冶金新技术知识-打印版.doc

1.钢铁冶金前沿技术
1）传统炼铁流程
2）交流电弧炉炼钢生产率的提高
3）炉外精炼是提高质量、增加产量，降低成本的有效手段
4）连铸技术的发展和扩大应用引发钢铁工业又一次重大革新
高效连铸及近终形连铸对现代炼钢和高速连轧起衔接作用，使产品专业化、系列化、优化及高附加值。
5）等离子冶金具有潜在优势
6）真空冶金是生产超级合金的重要手段
7）电渣冶金在21世纪仍具有以下五个方面的优势a.在优质大型及中型锻件生产中，处于垄断地位；b.在优质钢工具钢、模具钢、不锈耐热钢、超高强钢、管坯及冷轧轧辊生产中占绝对优势；c.在超级合金生产中与真空冶金处于竞争状态；d.在有色金属生产方面，发展前景广阔；e.电渣重熔空心锭和电渣熔铸异形件具有独到之处，发展前景良好。
8）近终成形是金属毛坯制备的新方向
9）人工智能及计算机集成系统在冶金的应用日益广泛
2.“十二五”冶金十大关键技术
§ 新一代钢铁流程技术
§ 低品位难选矿综合利用技术
§ 大中型高炉的高效、节能、长寿综合技术
§ 高效、低成本的转炉洁净钢生产系统技术
§ 以超快冷为核心的新一代控轧控冷技术
§ 高炉炼铁二氧化碳减排和利用关键技术
§ 非高炉炼铁技术
§ 无头轧制和半无头轧制技术
§ 薄带铸轧技术
§ 钢渣、铁渣显热回收和综合利用术
3.直接还原—将铁矿石在固态还原成海绵铁的方法。所得产品称为直接还原铁DRI.
4.熔融还原—用铁矿石和普通烟煤作原料，经流化床直接生产铁水，使渣铁分离的方法。
4.COREX工艺流程
煤，氧气Þ还原气化炉（焦碳流化床）Þ焦碳和优质还原气，铁矿石Þ竖炉还原Þ海绵铁粒，煤气Þ还原气化炉（加热熔化）Þ铁水、炉渣
5.建立短流程现代钢铁企业：
COREXÞ铁水预处理脱磷、硫Þ转炉复吹Þ二次精炼RHÞ薄板坯连铸连轧CSPÞ冷轧
6.COREX的优点如下：1）可用普通煤炭代替焦碳；2）可使用块矿、球团矿及烧结矿；
3）投资省，比传统工艺建高炉、焦炉省30%；
4）生产成本低，操作及维修人员比传统工艺低1/3；5）产生大量可供发电用的燃气；
6）生铁质量优良。
6.CONROLL工艺工艺特点：
l 采用平行板形结晶器
l 采用旋转除鳞机，避免温降过大
l 采用超低头弧形连铸机
l 配有液压轻压下（LSR）系统 可生产包晶钢热轧带卷
7.溅渣护炉技术的特点:1.操作简便；2.成本低 ；3.时间短；4.溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；5.工人劳动强度低，无环境污染；6.炉膛温度较稳定，炉衬砖无急冷急热的变化；7.对提高钢产量和平衡、协调生产组织有利；8.由于转炉作业率和单炉产量提高，为转炉实现“二吹二”或“一吹一”生产模式创造了条件。
8.溅渣补炉的基本原理:在转炉出钢后，调整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气，使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬的保护层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高炉龄的目的
9.溅渣护炉操作步骤：1)将钢出尽后留下全部或部分炉渣；2)观察炉渣稀稠、温度高低，决定是否加入调渣剂，观察炉衬侵蚀情况；
3)摇动炉子使炉渣涂挂到前后侧大面上；4)下枪到预定高度，开始吹氮、溅渣，使炉衬全面挂上渣后，将枪停留在某一位置上，对特殊需要溅渣的地方进行溅渣；5)溅渣到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪；6)检查炉衬溅渣情况，是否需局部喷补，达到要求，出渣，溅渣操作结束。
10.溅渣护炉的效果取决于：1.熔池内留渣量和渣层厚度；2.熔渣的物化性质，包括成分、熔点、过热度、表面张力和粘度；3.溅渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流量，枪位及喷枪孔数和夹角等
11.基本工艺参数1)熔池内的合适渣量
2)炉渣性质:渣成分-终渣碱度(GaO/SiO2)为3左右、MgO含量8％左右就可以保证MgO达到饱和。严格控制渣中FeO含量。炉渣粘度-渣稠不易溅起且附着力差；渣稀，溅渣覆盖较易，但覆盖层较薄。调渣剂-改变渣成分，提高熔化温度，提高护炉效果。
3)氮气压力和流量4)顶吹喷枪工艺参数
5)复吹转炉底气对溅渣的影响-复吹转炉溅渣量比顶吹转炉多，而且溅渣量更集中于耳轴部位。6)溅渣时间-一般吹氮时间为3—5min。
12.溅渣护炉和冶炼工艺的相互影响
1)溅渣护炉对冶炼工艺的影响:对冶炼操作的影响:对钢中氮含量和质量的影响
2)冶炼对溅渣的影响:冶炼终点温度对溅渣覆盖层的影响
炉渣氧化性的影响-:炉渣粘度:炉渣成分
13.溅渣护炉带来的问题
1)炉底上涨2)喷枪粘结-3)设备维修问题
4)经济炉龄问题
13.直流电弧的特性
1）热分布：导电截面电流分布均匀
2）导电截面电流分布均匀
3) 可采用长弧作业,电流和电压均高于交流。可以看出，由于直流稳弧性好，可使用更高的电弧电压。
14.直流电弧炉的优点
1）对电网的冲击-闪烁小2）石墨电极消耗减少3）耐火材料消耗减少4）提高生产率，降低电耗5）减少环境污染，平均噪音减少10dB 6）降低金属消耗7）投资回收周期短
15.直流电弧的不足与改进
1)功率受电极制造技术的限制
2）直流电弧炉未能有效利用直流电化学反应3）直流电弧熔炼，钢-渣界面没有交流电的电毛细振荡
近终成形新技术
16.微电弧熔炼成形：1.电渣精炼成形
2.喷射沉积成形3.金属泥成形4.电磁铸造成形5.自蔓延成形
17.自蔓延成形：电渣转铸（ESPC
电渣离心浇铸（CESC电渣模铸（ESMC）
电渣铸管
18.CSP ——紧凑式带钢生产线
薄板坯连铸机→均热（保温）炉→热连轧机→层流冷却→地下卷取
19.ISP在线带钢生产线特点：1）采用立弯式结晶器；2）采用薄壁收缩式长水口；3）采用铸轧工艺 。
20.不锈钢生产工艺路线
l 超高功率电炉—VOD—LF—连铸
l 超高功率电炉—AOD—连铸
l 高功率电炉—AOD—VOD—LF—连铸
l 超高功率电炉—VOD—真空浇铸
21.CPR工艺原理：
利用浇铸后的大压下（60%极限压下量），仅使用一组轧机就可生产厚度为6mm的薄带卷。该工艺采用西马克的漏斗形结晶器。结晶器出口处的铸坯厚度为50mm，直接进行液芯压铸和粗轧。
22.真空感应熔炼冶金效果
l 提纯精炼
l 精确控制成分
l 提高性能
23.电渣冶金的优越性：
1）质量优良。纯净度高、组织致密、成分均匀、表面光洁。2）生产灵活。可生产各种形状的钢锭。3）工艺稳定。质量和性能再现性高。4）经济合理。设备简单，操作方便，成本低，成材率高。5）过程可控性好。
24.不锈钢炉外精炼不锈钢生产技术发展方向：1）发展不锈钢冶炼工艺2）采用廉价原料3）开发新产品，如高纯铁素体不锈钢、马氏体不锈钢4）完善配套技术，如不锈钢带钢连铸
25.真空冶金过程特点：1.活泼元素控制:2.真空下碳氧反应3.真空脱气4.真空挥发5.夹杂物的分解6.真空坩埚反应
26.神经网络的五个显著特点：
1.以分布存储知识。2.以并行方式处理3.有很强的容错能力。4.可以逼近任何非线性系统。5.具有良好的自学习、自适应和联想智能
27.控制电弧炉时还必须控制以下三因素：
1）电弧长度变化，当电弧长度变长时，电弧电流下降，功率因素提高。2）电特性变化。（3）三相不可分离
填空
1.从预还原方式分有竖炉法、液化床法、热旋分离法；从终还原方式分有熔融气化炉、铁浴反应炉。
2.水冷炉壁的发展使超高功率、采用长弧操作，提高生产力和电效率成为现实。
3.交流电弧炉采用了如水冷炉盖、壁，导电横臂，偏心底出钢，氧燃烧嘴，造泡沫渣和底吹搅拌技术等新技术
4.直流电弧炉设备由5个部分组成，即炉体、电源、控制系统、短网、炉底阳极。
直流电弧炉电源
5.由整流用变压器、整流器、电抗器及高频滤波器四个部分组成
6.直流电弧炉控制系统包括以电极为控制的电压回路和以可控硅为控制的电流控制回路。
7.炉底阳极分为三类：1）导电炉底型（ABB型）2）金属触针型（Un-arc型3）水冷金属棒型
8.在直流电弧供电操作条件下，电弧电流是交流的1.22倍；电弧电压是交流的2.34倍；电弧阻抗是交流的1.9倍，所以直流电弧炉是长弧作业。
9.气基Midrex法工艺由供料系统、还原竖炉、烟气处理、天然气重整炉组成。
气基法的能耗低，效率高，质量好，易操作，作业温度低，产品无需再分选。
是否可用于直接还原的铁矿石的判断标准为：

10.直接还原:过程不能脱磷，故要求矿石含P≤0.027%
11.熔融还原:到目前为止，开发的熔融还原有36种之多。从预还原方式分有竖炉法、液化床法、热旋分离法；从终还原方式分有熔融气化炉、铁浴反应炉
11.初炼：熔化、脱磷、脱碳和主合金化
12.精炼：脱气、脱氧、脱硫、深脱碳、去除夹杂及成分微调
13.炉外精炼的手段1）钢液搅拌2）气体搅拌（2）吸吐搅拌（RH和DH搅拌方式）（3）感应搅拌（ASEA-SKF搅拌方式）2）真空脱气3）合成渣洗4）喷粉精炼
5）钢水加热
14.精炼方法:真空精炼法:惰性气体稀释法
渣洗精炼法:炉外精炼方法
一、钢包吹氩技术LF炉具有4个功能：a.还原气氛(石墨电极反应)b.氩气搅拌c.埋弧加热d.白渣精炼
二、钢包喷射冶金
冶金特点如下：a.扩大了反应表面积b.连续供料与控制供料c.解决了活性元素加入问题d.反应在熔池被强烈搅动下进行
三、喂线技术四、循环真空脱气法五、真空钢包处理
六、电弧加热的真空精炼炉
1）ASEA-SKF炉 具有真空脱气、电弧加热、电磁搅拌功能
7.感应熔炼原理:利用电磁感应在导体内产生涡流加热炉料，从而进行熔炼的方法。
真空感应炉设备:1）电源系统；2）真空系统；3）炉体
8.真空感应熔炼工艺包括：装料、熔化、精炼、浇铸四步工序。
5.电磁铸造:采用电磁冶金技术，可借助磁场力使作为电磁导体的熔融金属悬浮，实现非接触运输、非接触搅拌和非接触凝固钢铁工业发展趋势是高效化、连续化及自动化
1.人工智能:是计算机科学一个重要分支，它主要研究用各种自动机或智能机来模仿人脑所从事的认识、学习、推理、思考、规划等一系列思维活动。
2.“专家系统”:主要是指特定领域内，具有相当于人类专家的知识和经验，以及解决专门问题能力的计算机程序系统。
3.神经网络称人工神经网络专家系统与神经网络同样都是人工智能处理技术的主要分支。可以适应系统复杂多变的动态特性。