钢铁冶金学Ⅰ刘然

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1、钢铁冶金学Ⅰ学时：64目录1绪论2铁矿粉造块3高炉冶炼过程的物理化学4高炉炉料和煤气的运动5高炉能量利用6高炉工艺计算7高炉强化冶炼1绪论一、钢铁工业在国民经济中的地位1、发展钢铁工业的条件2、钢铁材料的优越性能二、钢铁企业的炼铁生产从矿石到钢材的生产可分为两个流程。1、高炉—转炉—轧机“长流程”主要流程2、直接还原或熔融还原—电炉—轧机“短流程”三、高炉发展趋势：大型化、矮胖型炉喉炉身炉腰炉腹炉缸死铁层四、高炉原料1、铁矿石(烧结矿、球团矿、天然块矿)基本定义：矿物：自然界存在的自然元素和化合物。矿石：可以提取有用物质并获取利润的矿物。脉石：不

2、可以提取有用物质或不能获取利润的矿物。铁矿石种类：赤铁矿（Fe2O3），红色；磁铁矿（Fe3O4），黑色，有磁性；褐铁矿（Fe2O3·nH2O），含有结晶水；菱铁矿（FeCO3）碳酸盐。评价指标：（1）含铁品位(TFe)；（2）脉石成分(SiO2、Al2O3、CaO、MgO)；（3）有害杂质(S、P、F、As、K、Na、Pb、Zn、Cu)与有益元素（Mn、Cr、Ni、Co、V、Ti、Mo、Nb、稀土类等）；（4）还原性（由好至坏依次为：褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿、磁铁矿）；（5）强度与粒度（粒度上限决定还原性，下限决定于透气性，一般为9—25mm）；

3、（6）化学成分和粒度的稳定锰矿石评价：合金元素、与铁性能相近、用于铁合金和洗炉。Mn高，比铁品位更重要，难还原；Fe低，Mn/Fe>10，因为Fe易还原；S、P要低，因为铁合金在后期加入钢水中，不能再脱S和脱P，要求P<0.2%；较高的强度和适宜的粒度。2、铁矿石的准备3、熔剂（石灰石、白云石）（1）破碎与筛分（网目：一英寸（24.5mm）长度上的方孔数）；（2）混匀（方法：平铺直取）；（3）焙烧（目的是改变铁矿石性能。主要有还原磁化焙烧、氧化焙烧、氯化焙烧）；（4）选矿（作用：提高品位，回收有用的元素，去除有害杂质。方法主要有磁选、重选、浮选）

4、（1）目的：降低熔点、脱硫。（2）分类：碱性、中性、酸性（理论分法）。（3）质量要求：CaO、MgO高；S、P低；高强度和适宜粘度；比较高的活性。5、炼焦工艺（配煤、原煤、工艺过程、新工艺）6、煤粉（1）作用：发热剂、还原剂、增碳剂、骨架作用（2）质量要求：C固高；A低；V适当；S、P低；常温强度高；高温强度高；稳定性好4、焦炭（1）喷吹煤粉的作用：发热、还原（2）质量要求：灰分低，C高；②S、P低，K、Na低；发热值高；可磨性好；燃烧性和反应性好；安全性高3、炉渣2、煤气（1）成分有Fe、C、Si、Mn、S、P等（2）分为炼钢生铁、铸造生铁（S

5、i高S低）、铁合金（3）铁与钢主要区别是C1、生铁五、高炉产品（1）成分有CO、CO2、N2、H2、H2O（2）用途：热风炉、加热炉、锅炉房或自备发电厂的燃料。（1）成分有：CaO、MgO、SiO2、Al2O3、FeO、MnO等（2）用途：水泥、路基、建筑用材、绝热材料。六、高炉辅助设备1、供料系统2、送风系统3、除尘系统4、渣铁处理系统5、燃料喷吹系统七、高炉冶炼的概况分为五带:1、块状带：间接还原分解反应CaCO3=CaO+CO2部分直接还原FeO+C=Fe+CO2、软熔带：造渣CaO+SiO2+Al2O3=硅酸盐渗碳反应：3Fe+2CO=F

6、e3C+CO23、滴落带：直接还原（FeO）+C=（MnO）+C=（SiO2）+C=（P2O5）+C=4、风口燃烧带：2C+O2=2CO5、炉缸部分：脱硫反应FeS+CaO+C=CaS+Fe+CO八、高炉技术经济指标1、有效容积：铁口中心线至大钟下降下沿或溜槽垂直下沿。Vu工作容积＝有效容积－炉缸容积2、有效容积利用系数：高炉一昼夜每m3有效容积生产生铁的量，t/m3d。n=P/Vu3、焦比：每t生铁所消耗的焦炭，kg/t。K=Q/P4、煤比：每t生铁所消耗的煤粉量，kg/t。5、综合焦比＝焦比＋煤比×置换比6、冶炼强度：每天每m3容积消耗的焦炭

7、量，t/m3。I=Q/Vu=n×K综合冶炼强度=每天综合焦炭消耗量/有效容积7、生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总产量的百分数。一级品：S＜0.03％；合格品：S＜0.07％；8、休风率：休风时间占日历时间的百分比。9、高炉一代寿命（炉龄）：（1）两次大修之间的时间，年。（2）单位体积的产铁量，t/m3。2铁矿粉造块一、定义：铁矿粉造块是将不能直接入炉的金属矿粉经配料后用人工方法造成符合冶炼要求的矿块。二、意义：扩大了冶炼原料的来源，同时又改善了原料的质量。三、目的：将粉料制成具有高温强度的块状料；改善铁矿石的冶金性能，使高炉冶炼

8、指标得到改善；去除某些有害杂质，回收有益元素，达到综合利用资源和扩大铁矿石原料资源。2.1铁矿粉烧结一、烧结的作用：利用贫矿和粉矿；改善