中国钢铁产量在最近的20年来已已经有了显著的增长,从1995年的13%世界钢产量到2005的32%。
然而,中国的钢铁需求的增长一样快,中国目前仍然是一个钢铁净进口国。尽管经过了购买不良或表现不佳的资产(包括许多国有钢铁厂在中欧和东欧)应用现代管理方式运行这些公司利用专家知识的产业带动和促进企业周转,但是因为工业基础不够强硬,钢铁资源不足,设备仍然在进步之中,所以中国的钢铁中业依然在发展之中。
钢铁工业亦称黑色冶金工业。钢铁工业是重要的基础工业部门,是发展国民经济与国防建设的物质基础。
冶金工业的水平也是衡量一个国家工业化的标志。钢铁工业在国展经济中起举足轻重的地位,多年来国内各相关院校和矿山企业在这方面作了很多的工作。
在选矿设备技术赤铁矿选矿技术方面取得了许多成果,如各种弱磁场磁选设备及反浮选工艺在铁精矿提质降质方面发挥了很大的作用;在贫铁矿资源利用方面也有了一定的进步,在提高入磨铁矿石品位的同时提高的贫矿资源的利用率。
1、碳素钢的定义及钢中五元素 含碳2%以下的铁碳合金称为钢。
碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。
此外,用铝—硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有 Al,当Als(酸溶铝)≥0。020%时, 还有细化晶粒的作用。
2、钢铁是怎样炼成的? 炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求,调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允 许限量之下。 炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。
S部份进入 炼渣中,部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后,即可出钢。
为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份,可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。 3、转炉炼钢简介 从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料,另加10% 以下的废钢。
然后,向转炉内吹氧燃烧,铁 水中的过量碳被氧化并放出大量热量,当探头测得达到预定的低碳含量时,即停止吹氧 并出钢。一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作;然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化,即可送往连铸或模铸工区。
对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理(喷SI—CA粉及变性石灰)可以有效降低钢中的气体与夹杂,并有进一步降 碳及降硫的作用。在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份,满足优质钢材的需求。
4、初轧 模铸钢锭采取热装、热送新工艺,进入均热炉加热,然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品,经过切头、切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤,检验合格后入库。 目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。
初轧板坯主要供应热轧厂作为原料;轧制方坯除部份外供,主要送往高速线材轧机作原料。 由于连铸板坯的先进性,初轧板坯的需求量大为削减,因此转向上述其它产品了。
5、热连轧 用连铸板坯或初轧板坯作原料,经步进式加热炉加热,高压水除鳞后进入粗轧机,粗轧料经切头、尾、再进入精轧机,实施计算机 控制轧制,终轧后即经过层流冷却(计算机控制冷却速率)和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状,厚度、宽度精度较差,边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。
其卷重较重、钢卷内径为760mm。(一般制管行业喜欢使用。)
将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后,再切板或重卷,即成为:热轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。 热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。
该产品有局部替代冷轧板的趋向,价格适中,深受广大用户喜爱。 宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在紧张建设中。
6、冷连轧 用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降,因此冲压性能将恶化,只能用于简单变形的零件。 轧硬卷可作为热镀锌厂的原料,因为热镀锌机组均设置有退 火线。
轧硬卷重一般在6~13.5吨,钢卷内径为610mm。 一般冷连轧板、卷均应经过连续退火(CAPL机组)或罩式炉退火消除冷作硬化及轧制应力,达到相应标准规定的力学性能指标。
冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧板,且其产品厚度右轧薄至0.18mm左右,因此深受广大用户青睐。 以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工,成为高附加值产品。
如电镀锌、热镀锌、耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC 复膜钢板等,使这些产品具有美观、高抗腐蚀等优良品质,得到了广泛应用。 冷轧钢卷经退火后必须进行精整,包括切头、尾、切边、矫平、平整、重卷、或纵剪切板等。
冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电 产品、仪表开关、建筑、办公家具等行业。钢板捆包后的每包重量为3~5吨。
平整分卷重一般为3~10吨/卷。钢卷内径610mm。
7、钢的力学性能 7.1拉力试验 按标准制备的拉力试样,安装在拉力试验机的夹头内,对试样缓慢施加单轴向拉伸应力,直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。 7.1.1强度 金属材料在外力作用下,抵抗变形和断裂的能力叫强度。
强度指标包括:比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。 7.1.2比例极限 对金属施加拉力,金属存在着力与变形成直线比例的阶段,而这个阶段的最大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限,用 σ P表示。
7.1.3弹性极限 金属受外力作用发生了变形,外力去掉后,能完全恢复原来的形状,这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限,用σe表示。
7.1.4抗拉强度 试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力,称作抗拉强度,用σb表示。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时,将会发生断裂。
因此σb越高,则表示它能承受愈大的外应。
兰格钢铁信息研究中心是一支由老中青不同年龄层次,由有不同经济工作岗位经历,不同专业学历结构的研究人员组成。他们中有在国家和行业经济研究部门、管理部门工作多年的资深专家,也有海外归来的经济专业研究生,还有多年专注国内外钢铁行业生产、贸易、钢铁物流及钢铁产品市场价格研究的专业分析师。研究中心人员专业结构涉及钢铁冶金、宏观经济、企业管理、计算机应用、计量经济学等多项专业。
多年来,兰格钢铁信息研究中心敏锐发现市场热点,密切跟踪,深入细致分析研究,为行业提供了大量的研究成果。与此同时兰格钢铁信息研究中心还有一支专家顾问团队伍与中心的研究人员就宏观经济运行、钢铁行业发展、钢材市场供求状况以及价格走势等方面问题进行研讨。
兰格钢铁信息研究中心及时判断宏观经济形势,对钢铁行业走势预警预测发表观点;2008年金融危机袭来之前,6月份就提出钢材“市场全面降温 风险逐步加大”、“价格高位运行 市场风险显现”预警,10月作出:“生产资料需求减弱趋势,短时期内难以结束”的判断;年末针对市场低迷氛围发表了“钢材市场不可过于悲观”的观点。2009年初对“2009年中国钢厂面临的机遇与挑战”、“通货紧缩局面不会持久”与“钢材出口预期大幅下降,国内资源供给压力加大”的分析预测。准确的预测判断了2009年以来,钢铁市场几波行情的启动,峰值波谷及行情拐点。
兰格钢铁信息研究中心针对钢铁行业的重大问题发布专题分析评论,在历年铁矿石谈判 海外资源收购、企业兼并重组、钢铁出口贸易摩擦等问题上接受新华网、央视、东方卫视、中央人民广播电台等媒体采访。
兰格钢铁信息研究中心依据多年来对钢铁市场研究经验、深厚的钢铁理论基础以及大量的钢铁及相关产业数据积累,针对钢铁行业关注的问题,以专业的视角从宏观经济、相关政策和法规、生产、市场供需、行业结构、竞争格局及进出口等方面对所选主题进行深入研究,内容涉及电工钢、铁矿石、螺纹钢、特钢、涂镀板、不锈钢、贸易壁垒等多个主题的专题研究报告。这些专题研究报告为相关钢铁生产企业、贸易企业以及拓展海外业务的相关企业等的经营及投资决策提供可行性的参考,同时对于从事钢铁行业研究的科研人员了解相关产品及上下游等情况也具有较高的参考价值。
(1)3CO+Fe 2 O 3 2FW+3CO 2 (2)BD (3)铜 Cu 2+ +2e - =Cu 镀铜铁破损后,金属铁为负极,镀锌铁破损后,金属铁是正极,负极金属易被腐蚀试题分析:(1)CO具有还原性,则还原赤铁矿(主要成分为Fe 2 O 3 )的化学方程式是3CO+Fe 2 O 3 2FW+3CO 2 。
(2)在B原电池装置中,正极金属铁被保护,在电解池装置D中,阴极铁金属被保护,A装置中,金属铁做原电池的负极,更易被腐蚀,在C装置中,金属铁和水以及少量的氧气接触,也会被腐蚀,故答案为BD。(3)在铁件的表面镀铜的电镀池中,作阳极的是镀层金属铜,所以根据装置图可知,A电极和电源的正极相连,做阳极,则A是铜。
B电极和电源的负极相连,做阴极,则做阴极的是待镀金属铁,该极上金属阳离子铜离子发生得电子的还原反应,即Cu 2+ +2e - =Cu。镀铜铁破损后,金属铁为负极,镀锌铁破损后,金属铁是正极,在原电池中,负极金属更易被腐蚀,所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。
点评:本题是一道有关金属的腐蚀和防护知识的考查题,侧重对学生基础知识的巩固和训练。旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
本题注意知识的积累和教材知识的灵活应用是解题的关键,难度不大。
线材:普线 高线 螺纹钢 型材:工字钢 槽钢 角钢 方钢 重轨 高工钢 H型钢 圆钢 不等边角钢 扁钢 轻轨 齿轮钢 六角钢 耐热钢棒 合结圆钢 合工圆钢 方管 碳工钢 轴承钢 碳结圆钢 不锈圆钢 轴承圆钢 矩型管 弹簧钢 板材:中厚板 容器板 中板 碳结板 锅炉板 低合金板 花纹板 冷板 热板 冷卷板 热卷板 镀锌板 电镀锌板 电镀锌卷 锰板 不锈钢板 硅钢片 彩涂板 彩钢瓦楞铁 镀锌卷板 热轧带钢 管材: 焊管 不锈钢管 热镀锌管 冷镀锌管 无缝管 螺旋管 热轧无缝 金属材料:生铁 马口铁 铝 铅 黄铜 锡 锌 一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。 铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。二、钢的分类 钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:1、按品质分类 (1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%) (2) 优质钢(P、S均≤0.035%) (3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。 (2)合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%)b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%)c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。4、按金相组织分类 (1) 退火状态的a.亚共析钢(铁素体+珠光体)b.共析钢(珠光体)c.过共析钢(珠光体+渗碳体)d.莱氏体钢(珠光体+渗体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。 (3) 无相变或部分发生相变的5、按用途分类 (1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
(2) 结构钢 a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用 钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢 c.轴承钢 (3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢 (5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。6、综合分类 (1)普通钢 a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢 (2)优质钢(包括高级优质钢) a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。7、按冶炼方法分类 (1) 按炉种分 a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c. 电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。 (2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。
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