第一章 材料的熔炼-1-1 钢铁冶金
《冶金是怎样炼成的》每章主要内容
《冶金是怎样炼成的》每章主要内容冶金是怎样炼成的
第一章：冶金概述
本章主要介绍冶金的定义和基本原理。
冶金是一门研究金属的提取、加工和利用的科学。
它涉及了矿石的选矿、冶炼过程和金属制品的加工等内容。
第二章：矿石的选矿
本章主要讲述了矿石的选矿过程。
选矿是指通过物理或化学方法，将矿石中的有用矿物与无用矿物分离，以达到提取有用矿物的目的。
本章介绍了常用的选矿方法和设备，并简要介绍了选矿过程中的一些关键技术。
第三章：冶炼过程
本章主要介绍了冶炼过程。
冶炼是将选矿后的矿石通过加热、还原等方式，将其中的金属提取出来的过程。
本章详细描述了冶炼的几个主要步骤，包括矿石的熔炼、转炉炼钢和电解精炼等技术。
第四章：金属制品的加工
本章主要介绍了金属制品的加工过程。
金属制品的加工是指将冶炼后的金属通过锻造、轧制、焊接等方式，将其转化为各种需要的形状和尺寸的过程。
本章讲解了不同类型金属制品的加工方法和相关设备。
第五章：冶金应用与发展
本章主要探讨了冶金在现代社会中的应用和发展趋势。
在这个章节中，我们介绍了金属的广泛应用领域，如建筑、交通、航空航天等，并讨论了冶金技术的发展方向和未来可能的突破。
以上为《冶金是怎样炼成的》每章的主要内容概览，详细内容请参考原文。
钢铁及有色金属冶炼第一章第二节 钢铁冶炼课件
炼铁原料及其作用
1.2
1.2.1 1.2.2 1.2.3
钢铁冶金
钢铁冶金过程的热力学 生铁冶炼 炼钢
1.2.1
钢铁冶金过程的热力学
1 金属还原剂 Mn、Si、Al
2 碳质还原剂
C
1.2
1.2.1 1.2.2 1.2.3
钢铁冶炼
钢铁冶金过程的热力学 生铁冶炼 炼钢
1.2.2
生铁冶炼（高炉炼铁）
氧 化 剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮等
还 原 剂：硅铁、锰铁、铝、焦炭等
冷 却 剂：废钢、富铁矿等
1.2.3
一、炼钢原材料 二、典型现代炼钢法
防止热量损失，起到绝热作 用，保证金属不致过热。
1.1.2
一、炼铁原料 二、高炉生产
生铁冶炼
三、高炉冶炼的理化过程
四、高炉冶炼的产品
五、非高炉炼铁法（直接还原）
四、高炉冶炼的产品
1 生铁
2
3
高炉煤气
炉渣
生铁： 以Fe、C、Si、Mn、S、P等元素组成的合金。
铸造生铁：10～20％
含硅量高（2.75～3.25％）
（1） 锰的还原 （2） 硅的还原
（3） 磷的还原
（1） 锰的还原
铁矿石中锰的氧化物以MnO2的形式存在。 在高炉内锰的氧化物的还原过程也是从高价氧化物 到低价氧化物的转化来实现的，即：
MnO2 Mn2O3 Mn3O4 MnO Mn
锰的高价氧化物易被CO依次还原成低价锰的氧 化物MnO，然后由固体碳直接还原成锰。
提高炉渣的碱度有利于锰的还原。
（1） 锰的还原
提高炉渣的碱度有利于锰的还原。
MnSiO MnO CaSiO3 3 CaO MnO C Mn CO
钢铁是怎样炼成的前三章内容
钢铁是怎样炼成的前三章内容第一章：矿石的采集和炼化钢铁是一种由铁和碳组成的合金，其制造过程可以追溯到几千年前。
在现代工业中，钢铁的炼制过程包括矿石的采集和炼化。
矿石是从地下或山脉中开采出来的含有铁矿石的岩石。
最常见的铁矿石是赤铁矿和磁铁矿。
一旦铁矿石被开采出来，它们经过一系列的加工步骤，以去除其中的杂质和石头。
首先，铁矿石会被破碎成较小的块状，通常采用破碎机进行。
然后，这些块状矿石会经过筛网，将其中的石头和其他杂质分离出来。
接下来，矿石会被送入高温的炼炉中。
在炉内，矿石与燃料（如焦炭）一起加热，以达到矿石中的铁的熔点。
在这个过程中，矿石中的铁会与燃料中的碳结合，形成熔融的铁和一些废渣。
第二章：钢铁的冶炼和精炼一旦矿石中的铁被熔化，它就可以被提取出来并用于制造钢铁。
然而，这个熔融的铁还包含有一些杂质和过多的碳。
为了去除这些杂质和调整碳含量，熔融的铁被送入冶炼炉中。
在冶炼炉中，钢铁制造商会添加一些化学物质，如石灰石和焦炭，以吸收杂质和调整碳含量。
这个过程被称为冶炼。
冶炼完成后，炼钢厂会对钢铁进行精炼。
在精炼过程中，钢铁会被加热至高温，并通过吹氧来去除残留的杂质。
这使得钢铁更纯净，并且具备所需的机械性能。
第三章：钢铁的成型和处理一旦钢铁被精炼出来，它可以通过不同的方法进行成型和处理，以满足不同的需求和应用。
最常见的成型方法之一是热轧，其中钢铁被加热并通过辊压成所需的形状，如板材或管道。
这个过程可以增加钢铁的强度和硬度。
另一种常见的成型方法是冷轧，其中钢铁在室温下被压制成所需的形状。
这个过程可以提供更高的表面质量和更准确的尺寸。
除了成型，钢铁还可以通过热处理来增强其性能。
通过加热和快速冷却，可以改变钢铁的晶体结构，从而提高其硬度和强度。
总而言之，钢铁的制造过程包括矿石的采集和炼化、钢铁的冶炼和精炼，以及钢铁的成型和处理。
这些步骤的完美结合和控制可以生产出具有优异性能的钢铁产品，广泛应用于建筑、制造业和交通运输等领域。
钢铁是怎样炼成的1到3章梗概
钢铁是怎样炼成的1到3章梗概第1章：炼铁的基本原理钢铁的炼制过程可以分为两个主要步骤：炼铁和炼钢。
炼铁是将铁矿石经过一系列反应和处理，从中提取出纯铁的过程。
炼钢则是在铁中添加一定数量的碳等合金元素，以增加其硬度和强度。
在炼铁的过程中，最常用的方法是高炉法。
首先，将铁矿石破碎成小块，并与焦炭（一种煤炭制品）和石灰石一起放入高炉中。
随后，通过加热高炉内的矿石和焦炭混合物，加热至约1500°C以上。
这样，焦炭中的碳将与矿石中的氧气反应，生成一种叫做炉渣的物质，其中又含有铁和一些其他杂质。
最后，高炉底部的铁液流出，并被收集。
第2章：基本钢铁冶炼过程在炼钢的过程中，最常用的方法是基本氧炉法。
首先，将炼铁得到的铁液倒入一个大型容器中，这个容器称为氧吹转炉。
然后，通过将高压氧气从底部吹入熔化的铁液中，其中的碳将与氧气反应，被氧气氧化成二氧化碳。
这样，炼钢得到的钢液中的碳含量将得到控制，使其达到所需的硬度和强度。
为了达到特定的钢铁质量要求，还可以使用其他方法，如电弧炉法、感应炉法和连铸法等。
电弧炉法是通过将电弧放置在铁液上方，并通过电流加热液体，以达到所需的温度。
感应炉法则是利用涡流效应在金属中产生热量，通过感应线圈的电磁场作用，将电能转化为热能。
连铸法是将钢液导入连铸机的模具中，通过冷却和凝固使其形成连续的钢坯。
第3章：精炼和产品制造钢铁的精炼过程包括除去杂质和添加合金元素。
为了去除硫和磷等杂质，通常会在炼钢过程中加入石灰石和氟化钙等还原剂。
这些还原剂能与杂质结合形成不溶于钢液的化合物，然后通过渣液或渣浆处理将其从钢液中分离出来。
在炼钢过程的最后阶段，还可以根据所需的最终产品要求，向钢液中添加适当的合金元素。
例如，为了改善钢的耐腐蚀性能，可以加入铬和镍等元素。
而为了增加钢的强度和硬度，可以添加一定量的钼和钛等合金元素。
添加合金元素的方法有直接添加、粉末喷吹、电子束加热等。
一旦钢液获得所需的化学成分和性能，就可以通过连铸或浇铸等方式，将钢液进行成型，形成相应的产品。
绪论
合计
讲课
小计
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48
48
1.绪论
• 四、主要参考书 • 1. 周美玲．材料工程基础．北京工业大学出版社，
2004 • 2. 王昆林．材料工程基础．清华大学出版社,2004 • 3. 毕大森．材料工程基础．机械工业出版社,2011 • 4．谷臣清．焊接冶金学．机械工业出版社,2004 • 五、评价方式（包括作业、测验、考试等） • 考试100分占总分80%， 课堂作业、课堂、出勤占有
1.绪论
• 三、课程的教学内容 • 课堂讲授的教学内容 • 第一章 材料的熔炼： • 钢铁冶金、铝冶金与熔炼、铜冶金、
真空冶金、单晶材料制备、玻璃的熔炼与 凝固。 • 第二章 金属液态与半固态成形： • 液态成形、半固态成形、快速凝固技术。
1.绪论
• 第三章 粉末材料制备： • 粉末测定、机械制粉法、物理制粉法、化
20%。
1.绪论
1.液态成型：液态凝固理论 半固态理论 焊接原理 粉末冶.固态成型 应力应变分析
•
塑性问题求解
1.绪论
3.聚合物成型原理
1.绪论
• 只能部分学习
•
1.凝固原理
•
2.焊接原理
•
3.固态成型原理
学制粉、纳米粉体的制备方法。 • 第四章 粉末成形与固化 • 粉末的成形与干燥、粉末体烧结、胶凝固
化。 • 第五章 金属塑性加工： • 概述、金属塑性加工理论基础、轧制、挤
压、拉拔、锻造、冲压成形。
1.绪论
《钢铁冶金》课件
钢铁冶金技术发展
钢铁冶金技术的历史
钢铁冶金技术始于古代，经历了手工冶炼、高炉冶炼、平炉冶炼等阶段，逐渐发展成为现代 化的自动化制造过程。
钢铁冶金技术的现状和趋势
现代钢铁冶金技术包括冶炼工艺优化、节能减排、自动化控制等方面，未来的发展趋势是提 高生产效率和环境友好性。
钢铁冶金的应用
钢铁冶金的应用领域
炼铁
1
炼铁流程
炼铁的基本流程包括原料准备、炉料制备、高炉冶炼和铁水处理等环节。
2
炼铁原理
炼铁过程中，通过高温和还原剂的作用将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，并脱除杂质。
钢铁制备
炼钢流程
炼钢的主要流程包括炉料准备、炼钢炉冶炼、钢水 调质和连铸成形。
炼钢原理
炼钢过程中，通过控制温度、氧化还原反应和冷却 速度等因素，调整钢中的碳含量和杂质含量。
《钢铁冶金》PPBiblioteka 课件钢铁冶金是指通过冶炼和制备过程将铁矿石转化为钢铁的科学与技术领域。 本课件将深入介绍钢铁冶金的流程、原理、技术发展和应用。
钢铁冶金介绍
1 钢铁冶金概念
钢铁冶金是将铁矿石经过特定的冶炼和制备过程转化为钢铁材料的过程。
2 钢铁冶金的重要性
钢铁是现代社会的基础材料，广泛应用于建筑、交通、机械等各个领域，对经济发展至 关重要。
钢铁广泛应用于建筑、桥梁、汽车、机械等各个领 域，为现代社会的发展提供了强大的支撑。
钢铁冶金的未来发展方向
未来的钢铁冶金将注重绿色制造、高强度材料、节 能降耗等方面的技术创新。
结论
1 钢铁冶金对经济的重要性
钢铁冶金是现代工业化社会的基石，对国家经济发展有着不可替代的重要作用。
2 钢铁冶金的未来前景
随着科技的不断进步和需求的不断增长，钢铁冶金将继续发展，应用领域将进一步扩大。
金属材料的冶炼ppt课件
▪ 粗铅熔析除铜所得到的铜 含铅要高于0.06％。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
➢ 主要讲解钢铁冶炼和有色金 属冶炼。
概述
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
第1章
金属材料的制备
冶金工艺
1.1 冶金工艺
金属冶金按其原理可划分为：火法冶金(又称干 法冶金) 、湿法冶金、电冶金三大基本类型。
第1章 金属材料的制备
1.2 钢铁冶金
钢铁冶炼
铸造生铁
铁矿石
炼铁
炼钢
铸锭
轧制
钢材
一 炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）基本反应原理： 3CO+
高温
Fe2O3=====2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要 是CO)从铁矿石中还原出铁。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2 . 固-液分离：将浸出液与残渣分离成液相和固相。 3. 溶液净化 ：分离掉杂质，净化和富集溶液。 4. 提取金属或化合物：利用电解、化学置换和加压氢还原
等方发提取金属或化合物。
▪ 在有色金金属、稀有金属及贵金属的冶金中占重要地位。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
钢铁是怎样炼成的一至三章主要内容
钢铁是怎样炼成的一至三章主要内容钢铁是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、制造业等领域。
它的制备过程非常复杂，需要经历多个步骤和工艺。
本文主要介绍了钢铁是怎样炼成的，包括原料的选择、炼铁过程和炼钢过程。
通过详细描述这些过程，读者可以了解到钢铁制备的基本原理和技术。
第一章：原料的选择在炼制钢铁的过程中，原料的选择非常重要。
一般来说，主要的原料有铁矿石、焦炭和石灰石。
铁矿石是钢铁的主要来源，它含有铁的化合物，如赤铁矿、磁铁矿等。
炼铁过程中，焦炭是还原剂，它能够将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
石灰石主要用于炼钢过程中的碱性反应，调节炉渣的碱度。
除了这些主要原料外，还需要一些辅助原料，如煤粉、石灰等。
第二章：炼铁过程炼铁是将铁矿石还原为金属铁的过程。
这个过程通常包括矿石的预处理、烧结和高炉冶炼。
首先，铁矿石经过粉碎、磁选等处理，去除杂质。
然后，将精矿和辅助原料按一定比例混合，并形成一定的颗粒度，这个过程叫做烧结。
接下来，将烧结矿、焦炭和石灰石一起投入高炉进行冶炼。
在高炉内，焦炭发生燃烧产生高温，将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
同时，还产生大量的炉渣，包括硅酸盐、磷酸盐等。
炉渣与金属铁分离，金属铁被收集到底部，炉渣浮在金属铁上。
第三章：炼钢过程炼钢是将生铁中的杂质去除，并调整合金成分的过程。
炼钢的方法有很多种，常见的有转炉法、电炉法和氧气底吹法。
这里以转炉法为例进行介绍。
首先，将生铁和炼钢炉渣（由石灰石等原料制备）一起加入转炉中。
通过吹入氧气和其他气体，使钢水中的杂质被氧化，生成气体和炉渣。
然后，通过倾转转炉，将炉渣和气体从钢水中分离出来。
最后，将清洁的钢水倒入钢水包或连铸机中，进行进一步的处理和成型。
通过以上三章的介绍，我们可以了解到钢铁是怎样炼成的。
从原料的选择到炼铁过程再到炼钢过程，每个步骤都是不可或缺的。
钢铁的制备过程需要考虑原料的质量、比例和工艺的控制等多方面因素。
只有经过严格的工艺操作和控制，才能保证钢铁的质量和性能。
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• 还原剂的选择还必须适应大规模工业生产的需 要和经济效益的要求。显然在高炉中不能用比 铁昂贵的Al、Mg、Ca、Si、Mn来作为还原剂。 它们作为还原剂是不经济的。 • C 、 CO 和 H2 是高炉炼铁适宜的还原剂。它们 由原料带来，兼有热能和化学能的双重职能， 焦炭还作为料柱骨架，满足高炉冶炼过程的需 要。
冶金工艺
• • • • 火法冶金 湿法冶金 电冶金 ……
火法冶金
• 利用高温从矿石中提取金属或其化合物 的方法称为火法冶金； • 钢铁、铜、镍、铅、锌等； • 缺点：污染环境； • 优点：成本较低； • 基本过程：矿石准备--冶炼--精炼 • 主要方法：提炼冶金、氯化冶金、喷射 冶金、真空冶金等。
• 脉石成分：碱性脉石，如CaO、MgO；酸性脉 石，如SiO2、Al2O3。一般铁矿石含酸性脉石者 居多，即其中SiO2高，需加入石灰石造成碱度 CaO/SiO2为1.0左右的炉渣，以满足冶炼工艺的 需求。因此希望酸性脉石含量愈少愈好。而含 CaO高的碱性脉石则具有较高的冶炼价值。 • 如某铁矿成分（%） Fe 45.30，CaO 10.05，MgO 3.34，SiO2 11.20 自然碱度（CaO/SiO2）=0.9，（CaO+MgO） /SiO2=1.2，接近炉渣碱度的正常范围，属自熔 性矿石。
电冶金
• 利用电能从矿石或其他原料中提取、回 收、精炼金属的冶金过程称为电冶金； • 电冶金主要包括电热熔炼、水溶液电解 和熔盐电解三方面内容。
• 生物冶金:生物浸出技术(“973”项目： 微生物冶金的基础研究） • 细菌冶金 • …….
1.1钢铁冶金
• 《钢铁是怎样炼成的》--作者：奥斯特洛 夫斯基（苏联）--主人公：保尔•柯察金 “精神的冶炼过程”
Al
Fe
Ca Na
Hale Waihona Puke KMgTi
H
46.05 27.88 8.13 5.17 3.65 2.78 2.58 2.06 0.62 0.14
铁矿石
铁的氧化物：Fe2O3,Fe3O4,2Fe2O3•3H2O,FeCO3 脉石：其他氧化物(SiO2、MnO2、Al2O3)等
一、钢铁冶金的热力学
• 炼铁主要是还原过程， 炼钢主要是氧化过程；
菱铁矿
铁矿石开采： 露天开采：采用采掘设备在敞露的条件 下，以山坡露天或凹陷露天的方式，一 个阶段一个阶段地向下剥离岩石和采出 有用矿物的一种采矿方法。
地下开采：矿床埋藏地表以下很深，无 法露天开采时采用。
铁矿石质量评价
铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果，必 须严格要求。通常从以下几方面评价： • 矿石品位：品位即铁矿石的含铁量，它 决定着矿石的开采价值和入炉前的处理 工艺。入炉品位愈高，愈有利于降低焦 比和提高产量，从而提高经济效益。
• 磷是钢材中的有害成分，使钢具有冷脆 性。 • 磷能溶于 α-Fe中（可达 1.2%），固溶并 富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶 粒间的强度大大增高，从而使钢材的室 温强度提高而脆性增加，称为冷脆。磷 在钢的结晶过程中容易偏析，而又很难 用热处理的方法来消除，亦使钢材冷脆 的危险性增加。
• 铁矿石中常共生有Mn、Cr、Ni、Co、V、Ti、 Mo ；包头白云鄂博铁矿还含有 Nb 、 Ta 及稀 土元素Ce、La等。这些元素有改善钢铁性能 的作用，故称有益元素。 • 当它们在矿石中的含量（ % ）达到一定数值 时，如 Mn≥5 、 Cr≥0.06 、 Ni≥0.2 ， Co≥0.03 ， V≥0.1~0.15 ， Mo≥0.3 ， Cu≥0.3 ，则称为复合 矿石，经济价值很大，应考虑综合利用。
铁 矿 石
熔 剂
焦 炭
上料机
喷吹 燃料罐
燃料 高炉
热风 热风炉
冷风 鼓风机
空气
炉渣
生铁
煤气
水 渣
渣 棉
铸炼特 造钢殊 生生生 铁铁铁
除尘
净煤气
其它用途
建 筑 材 料
绝 热 材 料
炉 尘
高炉炼铁系统示意图 1—料车； 2—上料斜桥； 3—高炉； 4—铁渣口； 5—风口； 6—热风炉； 7—重力除尘器；8—文氏管；9—洗涤塔； 10—烟囱
• 矿石的粒度和强度 • 粒度过大会减少煤气与铁矿石的接触面积，使铁 矿石不易还原；过小则增加气流阻力，同时易吹 出炉外形成炉尘损失；粒度大小不均，则严重影 响料柱透气性。因此，大块应破碎，粉末应筛除， 粒度应适宜而均匀。一般要求粒度在5~40mm范 围。 • 铁矿石的强度是指铁矿石耐冲击、摩擦的强弱程 度。随着高炉容积不断扩大，入炉铁矿石的强度 也要相应提高。否则易生成粉末、碎块，增加炉 尘损失，使高炉料柱透气性变坏。
• 材料学家眼中的“冶金”—物理化学的过 程
两次工业革命都是以新材料的发明和广泛 应用为先导的：
第一次工业革命（18世纪）：钢铁工业的发展为 蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础； 第二次工业革命（20世纪中叶以来）：单晶硅材 料对电子技术的发明和应用起了核心作用。
钢厂典型流程
宝钢生产工艺流程
• 炼铁视频 • 宝钢生产视频
高炉冷却设备 • 炉衬冷却是将通有冷却介质的金属冷却器件插 入砌体或置于砌体外缘表面，由冷却介质将进 入炉衬的热量带走，从而使输入和输出炉衬的 热流平衡，保持炉衬工作表面稳定。 • 由于高炉各部位热负荷不同，加上结构上的要 求，高炉冷却设备有冷却壁、冷却水箱、外部 喷水冷却、水冷炉底等多种形式和方法。
• 品位提高，意味着酸性脉石大幅度减少， 冶炼时可少加石灰石造渣，因而渣量大 大减少，既节省热量，又促进炉况顺行。 • 例如鞍山地区的酸性贫铁矿，含铁30%， SiO2 50%，富选后精矿品位达到60%， SiO2降低到14%；含铁量提高一倍， SiO2降低近3/4。生产1t生铁的渣量和熔 剂用量减少到原来的1/8。
第一章 材料的熔炼
• 1.1 钢铁是怎样炼成的--钢铁冶金 • 1.2 铝冶金与熔炼 • 1.3 铜冶金
附带：贵金属冶金
冶金 Metallurgy
• 地质-勘探-采矿-选矿-冶金-材料-机械……. • 冶金是基于矿产资源的开发利用和金属材 料生产加工过程的工程技术 ； • 86种金属 ，除Au、Ag、Pt自然界存在单 质； • 氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸 盐…… • 冶金工业是国家的基础产业。
钢铁生产基本过程
（高炉的还原过程）（氧化过程）
铁矿石 → 炼铁 → 炼钢 →铸锭(连铸)→ 轧制 → 钢材 铸造生铁 铸造
新流程：直接氧化→电弧炉炼钢→连铸连轧
高炉炉顶俯视
宝钢一号高炉（我国最大 高炉，有效容积4063m3) 出铁口
地壳中主要元素的平均质量百分比(克拉克值）
元素 质量 %
O
Si
• 高炉本体是冶炼生铁的 主体设备。由耐火材料 砌筑成竖式圆筒形，外 有钢板炉壳加固密封， 内嵌冷却设备保护； • 高炉内部工作空间的形 状称为高炉内型。高炉 内型从下往上分为炉缸、 炉腹、炉腰、炉身和炉 喉五个部分，该容积总 和为它的有效容积，反 映高炉所具备的生产能 力。
高炉内衬：高炉内耐火 材料砌筑的实体，其作 用是形成高炉工作空间。 高炉炉衬：陶瓷质材料 （包括粘土质和高铝质 等）、炭质材料（炭砖、 炭捣石墨等）
• 2、高炉原料 （1）铁矿石： 含铁矿物+脉石=机械混合物
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
常见铁矿石的组成及特征
• 赤铁矿 又称红矿，其主要含铁矿物为 Fe2O3 ，其中铁占 70% ，氧占 30% ，常温 下无磁性。但 Fe2O3 有两种晶形，一为 αFe2O3 ，一为γ- Fe2O3 ，在一定温度下， 当α-Fe2O3转变为γ- Fe2O3时，便具有了磁 性。 • 色泽为赤褐色到暗红色，由于其硫、磷含 量低，还原性较磁铁矿好，是优良的炼铁 原料。 • 赤铁矿的熔融温度为：1580~1640℃。
材料学科二级学科分类表
材料学科
钢 铁 冶 金
有 色 金 属 冶 金
冶 金 物 理 化 学
金 属 材 料 与 热 处 理
金 属 压 力 加 工
无 机 非 金 属 材 料
硅 酸 盐 工 程
高 分 子 材 料 与 工 程
粉 末 冶 金
复 合 材 料
腐 蚀 与 防 护
材 料 科 学 与 工 程
复 铸 焊 合 造 接 材 料
赤铁矿
• 磁铁矿 主要含铁矿物为Fe3O4，具有磁 性。其化学组成可视为 Fe2O3•FeO ，其 中 FeO=30% ， Fe2O3=69% ； TFe=72.4%，O=27.6%； • 磁铁矿颜色为灰色或黑色，由于其结晶 结构致密，所以还原性比其它铁矿差； • 磁铁矿的熔融温度为：1500~1580℃。
• 只要温度足够高，CO几 乎能还原所有的元素； • 高炉生产中，FeO、 P2O5最不稳定，全部被 还原；MnO大部分被还 原；SiO2小部分被还原； CaO，MgO，Al2O3几乎 不被还原；
二、高炉炼铁
从矿石中制取铁的过 程称为炼铁；炼铁的 炉子叫高炉；
炼铁原料：铁矿石、 熔剂、燃料 产出：生铁、煤气、 炉渣
• 有害杂质和有益元素的含量 有害杂质通常指S、P、Pb、Zn、As等， 它们的含量愈低愈好。Cu有时为害，有 时为益，视具体情况而定。
入炉铁矿石有害杂质的界限含量（%）
• 硫是对钢铁危害大的元素，它使钢材具有热 脆性。 • “热脆”就是S几乎不熔于固态铁而与铁形成 FeS，而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988℃， 低于钢材热加工的开始温度 1150~1200℃。热 加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导 致开裂。 • 因此矿石含硫愈低愈好。国家标准规定生铁 中S≤0.07%，优质生铁S≤0.03%，就是要严格 控制钢中硫含量。
磁铁矿
• 在自然界中纯磁铁矿很少见，常常由于地表氧 化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿 和假象赤铁矿。所谓假象就是 Fe3O4 虽然氧化 成 Fe2O3 ，但它仍保留原来磁铁矿的外形。它 们一般可用TFe/FeO的比值来区分： TFe/FeO=2.33 为纯磁铁矿石 TFe/FeO<3.5 为磁铁矿石 TFe/FeO=3.5~7.0 为半假象赤铁矿石 TFe/FeO>7.0 为假象赤铁矿石 式中，TFe－矿石中的总含铁量（%），又称 全铁；FeO－矿石中的FeO含量（%）。