钢铁冶金方面知识

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1冶金的定义。冶金方法包括(火法冶金)，(湿法冶金)和电冶金。钢铁生产的传统流程和短流程的特点比较。（1）冶金：定义：研究任何经济地从矿石中或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。①火法冶金：高温条件下通过一系列的物理化学反应使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属目的。整个过程包括原料准备、冶炼和精炼三个工序。②湿法冶金；在低温下通过溶剂处理，使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属的目的。包括浸出、分离、富集和提取工序。③电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。包括电热冶金和电化学冶金（1）传统长流程（间接炼钢法）高炉炼铁——转炉炼钢特点：工艺成熟，生产率高，但成本高、使用焦炭。（2）短流程（直接炼钢法）直接还原——电炉特点：工序少、避免反复氧化、还原过程、解决焦碳紧缺。但需要使用高品位精矿和高质量的一次能源，电耗高。高炉本体结构五部分名称。炉喉炉身炉腰炉腹炉缸高炉五大附属系统名称及作用。（1）原料系统；保证及时准确，稳定地将合格原料从储矿槽送上高炉炉顶。（2）送风系统；保证连续可靠地给高炉冶炼提供所需数量和温度的热风。（3）渣铁处理系统；处理高炉排放的渣，铁保证高炉生产正常进行。（4）煤气清洗系统；回收高炉煤气。（5）喷吹系统。保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭，降低焦炭消耗。4、高炉冶炼指标？1炉有效容积利用系数2焦比3煤比（油比）（4）冶炼强度（5）休风率6炭负荷7炉龄(高炉一代寿命）有效容积利用系数、焦比的定义。高炉有效容积利用系数（ηｖ） 高炉有效容积(Vu)：指大钟落下时其底边平面至出铁口中心线之间的炉内容积。高炉有效容积利用系数：指在规定的工作时间内，每米3有效容积平均每昼夜（日）生产的合格铁水的吨数。说明了技术操作及管理水平。（单位：吨/米3.日）焦比：指每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克数5、四种天然铁矿石的名称和分子式。（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4,（2）赤铁矿：主要含铁矿物为Fe2O3，（3）褐铁矿：主要含铁矿物为含结晶水的氧化铁，mFe2O3·nH2O，（4）菱铁矿：主要含铁矿物化学式为FeCO3，焦炭在高炉冶炼中的作用。（1）发热剂（2）还原剂（3）高炉料柱骨架7、高炉添加熔剂的作用。（1）使高熔点化合物生成低熔点化合物，从而使还原出的液态生铁与矿石中的脉石和焦炭灰分实现良好的分离，并使液态铁具有良好的流动性。（2）使炉渣碱度为1.0-1.2,炉渣脱硫，保证生铁质量合格。　碱性熔剂：石灰石，白云石。普遍使用。　中性熔剂：高铝质熔剂，用于调整炉渣流动性。很少使用。　碱性熔剂：硅石，很少使用。人造富矿的种类名称（烧结矿和球团矿）。铁氧化物还原特点（逐级还原），写出以H2/CO还原铁氧化物的方程式。遵循逐级还原的原则T>570℃:Fe2O3→Fe3O4→FeO→FeT<570℃Fe2O3→Fe3O4→Fe(FeO→Fe3O4+Fe)（1）用CO还原铁氧化物T>570℃:Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2Fe3O4+CO→FeO+CO2FeO+CO→Fe+CO2T<570℃:2O3+CO→Fe3O4+CO2Fe3O4+CO→Fe+CO2用H2还原铁氧化物T>570℃:Fe2O3+H2→Fe3O4+H2OFe3O4+H2→FeO+H2O FeO+H2→Fe+H2OT<570℃:Fe2O3+H2→Fe3O4+H2OFe3O4+H2→Fe+H2O高炉内间接还原和直接还原的定义和区别。（1）还原剂和气体产物不同。（2）直接还原为强吸热反应，间接还原为弱吸热反应或放热反应。（3）直接还原发生在高温区，间接还原发生在中、低温区。（4）直接还原时一个C原子可以夺取氧化物中的一个氧原子，而间接还原需要过量CO+H2。高炉中炉渣的作用？（1）性能良好的炉渣，可以实现金属与氧化物脉石的有效分离。（2）渣铁间热量及质量的交换是决定金属成品最终成分及温度的关键。（3）炉渣对炉衬起保护作用。高炉渣形成的三各阶段？三个阶段：初渣中间渣终渣炉渣的熔化性温度定义。为其固相完全转变为均匀液相或液相炉渣冷却时开始析出固相时的温度，亦称液相线温度。高炉内有利于炉渣脱硫的热力学条件有哪些？（1）提高温度；（2）提高炉渣碱度；（3）降低渣的氧势；如何降低铁水中硫的含量。（1）提高温度；（2）提高炉渣碱度；（3）降低渣的氧势；（4)改善动力学条件，提高铁液中硫的活度系数fs及渣铁交界面积。①铁水滴下穿过渣层时，在渣层中脱硫，此时渣铁接触好，脱硫反应快。②渣铁界面上，虽接触面积不如前者大，但接触时间长，可保证充分反应，最终完成脱硫反应。 （5）保证高炉稳定顺行。强化高炉生产有哪些方法。（1）高炉大型化、矮胖（2）精料技术（3）综合鼓风①高风温②富氧③喷吹（4）高压操作（5）长寿技术（6）TRT余压发电（7）高炉机械化和自动化3高炉内按物料变化五个区域的划分，并简单了解各部分的变化过程。块状区主要特征：焦与炭呈现交替分布状，皆为固体状态。主要反映：矿石间接还原，碳酸盐分解。软熔区主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。主要反应：矿石的直接还原，渗碳和焦炭的气化反应。滴落区主要特征：焦炭下降，期间夹杂渣铁液滴。主要反应：非铁元素还原，脱硫，渗碳，焦炭的气化反应。焦炭回旋区主要特征：焦炭作回旋运动。主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃烧发生燃烧反应。炉缸区主要特征：渣铁的相对静止，并暂存于此。主要反应：最终的渣铁反应。