1.1 Minería de mineral de hierro
1.1.1 Minería de mineral de hierro
Los principales métodos de extracción de mineral de hierro incluyen el acceso abierto -Minería a cielo abierto, Minería subterránea y extracción de líquidos.
1.1.2 Enriquecimiento del mineral de hierro
El proceso de enriquecimiento del mineral de hierro incluye trituración, molienda, cribado, clasificación y separación.
1.1.3 Briquetado de mineral de hierro en polvo
Los métodos de briquetado de mineral de hierro en polvo se dividen principalmente en método de sinterización y método de peletización.
1.2 Fabricación de hierro en alto horno[1]
1.2.1 Proceso de fabricación de hierro en alto horno
a) Mineral de hierro, coque y fundente utilizados para la fabricación de escoria (piedra caliza) se carga en la parte superior del horno.
b) Soplar aire precalentado desde la tobera ubicada en la parte inferior del horno a lo largo de la circunferencia del horno.
c) El carbono del coque (también inyectado junto con combustible auxiliar como carbón pulverizado, petróleo pesado, gas natural, etc.) se quema con el oxígeno del aire soplado a alta temperatura para generar monóxido de carbono. e hidrógeno, que se encuentran en el mineral de hierro. El oxígeno se elimina durante el ascenso en el horno, reduciendo así el hierro.
d) El hierro fundido se descarga por el orificio del grifo.
e) Las impurezas no reducidas del mineral de hierro se combinan con el fundente, como la piedra caliza, para formar escoria, que se descarga por la salida de escoria.
f) El gas generado sale de la parte superior del horno y se utiliza como combustible para altos hornos calientes, hornos de calefacción, hornos de coque y calderas después de eliminar el polvo.
1.2.2 Características de la fabricación de hierro en alto horno
(1) La fundición en alto horno implica la realización de diversas reacciones químicas complejas y cambios físicos durante el movimiento inverso de la carga y el flujo de aire. Reductor La atmósfera se encuentra principalmente dentro del horno.
(2) El alto horno es un contenedor cerrado. A excepción de la carga, extracción, producción de escoria y gas, el operador no puede observar directamente el proceso de reacción y sólo indirectamente puede observar las condiciones en el horno con la ayuda de instrumentos.
(3) El alto horno es un proceso de producción continuo a gran escala y a alta temperatura con un alto grado de mecanización y automatización.
Producción de ferroaleaciones 1.3
Uso de ferroaleaciones 1.3.1
①Aditivos de aleación②Desoxidante ③Inoculante.
1.3.2 Métodos de producción
Los principales métodos de producción de ferroaleaciones son el método de reducción de carbono (alto horno y horno eléctrico), el método de reducción térmica del metal y el método de electrólisis.
1.4 Materias primas siderúrgicas
Las materias primas siderúrgicas se pueden dividir en metales y no metales.
1.4.1 Materiales metálicos
Los materiales metálicos se refieren principalmente al hierro fundido (o arrabio), chatarra de acero y ferroaleaciones.
1.4.2 Materiales no metálicos
Los materiales no metálicos se refieren principalmente a materiales de escoria, oxidantes y refrigerantes.
1.5 Tareas básicas de la siderurgia
a) Descarburación y ajuste de su contenido a un rango determinado.
b) Eliminación de impurezas, incluyendo principalmente desfosforización (fragilidad en frío), desulfuración (fragilidad en caliente), desoxidación, eliminación de gases (hidrógeno, nitrógeno) e inclusiones no metálicas (óxidos, sulfuros, fosfuros), nitruro, etc.). )
c) Ajustar la composición y temperatura del acero fundido
d) Fundir el acero fundido en lingotes o palanquillas de acero de alta calidad.
1.6 Fabricación de acero con convertidor y hogar abierto
Los métodos de fabricación de acero con convertidor incluyen principalmente el método de fabricación de acero con convertidor ácido de soplado inferior, el método de fabricación de acero con convertidor alcalino, el método de fabricación de acero con convertidor de soplado lateral ácido de soplado lateral y el método de fabricación de acero con oxígeno por soplado superior. método de fabricación de acero con convertidor (método LD), método de fabricación de acero con convertidor de soplado inferior con oxígeno y método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo.
1.6.1 El principio básico del método de fabricación de acero por convertidor
Se basa en que se inyecte aire u oxígeno en el baño fundido y en que varios elementos del arrabio se produzcan sin la ayuda de agentes externos. energía Una reacción de oxidación exotérmica que calienta el acero fundido a la temperatura de extracción (1600 °C o más).
1.6.2 Método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno
Un método de fabricación de acero con convertidor que utiliza oxígeno puro para soplar hierro fundido desde la parte superior del convertidor para formar acero. Desde que se puso en producción industrial a principios de la década de 1950, se ha promovido rápidamente en todo el mundo y gradualmente reemplazó el método de convertidor de aire y el método de fabricación de acero de hogar abierto como método principal de fabricación de acero moderna.
1.6.3 Ventajas del método LD
a) Rápida velocidad de soplado de aire y alta productividad
b) Muchas variedades y buena calidad;
c) Menos consumo de materia prima, alta eficiencia térmica y bajo costo
d) Menos inversión de capital y construcción más rápida
e) Fácil de combinar con acero fundido continuo; .
En vista de las ventajas anteriores, la fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno se ha convertido ahora en el principal método de fabricación de acero.
1.6.4 Características de la acería de solera abierta
El calor aportado desde el exterior se debe al gran tamaño del horno de solera abierta, al largo tiempo de fundición, al gran calor pérdida de la pared del horno y los gases de escape de alta temperatura que eliminan el calor. Además del calor generado por la oxidación de diversos elementos en las materias primas de acero, se debe suministrar combustible desde el exterior y se debe utilizar aire precalentado para quemar el combustible y mantener el calor necesario para la fabricación de acero.
1.6.5 Materias primas para la fabricación de acero a solera abierta
(1) Arrabio o fundición, chatarra de acero y otros materiales siderúrgicos.
(2) Mineral de hierro, oxígeno puro industrial, mineral rico artificial y otros oxidantes;
③Agentes de escoria, como cal (o piedra caliza), fluorita, bauxita, etc.
(4) Desoxidantes y aditivos de aleaciones.
1.6.6 Pasos de la fabricación de acero a hogar abierto
El proceso de fabricación de acero a hogar abierto suele dividirse en varios pasos, como recalentamiento, carga (mineral de hierro, cal y chatarra de acero). ), Calentamiento, adición de hierro fundido, fusión, refinación, desoxidación y roscado.
1.6.7 Ventajas de la fabricación de acero de hogar abierto
① Se puede utilizar una gran cantidad de chatarra de acero y la proporción entre arrabio y chatarra de acero es flexible;
(2) La composición del hierro fundido Los requisitos no son tan estrictos como los del convertidor, y se puede utilizar arrabio ordinario que no se puede utilizar en el convertidor;
③ Hay más tipos de Acero que se puede fundir que el convertidor y la calidad es mejor.
1.7 Fundición en horno de arco eléctrico
1.7.1 Ventajas de la fundición en horno de arco eléctrico
a) Alta eficiencia térmica, alcanzando más del 65%
b )La temperatura es fácil de controlar y ajustar
c)La atmósfera en el horno es controlable, lo que es beneficioso para la desfosforización, desulfuración y desoxidación.
d) Las inclusiones en el acero son relativamente bajas.
e) Alto rendimiento de aleación.
f) Puede fundir toda la chatarra de acero y también mezclar parte del hierro fundido.
g) El equipo es sencillo, ocupa menos espacio, requiere menos inversión y se puede construir rápidamente.
Sin embargo, la cantidad de chatarra de acero en mi país es actualmente pequeña y el precio es alto. Además, debido a la disociación del arco, el contenido de nitrógeno e hidrógeno en el acero es mayor que el de los convertidores.
1.8 Refinado externo
1.8.1 Principio de refinado
Desgasificación al vacío, desoxidación al vacío, tratamiento con gas inerte y agitación del acero fundido.
1.8.2 Principales métodos de proceso de refinado externo
a) Método de refinado con cuchara calefactora por arco sumergido (método LF, desarrollado en Japón en 1971).
b) Método de descarburación y refinación por soplado de oxígeno al vacío (método VOD, desarrollado en Alemania Occidental en 1965)
c) Método de descarburación y refinación en horno de oxígeno de argón (método AOD, desarrollado en la Estados Unidos en 1968)
1.8.3 La refinación fuera del horno tiene las mismas características de proceso que * * *
① Seleccione la atmósfera de refinación ideal, generalmente vacío, atmósfera inerte o atmósfera reductora.
②El acero fundido se puede agitar mediante inducción electromagnética, flujo de gas inerte o métodos mecánicos.
(3) El calentamiento del acero fundido generalmente utiliza calentamiento por arco, calentamiento por arco sumergido, calentamiento por plasma o adición de calor químico durante el proceso de refinación.
1.9 Fundición de acero
La producción de acero incluye la siderurgia y la fundición.
1.9.1 Operación de fundición
Fundición de acero fundido calificado en palanquillas (o lingotes de acero) con una determinada forma, tamaño y peso unitario adecuado para laminación o forja.
1.9.2 Dos métodos de fundición de acero fundido
a) Fundición a presión con lingotes, también llamada proceso de fundición a presión, el producto terminado es un lingote.
b) es acero de colada continua, también llamado proceso de colada continua, y el producto es palanquilla de colada continua.
1.9.3 Método de fundición
La fundición de lingotes se puede dividir en método de fundición superior y método de fundición inferior.
1.9.4 Tipos de máquinas de colada continua
En la actualidad, el equipo de colada continua más utilizado es la máquina de colada continua por arco. Los tipos vertical, de flexión vertical y de inclinación son los productos del proceso de desarrollo. El tipo vertical todavía se utiliza en algunas fábricas, y las máquinas de colada continua rotativas horizontales, de rodadura y centrífugas aún se encuentran en la etapa de producción experimental o a pequeña escala. .
1.10 Procesamiento de plástico metálico
1.10.1 Clasificación
Según si el endurecimiento por trabajo se elimina por completo durante el procesamiento del plástico, se puede dividir en procesamiento en caliente y en frío. tratamiento.
1.10.2 Clasificación de los tipos de fuerza de procesamiento
① Compresión directa, como forja, extrusión, laminación.
(2) Compresión indirecta, como metal; Trefilado, extrusión de tubos y embutición profunda de placas
③ Tensión, como trefilado
(4) Al doblar, se aplican momentos de flexión, como el doblado en frío de metal; ;
⑤ Corte, es decir, aplicación de corte para formar metal, como punzonado y corte.
1.10.3 Características de trabajo de los plásticos metálicos
El procesamiento de plásticos metálicos juega un papel importante en la producción industrial metalúrgica moderna. En comparación con el corte de metales, el procesamiento de plástico tiene las siguientes ventajas:
① En principio, no hay astillas y hay menos pérdida de metal;
(2) Mejora la estructura del material mientras se obtiene la forma y el rendimiento deseados, para que el producto terminado pueda usarse directamente o sea fácil de procesar;
③Adecuado para producción en masa profesional.
Las principales desventajas son:
①Algunos materiales frágiles y productos con formas complejas no son adecuados para el procesamiento de plástico;
②La producción especializada requiere equipos y herramientas especiales.
1.11 Tratamiento térmico de metales
Los métodos de tratamiento térmico de metales incluyen recocido, normalizado, temple, revenido y revenido.