材料科学生产实习报告 材料科学与工程认识实习报告

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一、实习目的
1、 了解材料各种成形方法及各种热处理工艺；
2、 了解我国大型企业的实际生产现状，丰富学生的实践知识；
3、 培养利用理论知识解决实际问题的能力，以提高认知能力和动手能力，同时也为后续专业课程学习创造条件。
二、实习内容
2.1 炼钢
一、介绍炼钢分厂现状
1954年建厂，最初由前苏联引进专家和技术，有三座平炉和三座转炉。2000年底，该厂停止了最后一台平炉炼钢，并于3年前拆除了所有的平炉，全部使用转炉炼钢。现共有7座转炉。5台连铸机。现主要钢产品为：重轨用钢、石油套管用钢等。主要铸钢坯有：大方坯、大圆坯、小方坯、小圆坯、钢水浇注方式除连铸外，还根据客户或实际需要采用部分型铸。
砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
连铸就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸与砂型铸造比较，在技术上与经济上有以下优点：
1、连铸生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，抗拉强度、屈服强度、抗蚀性能和硬度亦显著提高；
2、铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；
3、铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；
4、不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；
5、生产工序简单，易实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。
连铸虽有很多优点，但也有不足之处：
1、制造成本高；
2、不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷；
3、连铸时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。

二、炼钢原理介绍：
1、反应原理
在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转为气体或炉渣而除去。
2、目的：
降碳、调硅锰、去硫磷。
3主要反应（分三个阶段）：
（1）氧化造渣
2Fe＋O2＝2FeO
2FeO＋Si＝SiO2＋2Fe
FeO＋Mn＝Fe＋MnO
FeO＋C＝CO＋Fe
生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为炉渣。
（2）去硫、磷
FeS+CaO＝FeO+CaS
2P+5FeO+3CaO＝5Fe+Ca3(PO4)2
（3）脱氧
用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO
2FeO+Si＝SiO2+2Fe
3FeO+2Al＝3Fe+Al2O3
FeO+Mn＝Fe+MnO
生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧成各种钢材。

三、炼钢工艺
前期：铁矿石→矿石→炼铁→铁水
炼钢：铁水→钢厂→熔炼→钢水→浇注→钢坯

铁水倒入转炉 废钢铁倒入转炉

四、分析讨论
1.铁水到钢水如何保证铁水不凝固？
答：保证温度在奥氏体温度以上。高温的铁水倒入转炉内进行转炉炼钢，在转炉炼钢环节中不需要另外使用燃料。这是由于转炉炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。从而保证铁水不凝固。
2.炼钢过程中加入的废钢与铁水比例（1：4）？
答：首先用废钢可节约资源减少能源的浪费、保护环境，从而促进可持续发展；然而铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%-100%。是转炉炼钢的答：首先用废钢可节约资源减少能源的浪费、保护环境，从而促进可持续发展；然而铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占

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