炼钢的原料是什么(钢铁产品的种类和回收)

Posted 2023-06-01

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炼钢的原料是什么(钢铁产品的种类和回收)

现代任何国家是否发达的主要标志是其工业化及生产自动化的水平，即工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。

为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备，钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度。衡量钢铁工业的水平应考察其产量（人均年占有钢的数量）、质量、品种、经济效益及劳动生产率等各方面。纵观当今世界各国，所有发达国家无—不是具有相当发达的钢铁工业的。

一、钢铁产品的种类

⒈ 按碳的含量分

铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%-2%的铁碳合金。

⑴ 碳钢 是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。

按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。

⑵ 生铁 含碳量2%-4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。

根据生铁中钢铁碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。

① 白口铁白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。

② 灰口铁碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。

③ 球墨铸铁若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr,耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。

⑶ 钢铁中碳的来源:

炼铁的原料之一是铁矿石，铁矿石主要成份是Fe2O3。

炼铁的原料之二是焦碳。

炼铁过程部分焦碳留在了铁水中，导致铁水中含碳。

钢铁的生产由铁矿石炼生铁。由生铁作原料炼钢，炼钢的过程主要是除碳的过程。还不能将碳除尽，钢需要有一定量的碳，性能才达到最佳。

⒉按化学成分分

⑴ 碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同，可分为:

① 低碳钢--含碳量wc≤0.25%。

② 中碳钢--含碳量wc＞0.25%≤0.60%。

③ 高碳钢--含碳量wc＞0.60%，高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多。

碳钢通常规律可以近似认为是含碳量越高硬度越大，但达到多大时随含碳量的增高硬度反而降低。

钢铁材料的硬度主要取决于材料的化学成分(钢号)，含碳量高的硬度高；以及热处理状态。

钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金，按含碳量可分为:

生铁――含C为2.0-4.5%

钢――含C为0.05-2.0%

熟铁――含C小于0.05%

碳量多少是区别钢铁的主要标准。生铁含碳量大于2.0%；钢含碳量小于2.0%。生铁含碳量高，硬而脆，几乎没有塑性。

⑵ 合金钢 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为:

① 低合金钢--合金元素的总含量≤5%。

② 中合金钢--合金元素的总含量5%-10%。

③ 高合金钢--合金元素的总含量＞10%。

合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上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，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。

合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。

⒊ 按冶炼设备分

⑴ 转炉钢 用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种。

⑵ 平炉钢 用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性。

⑶ 电炉钢 用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢。

⒋ 按脱氧程度分

⑴ 沸腾钢 属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。

优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；

缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳素结构钢的型钢和钢板。

⑵ 镇静钢 属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。

优点是成分和质量均匀；

缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢钢铁。

⑶ 半镇静钢 脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制，产量不多。

⒌ 按钢的品质分

⑴ 普通钢 钢中含杂质元素较多，含硫量Ws一般≤O.05%，含磷量Wp≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等。

⑵ 优质钢 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量Ws、Wp，一般均≤0.04%，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。

⑶ 高级优质钢 钢中含杂质元素极少，含硫量Ws一般≤O.03%，含磷量Wp≤0.035%，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号"A"或汉字"高"以便识别。

⒍ 按钢的用途分

⑴ 结构钢

① 建筑及工程用结构钢 简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。

② 机械制造用结构钢 是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。

⑵ 工具钢 一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。

按钢铁用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢。

⑶ 特殊钢 具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。

⑷ 专业用钢 这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。

⒎ 按加工形式分

⑴ 铸钢 铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件。

⑵ 锻钢 锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件。

⑶ 热轧钢 热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材。

⑷ 冷轧钢 冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与钢铁大桥热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管。

⑸ 冷拔钢 冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管。

⒏ 镍-不锈钢金属

镍是略带黄色的银白色展性金属，是一种具有磁性的过渡金属，就全球范围内说，采镍大国有俄罗斯、加拿大、澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚和印度尼西亚等。镍不仅是制造镍合金的基础材料，更是其它合金(铁、铜、铝基等合金) 中的合金元素。

目前，镍及其合金用于特殊用途的零部件、仪器制造、机器制造，火箭技术装备中，原子反应堆，用于生产碱性蓄电池，多孔过滤器，催化剂，以及零部件与半制品的防蚀电镀层等，镍被视为重要战略物资，其资源一直为各国所重视。

镍的应用是由镍的抗腐蚀性能决定的，合金中添加镍可增强镍的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生产领域是镍的最大应用领域。合金中加入镍的用途：蒙乃尔高强度耐蚀镍铜锰铁合金(Ni，Cu，Fe，Mn)在化学设备、造船业领域广泛应用，还用于制造沉淀池和盖等；全球约2/3 的镍用于生产不锈钢，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第1位。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。

二、国内大中型钢铁企业

1．特大钢铁企业：年产200万吨钢以上。

宝山钢铁公司、鞍山钢铁公司、首钢、武钢、唐钢、包钢、攀钢、本钢、太钢、马钢。

2．大型钢铁企业：年产400万吨钢以下。

天钢、天铁、天津轧三、宣钢、承钢、石钢、邯钢、刑钢、临汾钢铁公司、长治钢铁公司、凌源钢铁公司、北台钢铁公司、抚顺新抚钢铁公司、通钢、南京钢铁公司、杭州钢铁公司、合肥钢铁公司、福建三明钢铁公司、江西钢铁公司、济南钢铁公司、青岛钢铁公司、莱芜钢铁公司、舞阳钢铁公司、安阳钢铁公司、大冶钢铁公司、湘潭钢铁公司、涟源钢铁公司、重钢、成都无逢钢管公司、水钢、昆明钢铁公司、酒钢、新疆八一钢厂。

以上企业的产品质量都是可靠的。

三、钢材的常用产品

1．螺纹钢：10-40MMX9M/12M，常用材质：20MNSI，（HRB335）。三级钢筋：HRB400；

2．线材：又称盘条，6.5MM，8MM，10MM，12MM，常用材质： Q235；

3. 高线：1.3-1.5吨/捆，单头；

4. 普线：1-1.5吨/捆，200KG/盘，多头，5盘一捆；

5．中板：8-40MM(厚度)，X1.8-2.2M(宽度)，X7-10M(长度)，常用材质：Q235，16MN或称Q345(低合金钢)；

6．等边角钢: 25MM(边长)，X25MM(边长)，X常用材质：Q235；

7．不等边角钢: 75MM(长边宽)，X50MM(短边宽)，X6MM(厚度)，X6M(长度)，常用材质：Q235；

8．圆钢: φ10MM（直径）X9M(长度)，常用材质：Q235；

9．方钢：A50MM，或50MM2X6M(长度)，常用材质：Q235；

10．扁钢：3MM(厚度)，X25MM(宽度)，X6M(长度)；

11．工字钢：工160（腰高），X88（腿宽），X6MM（腿厚）；

12．H型钢：HK220（公称高度），X206（宽度），X15.0（腹板厚度），X25.0（翼板厚度）；

13．槽钢：120（腰高），X53（腿宽），X5（腰厚）；

14．带钢：2(厚度)，X500(宽度)；

15．焊接钢管：(黑管)1X2.75MMX6M；

16．镀锌钢管：1〃X2.75MMX6M，镀锌钢管的理论重量为焊接钢管理论重量X1.03-1.07，钢材流通领域一般X1.07；

17．无缝钢管：32X2.5X6M；

18．螺旋钢管：273X9MMX6M；

19．轻轨: 22KG（以理论重量为参数/规格）X12M；

20．方管、矩型管（理论重量没有国家标准）；

四、废钢铁的回收处理方法

⒈ 磁选

磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异，在不均匀磁声中进行分选的一种处理方法。磁选是分选铁基金属最有效的方法。将固体废物输入磁选机后，磁性颗粒在不均匀磁声作用下被磁化，从而受到磁场吸引力的作用，使磁性颗粒吸进圆筒上，并随圆筒进入排料端排出；非磁性颗粒由于所受的磁场作用力很小，仍留在废物中。磁选所采用的磁场源一般为电磁体或永磁体两种。

⒉ 清洗

清洗是用各种不同的化学溶剂或热的表面活性剂，清除钢件表面的油污、铁锈、泥沙等。常用来大量处理受切削机油、润滑脂、油污或其他附着物污染的发动机、轴承、齿轮等。

⒊ 预热

废钢经常粘有油和润滑脂之类的污染物，不能立刻蒸发的润滑脂和油会对熔融的金属造成污染。露天存放的废钢受潮后，由于夹杂的水分和其他润滑脂和油会对熔融的金属造成污染。露天存放的废钢受潮后，由于夹杂的水分和其他润滑脂等易汽化物料，会因炸裂作用而迅速在炉内膨胀，也不宜加入炼钢炉。为此，许多钢厂采用预热废钢的方法，使用火焰直接烘烤废钢铁，烧去水分和油脂，再投入钢炉。

在金属预热系统中，主要需解决两个问题：

第一，不完全燃烧的油脂能产生大量的碳氢化合物，会造成大气污染，必须设法解决；

第二，由于输送带上的废钢大小不同，厚度不同，造成预热及燃烧不均匀，废钢上的污染物有时不能彻底清洗。