5．用途分类 结构钢 建筑用钢和机械用钢工具钢 制造各种 工具，如刀具、量具、模具等用钢特殊性能钢 具有特殊的物理、化学性能的钢
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对钢材性能产生影响的金属元素
钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要， 要有不同的元素含量．
1 ）碳；含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性 和韧性就越差．
2Fe+O2=2FeO FeO+C = Fe+CO
2FeO+Si =2Fe+SiO2 FeO+Mn = Fe+MnO
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反应生成的一氧化碳很容易从铁水排至炉气中而被
除掉。生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作
用成为炉渣浮在钢水面上。生铁中硫、磷这两种元
素在一般情况下对钢是有害的，在炼钢过程中必须
尽可能除去。在炼钢炉中加入石灰(CaO)，可以去
除硫、磷：
FeS+CaO=FeO+CaS （进入渣）
2P+5FeO+3CaO = 5Fe+Ca2(PO4)2 （进入渣）
在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量
的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产
生裂纹。故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰
铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中多余的氧：
Mn＋FeO=MnO＋Fe
Si＋2FeO= SiO2＋2Fe
Al＋3FeO= Al2O3＋3Fe
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同时调整好钢液的成分和温度，达到要求可出钢，把钢 水铸成钢锭。
炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。平炉炼钢的 主要特点是可搭用较多的废钢(可搭用钢铁料的20～50 ％的废钢)，原料适应性强，但冶炼时间多。我国目前 主要采用平炉炼钢。转炉炼钢广泛采用氧气顶吹转炉， 生产速度快(1座300吨的转炉吹炼时间不到20分钟，包 括辅助时间不超过1小时，而300吨平炉炼1炉钢要7个小 时)，品种多、质量好，可炼普通钢，也可炼合金钢。 电炉炼钢是用电能作热源进行冶炼。可以炼制化学工业 需要的不锈耐酸钢，电子工业需要的高牌号硅钢、纯铁， 航空工业需要的滚珠钢、耐热钢，机械工业用轴承钢、 高速切削工具钢，仪表工业需要的精密合金等。
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3 炼钢用耐火材料
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碳 钢 生 产 工 艺流程图
铁水包
R-H 转炉
连铸
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不锈钢生产工艺流程图
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1.按化学成分分类： 碳素钢(碳钢)：含碳量约0.05%～1.35% 合金钢：特意加入了合金元素
1.1 碳素钢分类 高碳钢：含碳量>0.6% 中碳钢：含碳量0.25%～0．6% 低碳钢：含碳量<0.25%
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5 ）硅；它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降， 电工用的钢中含有一定量的硅能改善软磁性能． 6 ）钨；能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐 磨性．
7 ）铬；能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀 能力和抗氧化作用．
8 ）钒；能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和 耐磨性．当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透 性；反之，当它在碳化物形态存在时，就会降低它的 淬透性．
❖ 转炉是目前国内最主要的炼钢方法, 其产量已超过全国 钢产量的80%。
❖ 根据2001年国内大中型钢铁企业统计, 国内共有转炉223 座, 转炉公称吨位总计为10960t。我国大、中、小型转 炉的炉型结构基本合理, 其中大型转炉19座, 其公称吨 位总计为4180t, 占国内转炉公称吨位总量的38.1%; 中 型转炉42座,其公称吨位总计为3981t,占36.3%; 小型转炉 162座, 公称吨位总计为2800t, 占25.6%。
❖ 从实际生产能力分析, 小型转炉仍是目前国内钢铁生产 的主体。其钢产量在2003年达到8425万t, 占全国当年转 炉钢总产量的51%; 而大、中型转炉产量分别为3524.7 万t和3665.7万t, 分别占当年全国转炉钢产量的21.7%和 22.5%。
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炼钢
根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量 去除到规定范围，并使其它元素的含量 减少或增加到规定范围的过程。简单地 说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含 量的过程。这一过程基本上是一个氧化 过程，是用不同来源的氧(如空气中的氧、 纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的 碳、硅、锰等元素。化学反应主要是：
9 ）钼；可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆 性，提高剩磁和娇顽力．
10 ）钛；能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧 性．在不锈钢中钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象10 ．
11 ）镍；能提高钢的强度和韧性，提高淬透 性．含量高时，可显著改变钢和合金的一些物 理性能，提高钢的抗腐蚀能力．
12 ）硼；当钢中含有微量的（ 0.001 - 0.005 ％） 硼时，钢的淬透性可以成倍的提高．
2 ）硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压 力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性．
3 ）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温 下更为严重，这种现象叫作冷脆性．在优质钢中，硫和 磷要严格控制．但从另方面看，在低碳钢中含有较高的 硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性有利．
4 ）锰；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响， 并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢） 具有良好的耐磨性和其它的物理性能．
1.2合金钢分类 低合金钢：合金元素总含量<5% 中合金钢：合金元素总含量5%～10% 高合金钢：合金元素总含量>10%
1.3 新国标GB/T13304－91按化学成分分类为： 非合金钢、低合金钢、合金钢。
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2．按冶炼方法分类： 转炉钢、平炉钢、电炉钢
3．脱氧程度分类： 镇静钢、沸腾钢、半镇静钢
4．按钢的品质分类 普通钢P≤0.045% S≤0.05% 优质钢 P≤0.35% S≤0.35% 高级优质钢 P≤0.25% S≤0.25% 特级优质钢 P≤0.025% S≤0.015%
13 ）铝；能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时 效．提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗 氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等．
14 ）铜；它的突出作用是改善普通低合金钢的抗 大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明 显．
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❖ 炼钢是钢铁生产的重要工序,对降低生产成本,提高产品 质量,扩大产品范1 平炉用耐火材料 3.2 转炉用耐火材料 3.3 钢包用耐火材料 3.4 铸锭用耐火材料 3.5 吹气搅拌用耐火材料 3.6 炉外精练用耐火材料 3.7 中间包和连铸用耐火材料 3.8 短流程炼钢用耐火材料
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