冶金生产用耐火材料

冶金生产用耐火材料（通用7篇）

冶金生产用耐火材料 篇1

钢铁冶金用不定形耐火材料的现状和发展

田守信

宝钢研究院

环资所

上海 201900 1 概况

近年来不定形耐火材料技术得到了长足的进步。特别是浇注料已经由传统的普通水泥浇注料发展到低水泥浇注料、超低水泥浇注料和无水泥浇注料。由于采用了微粉和高效分散剂技术，导致了致密度大大提高透气度很低，这样致密浇注料的抗热震性和防爆裂性能显著降低。为了解决这方面的问题，添加金属纤维、陶瓷耐火纤维和有机防爆纤维，解决了烘烤爆裂问题和抗热震问题[1-6]。用浇注法制得的产品性能已经接近甚至达到了定形产品的性能。现在不定形耐火材料的显著特点是把材料的制造技术与设备和施工技术结合起来，发展了可塑料喷补技术和湿式浇注料喷射技术。使施工体性能和施工方便性大大提高。这样导致了不定形耐火材料显著增加。先进钢铁公司的不定形耐火材料单耗占整个消耗耐火材料的60%以上。因日本不定形耐火材料已经发展到很高的水平，再加上钢铁吨钢单耗的逐年降低，所以近年来不定形耐火材料占比例几乎没有变化。但是在不定形耐火材料中，喷补料和浇注料所占比例增加，而其他不定形耐火材料如捣打料和可塑料在下降。美国不定形耐火材料占54%，欧洲国家为40%~55%[7-8]，宝钢约58%，我国其他钢铁冶金企业一般为30%~45%。目前我国不定形耐火材料产量占总产量的35%。与国外相比有一定差距，有提高的空间。各个工序用不定形耐火材料

2.1炼焦系统用耐火材料

主要有焦炉和干熄焦用耐火材料。新炉衬主要是定形制品。焦炉主要用硅砖，而干熄焦主要用莫来石砖。这些设备的趋势是向长寿方向发展。除了用优质砖之外，再就是修补。主要用相应的硅质材料、优质黏土质和莫来石质喷补料和浇注料进行修补。

宝钢用湿法手段对焦炉炉墙进行过涂抹，但抹补后挂料时间基本上不到一个月，效果较差。现在宝钢开发了高强的铝硅半干法喷补料（w（Al2O3）为50%~60%）和干法硅质密封料，代替进口喷补料，在性能、施工附着率和使用效果等都较进口料为好。

宝钢干熄焦设备的进焦温度为1 000~1 050 ℃，出焦温度≤250 ℃。进口内衬使用寿命8年。对于修补，用莫来石质浇注料浇注代替喷补，这种修补方法修补的炉衬整体性好，不易剥落，比局部喷补效果好很多，这样修补一次，可以用2年以上，大修炉龄达到10年。

2.2高炉系统用耐火材料 2.2.1高炉出铁场用耐火材料

出铁场日常消耗耐火材料主要是不定形耐火材料。对于炮泥，采用ASC质的，主要有焦油结合和和水系结合两种。近年来也对环保系的树脂结合炮泥进行了开发，但是由于价格等原因，国内还没有推

· Ⅰ—６５ · 广应用。在大高炉炮泥方面，以棕刚玉和优质碳化硅为主要原料，并且添加氮化硅或氮化硅铁制得的ASC炮泥，吨耗0.2~6 kg，国外每天出铁次数达到了3~8次，吨耗在02~0.4 kg；国内多在10次以上，吨耗在0.3~0.6 kg-1 [9]。而在小高炉方面，我国多是以低档次的黏土或废黏土砖料、低档的碳化硅脚料和焦末为主要原料，以焦油或无机结合剂配制而成的炮泥。这种炮泥一天要出铁15次以上，吨耗多在1.5 kg以上，甚至超过2 kg。

炮泥对维护高炉炉况，提高高炉寿命起到重要作用，因此，高抗侵蚀、耐冲刷的无污染的炮泥是值得开发和重视的。炮泥强度的提高，可以提高抗铁水和渣的冲刷性，但是高强度的炮泥给开孔带来了困难。

高炉出铁场用ASC浇注料和捣打料，对于中、大高炉，主要使用浇注料或预制块，一次性通铁量达到了10万t以上，有的超过了20万t。当通铁量达到一定程度时，对出铁场进行修补。修补的方法有：1）在线热态喷补。半干法热喷补渣线是普遍使用的方法，再就是湿式浇注喷射使用的方法[10-11]；2）冷态修补，即套浇。这样重复下去，一代沟龄达到120万t以上，有的超过200万t。宝钢主沟耐火材料吨耗为0.35 kg，渣沟和铁沟耐火材料吨耗为0.65 kg，即出铁场耐火材料吨耗约1 kg以下。不同部位用的材料成分不同。一般渣线主要抗渣侵蚀，采用高碳化硅的ASC浇注料，铁线则抗铁水冲刷和侵蚀，采用低碳化硅的浇注料[12]。出铁场用耐火材料的性能见表1。

表1 出铁场各部位用耐火材料的性能

使用位置

℃ 24 h 耐压强度/MPa 1 450 ℃ 3 h 110 ℃ 24 h 抗折强度/MPa 1 450 ℃ 3 h 体积密度/（g·cm-3）110 ℃ 24 h 1 450 ℃ 3 h 1 200 ℃ 3 h 重烧线变化率/% 1 450 ℃ 3 h HMOR/MPa（1 400 ℃ 1 h）

w/%

Al2O3 SiC

0.20 3.15 82.79 9.12

0.21 2.65 62.99 31.19

0.5~2.0 ≥5 ≥88 MgO≥2

0.3 ≥2 ≥70 ≥8

0.3 ≥60 ≥18

3.5 3.08 2.96 0.05

3.6 2.85 2.81 0.07

≥2.90 ≥2.90

≥6 2.8 ≥2.75

≥6 ≥2.65 ≥2.60

33.2 3.6

33.4 3.3

≥30 ≥3

≥30 ≥3

主沟铁线 28.8

主沟渣线 20.8

摆动流嘴 ≥30

铁沟 ≥30

渣沟 ≥30 硅灰＋水合氧化铝结合及硅溶胶结合的ASC浇注料和湿式浇注喷射料的抗侵蚀性等使用性能显著优于含水泥的浇注料[13-15]。对于小高炉，出铁场主要用树脂结合的捣打料，所选用的主要原料是高铝料和普通碳化硅。由于高温下形成了碳结合，这种材料具有很高的热态强度，具有良好的耐冲刷性。对于750 m3的小高炉，一次性通铁量可以达到4万t以上，经过小修落铁点，整个出铁场的吨耗往往在0.5 kg以下。这是大高炉出铁场值得借鉴的。宝钢铁水脱硅是在摆动流嘴内进行的，用的铝镁质浇注料。出铁场主要浇注料的性能见表2。

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表2 出铁场主要浇注料的性能

湿式喷补料

名称

半干法喷补料

A w（Al2O3）/% w（SiC）/% w（C）/% 体积密度/（g·cm-3）450 ℃ 3 h 耐压强度/MPa 线变化率/％

≥55 ≥16 2 2.25 ≥20 ±0.5

≥70 ≥10 2 2.95 ≥50 ±0.3

B ≥50 ≥30 2 2.50 ≥60 ±0.3

C ≥10 ≥70 5 2.85 ≥40 ±0.3

A ≥45 ≥16 15 1.97 ≥18.9-0.52

B ≥40 ≥6 20 1.85

炮泥

2.2.2高炉炉身用耐火材料

高炉炉缸用高导热的炭砖，微孔炭砖和石墨砖正在增多，越来越多地SiAlON、Si3N4和SiC等各种结合的碳化硅砖和SiAlON结合的刚玉砖应用到高炉炉腰和炉腹，有关用火泥和碳质捣打料性能指标见有关资料介绍[16]。国内一般通过遥控技术，采用半干法铝硅系喷补料对高炉进行修补[17]，国外现在采用湿式浇注喷射料技术进行喷补炉身，耐用性能大大提高。国内如宝钢也已经对高炉炉身上部进行了湿式喷射浇注料技术进行了修补，所用的材料是Al2O3约60%的铝硅系湿式喷射料。对于高炉局部红热，使用ASC质压入料修补，这些材料的性能见表3。为了提高高炉的使用寿命，高炉修补会进一步加强，所用的修补料的质量会进一步提高，热态湿式喷射料技术可能会进一步发展和推广。

表3 高炉喷补料和压入料的性能

使用部位 材质 加水量/％ w(Al2O3)/% w(Fe2O3)/% w(SiC)/% w(C)/% 显气孔率/％（110 ℃ 24 h）体积密度/（g·cm-3）

（110 ℃ 24 h）耐压强度/MPa（110 ℃ 24 h）

热态抗折强度/MPa（1 000 ℃ 3 h）线变化率/％（1 000 ℃ 3 h）铝碳化硅喷补

料

10~12 ≥43 ≥10 ≤23 ≥2.00 ≥15 ≥7 ±0.5

修补上部炉腰以上部位 黏土质喷补

料 12~15 ≥40

≤23 ≥2.00 ≥10 ≥5 ±0.5

高铝质湿式喷射浇注

料

5.5~6.5 ≥50 <1.6 <2(CaO)

≤18 ≥2.50 ≥20 ≥6 ±0.3

修补炉身下部、炉腰、炉腹

铝碳压入料

≥25 ≥30 ≥20 ≤15 ≥1.70 ≥25 ≥3（1 200 ℃）0～-0.4(1 200 ℃ 3 h还原)· Ⅰ—６７ · 2.3铁水包和混铁车用耐火材料

铁水从铁厂运送到钢厂，中间可能要经过下列设备：铁水包、混铁炉、鱼雷车等。随着铁水预处理工艺技术的发展，这些设备内衬由黏土砖发展到用ASC砖。为了提高使用寿命，运输铁水的铁水包开始应用ASC浇注料，使用寿命达到了800炉次以上。而预处理的鱼雷车的包口用莫来石质和高铝-碳化硅质浇注料。在使用过程中的维护，用ASC质修补料，目前正在试用ASC质喷射浇注料，首钢率先在鱼雷车上进行了湿式浇注喷射料的应用研究[18]，并进行了修补试验，取得了良好的效果。铁水预处理用喷枪，这种喷枪受到极为苛刻的热震，因此提高喷枪的抗热震性是极其重要的。提高喷枪抗热震性的方法是采用纤维增强增韧，选用抗热震的莫来石质材料和改进喷枪的结构，即喷枪用低水泥结合的钢纤维增强的莫来石质浇注料[1,5]。

喷枪的使用寿命除了与结构和材质有关外，还与使用条件有关。一般每喷吹一次用时少，使用寿命就长；反之使用寿命就短。一般可以用几百分钟甚至上千分钟。随着三脱比例的提高，对喷枪使用寿命的要求越来越高。含碳和碳化硅的浇注料喷枪正在发展。铁水包和混铁车用耐火材料的性能见表4。

表4 铁水包和混铁车用耐火材料

名称 使用部位 w(Al2O3)/% w(SiC)/% w(FC)/% 体积密度/(g·cm-3)显气孔率/% CCS/ MPa

喷射料 炉衬修补 60 15~25 2~6 2.8 >60

ASC浇注料 锥体、炉体局部

12 3 2.85 47

ASC浇注料 AS浇注料 铁水包 >60 >7 >2 >2.6 <17 >30

炉口 70 8 2.80 16 40 2.4 转炉用耐火材料

转炉用镁碳砖已经标准化。转炉的修补维护用不定形耐火材料，主要有喷补料、热自流修补料和捣打料等[19-20]。这些材料的性能见表5。

转炉喷补料普遍使用的是半干法镁质喷补料，每喷一次使用寿命一般3~7次。最近开发了无水的镁碳质喷补料，用该喷补料每喷一次使用寿命达到20次以上。大面热自流修补料也由沥青镁砂变成了改性树脂结合的热自流修补料、环保的含水的镁质自流料和环保的快硬的含水SiO2结合剂的镁质热流修补料。这些材料的性能见表6。

总之，不管是自流修补料或是喷补料，在转炉上都是碱性的镁质和镁钙质材料。有时它们含碳，但是几乎很少用水泥结合，碳结合最能提高使用效果。

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表5 转炉炼钢用不定形耐火材料的性能[20]

捣结料

产品名称

A 类型 施工 结合剂

MgO w/% CaO C 1 000 ℃ 3 h 显气孔率/% 1 500 ℃ 3 h 体积密度 1 000 ℃ 3 h

17.2 2.6 2.7-1.0-2.5 3.5

4.8 2.45 2.50-0.2-0.7 3.5

.49.5

.59.5

.053.0

.153.0

35.1 2.22 2.13-0.3-0.3 3.0

B

A 干 热态袋装

B 干

A 干

B 干 热态

干 热态 树脂 87 2 32.2

半干 半干 室温 室温

热修料

喷补料

注射料

热态 热态

树脂 沥青 树脂+沥青 沥青 树脂 磷酸盐 91 0.4 0.9

1 1.5

8 25.8

7 24.7

1.2 7 32.2

1.9-≤5 ≥2.60

50≤5 ≥2.70

喷补料 修补AOD衬 70 20~3018~23-≤0.518~23≥2 MPa 粘接强度 镁铬砖衬火泥

镁钙衬的 镁铬衬的 缝隙，炉口 缝隙炉口

镁钙衬的喷补 镁铬衬的喷补

2.7 连铸中间包用耐火材料

文献[30-31]全面阐述了中间包用耐火材料。20世纪70年代是无内衬中间包，70-80年代是绝热板（硅质、镁质、橄榄石质），80年代后为镁质、镁铬质和镁钙质涂料。材料的密度变化很大，适应不同要求，密度为1.16~2.2 g·cm-3。90年代开始出现了干式工作衬，在材质上有镁质、镁钙质等，使用寿命也达到了77 h以上。

宝钢开发了超轻质镁质涂料[32]，密度降低到1.16 g·cm-3，导热系数降低到0.4 W·m-1·K-1以下。对于中间包保温和降低成本有意义。

为了提高钢水质量，中间包内设置了挡渣堰。把渣挡住，避免卷入钢中形成夹杂物，同时也是改变流场，使之钢水中的夹杂物上浮。所用的挡渣堰或防溅桶。用镁质浇注料的较多，也有用高铝浇注料的。中间包工作衬应该避开磷酸盐结合剂，以防止钢水增磷[33]。为了提高洁净度，中间包衬还使用了镁钙质涂料。以前多是以石灰石和白云石的形式引入CaO，这对烘包提出了很高的要求，往往不能达到白云石或石灰石的分解温度而在中间包投入使用时造成钢水沸腾。近年来发展了干式料[34]，这对向中间包衬内引入游离CaO的原料成为可能，研制的以镁钙砂为主要原料的干式料在中间包工作层使用取得了良好的结果[35]。中间包盖和永久层用铝硅系浇注料，它的Al2O3含量一般在60%~75%，是属于低水泥钢纤维增强的浇注料[36]，经过修补可以达到上千次。关于宝钢中间包用耐火材料的指标见表9。

表9 宝钢中间包涂料性能

名称 加水量/% 烘干后体积密度/(g·cm-3)轻质涂料 19.2 1.49

普通涂料 20 2.1

镁钙质涂料 2.1

超轻质涂料 1.16

铝硅质浇注料

5~6 2.5~2.6

挡渣堰

2.80 · Ⅰ—７５ · w（SiO2）/% w（Al2O3）/% w（CaO）/% w（MgO）/% 导热系数/(W·m-1·K-1)(500 ℃)施工方法

6.53 0.79 1.86 86.46 0.434 机喷和手涂

6.24 2.29 1.89 85.15 0.703 手涂抹

＜6 ＜2 ＞50 ＜40 手涂抹

＜6 ＜3 ＞85 0.3 机喷和手涂

23~30 60~70 ＜1 1.5 用在盖和永久层 ＜5 ＞82

2.8其他用不定形耐火材料

烧结厂的烧结机、轧钢厂加热炉的工作温度一般都在1 450 ℃以下，节能保温和长寿是主要的。以前用铝硅系耐火砖为主，现在发展越来越多地用可塑料和浇注料等不定形耐火材料，浇注料比例逐步增多起来。有的地方用低水泥、超低水泥和高强耐磨浇注料，这有利于耐磨，以提高使用寿命。还有轻质涂料和浇注料，这有利于节能保温。不定形耐火材料发展趋势

关于湿式浇注喷射料技术，国外已经发展了十几年了，并且比较普遍地应用到各个领域，但是国内开发和应用较慢。到目前才开始起步。主要有宝钢的出铁沟的热湿式浇注喷射[10]和钢包永久层的湿法喷涂[24]，首钢在加热炉、中间包永久层[37]和鱼雷车上进行了湿式浇注喷射料的试验[18]，河北在钢包上进行了湿式浇注喷射[22]，中钢耐火材料公司在水泥窑的湿式浇注喷射试用[38]等。这些都说明我国湿式浇注喷射技术正在起步，应用将很快得到普及。

可塑料一般人工捣打施工。劳动强度大，施工环境差，导致了逐年减少，应该向机械化喷涂的方向发展。这方面国外已经成功地普遍使用，国内很少使用，宝钢在加热炉上用可塑料成功地进行了机械喷涂施工[39]。将对促进可塑料的发展起到引领作用。另一方面，可塑料应该向更高性能的方向发展。以前可塑料含水较多，气孔较高，收缩大，抗热震性较好，但是抗侵蚀性较低，限制了在更高温度和侵蚀性强的环境下应用。因此，应该开发高致密的低加水量的可塑料，这更容易可塑喷涂，把湿式浇注喷射料与之结合和统一起来，可能会促进浇注料和可塑料施工技术的发展。

不定形耐火材料因有下列优点而使用比率的增大：1）高技术的不定形耐火材料技术的发展，特别是耐火浇注料性能可与耐火砖相匹美；2）用不定形耐火材料对冶金窑炉实施修补，显著降低了消耗和成本。导致了用户对修补料的需求增加；3）不定形耐火材料生产容易，设备投资小；4）施工机械的发展，导致对应用不定形耐火材料更加省力和高效。

今后不定形耐火材料的发展重点：1）加速开发低水泥、超低水泥和无水泥高性能浇注料包括预制块在高温领域的应用；2）研究开发干式致密浇注料和火焰喷补料；3）研究改进湿式喷射浇注料技术，把材料技术，使用技术和喷涂设备结合起来；4）研究开发不定形耐火材料喷补和施工法机械化和自动化；5）对于我国应该尽快开发和推广应用湿式浇注喷射料技术到冶金窑炉、水泥石灰窑等高温窑炉。

总之，加强冶金窑炉的热态和冷态修补和维护工作，是迫切要做的事情，是发展方向。

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参考文献

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冶金生产用耐火材料 篇2

据巴西圣保罗科研基金会报道, 圣保罗州立大学农艺学系教授阿尔西德·洛佩斯·莱昂主持的一项研究项目, 从植物废料中提取纤维制造出新一代超级塑料, 这种塑料较传统的聚乙烯具有质量轻、强度高、符合生态要求等特点。

从20世纪90年代起, 该科研小组就开始从植物废物中提取原料, 包括菠萝、香蕉、椰子、剑麻以及木头等废料中的天然纤维素, 在厘米与毫米级别上进行实验。最近两年来, 他们进行了纳米级实验, 发现这种纤维具有与碳纤维和玻璃纤维相似的强度, 可以提取出来作为原料生产塑料。其产品与传统的以石油和天然气为原料生产的塑料相比, 具有强度和持久性方面的优势, 是一种全新的产品。

阿尔西德·洛佩斯教授说:“这种纳米级纤维的机械特性大大增强。用这种纤维制造的产品比传统产品轻30倍, 强度增加3～4倍。”该科研小组在巴西Braskem化工公司进行的实验表明, 向该公司生产的聚丙烯中添加2%的纳米纤维, 聚丙烯的强度增加了50%以上。在汽车的保险杠、控制盘、齿轮箱等部件的塑料注塑实验中, 加上0.2%～1.2%的纳米纤维, 这些部件均显示出比目前市场上的部件更大的强度和更轻的质量。

冶金生产用耐火材料 篇3

40年前，刚刚成立的NITORI集团不过是一间30平方米的小店铺，而今，已经发展为拥有超过200家连锁店的跨国企业。“在NITORI，人们不禁畅想，自己究竟想要怎样的居家空间，而这种想象，第一次有了实现的可能。”似鸟昭雄感慨地说。

目前，NITORI集团由四部分组成：负责家具与家居装饰零售业务的NITORI股份有限公司、在印尼和越南负责家居生产的NITORI FURNITURE股份有限公司、负责日本国内物流的HOME LOGISTICS股份有限公司，以及负责集团广告与宣传的NITORI PUBLIC股份有限公司。如此一来，集团内部的功能分配和责任担当便一目了然，从而使集团具有更高效率和更适应能力。

极尽可能消减中间成本

为了实现“比肩欧美的缤纷家居生活”，NITORI集团发现，以下两点必须要做到：制定任何人都能够轻松承担低廉的价格，以及生产质量可靠、品质优秀的产品，两者缺一不可。

为此，NITORI集团在传统的“制造与零售”产业模式中，加入了物流能力，确立了全新的产业模式：制造、物流与零售企业。为了实现价格低廉和品质可靠，NITORI集团将大部分的产品放在在亚洲各国制造，用来降低生产成本。另外，从选择外包的进口与海关手续、到贮存保管和物流运输、传单印制等广告宣传，甚至到公司体系的规划和产品的开发，这些全都在NITORI集团内部完成。

NITORI集团认为，要让顾客选择物美价廉的产品，就要极尽削减中间成本。从产品策划、资源采购，到生产、物流和零售，每一个环节都由NITORI集团全程负责，这便是NITORI集团最为显著的特点。

奔走于各地市场调查采购

要生产出既能满足顾客需求，又物美价廉的产品，第一步就要从原材料的采购开始。这个步骤如果依赖其他贸易公司执行，并委托对方找到“品质优秀、价格减半”的原材料，NITORI集团认为并不可行。

因此，NITORI集团的采购人员往往会亲临国外展会，寻找最新最合适的材料。在采购中，NITORI集团的采购人员不仅要求产品质量过硬，还往往会按照顾客心仪的价格（具有压倒性优势的低价）推算出原材料的成本。为了实现这一目标，NITORI集团的采购人员往往会对原材料展开彻底入微的调查，他们会亲自与海外供应商进行交涉，从全世界为NITORI集团采购原材料。

在海外采购中，NITORI集团早在1986年便进军新加坡，开始海外事业。经过多年的新设、合并、统一和废弃，NITORI集团现在拥有包括中国、马来西亚、泰国等6个国家的共计14处法人事务所。目前，与NITORI集团合作的海外供应商约有270家。

强化海外生产的品质管理

NITORI集团将从世界各地采购来的原材料，直接送往符合NITORI集团品质标准的海外工厂进行生产。现在，有超过75%的独立开发产品在海外完成。NITORI集团的生产线于1994年开始在印尼运转，又于2004年启用了越南工厂，由NITORI FURNITURE股份有限公司管理。这两处工厂作为NITORI集团下属的家具开发和制造的据点，主要生产衣橱、碗柜和餐具架。为了满足今后不断增长的需求，工厂规模也随之扩大。

需要指出的是，即便是在非NITORI集团下属的工厂中，其生产过程也绝不会完全外包。相反，NITORI集团在各地设置据点，并对其进行全方位的管理，不但保证产品质检过关，同时也能对生产过程提出指导和改善方案。

将海外生产的产品运送进日本时的成本削减也是非常重要的课题之一。2007年5月和2009年12月，中国惠州物流中心和上海加工中心分别启动。其中，惠州物流中心占地216800平方米，负责将中国广东地区的商品集中并向日本各地混载出货；上海加工中心占地118581平方米，除了担当物流中心的职能外，也负责相关产品的品质管理。

在中国的采购清单

餐厅用品、厨具用品、清洁清扫用品、家居照明、小家电、储物用品、简易家具、装饰品、户外用品、季节性用品、儿童用品、浴室用品、纺织品、民用家具、办公家具。

钢铁冶金联合企业的生产 篇4

摘要

随着国家的发展，工业也跟着发展特别是在这个快速发展的社会钢铁工业占着重要的地位，中国冶金工业科技水平正在走强，“大而弱”的声音已经降调。中国应当以提高竞争力为目标，进一步提高冶金工业科技水平。冶金行业安全问题要引起高度重视，解决安全问题要采用综合性措施，常抓不懈。完善中国冶金行业的标准从一定意义上来讲是解决冶金安全的关键，要构建安全标准体系保障行业健康发展。关键词：冶金

钢铁

程序

采矿

引言：通过了接近十周的《冶金工程概论》课的学习，让我这个从来都不接触钢铁的学生全方位的了解了，钢铁的冶炼和我国钢铁业的发展，也让我受益匪浅。这个课程即将结束，我将用论文的形式将我所学到的展现出来。本篇文章主要是将钢铁冶金联合企业主要有哪些生产环节？每一个生产环节的主要过程、主要设备。生产方法以及特点的描述。

1采矿和选矿 1.1采矿

原料是高炉冶炼的物质基础，冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石，0.4~0.6t焦炭和0.2~0.4t溶剂。高炉冶炼是连续生产过程，因此必须尽可能为其提供数量充足，品位高，杂质少，强度好，粒度均匀，粉末少以及性能稳定的原料，对一些不能满足上诉要求的原料，要进行一系列的准备处理，以确保高炉操作稳定顺行

采矿方法就是根据矿床的赋存要素和矿石与围岩的物理力力学等因素所确定的矿石开采方法，它包括采区的采准，切割和回采。根据回采时地区管理方法分为三大类：空场采矿法，充填采矿法和崩落采矿法。

铁矿石的开采方式主要有露天开采和液体开采，a矿石的品位要高。矿石的品位（含铁量）愈高，脉石含量愈少，冶炼是所需溶剂量和产出的渣量就少，因而能耗相应降低，产量增加。经验表明，含铁量每增加1%，则焦比降低2%，产量提高3%：贫矿石直接入炉冶炼在经济上是不合算的，应该选矿提高品位后，制成烧结矿或球团矿再入炉冶炼。B酸性脉石要低。一般的铁矿石脉石属酸性，主要成分为SiO2和Al2O3。在高铁冶炼条件下，Al2O3不被还原，SiO2只有很少量的被还原，最终进入炉渣与金属分离为未获得熔点，粘度，碱度等性能适当的熔渣，就需要在炉料中配加一定数量的碱性溶剂（CaCo3）。因此，矿石中SiO2和Al2O3愈多，加入的溶剂就愈多，渣量就愈多，燃料消耗量愈多。所以矿石中酸性脉石含量越低愈好。C有害杂质要少。铁矿石中的主要杂质主要是硫和磷，他们在高炉冶炼中很容易进入生铁，从而对钢铁性能带来危害。在钢铁冶炼过程中，硫的脱除主要是在冶炼过程中进行的，磷的脱除主要是在炼钢过程完成的，因此铁矿石中硫和磷含量高会大大增加炼铁和炼钢的负担，获得高产，优质，低耗既长寿的生产技术经济指标。1.2选矿

（1）铁矿石：我国是世界上铁矿石资源较为丰富的国家之一，已探明的铁矿石储量有443亿吨。我国铁矿资源优点：一是贫矿多，富矿少，品均含铁量为34%，含铁量在50%以上可以直接入炉的富矿仅占5.7%，阴齿必须大力发展选矿和造块工业：二是复合矿多，含多种金属的复合矿约占总储量的25%，如在包钢所用的白云鄂波铁矿中伴生的稀土元素总量比世界各国储量的总和还多，攀枝花铁矿含钒，钛，其钒含量也占世界首位，因此必须注重综合利用。铁矿石的的种类较多，在自然界中已经发现有300多种含铁矿物。作为炼铁原料的铁矿石主要有赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿及菱铁矿四种。磁铁矿坚硬致密，具有磁性，故其复合矿适合用磁选的方法富集，但还原能力差。赤铁矿质软，组织疏松易破碎，还原性能优于磁铁矿。褐铁矿和菱铁矿在受热时，所含结晶水及碳酸盐分解货挥发后，形成疏松多孔的结构，还原性好。对于含铜或含钒钛类型铁矿石，为了综合回收各种有用矿物，多采用磁，浮，重，化等联合流程进行选别。

（2）多金属矿石 ：典型多金属硫化矿石是铜，铅，锌硫化矿石。其特点：硫化矿物种类多，品位低，嵌布细，各种有用矿物共生，可选性不一。混合浮选流程加硫酸钠活化闪锌矿，加少量氰化物抑制硫化铁矿物，之后用石灰石将矿浆调制pH=9~10，并加“氰化钠+硫酸锌”抑制闪锌矿，实现铜，铅与锌矿分离，从而获得闪锌矿精矿。铜铅分离时，加重铬酸钾搅拌90~100min，调pH=9~9.5，抑铅浮铜，获得铜精矿。尾矿中主要是铅精矿，还有一部分易浮的锌矿进入，此时用硫酸铜活化锌矿物浮锌抑铅，分别获得铅精矿和锌中矿。

1.2人工造矿（球团和烧结）

粉矿造块的方法：烧结法和球团法，以烧结法为主。

1）烧结是分矿造块的主要方法，其工艺是将粉矿，燃料和熔剂按一定比例混合；利用其中燃料燃烧产生的热量使混合料发生一系列物理化学反应，部分原料颗粒表面发生软化和熔化，产生一定液相，并润湿其他未熔化的矿石颗粒；当冷却后，液相将粉矿颗粒粘结成块，这个过程成为烧结。2）主要设备：吸风带式烧结机。2·炼铁

目前常用的炼铁方法有高炉炼铁，直接还原和熔融还原铁三种方法。高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法，利用焦炭作为发热剂和还原剂，把铁矿石还原成生铁的碳热还原熔炼过程。2.1高炉炼铁的过程如下：

1）烧结矿及部分块状铁矿石与焦炭，溶剂从高炉顶装入高炉中；

2）从高炉下不得风口鼓入1000~1300℃的热风，炉料中的焦炭在风口前与鼓风中的氧发生燃烧反应；

3）同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。

4）反应产生的2000℃以上的炽热的具有还原性的煤气，在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料。矿石料在下降过程中逐步被还原，熔化成生铁和渣，聚集在炉缸中，并定期从铁口，渣口放出。5)上升的高炉煤从炉顶排出。所以，可以把高炉看成是一个炉料下降，煤气上升的两个逆向物流运动的反应器。2.2高炉炼铁的特点

1）高炉冶炼是在炉料与氧气气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的，炉内主要是还原性反应。

2）高炉是密闭的容器，除装料，出铁，出渣及煤气外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器。

3）高炉是连续的大规模的高温生产过程，机械化自动化水平高 3.炼钢

1）造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。

2）出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。

3）熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。4）电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。

5）熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电 开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。

6）氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷;去除气体及夹杂物;使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。

7）还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。8）炉外精炼：将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。

9）钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟;而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物*上浮除去，排除速度较慢;搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。10）出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。4·轧钢

热轧，每一阶段的主要生产过程为：1）加热。将钢坯在加热炉中，加热到再结晶温度以上的某一适当温度。2）轧制。不同品种或规格产品，分别在不同类型的轧机上进行轧制。3）精整。包括剪切、冷却、矫正、检验、表面处理等。

冷轧的主要生产过程为：1）酸洗。除去坯料表面的氧化铁皮。2）轧制。3）退火。消除加工硬化。4）精整。

5.冶金与艺术设计的联系

冶金企业安全事故反思材料 篇5

2月20日，xxx公司铸钢厂发生喷爆事故，导致xx人死亡，xx人受伤的群体伤亡事故；2月23日，xx钢铁公司进行三加压站8m?0?6煤气柜技术改造大修，在施工过程中意外导致煤气进入柜内，造成x人死亡，多人受伤的恶性事故，此两起事故语音未消，我公司炼铁厂再次发生了因操作人员在处理故障时导致煤气泄漏导致x死x伤的事故。纵观这几起事故，都是血的教训，也从这几起事故中，对照我们现场实际，从以下几个方面进行反思。

1、现场作业人员的受控情况

事故不可能被百分之百杜绝，只能最大程度的预防。杜绝大规模群体性伤亡事故，首先就要控制区域内总的作业人员数量。目前罩退区域共44个炉台，岗位人员7名，人均负责7个炉台，为加大对现场的管控，已制订了区域封闭管理措施，但从实际执行效果来看，并没有完全的落实下去，这非常不利于重大危险源场所的控制，仍需要从以下两个方面加大工作力度。第一，继续对职工进行安全教育，让职工理解本质安全的根本是从自己做起，是建立我要安全的意识，主动绕行。第二，继续做工作打通原定于产成品库房内的安全通道，给职工画出指定的安全通行区域，从根本上解决罩退区域无关人员“借道”从罩退区域通行的问题。

2、区域作业危险源辨识情况

现场危险源时切实存在的，不已我们的意志为转移，但存在危险源不一定要发生危险。事故是在人、机、物三个主体同时处于一种特殊的状态时激化的。因此，将危险源辨识出来后制定相关防范措施防止事故被触发，多辨识出一个危险源点，就能多避免一次事故的发生。罩退机组由于工艺要求的特殊性，危险介质较多，设备布局密集，危险源点众多，截止目前罩退机组共排查出危险源点104个，但肯定不全面，因此，继续对生产过程中难以发现的危险源点的排查工作是以后工作的中心。

3、区域安全作业标准执行情况

标准，即为标杆。经过两年半的生产，区域根据生产作业情况以及危险源的辨识情况制订了炉区安全作业标准，顾名思义，按此标准作业就能最大程度的避免发生事故，区域作业人员平均年龄28岁，年轻人的冒进思想严重，安全意识淡薄，违章作业的情况时有发生，给区域买下了巨大的安全隐患。归根到底时执行力的问题，执行力差，区域安全管理制度难以落到实处，岗位人员不按安全标准化作业，现场安全必然会失控。因此，2012年的工作重点将转移到抓执行、抓落实。发现一起落实一起，绝不姑息，建立一个人人自觉遵章守纪的氛围，将危险隐患消除在萌芽状态。

4、事故状态下预案的启动情况

钢铁冶金及材料制备新技术 篇6

1、铁芯损耗的影响因素：

2、制备过程。

34、粉末冶金新技术主要内容：粉末制备新技术、成型新技术、烧结技术。

二、名词解释

1、高炉余压透平发电：是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机或其它装置发电的一种二次能源回收方式。

2、干熄焦：干熄焦是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦一种熄焦方法。

3、三维印刷：该法是根据印刷技术，通过计算机辅助设计，将粘结剂精确沉积到一层金属粉末上。这样反复逐层印刷, 直至达到最终的几何形状。

三、简答题

1、新型多功能融化还原竖炉的原理、结构、特点？

答：原理：将高炉炉缸的熔融还原和化铁炉的快速加热组合在一起，采用氧—煤技术实现高的燃烧温度，将处理劣质废钢、回收钢铁厂粉尘和冶炼合金母液融为一体，为短流程提供热装铁水或合金母液。

结构：①炉体、②加料和煤气系统、③出铁、④出渣和送风系统。

特点：1）原料适应性广；2）炉容小，产量高；3）投资少；4）环境友好；5）用途广。

2、熔融还原技术定义、原理？

答：熔融还原：不用高炉而在高温下，还原铁矿石的方法，其成分是与高炉铁水相近的液态生铁。

熔融还原技术原理：

给料机脱气O2煤干馏气体混合块煤 气化炉顶部 焦炭煤气

还原性气体

出炉气化炉熔融造渣液态铁 冷却除尘

4、烧结新技术？

答：1）微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产生热而烧结的方法。

2）爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制，它在粉末冶金中发挥了很重要的作用，爆炸压制时，只是在颗粒的表面产生瞬时的高温，作用时间短，升温和降温速度极快。

3）放电等离子烧结（SPS）该技术是在粉末颗粒之间直接通入脉冲电流进行加热烧结，是将电能和机械能同时赋于烧结粉末的一种新工艺。

5、粉末还原？

答：工艺上所说的还原是指通过一种物质——还原剂，夺取氧化物或盐类中的氧（或酸根）而使其转变为元素或低价氧化物（低价盐）的过程。用还原剂还原金属氧化物及盐类来制取金属粉末是一种广泛采用的制粉方法。还原剂可呈固态、气态或液态；被还原的物料也可采用固态、气态或液态物质。在粉末冶金中，可采用气体、碳或某些金属作还原剂。

答：1）还原气体供气强度和流速的影响、2）还原气体压力的影响、3）还原温度的影响、4）气象组分的影响

7、劣质废钢利用和粉尘回收

答：1）适当的二次燃烧，有助二恶英等的分解

2）柱较高，其中的矿、焦和溶剂又能够吸收一部分生成的有害气体 3）煤气燃烧时也能将二恶英等有毒气体分解

一、填空

1、铁芯损耗的影响因素：

2、制备过程。

34、粉末冶金新技术主要内容：粉末制备新技术、成型新技术、烧结技术。

二、名词解释

1、高炉余压透平发电：是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机或其它装置发电的一种二次能源回收方式。

2、干熄焦：干熄焦是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦一种熄焦方法。

3、三维印刷：该法是根据印刷技术，通过计算机辅助设计，将粘结剂精确沉积到一层金属粉末上。这样反复逐层印刷, 直至达到最终的几何形状。

三、简答题

1、新型多功能融化还原竖炉的原理、结构、特点？

答：原理：将高炉炉缸的熔融还原和化铁炉的快速加热组合在一起，采用氧—煤技术实现高的燃烧温度，将处理劣质废钢、回收钢铁厂粉尘和冶炼合金母液融为一体，为短流程提供热装铁水或合金母液。

结构：①炉体、②加料和煤气系统、③出铁、④出渣和送风系统。

特点：1）原料适应性广；2）炉容小，产量高；3）投资少；4）环境友好；5）用途广。

2、熔融还原技术定义、原理？

答：熔融还原：不用高炉而在高温下，还原铁矿石的方法，其成分是与高炉铁水相近的液态生铁。

熔融还原技术原理：

给料机脱气O2煤干馏气体混合 块煤 气化炉顶部 焦炭煤气

还原性气体

出炉气化炉熔融造渣液态铁 冷却除尘

4、烧结新技术？

答：1）微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产生热而烧结的方法。

2）爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制，它在粉末冶金中发挥了很重要的作用，爆炸压制时，只是在颗粒的表面产生瞬时的高温，作用时间短，升温和降温速度极快。

3）放电等离子烧结（SPS）该技术是在粉末颗粒之间直接通入脉冲电流进行加热烧结，是将电能和机械能同时赋于烧结粉末的一种新工艺。

5、粉末还原？

答：工艺上所说的还原是指通过一种物质——还原剂，夺取氧化物或盐类中的氧（或酸根）而使其转变为元素或低价氧化物（低价盐）的过程。用还原剂还原金属氧化物及盐类来制取金属粉末是一种广泛采用的制粉方法。还原剂可呈固态、气态或液态；被还原的物料也可采用固态、气态或液态物质。在粉末冶金中，可采用气体、碳或某些金属作还原剂。

答：1）还原气体供气强度和流速的影响、2）还原气体压力的影响、3）还原温度的影响、4）气象组分的影响

7、劣质废钢利用和粉尘回收

答：1）适当的二次燃烧，有助二恶英等的分解

2）柱较高，其中的矿、焦和溶剂又能够吸收一部分生成的有害气体 3）煤气燃烧时也能将二恶英等有毒气体分解

一、填空

1、铁芯损耗的影响因素：

2、制备过程。

34、粉末冶金新技术主要内容：粉末制备新技术、成型新技术、烧结技术。

二、名词解释

1、高炉余压透平发电：是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机或其它装置发电的一种二次能源回收方式。

2、干熄焦：干熄焦是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦一种熄焦方法。

3、三维印刷：该法是根据印刷技术，通过计算机辅助设计，将粘结剂精确沉积到一层金属粉末上。这样反复逐层印刷, 直至达到最终的几何形状。

三、简答题

1、新型多功能融化还原竖炉的原理、结构、特点？

答：原理：将高炉炉缸的熔融还原和化铁炉的快速加热组合在一起，采用氧—煤技术实现高的燃烧温度，将处理劣质废钢、回收钢铁厂粉尘和冶炼合金母液融为一体，为短流程提供热装铁水或合金母液。

结构：①炉体、②加料和煤气系统、③出铁、④出渣和送风系统。

特点：1）原料适应性广；2）炉容小，产量高；3）投资少；4）环境友好；5）用途广。

2、熔融还原技术定义、原理？

答：熔融还原：不用高炉而在高温下，还原铁矿石的方法，其成分是与高炉铁水相近的液态生铁。

熔融还原技术原理：

给料机脱气O2煤干馏气体混合 块煤 气化炉顶部 焦炭煤气

还原性气体

出炉气化炉熔融造渣液态铁 冷却除尘

4、烧结新技术？

答：1）微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产生热而烧结的方法。

2）爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制，它在粉末冶金中发挥了很重要的作用，爆炸压制时，只是在颗粒的表面产生瞬时的高温，作用时间短，升温和降温速度极快。

3）放电等离子烧结（SPS）该技术是在粉末颗粒之间直接通入脉冲电流进行加热烧结，是将电能和机械能同时赋于烧结粉末的一种新工艺。

5、粉末还原？

答：工艺上所说的还原是指通过一种物质——还原剂，夺取氧化物或盐类中的氧（或酸根）而使其转变为元素或低价氧化物（低价盐）的过程。用还原剂还原金属氧化物及盐类来制取金属粉末是一种广泛采用的制粉方法。还原剂可呈固态、气态或液态；被还原的物料也可采用固态、气态或液态物质。在粉末冶金中，可采用气体、碳或某些金属作还原剂。

答：1）还原气体供气强度和流速的影响、2）还原气体压力的影响、3）还原温度的影响、4）气象组分的影响

7、劣质废钢利用和粉尘回收

答：1）适当的二次燃烧，有助二恶英等的分解

冶金生产用耐火材料 篇7

近年来，我国的国民经济处于高速发展时期，对于石油、天然气等主要能源和铁路运输需求越来越多，为了钻探、开采、输送石油和天然气，对于各种规格的无缝钢管、焊管的需求也在快速增长，但我国的钻井深度、油气输送管道长度与国外发达国家相比还有很大差距，因此今后的发展潜力仍然很大。另外，由于铁路运输是一种运力大、成本低的经济型运输方式，所以国家今后将重点发展铁路交通，铁路行业对重轨的需求量在逐年增加。仅以2007年统计，国内钢管总产量达到了4000万吨以上，重轨产量达到300万吨左右。由于无缝钢管、重轨的钢级较高，在坯料锯切、成品精整等工序具有很大的加工难度，传统的高速钢镶片圆锯、双金属带锯条难以满足大批量连续生产的要求，为了提高加工效率、锯切质量，很多企业多采用了硬质合金锯机进行加工，国内锯机使用量已达1 00多台。

由于冶金用硬质合金齿圆锯片技术含量高、制造难度大，其高端产品一直由德国、日本等国家的少数锯片生产厂家提供，产品价格相当昂贵。唐山冶金锯片有限公司通过开展一系列的技术改造和技术开发，在关键工序引进了德国、日本的先进设备，结合自身多年生产金属圆锯片的经验，开发研制了系列化的冶金用硬质合金齿圆锯片，以优质的性价比实现了该产品的国产化。经过几年的不断改善，产品质量达到国际先进水平，受国家发改委委托完成了该产品的国家行业标准的起草制定工作。

2. 国产冶金用硬质合金齿圆锯片的研制

在冶金用硬质合金齿圆锯片的研制过程中，我们充分借鉴了冶金锯片公司各类金属圆锯片的生产技术和经验，利用了进口的高水平关键锯片生产设备，如日本大同工业炉株式会社生产的锯片全自动热处理生产线，德国格林公司生产的全自动硬质合金焊接机床，德国Vollmer公司生产的数控硬质合金锯片刃磨机床等，下面将主要工作介绍如下。

2.1 原材料的选择

由于冶金用硬质合金齿圆锯片的工作条件比较苛刻，属于较大负荷的连续切削状态，要求锯片基体部分具有高强度(σb≥1200MPa)、高韧性、高热稳定性，所以我们选择了进口的80Cr V2钢板作为锯片基体材料，国内钢号为8Cr V，其化学成分如下：

该钢种属于低合金工具钢，其中的Cr可提高淬硬性，V可细化金相组织，提高钢材的刚性和稳定性。

对于锯齿部分，要求在工作时承受较大的切削负荷和一定的冲击而不能出现崩裂、破碎等现象，所以在选用硬质合金牌号时首先要选择具有强韧性、硬度合理匹配的品种，而且应具有超细颗粒组织。经过试验、优选，我们最终选用了P25—P40超细颗粒硬质合金材料作为锯齿的毛坯材料。

2.2 片体热处理

原料板材经过毛坯下料以后，使用日本产锯片连续热处理生产线完成锯片的淬火和回火过程，由于淬火设备的自动化程度高，温度控制准确，淬火油池冷却均匀，回火是在持续加压力之下完成，所以可以保证整块锯片钢板具有均匀的硬度分布(同片差≤1HRC)、良好的平面度(≤0.5mm)，便于后续加工的进行。具体热处理工艺如下：

为了消除各种加工应力，保持锯片片体性能的一致性和稳定性，在粗磨加工以后还要进行一次定型处理。此时，片体不仅硬度均匀，而且平面度达到0.2mm以下。

2.3 锯齿焊接

片体加工完成以后，只是提供了锯片的主体部分，必须镶焊硬质合金刀块才能胜任高钢级钢管和重轨的锯切加工，同时由于焊接是在两种性能不同的材料之间进行的，保证两者的结合强度是非常必要的，一般要求焊缝抗剪强度≥180MPa，使用手动或机械检验时必须满足此项要求。

为此在焊接设备方面，我们选用了德国格林公司生产的全自动硬质合金焊接机床，它具有自动定位、自动送料、自动测温以及自动优化焊接程序等功能，不仅生产效率高、焊接牢固，而且刀块与片体之间对称度精度高，有利于保证齿型刃磨的精度。

在焊片的选择上，采用了德国生产的三明治复合银焊片，其含银量高、流动性和湿润性好，从而保证焊缝均匀而饱满，更重要的一点是它的三层复合结构可以在焊缝中形成一个缓冲层，减轻两种不同材质之间的焊接应力，提高锯齿在加工过程中的耐冲击性和使用寿命。

2.4 锯齿齿型的磨削

为了适应各种材质、各种规格钢管和重轨的锯切要求我们设计了多种锯齿齿型，比较常用的有以下两种：一是高低齿齿形，二是平齿齿形。其中，前者用主要于重轨和管坯的锯切，后者主要用于无缝钢管的锯切。

为了满足锯片高速锯切钢管的要求，锯齿齿型选定以后，就要求它具有合理的齿型角度和很高的尺寸精度，才能保证锯片的使用寿命和锯切质量，主要齿型角度选择如下所示。

1)齿型后角α：8°—1 0°;

2)齿型前角γ：1 5°—20°;

3)刃倾角β：5°—1 5°;

4)径向隙角λ：1°—1°20’;

要获得很高的刃磨精度，机床的因素是至关重要的，为了使锯片质量达到国际先进水平，我们选择了德国Vollmer公司生产的合金锯片数控刃磨机床，它属于当今世界的顶级磨床，近几十年来，一直是高档合金锯片生产的首选设备，由于采用了Vollmer公司开发的专用加工软件，锯片在一次装卡后可以实现五轴联动自动磨削、砂轮磨损自动补偿，从各方面确保锯片的锯齿形状、角度达到了很高的精度水平。

3. 国产冶金用硬质合金齿圆锯片的应用效果

从2000年以来，国内多条现代化无缝钢管和ERW焊管生产线陆续试车、投产，多台进口硬质合金锯机投入使用，如衡阳钢管的340机组、攀成钢的340机组、宝钢的ERW610机组、华油钢管ERW508机组等，其中大部分厂家在使用进口锯片的同时也陆续选用了唐锯公司生产的合金锯片，经过在实际生产中使用验证并与进口锯片对比分析，证明国产冶金用硬质合金齿圆锯片的实物水平和锯切效果已基本达到或接近国外先进制锯企业产品的水平。下面以某厂340无缝机组中φ1680×160Z锯片为例把唐锯产品和德国锯片做一简要对比：

通过生产使用对比，国产冶金用硬质合金齿圆锯片不仅可以满足各种石油管生产线连续生产的需求，锯口质量符合标准要求，另外在锯切效率、锯切寿命方面都达到了国外先进锯片的水平，由于国产锯片销售价格大大低于进口锯片，还能保证快速的交货，所以具有更高的性能价格比，逐渐得到了广大用户的认可。

4. 小结

(1)冶金用硬质合金齿圆锯片是一种先进的钢管及重轨锯切工具，和相应的锯机配套使用具有高效、优质、节能等优点，已代替镶片圆锯和双金属带锯条，成为新建和改造各种石油钢管机组的首选锯切工具。

(2)由于国产锯片生产采用国际顶级生产设备，借鉴了自身的制锯经验，形成了雄厚的研发能力，从而保证国产锯片达到或接近国际先进水平，并且具备更优良的性价比、更快捷的交货期和周到的技术服务，具有更好的竞争力。

摘要：随着我国无缝钢管和重轨生产规模的不断扩大, 冶金用硬质合金齿圆锯片的应用越来越多, 且主要从德国、奥地利、意大利等国引进, 由于其具备了高效、优质、低耗等优点, 所以已经逐步替代了传统的高速钢镶片锯、双金属带锯条锯切。为了代替进口锯片, 我院和冶金锯片进行了一系列的研发工作, 为企业提供了高性价比的冶金用硬质合金齿圆锯片。

关键词：冶金,硬质合金齿,锯片研制

参考文献