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生鐵

生鐵

分類:
物資常識
作者:
來源:
發布時間:
2017/07/29 15:42

1、生鐵的其他名稱、俗稱

定義:生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金,工業生鐵含碳量一般在2.5%--4%,并含CSIMnSP等元素,是用鐵礦石經高爐冶煉的產品。根據生鐵里碳存在形態的不同,又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。

生鐵性能:生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好,但生鐵脆,不能鍛壓。

2、各種生鐵的性狀、簡介、用途

煉鋼生鐵里的碳主要以碳化鐵的形態存在,其斷面呈白色,通常又叫白口鐵。這種生鐵性能堅硬而脆,一般都用做煉鋼的原料。

鑄造生鐵中的碳以片狀的石墨形態存在,它的斷口為灰色,通常又叫灰口鐵。由于石墨質軟,具有潤滑作用,因而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。但它的抗位強度不夠,故不能鍛軋,只能用于制造各種鑄件,如鑄造各種機床床座、鐵管等。

球墨鑄鐵里的碳以球形石墨的形態存在,其機械性能遠勝于灰口鐵而接近于鋼,它具有優良的鑄造、切削加工和耐磨性能,有一定的彈性,廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級鑄件以及多種機械零件。

此外還有含硅、錳、鎳或其它元素量特別高的生鐵,叫合金生鐵,如硅鐵、錳鐵等,常用做煉鋼的原料。在煉鋼時加入某些合金生鐵,可以改善鋼的性能。

3、生鐵的工藝流程

生鐵的冶煉雖原理相同,但由于方法不同、冶煉設備不同,所以工藝流程也不同。下面分別簡單予以介紹。

高爐生產是連續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成,現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風,噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵后,作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。

高爐內的還原氣體產生于風口前的燃料燃燒,這一過程產生了兩大運動流:一個是上升的熱煤氣流,一個是下降的爐料流(鐵礦石、焦炭、熔劑等)。高爐內的一切反應均發生于煤氣和爐料的相向運動和相互作用之中。它包括爐料的加熱、蒸發、揮發和分解;鐵及其它元素的還原;爐料中非鐵氧化物的熔化、造渣和生鐵的脫硫;鐵的滲碳及生鐵的形成;爐料和煤氣之間的熱交換等等,是一系列物理化學反應過程的總和。

4、生鐵中的化學成分

生鐵中除鐵外,還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素。這些元素對生鐵的性能均有一定的影響。

碳(C):在生鐵中以兩種形態存在,一種是游離碳(石墨),主要存在于鑄造生鐵中,另一種是化合碳(碳化鐵),主要存在于煉鋼生鐵中,碳化鐵硬而脆,塑性低,含量適當可提高生鐵的強度和硬度,含量過多,則使生鐵難于削切加工,這就是煉鋼生鐵切削性能差的原因。石墨很軟,強度低,它的存在能增加生鐵的鑄造性能。

硅(Si):能促使生鐵中所含的碳分離為石墨狀,能去氧,還能減少鑄件的氣眼,能提高熔化生鐵的流動性,降低鑄件的收縮量,但含硅過多,也會使生鐵變硬變脆。

錳(Mn):能溶于鐵素體和滲碳體。在高爐煉制生鐵時,含錳量適當,可提高生鐵的鑄造性能和削切性能,在高爐里錳還可以和有害雜質硫形成硫化錳,進入爐渣。

磷(P):屬于有害元素,但磷可使鐵水的流動性增加,這是因為硫減低了生鐵熔點,所以在有的制品內往往含磷量較高。然而磷的存在又使鐵增加硬脆性,優良的生鐵含磷量應少,有時為了要增加流動性,含磷量可達1.2%

硫(S):在生鐵中是有害元素,它促使鐵與碳的結合,使鐵硬脆,并與鐵化合成低熔點的硫化鐵,使生鐵產生熱脆性和減低鐵液的流動性,顧含硫高的生鐵不適于鑄造細件。鑄造生鐵中硫的含量規定最多不得超過0.06%(車輪生鐵除外)。

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