钢铁冶金新进展论文江西理工大学题目：钢铁冶金新进展论述摘要：1、概述2、钢铁行业现状3、钢的分类4、先进的钢铁冶炼工艺和装备5、新型钢铁材料在各领域的应用6、参考文献关键词：钢铁冶金新技术江西理工大学钢铁冶金新进展论述概述钢材作为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。

可以说钢是现代社会的物质基础。

随着全球化经济的迅速发展，钢铁业出现需求萎缩、供给不减的双重矛盾。

发展具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能满足特殊要求的新型钢材——特殊性能钢将成为钢铁冶金发展的首要任务，也是如今钢铁冶金转型发展的方向所在。

材料是一切技术发展的物质基础。

随着各国工业和经济建设的发展,传统材料(金属材料等)工业已取得了很大成就,但由于自然资源的日益枯竭，钢铁冶金的进展关系到新技术的发展，将会是衡量一个国家科学技术和国防力量的重要标志之一。

因而,我国的钢铁冶金的进展将处在特殊重要地位。

钢铁行业现状目前,由于国内基础建设规模大,市场需求旺盛,钢铁工业不仅没有出现严重的供大于求的矛盾,还出现了卖方市场。

但是,如果按我国近几年钢产量增长速度,中国钢铁工业协会的调研分析,2005年的全国钢产量已经能够满足2010年的需求了。

除此之外，我国已超过日本成为世界第一铁矿石进口国,铁矿石资源供小于求,必然导致国内一些钢铁企业出现“无米下锅”的被动局面。

国内生产钢材约40%用于建筑物和构筑物,加之废钢产量少,社会积累少,钢铁产量增长主要靠铁矿石供应。

国际主要铁矿石巨头已出现垄断市场现象,资源威胁必将使我国钢铁工业发展遭受严重挑战。

要在在危机中求生存，在挑战中谋发展，就必须自主创新，调整产品结构，增加品种，发展具有优异性能、特殊功能的新型钢铁材料，加快实施钢铁特殊性能钢基地项目，才能实现钢铁产业的新跨越。

我国钢铁工业在世界钢铁业界的地位钢的分类1、碳素钢：含碳质量分数小于2.11%而不特意加入合金元素的钢。

含碳质量分数的多少又分成低碳钢、中碳钢和高碳钢（1）碳素结构钢：①普通碳素结构钢，含碳质量分数较低，属于低碳钢，塑性好，但强度低，应用于建筑工程结构和机械零件。

②优质碳素结构钢，含碳质量分数较多，为中碳钢，常用45、35钢。

（2）碳素工具钢：含碳质量分数在0.7％以上，硬度高。

2、合金钢：在普通碳素钢中加入其他合金元素冶炼而成的，当合金元素在钢中的含量达到一定的比例后，可大大提高钢材的力学性能，如硅可提高钢的导磁率，用作电机芯片；锰可提高钢的耐磨性和强度，应用于履带；铬可以提高钢的耐腐蚀性，应用于不锈钢制品等。

如果含有合金元素，相应称为低合金钢、中合金钢和高合金钢（1）合金结构钢：①低合金结构钢。

可作建筑、桥梁材料，也可经渗碳后淬火可提高表面硬度，芯部具有较好的韧性，作汽车变速箱齿轮。

②机械制造用钢。

中碳合金钢40Cr代替常用45钢作重要的轴等机械零件；高合金钢60Si2Mn代替65Mn作重要弹簧；滚动轴承用钢Gr15用于制造常用滚动轴承。

（2）合金工具钢：①高速钢，用作加工刀具，钻头、各类铣刀。

②刀具用钢，用作攻制螺纹用的丝锥、铰刀。

③模具钢，用作热、泠模具，如Cr12、5CrMnMo。

④量具钢，如游标卡尺、千分尺。

3、特殊性能钢（1）铬不锈钢既能防锈又有一定强度的耐腐蚀零件，如弹簧、医疗器械。

（2）铬镍不锈钢耐腐蚀性强，用于制造耐腐蚀的管道零件。

（3）耐热钢用作锅炉材料，如42Cr9Si2.（4）耐磨钢用作耐磨材料，如坦克履带用铸钢ZGMn13。

先进的钢铁冶炼工艺和装备一、转炉炼钢技术的发展回顾转炉炼钢技术的发展，大体可分为四个发展时期：1. 顶吹转炉炼钢技术的创立(1948~1956)标志性技术：拉瓦尔型超音速顶吹喷枪。

2. 顶吹转炉炼钢技术的成熟与完善(1956~1967)标志性技术：转炉大型化；OG法除尘与煤气回收副枪动态控制技术3. 氧气炼钢技术的繁荣与发展(1967~1993)标志性技术：氧气底吹转炉炼钢技术；转炉复合吹炼工艺技术4. 现代转炉炼钢技术(1993~)标志性技术：溅渣护炉工艺；干法除尘与煤气回收技术氧气转炉炼钢工艺：冶金特点：反应速度快，和平炉相比脱碳速度提高100倍；热效率高，可以熔化20~25%的废钢；钢中气体含量（O、N、H）低。

存在问题：钢渣反应不平衡，后期钢渣过氧化。

纯氧底吹转炉工艺：渣中氧化铁含量低(约降低10%)；钢中氧含量低(约降低200ppm)；吹炼终点残锰含量比顶吹转炉约提高1倍；脱磷、脱硫效率高于顶吹转炉。

转炉炼钢技术的发展与展望：二、以缩短冶炼周期为核心发展电炉炼钢技术电炉加部分铁水冶炼及采用集束氧枪强化用氧加部分铁水冶炼在缩短冶炼周期，提高生产率，降低电炉钢固定成本、人工成本、降低电耗方面具有显著效果。

现代电弧炉炼钢，为了缩短冶炼周期，除超高功率供电外，还必须提高配碳量，强化用氧，加生铁是最有效的方法，国外现代电炉炼钢有加40%生铁冶炼的。

我国一般加20~30%的生铁块，电炉加部分铁水冶炼，实际上是以热铁水代替冷生铁，显然，这对节能具有重要作用，是一种技术进步，废钢预热的效果一般为吨钢节电60kWh ，而加35%铁水冶炼吨钢节电120kWh 以上，且装备简单。

2003年，我国34台容量大于60t 的电弧炉已有22台采用了电炉加部分铁水冶炼技术，其中16台生产率超过了8000t/t ·a ，7台超过了10000t/t ·a 。

电炉加部分铁水冶炼有一个最佳的铁水比，以冶炼周期最短为目标计算的最佳铁水比与平均供氧强度有关。

料在各领域的应用三、炉外处理技术概括地讲就是指在冶炼炉(高炉、转炉、电炉)生产铁水、钢水的基础上，以更加经济、有效的方法，改进铁水、钢水的物理与化学性能并使冶金流程更加协调、顺畅的工艺装备技术。

它包括在高炉(或化铁炉)出铁槽、铁水输送罐、鱼雷罐车、铁水包甚至预处理专用转炉中，预先脱除铁水中的硅、磷、硫，对一些特殊成分进行预处理，并除去这些元素与化合物高含量的炉渣； 现代转炉炼钢生产高效化 产品洁净化 节 能 高效转炉吹炼技术 全自动吹炼工艺 快速出钢技术 接近平衡的冶炼工艺 高效脱磷工艺 出钢挡渣技术 少渣冶炼与炉渣返回使用 合金元素熔融还原(Cr 、Mn)矿 干法除尘,煤气回收 供氧强度≥5.0Nm3/t.min C 、T 命中率≥90% 不倒炉出钢率≥95% [C][O]≤0.0025 稳定生产[P]≤0.015% 下渣量≤5kg/t 渣量≤40kg/t 终点Cr 、Mn=1% 回收率≥90%在钢水包(有时是专用钢水包)中，对钢水的温度、成分、气体、有害元素与夹杂进行进一步的调整、净化，达到洁净、均匀、稳定的目的；在中间包中促进钢液中的气体、夹杂上浮，稳定全浇铸过程的钢水温度(也称中间包冶金)；在结晶器中举取钢中夹杂，促进形核，均匀结晶等一系列的工艺技术炉外处理技术与氧气顶吹转炉和顶底复合吹炼转炉、超高功率电炉、连铸与近终形连铸连轧一起，被誉为钢铁生产具有流程革命意义的四大技术。

它们之间互相依存，相互促进，同步发展。

炉外处理技术的发展趋势分析：从功能优化、变革流程、提高效率、拓展领域等各个方面看，未来十年，炉外处理技术仍将在以下几个重点方面取得进展。

高炉铁水“三脱”或铁水脱硫、脱磷将越来越普遍。

以转炉作为主要手段的全量铁水预处理，将大大提高铁水预处理的生产效率，优化重组现有冶金设备的功能。

钢水的中间包冶金及结晶器冶金等直接关系到钢水凝固最后过程的精炼技术将逐渐显示出它对最终钢铁产品质量优化的重要意义。

电磁冶金对炉外处理技术的发展将起到积极的推动作用。

钢铁生产固体原料预处理，去除杂质的技术研究，将对电炉生产效率和钢水质量控制水平的提高产生重大影响。

从其功能意义上看也可以纳入炉外处理技术概念之中。

无污染的处理新技术及处理过程的环保技术将迅速开发。

新型钢铁材料在各领域的应用1、不锈钢在各领域的发展及应用1960年--1999年约40年间，西方国家的不锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨，增加了约8倍，平均年增长率约为5．5%。

不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。

在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器，家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。

从节能和再循环等环保的观点看，不锈钢的需求有望进一步扩大。

在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统，用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg，全世界的年需求约100万吨，这是不锈钢最大的应用领域。

在建筑领域，最近的需求急剧增长，如：新加坡地铁车站的防护装置，使用了约5000吨的不锈钢外装饰材。

再如日本1980年以后，用于建筑业的不锈钢增长了约4倍，主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。

80年代，在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料，从防锈考虑，逐步转变为使用涂漆不锈钢。

进入90年代，开发了具有高耐蚀性的20%以上高Cr铁素体系不锈钢，被用作屋顶材料，同时为了美观性，开发了各种表面精加工技术。

在土木领域，日本的水坝吸水塔使用不锈钢。

欧美的寒冷地区，为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐，这就加速了钢筋的腐蚀，所以使用不锈钢钢筋。

在北美的道路中，近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋，每处的使用量为200-1000吨，今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。

2．今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和IT的普及。

关于环保方面，首先从大气环保的观点看，用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、LNG发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。

还有估计在21世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。

从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。

关于长寿命，在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢的应用在增加，预计这种潮流将遍及全世界。

还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为20-30年，废材处理成为一大问题。

最近以寿命达到100年为目标的建筑物开始出现，这样具有优异耐久性的材料需求将增长。

从地球环保的观点看，长寿命在减少土木、建筑废材的同时，有必要从引入新概念的设计阶段探讨如何降低维修成本。

关于IT的普及，在IT的发展和普及过程中，功能材料在设备硬件方面起很大的作用，对高精密度、高功能材料的要求非常大。

2、耐热钢在各领域的应用耐热钢是指在高温下具有高的化学稳定性和热强性的特殊钢。

性能要求：高的热稳定性，即具有高温抗氧化能力。

高的热强性，即具有高的抗蠕变抗力和持久强度。

耐热钢它的热膨胀系数小，导热性好，并有良好的冷、热加工性能。

主要用于制造工作温度在600℃～850℃间的高压锅炉过热器、汽轮机叶片、叶轮、发动机气阀以及广泛用于制造工作温度＜600℃的锅炉及管道、压力容器、汽轮机转子等。