钢的加热转变的过程与特点

第2章 钢的加热转变 (奥氏体的形成)2.1 奥氏体的形成2.2 奥氏体形成机理 2.3 奥氏体形成动力学 2.4 奥氏体晶粒的长大及其控制

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第 2 章 钢的加热转变钢件在热处理、热加工等循环过 程中，其加热温度高于临界点以上时 将得到奥氏体组织，而奥氏体晶粒大 小、亚结构、成分、均匀性以及是否 存在其它相、夹杂物等直接影响钢的 最终性能。

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2.1 奥氏体的形成2.1.1 奥氏体的组织结构和性能奥氏体是C原子(多种化学元素)溶入 γ-Fe中构成的固溶体。

奥氏体组织奥氏体晶粒一般为等轴状多边形，在 晶粒内有孪晶。转变刚结束时，晶粒比较 细小，晶粒边界呈不规则的弧形，保温后 晶粒长大，晶粒边界趋向平直化。上一页 下一页 6

图2.1 1Cr18Ni9Ti钢室温的奥氏体组织7

奥氏体晶体结构奥氏体为面心立 方结构，碳原子位于 晶胞八面体的中心或 棱边的中点。

图2.2 奥氏体晶胞及碳原子的可能位臵

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奥氏体的性能奥氏体是最密排的点阵结构，致密度高 ↓ 质量体积最小 奥氏体的点阵滑移系多 ↓ 塑性好，屈服强度低，易于加工变形上一页 下一页

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奥氏体具有顺磁性↓

奥氏体钢可作为无磁性钢 奥氏体线膨胀系数大 ↓ 奥氏体钢制造热膨胀灵敏的仪表元件

加热金属冷却时的转变

第一节 珠光体相变

一、珠光体及其形成机理

1．研究珠光体型相变的意义

钢经奥氏体化后，过冷至Ar1以下某一温度范围内等温，或以较慢的冷速连续冷却，均可得到珠光体组织，它是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，是一种稳定的组织，其中，铁素体为体心立方，硬度低而塑性高；渗碳体为复杂斜方，质硬而脆，两者合理的匹配，可得到良好的综合力学性能，是钢中的重要相变。

① 由于珠光体具有上述特征，故可作为机加工的中间热处理，消除因前一道工序造成的加工硬化，便于下道工序的切削加工；同时，也可用正火作为最终热处理，获得一定形态的珠光体，使结构件具有良好的综合力学性能；用得更为广泛的则是作为淬火的预先热处理，为淬火作好组织上的准备。

② 对于要求高硬度、高强度的构件，则希望获得马氏体，为避免因工艺不当使组织中出现珠光体相，则必须研究珠光体的形成动力学。 2．珠光体的类型

片状：片层方向大致相同的珠光体称为珠光体团（或领域），在一个奥氏体晶粒内可以形成3～5个珠光体团。

片状珠光体：片状珠光体(P) 150～450nm 光镜可分辨其F、Fe3C的层状分布

索氏体(S) 80～150nm 高倍

屈氏体(T) 30～80

推钢式板坯加热炉钢坯加热过程数值模拟

加热炉的作用是加热钢坯，其出钢速度、加热温度和断面温差必须满足轧制工艺要求，并力求炉子单耗最低。所以，钢坯在炉内加热过程中的温度分布对优化控制十分重要。但是，由于炉内钢坯断面温度目前还无法在线直接测量，所以只能根据加热炉可测变量并借助炉内钢坯温度分布模型来预示。

1 钢坯加热数学模型的建立

钢坯在连续加热炉内的加热过程，除了钢坯的入炉、出炉及在炉时间不同外，所经历的加热过程都是相同的。所以，在建模中首先取炉内任意位置的一条钢坯来建立其温度分布与加热条件之间的数学关系式，然后再将其应用到炉内的其它钢坯。实际加热过程中的钢坯是不断前移的，为了描述方便起见，采用移动坐标系法(坐标原点与钢坯同步移动)，即将钢坯在炉内的移动等效地看作炉内的温度场在移动。

影响炉内钢坯温度分布的因素很多，建模时必须作如下假设： (1)炉膛上下为对称加热；

(2)忽略钢坯与炉筋管之间传热的影响； (3)推钢过程是瞬间完成的；

(4)炉温沿炉宽方向具有相同的分布而沿炉长方向为分段线性分布； (5)不考虑金属表面的氧化对传热的影响。

钢坯在加热炉内加热，表面受到炉气、炉墙的辐射传热及炉气的对流传热，内部以热传导的方式传递热量。根据以上假设

东北大学

硕士学位论文

隧道窑制品加热过程的研究

姓名：姜山

申请学位级别：硕士

专业：热能工程

指导教师：边华

20060201

东北大学硕士学位论文摘要

隧道窑制品加热过程的研究

摘要

隧道窑的设计和操作水平直接影响着制品的烧成质量和能耗，为实现“优质、高产、低消耗”的优化目标，开展隧道窑热工过程的数值研究具有理论意义和实用意义。

本文根据隧道窑热工过程原理，采用数值传热学的研究方法，针对隧道窑内制品的加热过程，建立了隧道窑动态数学模型。利用这一模型，对一座长１２０米、烧制耐火粘土砖的隧道窑进行了模拟，求解了制品和车衬中的三维非稳态导热方程，并进行了不同条件下的模拟，得出了大量的数据。

数值模拟结果指出，制品和车衬中的非稳态导热过程决定着隧道窑的动态特性。这种特性决定了隧道窑的行为，如燃料消耗、蓄热量和热损失等。

在文中，分析了漏风及车衬结构对窑内温差和燃料消耗的影响后得出，漏风和车衬结构都是影响的显著因素。其中，漏入冷空气的作用最为明显。

利用本模型，除了可以预测制品和车衬中的温度分布、燃料消耗量、蓄热量、废气成分等外，还可以用来描述隧道窑的热动态过程，帮助指导隧道窑的优化设计与优化操作。关键词：隧道窑；传热；数学模型：数值模拟

东北大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＡ

简答题

1.简述生物分离过程的特点。

答：（1）产品丰富：产品的多样性导致分离方法的多样性； （2）绝大多数生物分离方法来源于化学分离； （3）生物分离一般比化工分离难度大： ※成分复杂；

※悬液中的目标产物浓度低； ※生物活性条件相对温和； ※生物产品要求高质量； ※获得高纯度的干燥产品； ※卫生。

因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离成本可能占到总成本的80％以上。

（补充：常无固定操作方法可循；生物材料组成非常复杂；分离操作步骤多，不易获得高收率；培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低，而杂质含量却很高；分离进程必须保护化合物的生理活性；生物活性成分离开生物体后，易变性、破坏；基因工程产品，一般要求在密封环境下操作。）

2.简述超临界流体萃取的原理及其特点。

答：超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。

利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触，萃取出目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。

其特点是密度接近液体，萃取能力强；粘度接近气体，传质性能好；且安全、无毒、产品分离简单

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年6月8日—11日

南钢6米焦炉置换成高炉煤气加热的经验

张新民 赵昌辉（南京钢铁联合有限公司）

【摘 要】本人结合生产实践摸索出一套适合6米焦炉，焦炉煤气置换为高炉煤气加热的操作方法，详细阐述了煤气置

换的前期准备工作、人员分工、操作步骤和加热制度。

【关键词】加热 6米焦炉 置换 焦炉煤气 高炉煤气

0.前言

南钢现有3座6米焦炉，其中两座采用高炉煤气加热，一座采用焦炉煤气加热。由于高炉检修，每年焦炉都需要进行多次的煤气置换。为了保证置换的安全进行，缩短置换时间，最快稳定焦炉炉温，厂部技术人员制订了严格的规章制度，下面简单阐述焦炉煤气置换成高炉煤气加热的操作方法。

1.置换前准备工作

1.1 对高炉煤气管道系统清扫、清洗和维护保养；

1.2 清洗所有高炉煤气考克，加油润滑密封，保证运转灵活，并进行查漏处理；

1.3 检查蓄热室封墙、废气盘单叉接头、斜道区外部正面墙等处的密封情况，并进行处理； 1.4 有关用高炉煤气加热使用的仪表和调节机构，进行检查、校对，使处于完好、灵活状态；

1.5 准备310mm×310m

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年6月8日—11日

南钢6米焦炉置换成高炉煤气加热的经验

张新民 赵昌辉（南京钢铁联合有限公司）

【摘 要】本人结合生产实践摸索出一套适合6米焦炉，焦炉煤气置换为高炉煤气加热的操作方法，详细阐述了煤气置

换的前期准备工作、人员分工、操作步骤和加热制度。

【关键词】加热 6米焦炉 置换 焦炉煤气 高炉煤气

0.前言

南钢现有3座6米焦炉，其中两座采用高炉煤气加热，一座采用焦炉煤气加热。由于高炉检修，每年焦炉都需要进行多次的煤气置换。为了保证置换的安全进行，缩短置换时间，最快稳定焦炉炉温，厂部技术人员制订了严格的规章制度，下面简单阐述焦炉煤气置换成高炉煤气加热的操作方法。

1.置换前准备工作

1.1 对高炉煤气管道系统清扫、清洗和维护保养；

1.2 清洗所有高炉煤气考克，加油润滑密封，保证运转灵活，并进行查漏处理；

1.3 检查蓄热室封墙、废气盘单叉接头、斜道区外部正面墙等处的密封情况，并进行处理； 1.4 有关用高炉煤气加热使用的仪表和调节机构，进行检查、校对，使处于完好、灵活状态；

1.5 准备310mm×310m

第二节 城市化过程与特点

城市化是人口和产业活动在空间上集聚、乡村地区转变为城市地区的过程，社会经济发展是导致近代城市迅猛发展的主要动力，城市化的过程主要是由时间进程带来的城市空间变化。学习城市化的过程和特点，目的是让学生认识和理解社会的重心是怎样逐渐向城市移动的。由于它是一个历史进程，很难在日常生活经验中感受到这一完整的过程，因此，教学中，建议教师从运用实际资料入手，概括出城市化的过程和特点。

教学重点

1.城市化的概念、表现及城市化的意义。

2.城市化的过程和特点。

教学难点

不同时期、不同地区城市化的过程和特点。

教具准备

投影、图片、资料等。

课时安排

3课时

三维目标

一、知识与技能

1.了解城市化的概念、表现及城市化的意义。

2.运用有关资料概括出城市化的过程和特点。

二、过程与方法

1.通过收集所在城市不同时期的地图、照片或进行走访，了解城市的变化。

2.运用教材中的相关图表资料，进行讨论、分析，进一步理解城市化的过程和特点。

三、情感态度与价值观

激发探究地理问题的兴趣和动机，树立人类与自然环境协调一致的观念，增强热爱祖国、热爱家乡的情感。

教学过程

导入新课

师 1.就城市功能对城市进行分区，可划分为哪几种功能区？影响城市功能区的主要因素有哪些？

2.中心商务区有何特

挑战人生是我无悔的选择，决胜高考是我不懈的追求。 课题：城市化过程与特点及影响 11--12高三总复习 命题人：黄淼良 校对人：辛银良 姓名 班级 学号 总第（25-26）期 知识一、城市化

1．概念：人口向城镇集聚和城市范围不断扩大、乡村变为城镇的过程。

2．城市化水平：可以用城市人口占总人口的比重表示，反映了社会经济发展水平。

3．意义：带来了聚落形态及生产方式、生活方式、价值观念等的巨大变化，是社会进步

的表现。

地理学案 1.

知识二、世界城市化的进程

1．特点：其变化曲线为一条稍被拉平的“S”形曲线。 2．表现(1)发达国家：大都进入了城市化的后期成熟阶段。 (2)发展中国家：大部分处于初期阶段或中期加速阶段。

郊区城市化、逆城市化、再城市化的区别

(1)郊区城市化：指城市表现为人口、工业、商业等先后从城市中心向郊区迁移，中心

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挑战人生是我无悔的选择，决胜高考是我不懈的追求。

区人口绝对数量下降的现象。 (2)逆城市化：是指城市人口向乡村和小城镇迁移的现象。

2.2城市化过程与特点

一、城市化(城镇化)1、概念： 是指人口和产业活动在空间上集聚、 乡村地区转变为城市地区的过程。 思考：城市化过程中除了地域转变， 还有哪些转变？ 如：人口转变(由乡村人口转变为城市人口) 劳动力就业结构的转变(由第一产业转 移到第二、三产业

城市化一词的四个含义①是城市对农村影响的传播过程 ②是全社会人口接受城市文化的过程

③是人口集中的过程(包括集中点的增加和各个集中点的扩大) ④是城市人口占全社会人口比例提高的过程

2、标志

(1)城市人口占总人口的比重上升(2)劳动力从第一产业向第二、三产业 逐渐转移 (3)城市用地规模不断扩大

城市化最主要的标志：

城市人口在总人口的比重持续上升

上海城市用地的变化

1911年用地

1949年用地

1990年用地

上海人口的增加

54万

538万

1324万 1990年人口

1911年人口

1949年人口

两幅图相对照，有哪 些明显的变化？

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城市化的意义1、吸收剩余劳动力，缩小城乡间的差距2、有利于改善地区的产业结构 3、城市化与工业化是相互影响的

4、城市是区域科技和文化的中心， 提高了区域的整体发展水平5、城市文化影响乡村的生产和生活

二、城市化动力机制农业 农业生产 剩余劳 社 发展 动力 率提高