钢铁冶金-炼钢用原材料

2、废钢
转炉和电炉炼钢均使用废钢， 转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气顶吹转炉用废 钢量一般是总装入量的10%-30%。 钢量一般是总装入量的10%-30%。废钢分为一般废钢 10% 轧辊、次废铁、车等。 、轧辊、次废铁、车等。
转炉炼钢对废钢的要求： 转炉炼钢对废钢的要求：
1)废钢的外形尺寸和块度 1)废钢的外形尺寸和块度 应保证能从炉口顺利加入转炉。 应保证能从炉口顺利加入转炉 。 废钢的长 度应小于转炉口直径的1/2， 废钢单重一般不应 度应小于转炉口直径的 1 超过300kg。国标要求废钢的长度不大于1000 1000mm 超过 300kg。 国标要求废钢的长度不大于 1000mm 300kg 最大单件重量不大于800kg。 800kg ，最大单件重量不大于800kg。
2）废钢中不得混有铁合金 严禁混入铜、 严禁混入铜 、 锌 、 铅 、 锡等有色金属和橡 不得混有封闭器皿、 胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品 以及有毒物品。 废钢的硫 、 磷含量均不大于 以及有毒物品 。 废钢的硫、 0.050%。 050% 3）废钢应清洁干燥 不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。 不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。
海绵铁
5、铁合金
常用的铁合金种类： 常用的铁合金种类： 简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe◆ 简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe-V， Fe-Ti，Fe-Mo，FeFe-Ti，Fe-Mo，Fe-W等 ◆复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金， 复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金， 合金 合金 Mn-Si合金，Cr-Si合金 Ba-Ca-Si合金 合金， 合金， Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金， 合金 Ba-Al-Si合金等 Ba-Al-Si合金等 Ti）、Ni、 ◆纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni、Al。 纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni Al。
2）锰（Mn） Mn）
锰是发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO Mn氧化后形成的MnO能有效 锰是发热元素 ， 铁水中 Mn 氧化后形成的 MnO 能有效 促进石灰溶解，加快成渣， 促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵 蚀。 同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可以减少 同时铁水含Mn高 终点钢中余锰高， Mn 合金化时所需的锰铁合金，有利提高钢水纯净度。 合金化时所需的锰铁合金，有利提高钢水纯净度。 转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.0， 转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.0，目前使 0.8 用较多的为低锰铁水，锰的含量为0.20%-0.80%。 用较多的为低锰铁水，锰的含量为0.20%-0.80%。 0.20%
钢
铁
冶
金
概
论
6.3 炼钢用原材料
濮耐技术
2009年10月 年 月
陈勇
原材料是炼钢的基础， 原材料是炼钢的基础，原材料的质量和供 应条件对炼钢生产的各项技术经济指标产生 重要影响。 重要影响。 对炼钢原料的基本要求：既要保证原料具 对炼钢原料的基本要求： 有一定的质量和相对稳定的成分， 有一定的质量和相对稳定的成分，又要因地 制宜充分利用本地区的原料资源， 制宜充分利用本地区的原料资源，不宜苛求 。炼钢原料分为金属料，非金属料和气体。 炼钢原料分为金属料，非金属料和气体。
入炉原料结构是炼钢进程及各项指标结构产生重要影 入炉原料结构是炼钢进程及各项指标结构产生重要影 响: 钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理分配； ◆钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理分配；
◆造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配 造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、
比制度； 比制度； 充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果， ◆充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果，即钢铁料和 选渣料的合理利用。 选渣料的合理利用。
4）不同性质的废钢分类存放 非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起， 非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起， 不得混有合金废钢和生铁。合金废钢要单独存 不得混有合金废钢和生铁。 以免造成冶炼困难， 放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成 贵重合金元素的浪费。 贵重合金元素的浪费。
3、生铁
主要在电炉炼钢中使用， 主要在电炉炼钢中使用，其主要目的在于提高 炉料或钢中的碳含量， 炉料或钢中的碳含量 ， 并解决废钢来源不足的困 由于生铁中含碳及杂质较高， 难 。 由于生铁中含碳及杂质较高 ， 因此电炉钢炉 料中生铁配比通常为10 25% 最高不超过30 10% 30% 料中生铁配比通常为10%-25%，最高不超过30%。 电炉炼钢对生铁的质量要求较高， 一般S 电炉炼钢对生铁的质量要求较高 ， 一般 S 、 P 含量要低，Mn不能高于 不能高于2 Si不能高于 不能高于1 含量要低，Mn不能高于2.5%，Si不能高于1.2%。
对铁水带渣量的要求： 对铁水带渣量的要求： 高炉渣中含硫、 量较高， 高炉渣中含硫、SiO2、和Al2O3量较高，过多 的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大， 的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰 消耗增加，造成喷溅，降低炉衬寿命，因此，进 消耗增加，造成喷溅，降低炉衬寿命，因此， 入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。 入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。 带渣量不得超过0.5%
Fe-Si合金 合金
高碳
中碳
低碳
Fe-Mn合金 合金
Fe-Cr合金 合金
Fe-Mo合金 合金
Si-Mn合金 合金
Si
Mn锭 锭金属Ti戒指Fra bibliotek金属 戒指稀有金属Ni 稀有金属
金属铝锭
海绵钛
二、非金属料
1、 造渣剂
（1）石灰
碱性炼钢方法的造渣料，主要成分为CaO， 碱性炼钢方法的造渣料，主要成分为CaO，由石 CaO 灰石煅烧而成，是脱P 不可缺少的材料， 灰石煅烧而成，是脱P、脱S不可缺少的材料，用量 比较大。 比较大。 其质量好坏对吹炼工艺、 其质量好坏对吹炼工艺、产品质量和炉衬寿命 等产生主要影响。因此，石灰CaO含量高， CaO含量高 等产生主要影响。因此，石灰CaO含量高，SiO2和S 含量低，生过烧率低，活性高，块度适中，此外， 含量低，生过烧率低，活性高，块度适中，此外， 石灰还应保持清洁、干燥和新鲜。 石灰还应保持清洁、干燥和新鲜。
金属料：铁水、废钢、 ● 金属料：铁水、废钢、铁合金 辅助材料： ● 辅助材料：
造渣剂：石灰、活性石灰、萤石、白云石、 造渣剂：石灰、活性石灰、萤石、白云石、合成造渣材料 冷却剂：废钢、富铁矿、氧化铁皮、烧结矿、团矿、石灰石 冷却剂：废钢、富铁矿、氧化铁皮、烧结矿、团矿、 燃料：焦炭、石墨籽、煤块、 燃料：焦炭、石墨籽、煤块、重油 氧化剂：氧气、铁矿石、 氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮 还原剂和增碳剂：石墨电极、木炭、焦炭、电石、硅铁、 还原剂和增碳剂：石墨电极、木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙 、铝等
石灰的活度
也称水活度是石灰反应能力的标志， 也称水活度是石灰反应能力的标志，也是衡量石灰质 量的重要参数。 量的重要参数。 常用盐酸滴定法来测量水活性，当盐酸消耗大于300ml 常用盐酸滴定法来测量水活性，当盐酸消耗大于300ml 时才属优质活性石灰。通常把在1050 1150℃ 1050时才属优质活性石灰。通常把在1050-1150℃温度下焙烧的 石灰，具有高反应能力的体积密度小，气孔率高， 石灰，具有高反应能力的体积密度小，气孔率高，比表面 积大，晶粒细小的优质石灰叫活性石灰，也称软性石灰。 积大，晶粒细小的优质石灰叫活性石灰，也称软性石灰。 活性石灰的水活性度大于310ml，体积密度1.7活性石灰的水活性度大于310ml，体积密度1.7-2.0g/ 310ml 1.7 气孔率高达40% 比表面积为0.5 40%， 0.5/g。 ㎝3，气孔率高达40%，比表面积为0.5-1.3cm2/g。 活性石灰能减少石灰、萤石消耗量和转炉渣量， 活性石灰能减少石灰、萤石消耗量和转炉渣量，有利 于提高脱S 效果，减少转炉热损失和对炉衬的侵蚀。 于提高脱S，脱P效果，减少转炉热损失和对炉衬的侵蚀。
对铁水温度的要求： 对铁水温度的要求： 铁水温度是铁水含物理量多少的标志， 铁水温度是铁水含物理量多少的标志， 铁水物理热得占转炉热收入的50%。应努力 铁水物理热得占转炉热收入的50%。 50% 保证入炉铁水的温度， 保证入炉铁水的温度，保证炉内热源充足和 成渣迅速。我国炼钢规定入炉铁水温度应大 成渣迅速。我国炼钢规定入炉铁水温度应大 于1250℃，并且要相对稳定。 1250℃，并且要相对稳定。
一、金属料
1、铁 水
铁水是转炉炼钢的主要原 70% 材 料 ， 一 般 占 装 入 量 的 70%100% 100% 。 是转炉炼钢的主要热源 。 对铁水要求有： 对铁水要求有： （1）成分； 成分； （2）带渣量； 带渣量； （3）温度。 温度。
1）硅（Si） Si）
是重要的发热元素， 铁水中含Si 量高， Si量高 是重要的发热元素 ， 铁水中含 Si 量高 ， 炉内的化 学热增加，铁水中Si量增加0 10% Si量增加 学热增加，铁水中Si量增加0.10%，废钢的加入量可提 高1.3%-1.5%。 铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。 铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。 Si量高 硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅， 硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅， 金属收得率降低， 同时渣中过量的SiO 金属收得率降低 ， 同时渣中过量的 SiO2 ， 也会加剧对 炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。 炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。 通常铁水中的硅含量为0 30% 通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。 硅含量为 60%为宜。
生铁
4、海绵铁
海绵铁是用氢气或其他还原性气体还原精 铁矿而得。 铁矿而得。 一般是将铁矿石装入反应器中，通入氢气 一般是将铁矿石装入反应器中， CO气体或使用固体还原剂 气体或使用固体还原剂， 或CO气体或使用固体还原剂，在低于铁矿石软 化点以下的温度范围内反应，不生成铁水， 化点以下的温度范围内反应，不生成铁水，也 没有熔渣，仅把氧化铁中的氧脱掉， 没有熔渣，仅把氧化铁中的氧脱掉，从而获得 多孔性的金属铁即海绵铁。 多孔性的金属铁即海绵铁。