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1、第一章:绪论1、冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物,并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。2、冶金分类(1)提取冶金:研究提取金属,存在化学反应(2)物理冶金:研究金属材料成型过程3、冶金方法:火法冶金、湿法冶金、电冶金。4、新一代钢铁材料主要特征:(1)超细晶:超细晶组织是为了得到好的强韧性(2)高洁净:内部杂质含量和夹杂物形态满足使用要求(3)高均匀性5、钢与生铁的区别:(1)含碳量:生铁2.0~4.3%、钢0.03~2.0%;(主要区别)(2)含杂质(硫、磷):生铁多、钢少;(3)机械性
2、能:生铁硬而脆、钢硬而韧;(4)机械加工:生铁可铸不可锻、钢有弹性,可铸可锻。炼钢主要技术经济准则:高效、优质、品种多、低消耗、及综合利用资源,提高经济效益。6、高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。第二章:高炉炼铁原料7、高炉原料:铁矿石(天然块矿、人造富矿、烧结矿、球团矿)、燃料(焦炭与喷吹燃料)、熔剂(碱性熔剂:石灰、石灰石、白云石、酸性熔剂:硅石、特殊熔剂:萤石)。8、天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等几种。9、铁矿石质量评价:①含Fe品位高;②脉石少和分布合适;SiO2要少,Al2O3
3、要少,CaO要多,MgO要合适;Fe矿物与脉石矿物的结合程度要弱,以易于进行矿物的单体分离。③有害元素少;④有益元素合适;⑤还原性好;褐铁矿>赤铁矿>磁铁矿>人造富矿>天然铁矿;疏松结构、微气孔多的矿石还原性好;⑥冶金性能良好;⑦粒度分布和强度合适;太大→对还原不利,太小→对顺行不利。10、精选铁矿石的方法主要有:重选(利用含铁矿物和脉石密度的差异选分);磁选(利用有用矿物和脉石导磁性不同的特点进行选分);浮选(利用矿物亲水性差异进行选分)。11、熔剂的作用:(降低熔点、脱硫)(1)加入熔剂以生成低熔点化合物,形成流动性好的炉渣,
4、实现渣铁分离并自炉内顺畅排出;(2)除去生铁中有害杂质硫,提高生铁质量。12、熔剂分类:碱性熔剂(石灰、石灰石、白云石)中性熔剂(萤石)、酸性熔剂(硅石)13、现代高炉都使用焦炭作为主要燃料和还原剂。14、焦炭的作用:①燃料;②还原剂;③料柱骨架(其他燃料无法代替)和通道;有支撑数十米料柱的骨架作用,有保障煤气自下而上畅流的通道作用;④增碳剂。15、高炉喷吹用燃料包括(燃料分类):固体燃料(煤粉)、液态燃料(重油、柴油、焦油)、气体燃料(天然气、焦炉煤气、热转化气)。16、高炉喷煤的意义:(1)以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的
5、冶炼焦,降低了焦比,使高炉炼铁的成本大幅下降;(2)高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段;(3)高炉喷煤可以改善炉缸工作状态,使高炉稳定顺行;(4)为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。(5)喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多,氢提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。(6)喷吹煤粉代替了部分焦炭,缓解了焦炭的供需紧张状况,减少了对炼焦设施的投资和建设,更降低了炼焦生产对环境的污染。17、铁矿粉造块的目的:(1)将粉料制成具有高温强度的块状料;(2)改善铁矿石的冶金性能,使高炉冶炼指标得到改善;(3)去除
6、某些有害杂质,回收有益元素,达到综合利用资源和扩大铁矿石原料资源。18、烧结过程:1、烧结矿层:小于1100℃,空气预热;烧结矿冷却;液相结晶固结。厚度逐渐增加,约40~50mm-10-脆性层。2、燃烧层:燃烧温度1100~1500℃,厚度约为15-50mm。燃料燃烧;软熔;氧化;还原;分解等。3、干燥预热层:厚度约为20~40mm。水分蒸发;燃料加热;固相反应;结晶水分解。4、过湿层(冷料层):温度降至露点以下,水汽重新凝结于混合料中,产生过湿,透气性差。5、混合料层和铺底料。19、烧结矿的质量指标:1)烧结矿强度和粒度;强度好
7、,粒度均匀,有利于炉况顺行2)烧结矿的还原性;还原性好,有利于强化冶炼3)烧结矿的碱度:酸性烧结矿→碱度低于炉渣碱度(R=1.0~1.2)自熔性烧结矿→碱度等于或接近炉渣碱度(R=1.0~1.4)熔剂性烧结矿→碱度高于炉渣碱度(R>1.4)20、烧结过程的主要液相:(1)铁氧(Fe-O)体系:铁氧化物固溶体。高品位烧结矿的主要粘结相,脉石成分比较小。(2)FeO--SiO2体系:酸性烧结矿的主要粘结相。特点:强度比较高;但还原性比较差。生成条件:比较低的碱度,有SiO2,比较高的温度;还原性气氛。工艺是燃料用量高。(3)CaO--
8、SiO2体系:熔剂性烧结矿的主要粘结相。特点:固相反应生成能力强,反应速度快。强度比较低;原因是2CaO·SiO2有相变问题;不存在还原性问题。830-850℃:α-2CaO·SiO2→γ-2CaO·SiO2体积膨胀12%,675℃:β-2CaO·