钢铁冶金(炼铁部分)重点.doc

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1、1.4.1高炉炼铁工业流程及炉内主要过程高炉系统高炉本体、原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气净化系统高炉过程特点在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学变化和物理变化，且由于高炉是一个密闭的容器，除去上料和排除产物外，只能凭借仪器、仪表间接观察。高炉冶炼过程的主要目的用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁。①实现矿石中金属元素和氧元素的化学分离——还原过程；②实现已被还原的金属与脉石的机械分离——熔化与造渣过程；③控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分合格的铁液。

2、1.4.1.2生产过程中应严密控制的关键性环节•A送风条件在保证顺行的前提下，鼓入炉内的风量越大则生产率越高；风口循环区在炉缸半径方向上大小适当，在圆周方向上分布均匀，以保证煤气分布合理；根据鼓风成分以及是否喷吹辅助燃料，调节鼓风温度以适应炉内状态的需要。•B软熔区的位置、形状、尺寸软熔区起着煤气分配器的作用。其位置、形状及大小对顺行、产量、燃料消耗量及铁水成分影响很大。操作中应监测软熔区形态的变化，并及时调整，以保证高炉整体运行于最佳状态。•C固体炉料区的工作状态决定单位生铁燃料消耗量的关键。要使该区达到较佳的工作状态，首先要严

3、格要求入炉原料达到质量标准；其次要遵守炉顶装料制度并根据炉况变化随时调节焦炭及矿石在炉内的分布，使由软熔区上升的煤气完成合理的再分布；最后还要尽可能充分利用煤气的化学能（表现为炉顶逸出煤气的利用率高）和热能（炉顶温度低）。1.4.2含铁原料及其他辅助原料•1.4.2.1铁矿石地壳中的铁矿石贮量较丰富，按元素总量计占4.2%，仅次于氧、硅及铝居第四位。绝大多数以氧化物、硫化物或碳酸盐等形式存在。凡在当前技术条件下，能够从中经济地提取出金属铁的岩石成为铁矿石。铁矿石中除含Fe的矿物外，还含有其他化合物，统称为脉石。A.铁矿石的分类1.

4、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿②脉石的成分及分布铁矿石中的脉石包括Al2O3、SiO2、CaO、MgO等金属氧化物，难以在高炉中被还原，最终以炉渣形式与金属分离。冶炼工作中应根据铁矿石带入脉石的成分和数量配加适当的“助熔剂”，简称“熔剂”。矿石中Al2O3质量分数高将提高炉渣的熔点。矿石中（CaO+MgO）质量分数较高时，可允许矿石品位略低。矿石中脉石的结构和分布，对于贫矿有重要意义。如果含Fe矿物结晶颗粒粗大，在选矿过程中易于实现有用矿物的单体分离，以达到有效富集。相反则需消耗更多的能量。此外，有用矿物和脉石的矿物结构决定了矿石

5、的致密程度，影响矿石的机械强度及还原性。元素允许的质量分数%危害及相关说明S≤0.3使钢产生“热脆”现象P≤0.3酸性转炉生铁使钢产生“冷脆”现象，冶炼及烧结过程中不能脱磷0.03～0.18碱性平炉生铁0.2～1.2碱性转炉生铁0.05～0.15普通铸造生铁0.15～0.6高磷铸造生铁Zn≤0.1～0.2900℃挥发，上升冷凝于炉墙，烧结可去处50—60%Pb≤0.1沉积于炉底，破坏砖衬；蒸气上升累积，破坏炉衬Cu≤0.2少量可改善耐腐蚀性，过多使钢产生“热脆”As≤0.07使钢“冷脆”，不易焊接Ti（TiO2）15～16降低钢的

6、耐磨性，使炉渣变粘易起泡K,Na 易挥发，循环累积，造成积瘤，降低矿石及焦炭强度F 高温下气化，腐蚀金属，危害农作物及人体④有益元素含量Cr、Ni、VNb⑤矿石还原性矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为“还原性”。易于还原的矿石可降低碳素消耗。矿石的还原性与其结构有关。⑥矿石的高温性能矿石在受热及被还原的过程中及还原后应保持足够强度而不至破碎，以免粉矿堵塞气流通道。矿石软化熔融温度区间不宜过宽，一方面可保持炉内有良好的透气性，另一方面可使矿石在软熔前达到较高的还原度，以减少高温直接还原度，降低能源消耗。C.国外铁矿石分布及成分D.矿

7、石入炉前的加工处理“平铺切取”法（中和、混匀处理）天然富矿破碎——筛分矿石粒度的下限为8mm，大可至20——30mm，小于5mm的称为“粉末”，不能入炉。低品位矿破碎——筛分——选矿（磁选、重力选、浮选等）粉矿造块工艺：烧结工艺、球团工艺1.4.2.2熔剂常用碱性熔剂：石灰石（CaCO3）、白云石[Ca(Mg)CO3]质量要求：①有效成分含量高（有效熔剂）②S、P等有害杂质含量低[ω(CaO)+ω(MgO)]有效=[ω(CaO)+ω(MgO)]-ω(SiO2)×R炉料结构变化对熔剂加入的影响特殊熔剂：萤石（CaF2）、均热炉渣（F

8、eO）主要用于洗刷炉墙上的粘结物或炉缸堆积以及炉况不顺时造成低熔点、低粘度的炉渣。1.4.3高炉燃料•1.4.3.1焦炭焦炭在高炉内的作用：①在风口前燃烧，提供冶炼所需热量；②固体C及其氧化产物CO，是氧化物的还原剂；③在高温区，矿石软化熔融后，焦