钢材知识培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,三宝冶金（福建）集团股份有限公司,*,*,一、钢铁概述,钢铁定义,钢铁是铁与,C,(碳)、,Si,(硅)、,Mn,(锰)、,P,(磷)、,S,(硫)以及少量的其他元素所组成的,合金,。其中除,Fe,(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为,铁碳合金,。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。,钢铁分类,钢铁按含碳量的不同可分为钢和生铁两大类。一般含碳量为0.03%,2%的铁碳合金称为钢。由于钢冶炼方便、加工容易、价格低廉，在多数情况下,能满足使用要求，所以应用十分普遍。含碳量在2%4.3%的铁碳合金称为生铁，由于生铁硬而脆且耐压耐磨，主要用于铸件及作为炼钢原料使用等。,一、钢铁概述钢铁定义,1,一、钢铁概述,1、生铁：,生铁根据碳存在的形态不同，可分为白口铁、灰口铁、球墨铸铁。,白口铁的大部分碳与铁化合物是以碳化铁（Fe,3,C）形态存在，因断截面呈现白色而得名。其质地很硬且脆，不容易切削，不易进行机械加工，主要用于炼钢，因此又叫炼钢用生铁。,灰口铁是以片状的石墨形态存在。由于石墨质软并有润滑作用，因而这种生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能等优点。但是，由于有片状石墨的存在，降低了它的抗拉强度，使它不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造机床床座、铁管等。通常把这种生铁叫做铸造生铁（简称铸铁）。,球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。,一、钢铁概述 1、生铁：生铁根据碳存在的形态不同，可分为,2,一、钢铁概述,2、钢：,根据化学成分的不同，可分为碳素钢和合金钢。,碳素钢（简称碳钢），又叫普通钢。按照含碳量的不同，可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。,合金钢又叫特种钢，按合金元素不同可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。由于合金钢里除铁、碳外，还加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，因此称为合金钢。常在加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。,一、钢铁概述 2、钢：根据化学成分的不同，可分为碳素钢,3,一、钢铁概述,3、熟铁,熟铁是用生铁精炼而成的比较纯的铁。含碳量在0.02%以下，又叫锻铁、纯铁。熟铁质地很软，塑性好，延展性好，可以拉成丝，强度和硬度均较低，容易锻造和焊接。广泛用于电子电工，电器元件，磁性材料，非晶体制品，继电器，传感器，汽车制动器，纺机，电表电磁阀等等产品。,当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。纯铁中含碳 在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量0.25%0.6%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。铁中含碳量0.6%2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一般生铁含碳量为2.0%,4.3%。所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。,一、钢铁概述 3、熟铁,4,二、钢铁生产工艺流程,二、钢铁生产工艺流程,5,二、钢铁生产工艺流程,现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。,钢铁生产是一个复杂而庞大的流程，包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、交通运输等生产环节，我国钢铁企业一般都是全流程联合的企业。,二、钢铁生产工艺流程现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼,6,三、炼铁工艺流程,1.铁矿石,铁矿石是炼铁的主要原料，根据其外表特征和化学成分的不同主要分为：磁铁,矿、赤铁矿和褐铁矿三种。,磁铁矿是一种氧化铁的矿石，其主要成分为Fe,3,O,4,，是Fe,2,O,3,和FeO的复合物，呈黑灰色，具有磁性。其含铁约72.4%，含氧为27.6%，经长期风化作用后变成赤铁矿。,赤铁矿是一种氧化铁的矿石，其主要成分为Fe,2,O,3,，呈暗红色，含Fe约70%，含O约30%，是最主要的铁矿石,褐铁矿是含有氢氧化铁的矿石，它是针铁矿HFeO,2,和鳞铁矿FeO(OH)两种不同矿石的总称。呈土黄或棕色，含Fe约62%，含O约27%，含H,2,O约11%,三、炼铁工艺流程1.铁矿石磁铁矿是一种氧化铁的矿石，其主要,7,三、炼铁工艺流程,2、燃料和熔剂,炼铁用的燃料：主要是焦炭。焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。,炼铁用的熔剂：主要有石灰石和白云石两种，其中最常用的是石灰石,熔剂对炼铁来说是非常重要的，因为高炉所用的原料中含有很有脉石（SiO,2,、Al,2,O,3,以及CaO、MgO等），主要是SiO,2,和杂质。必须加入一定量的熔剂，造成一定成分的炉渣，将这些脉石和杂质除掉，才能得到质量合格的生铁。,三、炼铁工艺流程2、燃料和熔剂,8,三、炼铁工艺流程,3、炼铁工艺及过程,炼铁工艺,高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生,产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。,高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或,含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4等）还原为液态生铁。,炼铁过程,冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从,炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性,煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最,后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中,煤气流温度不断,降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。,三、炼铁工艺流程3、炼铁工艺及过程,9,四、炼钢工艺流程,1、钢的冶炼,钢的种类很多，性能也千差万别，但它们都是用生铁（铁水）或废钢加上造渣材料和脱氧剂在炼钢炉中冶炼而成。炉料按照一定比例和顺序加入炼钢炉中进行冶炼，使固体炉料如废钢、硅铁、锰铁熔化。整个炼钢过程都在1700高温下进行。,炼钢的炉料主要是铁水、废钢。,造渣材料主要是石灰、萤石及白云石等。,脱氧剂主要是锰铁、硅铁、硅锰合金、铝和硅铝钡等。,四、炼钢工艺流程1、钢的冶炼,10,四、炼钢工艺流程,2、炼钢任务,脱碳,脱磷,脱硫,脱氧,脱氮、氢等；,去除非金属夹杂物,合金化,升温,凝固成型。,四、炼钢工艺流程2、炼钢任务,11,四、炼钢工艺流程,3、钢的浇铸（连铸）,连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具,有以下优越性：1）简化工序、节能；,2）铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高7-12%；,3）高效凝固；,4）优化成型。,连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚度,的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，,浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通,过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯,通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。,四、炼钢工艺流程 3、钢的浇铸（连铸）,12,五、轧钢工艺流程,1、轧钢工艺分为两大类：热轧和冷轧。,热轧：将钢坯加热到一定程度（1150,1300）进行轧制，大部分钢材是采用热轧成材的。但钢件在高温下其表面产生很多氧化铁皮，这就导致热轧材表面粗糙、尺寸波动大。,冷轧：冷轧是将坯热轧到一定尺寸后，在冷状态下再进行轧制。对要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材采用冷轧。,五、轧钢工艺流程 1、轧钢工艺分为两大类：热轧和冷轧。,13,2、钢材分类,类别,品种,说 明,型材,重轨,每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）,轻轨,每米重量小于或等于30千克的钢轨,大型型钢,普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型,中型型钢,小型型钢,线材,直径5-10毫米的圆钢和盘条,冷弯型钢,将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢,优质型材,优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等,其它钢材,包括重轨配件、车轴坯、轮箍等,板材,薄钢板,厚度等于和小于4毫米的钢板,厚钢板,厚度大于4毫米的钢板。,中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）,钢带,也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板,电工硅钢薄板,也叫硅钢片或矽钢片,管材,无缝钢管,用热轧、热轧冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管,焊接钢管,将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管,金属制品,金属制品,包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等,2、钢材分类类别 品种说 明型材重轨每米重量大于30千,14,六、建筑用钢材,钢筋混凝土用热轧钢筋俗称建筑用钢材（主要是热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋），广泛用于房屋建筑、桥梁、铁路、公路、机场、大坝、电站等诸多领域，在我国目前的房屋建筑和土木工程中，主要以钢筋混凝土结构为主，而热轧钢筋是该结构的主要原材料，其质量的好坏直接影响到工程建设的质量，关系到人身和财产安全。,据统计，我国热轧钢筋产量约占我国钢材总产量的四分之一左右，无论从生产规模还是产量，在我国冶金行业中都占有重要地位，在国民经济中也占有举足轻重的地位。正因为如此，全社会和政府相关部门对热轧钢筋的生产和产品质量问题都极为关注。我国从1987年开始对建筑用钢材实行生产许可证管理，几年来不断给生产企业贯彻国家产业政策及淘汰落后的工艺装备。截止2011年5月，全国共发放了502张证书。,六、建筑用钢材钢筋混凝土用热轧钢筋俗称建筑用钢材（主要是热轧,15,六、建筑用钢材,1、热轧带肋钢筋,定义：俗称螺纹钢，以盘卷状态交货时又名盘螺。牌号由HRB和屈服强度最小值构成。H、R、B 分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。,分类：主要有HRB335（级，老牌号为20MnSi）、HRB400（级，老牌号为,20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500（级）三个牌号。,主要用途：广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。,热轧带肋钢筋新标准：,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合发布，从2008年3月1日起执行热轧带肋钢筋新标准(GB1499.2-2007)，国家标准第1号修改单2009年6月9日批准，自2009年9月1日起实施，原标准(GB1499-1998)同时废止。这在钢材流通领域引起一定的反响，尤其是经营建筑钢材的贸易商对此十分重视和关注。,六、建筑用钢材1、热轧带肋钢筋,16,六、建筑用钢材,实物图（热轧带肋钢筋）,：,盘卷状态,直条状态,六、建筑用钢材实物图（热轧带肋钢筋）：盘卷状,17,六、建筑用钢材,2、热轧光圆钢筋,定义：俗称圆钢，以盘卷状态交货时又名线材、盘条、盘圆。牌号由HPB和屈服强度最小值构成。H、P、B 分别为热轧（Hotrolled）、光圆（Plain）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。,分类：主要有HPB235（老牌号为Q235）、HPB300两个牌号。,主要用途：广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设，但一般不用于钢筋混凝土结构的主筋