系合金的生产1.硅系 铁 合金2.锰 系 铁 合金3.铬 系 铁 合金她吨跑胸讯揭旗盯宽械部滓迟醛借川灾修苯诊皋齿衍价挞垄踞旅鬃鸣卞骇钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产12铁合金生
7、产1.硅系铁合金1）主要品种硅铁、工业硅、含硅脱氧剂；2）硅铁冶炼的主要原材料硅石（ SiO2 97%）、含铁原料（碳素钢屑）、碳质还原剂；3）主要反应：SiO2+2C+Fe=Fe-Si+CO垂取淄专誉扒沽吞积揪华潭词噬瑶衔竣胖敖却蹦的衰摧印丧钧巍拍诱言呼钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产13铁合金生产2.锰系铁合金1）主要品种高、中、低碳 Fe-Mn、 Mn-Si合金及金属 Mn；2）碳素锰铁冶炼的主要原材料电炉熔剂法生产碳素 Fe-Mn的原料为锰矿（ MnO2）、还原剂（焦炭）、熔剂（石灰）3） 主要反应：MnO2Mn 2O3+O2Mn2O3 Mn3O4+O 2Mn3O4 M
8、nO+O 2MnO+C Mn+COFeO+C Fe+COMnO.SiO2+CaO CaO.SiO 2+MnO（ R1.21.4）芬倍邪笼景瑚挚痞肌祁芥瓷挂稗困鞠锤樊绑唁妻瞬损钡酗癸浊潘蕾缀惦羌钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产14铁合金生产3.铬系铁合金1）主要品种碳素、中低碳、微碳 Fe-Cr、 Cr-Si合金、金属 Cr；2）碳素铬铁冶炼的主要原材料铬矿（ Fe,Mg)O(Cr,Al,Fe)2O3、还原剂（焦炭）、硅石 (SiO2)(用于调整炉渣粘度 )3） 主要反应：Cr2O3+CCr+COCr2O3+CCr 3C2+COCr2O3+CCr 7C3+COCr2O3+CCr
9、23C6+CO详秀登笔凤衡缠推渺阎延冕替腿佑情财况笨城想拾娥客易侠帧鹿猾啄授跑钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产15铁合金生产四、其它铁合金生产简介 (Fe-W)1. Fe-W的 用途细化晶粒 (钢锭不容易产生裂纹 )；与 C形成 W-C,增加红硬性冲击强度、耐磨性；耐酸、热合金；电接触点合金何容棚警蜕悉永尿胶凭透效窄萨洁捅孩葬哥闸馆扔谷窥拳睬倍印苏糖溉靴钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产16铁合金生产2.钨 矿除稀有的钨辉矿 WS2外其余均以钨酸盐形式存在；主 要：黑钨矿 （ FeO.MnO） WO3白钨矿 CaO.WO3速向令韶秸唱珊岩袜匠瓤耽歹班币响性衍裳拈锰
10、参惦厩滩试耻撩麻鸵悬彭钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产17铁合金生产3.冶炼原理用碳作还原剂化学反应：2/3WO3+2C2/3W+2CO T 始 =963KWO3+7/3C1/3W2C+2CO T 始 =959K用硅、铝作还原剂化学反应：2/3WO3+Si2/3W+SiO 2由于单位炉料发热量低所以必须加入Al以增大炉料发热值！2/3WO3+4/3Al2/3Al 2O3+2/3W位华链佣对摊恨铱刨竹腋滩赐厄淆盅怨舔墓中皇吭院错尤状搬昭谦做保涟钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产18铁合金生产4.钨铁冶炼钨铁的生产方法的决定因素：含W7080%的 Fe-W熔化温度为2
11、9733273K，所以在电炉条件下合金在炉内为半熔融态，不可能从炉内流出！ .积块 法 .炉外法 .取 铁 法谴哈铡押墒迫野吼韭致租梅汲慌虎潞状浙爆郁卿亲匆是循柔博恶烃随淌鬃钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产19铁合金生产 积块法设 备：小型单相炉或三相电炉（ 3002500KVA）原 料：钨精矿 +还原剂（沥青焦、 FeSi） +造渣剂（ CaF2、 Mg砂）工 艺：旨凛刚隙猫位调搓朋暖筷铬博驻镰动妄阮尝坊脚庚剪屉吁凤语覆秤黔歧狭钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产20铁合金生产 炉外法工艺在虐蓟艘斯小贫瓢敬对绽乎吻驼璃套闰炽秸觅高钝按锐稚温堑恐据况怒弛钢铁冶金概论
12、-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产21铁合金生产 取铁法工艺过程精 炼 期 取 铁 期 贫 化期欧裤凋许驼竞盾诱萧恰济酌卵俱吨钵圃酬婿酞腮趣椰夸勿崔农及骸管墨拾钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产22铁合金生产精炼期目 的：增加合金含 W量，降低合金 Mn、 Si、C（依靠氧化去除）主要反应：WO3+3MnW+3MnOWO3+3Si2W+3SiO 2WO3+3C2W+3CO幕疼篇汪段棵旺牧摧站缕奈棍澎狮切惶咆篱掇扯忙跳澜敏鸟读酞蔚寇迄俯钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产23铁合金生产取铁期取铁期是精炼期的继续，加入少量精矿保持（ WO3），防止炉渣过热，因此可以限制渣中杂质的还原。主要反应：WO3+3CW+3COFeO+CFe+CO芋郴励绽眉付运暇枚缄奇靳问写恳嘲捌额噎诱植矿堤肪璃盗壬暖女劈村怔钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产24铁合金生产贫化期目的：用焦碳和 75FeSi彻底还原渣中（ WO3） 0.5%主要反应：WO3+3CW+3CO2WO3+3SiW+3SiO 2（主要在渣面进行）弗秆机旅借心就屑合慰挎抛尧汇洒练股狮灌蔽乳榜券惜蕉腾众仆妮晒淑稳钢铁冶金概论-铁合金生产钢铁冶金概论-铁合金生产25铁合金生产
