钢铁冶金工艺流程论文
炼钢的生产流程及原理

级论文题目:炼钢的生产流程及原理专业班级姓名学号指导教师日期炼钢的生产流程及原理摘要本文概述了炼钢生产的现状及发展趋势,介绍了炼钢生产的流程、原理及现代炼钢方法。
炼钢生产之初的造渣对钢的冶炼起到决定性作用,而碳、磷、硫、氧等成分的含量对钢的冶炼起着关键性作用,除此之外,钢中所含的气体和夹杂物对钢的质量也有影响。
本文就造渣过程及脱碳、脱磷、脱硫、脱氧过程进行了详细的阐述。
总之,炼钢的生产过程可归纳为:“四脱”(脱碳、脱磷、脱硫、脱氧),“二去”(去气和去夹杂)“二调整”(调整成分和温度)。
关键词:目录摘要第一章引言 (1)第二章现代炼钢方法简介 (3)2.1 氧气转炉炼钢 (3)2.1.1 氧气顶吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.2 氧气底吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.3 复合炼钢法特点 (4)2.2电弧炉炼钢 (4)第三章炼钢的生产流程及原理 (6)3.1炼钢的基本任务 (6)3.2 炼钢原材料的来源 (7)3.3 装料 (7)3.4 炼钢炉渣 (7)3.4.1 造渣 (8)3.4.2 炼钢炉渣的作用 (10)3.4.3 炼钢炉渣的来源 (11)3.4.4 炼钢炉渣的分类与组成 (11)3.4.5 炼钢炉渣的主要性质 (11)3.5 炼钢过程的基本反应 (13)3.5.1 碳的氧化 (13)3.5.2 硅的氧化和还原 (14)3.5.3 锰的氧化和还原 (15)3.5.4 脱磷反应 (15)3.5.5 脱硫反应 (17)3.5.6 脱氧 (18)3.6 去除钢中的气体 (21)3.7降低钢中的非金属夹杂物 (22)3.8 出钢 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章引言(三号黑体)我国有丰富的铁矿石、有色金属、煤炭和水力资源等,是发展钢铁工业的基本条件。
我国是世界上钢铁冶金起源最早的国家之一,早在春秋战国时代(公元前8世纪~5世纪)就出现了生铁冶炼,制造出了很锋利的宝剑和其他用具,在历史上有着极其辉煌的成就。
钢铁冶金工艺流程论文

《冶金工程概论》课程考核(课程论文)题目:钢铁冶金工艺流程钢铁冶金工艺流程摘要:近年来虽然我国的钢铁工业取得了长足的发展,但钢铁技术装备制造水平不高,尤其是对钢铁工业中具有标志性意义、高附加值的核心装备:如连轧成套设备、连铸连轧成套设备、大口径无缝管设备、100吨以上超高功率电炉等装备及技术仍以引进为主。
国内钢铁装备制造以结构和质量档次较低的初级产品为主,缺乏核心技术,使我国钢铁装备制造在整个钢铁装备制造价值链中仍处于加工组装的位置,只能获得较低的利润,而钢铁强国则以高技术含量、高附加值技术装备制造技术为主,利用发展中国家工业化阶段,获取大量利润。
关键字:钢铁的生产流程;炼铁原料;高炉冶金Steel metallurgical process flowAbstract: in recent years, although the steel industry in China has achieved great development, but steel technology equipment manufacturing level is not high, especially in steel industry in a landmark significance and high added value of the core equipment: such as rolling equipment, slab continuous casting and rolling equipment, large diameter seamless tube equipment, 100 tons of equipment and high power electric furnace and the introduction of technology is still primarily. Domestic steel equipment manufacturing to structure and low quality and grade of primary products, lack of core technology, and to make our country steel equipment manufacturing in the whole steel equipment manufacturing in the value chain of the position of the assembly is still in the processing, can only get lower profits, and steel power is to high tech content, high added value technology equipment manufacturing technology is given priority to, use of developing country industrialization stage, and gain a profit.引言:研究创新、核心技术竞争力、产业化、产业链、产业集群等理论的基础上,分析了当前我国钢铁装备产业化的主要目标和核心技术,在此基础上总结钢铁装备制造产业的演化路径和产业化主要影响因素,就如何把握钢铁装备制造良好的发展机遇,如何合理的进行技术创新, 在关注钢铁企业的研发动态的同时,合理规划企业经营管理方式,形成拥有自主知识产权的科研成果,打造我国钢铁装备品牌,制定适合钢铁装备制造发展的政策体系。
钢铁冶金小论文

论中国钢铁冶金技术发展史姓名:杨帅班级:姓名:杨帅班级:1010级建筑工程技术一班级建筑工程技术一班 系部:材料与工程系系部:材料与工程系我虽然不是钢铁冶金专业的学生,但是通过选修本课程,不仅使我自己加深了对钢铁冶金技术的了解,在一定程度上弥补了我对钢铁冶金认识的空白,同时,使我对中国钢铁冶金技术发展史有了更具体的了解与认识。
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。
冶金工业的发展是伴随人类活动而一步步发展起来的,可归结为:石器→青铜器→铁器→工业化石器→青铜器→铁器→工业化((钢铁) →信息社会信息社会((多种新材料多种新材料) )中国作为世界文明古国,钢铁的发展要远早于其他国家。
中国古代炼钢方法可分为两类。
一是以块炼铁为原料,采用渗碳技术使其成钢。
二是以生铁为原料,采取脱碳技术使其成钢。
钢。
二是以生铁为原料,采取脱碳技术使其成钢。
早期出现的大量钢制品主要是用第一种方法炼成,就是把块炼铁直接放在炽热的木炭上加热,渗碳木炭上加热,渗碳((在高温下活性碳原子渗入铁的表面在高温下活性碳原子渗入铁的表面 , , ,使含碳量增加使含碳量增加使含碳量增加 ) ) ),再经,再经反复锻打而成。
反复加热煅打的次数越多,钢件越硬,由十次,三十次,五十次增至近百次从而得到所谓的“百炼钢”。
这就是百炼成钢工艺的起源。
多次反复锻打可排除钢中夹杂物(铁矿石中的脉石成分)多次反复锻打可排除钢中夹杂物(铁矿石中的脉石成分),减少残留夹杂物的尺寸的尺寸 ,从而使其成分趋于均匀,组织趋于致密,细化晶粒,改善钢的性能。
古代人们虽然不知道为什么打的次数越多,古代人们虽然不知道为什么打的次数越多,钢件越硬,钢件越硬,但是这种锤炼技术却一直延续下来了。
延续下来了。
在掌握冶炼块炼铁后不久,又学会了生铁冶铸,是把炼炉加高,强化地鼓风,使竖炉里的氧化还原反应更充分,使竖炉里的氧化还原反应更充分,炼炉的温度也有相应的提高。
钢铁行业冶金工艺流程资料

钢铁行业冶金工艺流程资料钢铁行业是现代工业经济中不可或缺的基础产业之一,而冶金工艺流程则是钢铁生产过程中不可或缺的核心环节。
本文将全面介绍钢铁行业冶金工艺流程的相关资料,以帮助读者更好地了解这一领域。
一、炼铁工艺流程炼铁是从矿石中提取铁的过程,其主要工艺流程包括矿石炼制、高炉冶炼和铁水处理。
首先,矿石炼制阶段主要涉及矿石的破碎、磨矿、矿浆制备等工序,以提高矿石的可操作性。
接着,高炉冶炼是将矿石还原为铁的过程,其中包括熔融反应、还原反应和炉渣形成等环节。
最后,在铁水处理阶段,对冶炼得到的高炉炉渣进行处理,并进行铁水调质和净化,以满足下游钢铁生产的要求。
二、炼钢工艺流程炼钢是将冶炼得到的铁水进一步加工,以提高钢的质量和性能。
一般而言,炼钢包括转炉炼钢、电弧炉炼钢和炉外精炼等工艺流程。
转炉炼钢是最常见的炼钢方法之一,其主要过程包括铁水脱硫、脱磷、调质和合金化。
电弧炉炼钢则使用电弧加热对铁水进行冶炼,具有操作灵活、适应性强等优点。
炉外精炼是在炼钢过程中对钢液进行进一步调质,通过真空、氩气等对炉内环境进行调整,以去除杂质和气体。
三、钢铁生产设备和技术钢铁行业的冶金工艺离不开相关的生产设备和技术。
其中,高炉、转炉、电弧炉等是钢铁行业常用的冶炼设备。
高炉是将矿石还原为铁的主要设备,其结构包括炉壳、炉缸、风口、排烟口等。
转炉和电弧炉则是炼钢的主要设备,其结构包括炉体、电极、底吹氧气装置等。
此外,钢铁行业还应用了一些先进的技术,如连铸技术、脱硫技术、脱磷技术等,以提高生产效率和产品质量。
四、钢铁行业的环境保护措施钢铁行业作为传统的重工业部门,其生产活动会对环境造成一定的影响。
为了减少对环境的负面影响,钢铁企业积极采取了一系列的环保措施。
例如,在炼制过程中,利用先进的排放治理设施和技术手段,控制废气、废水和固体废弃物的排放。
此外,钢铁企业还注重资源利用和能源消耗的优化,推广循环经济理念,提高工业绿色化水平。
五、钢铁行业发展趋势与前景随着经济的不断发展和工业结构的升级,钢铁行业也面临诸多挑战和机遇。
炼钢工艺技术论文

炼钢工艺技术论文炼钢工艺技术是指在金属材料炼钢过程中,通过控制炉温、炉压、炉气等因素,使金属材料的化学成分和物理性能达到设计要求的技术方法。
本文将分析炼钢工艺技术的原理、流程和关键技术,并介绍几种常用的炼钢工艺技术。
炼钢工艺技术的原理是通过提高铁矿石的熔化率和还原率,控制炉内气氛和温度,让金属材料在特定条件下进行还原冶炼。
炼钢工艺技术的流程主要包括烧结、还原、脱硫、退碳、合金化等环节。
烧结是将铁矿石在高温下进行预处理,使其熔化成矿渣和铁水。
烧结温度、矿石粒度和矿石成分的选择是决定烧结效果的关键因素。
还原是指将矿渣中的金属氧化物还原成金属,还原剂一般为焦炭。
脱硫是使钢中的硫含量降到规定范围内,常用的方法有氧化脱硫、镁还原脱硫和吹氧脱硫等。
退碳是指将钢中的碳含量降到规定范围内,退碳的方法有一次退碳和多次退碳。
合金化是在炼钢过程中加入一定量的合金元素,以调整钢的成分和性能。
合金化一般通过添加铜、镍、铬、钒等合金元素来实现。
炼钢工艺技术的关键技术主要包括炉温控制、炉压控制和炉气控制。
炉温控制是在保证金属熔化的同时,控制炉温在合适的范围内,以保证炉温稳定和均匀性。
炉压控制是通过控制炉内气体的压力,以调整炉内气氛,保证还原和脱硫反应的进行。
炉气控制是通过调整炉内气体的成分和流量,以控制炉内气氛和温度。
几种常用的炼钢工艺技术包括转炉法、电炉法和炼钢精炼法。
转炉法是利用转炉进行炼钢,其中包括酸性转炉法和碱性转炉法。
电炉法是利用电炉进行炼钢,其中包括直接电弧炉法和感应电炉法。
炼钢精炼法是在转炉或电炉的基础上,采用干法、湿法或渗氮法进行炼钢精炼。
总之,炼钢工艺技术是炼钢过程中的核心技术,通过合理控制炉温、炉压和炉气等因素,可以实现金属材料的化学成分和物理性能的调整。
不同的炼钢工艺技术有各自的优势和适用范围,工程技术人员应根据具体的生产需求选用合适的工艺技术。
同时,应不断探索和创新,提高炼钢工艺技术的稳定性和效率,以满足不断提升的钢材质量要求。
关于炼钢方面的论文

本系统由地下料仓电振、皮带机、卸料车、故障报警等组成。
3.1.1工艺流程:炼钢所需原料由汽车卸入地下料仓中使用,当炉顶料仓需料时,将炉顶高位皮带卸料口对准该炉顶料仓进料口后,系统逆物料方向启动(S3皮带机→S2皮带机→S1皮带机→地下料仓电振),同时被选择的电振启动,开始向炉顶料仓供料。
当料仓料量将达到要求时,由操作人员进行储仓换料或停机(停机顺序与开机顺序方向相反)操作。
3.1.2控制原理:上料系统操作方式分三种:一、自动控制。
操作地点为地下料仓控制室。
按照操作顺序自动控制各上料设备。
二、手动控制。
操作地点为地下料仓控制室。
按照操作顺序人工控制各上料设备。
三、就地控制。
操作地点为机旁。
此方式一般试车和检修时用。
操作过程分为五步:一、高位料仓中的料位低于料位下限时,首先发出信号提示地下料仓控制室需对该料仓输送物料,同时提示炉前控制室该料仓将进行上料,并锁定主车间相应称量系统,停止振动给料、称量工作。
二、S3皮带的卸料小车准确对位,并向地下料仓控制室发出信号提示可以上料。
三、地下料仓控制室接收到卸料小车发出的给料信号扣开始上料,控制程序为:启动除尘系统后,延时2秒,启动S3皮带,延时5秒,启动S1皮带,延时5秒,启地下料仓振动给料机。
四、高位料仓位到达上限时发出信号停止供应。
五、停止上料顺序:地下料仓振动给料机停机后延时5秒,S1皮带停机,延时30秒,S2皮带停机,延时60秒,关闭除尘系统,卸料小车发出结束信号。
3.1.3 联锁要求:卸料小车无上料信号时不能上料;各皮带及振动给料机联锁;除尘系统不启动不能上料;延时时间可根据实际情况进行具体调整;石灰上料或矿石、萤石、白云石上料通过选择开关确定;出现任何故障,整个系统停止运行。
3.2转炉炼钢本体自动控制系统说明:本系统由倾动本体、烟罩升降、氧枪升降、氧枪横移、氧枪水路、氧枪气路、下料系统等各部分组成。
3.2.1 工艺流程:按照炼钢工艺的要求,装料后,转炉主令控制器发出信号或人工指令,风机由低速转高速。
钢铁冶金专业毕业论文精品论文炼钢...

钢铁冶金专业毕业论文 [精品论文] 炼钢-连铸优化排程的基础研究关键词:炼钢工艺连铸优化排程工件成组遗传算法模拟退火摘要:炼钢-连铸优化排程是目前的研究热点,东北大学唐立新、北京科技大学李铁克,国外的Conway、Numao等在这方面做了很多研究工作。
炼钢-连铸排程是NP完全问题,由于其计算的时间复杂性很高,解空间很大,针对该模型文献中遗传算法,模拟退火等算法的计算速度无法满足进度控制的要求。
炼钢-连铸排程问题的三约束模型含三维决策空间:任务委派,冶炼次序和冶炼时间。
当工艺路径复杂,连浇炉数多,各铸机的钢种不同时,前两个维度的组合数十分庞大。
本文提出一种维度变换方法,将任务委派和冶炼次序维度变换为承接外包的序列点和宜于外包的炉次,缩小了可行解的空间。
文中确立了日程评价指标。
连铸是一个工件成组问题(job grouping),因此连续性是首要的评价指标。
转炉是瓶颈,因此转炉负载的比例性是文中确立的第二个评价指标。
设备节奏性和工件节奏性是日程鲁棒性的支撑条件。
三个评价指标用于确立最优解。
本研究为基础研究,为B厂进度控制系统调试和改进算法提供了标杆(benchmark)。
该进度控制系统已经在B厂投入运行。
正文内容炼钢-连铸优化排程是目前的研究热点,东北大学唐立新、北京科技大学李铁克,国外的Conway、Numao等在这方面做了很多研究工作。
炼钢-连铸排程是NP完全问题,由于其计算的时间复杂性很高,解空间很大,针对该模型文献中遗传算法,模拟退火等算法的计算速度无法满足进度控制的要求。
炼钢-连铸排程问题的三约束模型含三维决策空间:任务委派,冶炼次序和冶炼时间。
当工艺路径复杂,连浇炉数多,各铸机的钢种不同时,前两个维度的组合数十分庞大。
本文提出一种维度变换方法,将任务委派和冶炼次序维度变换为承接外包的序列点和宜于外包的炉次,缩小了可行解的空间。
文中确立了日程评价指标。
连铸是一个工件成组问题(job grouping),因此连续性是首要的评价指标。
冶金行业工艺流程规范

冶金行业工艺流程规范随着现代工业的快速发展,冶金行业作为重要的基础产业之一,发挥着重要的作用。
在冶金行业中,工艺流程规范是确保生产质量和安全的关键因素之一。
本文将从原料处理、炼铁、炼钢以及铁合金制造等方面论述冶金行业的工艺流程规范。
一、原料处理原料处理是冶金行业的第一步,对原料进行预处理可以确保后续工序的稳定和高效进行。
首先,对原料进行筛分和罗茨风机脱水,以确保原料的颗粒大小和湿度符合要求。
然后,通过磁选机将铁矿石中的磁性物质分离出来,以减少炼铁过程中的杂质。
在原料处理过程中,必须严格按照工艺要求进行操作,确保每一步都能达到预期效果。
二、炼铁炼铁是冶金行业中最基础的工序之一,具有重要的意义。
在炼铁的过程中,需要控制好炉温、燃烧速率等参数,以确保炼铁的高效率和高质量。
首先,将预处理过的原料和高品位矿石加入高炉,炉温控制在适宜的范围内。
其次,合理安排炉渣的排放,以减少对炉内反应的干扰。
在整个炼铁过程中,必须加强对设备的检修和维护,确保设备的正常运行和安全。
三、炼钢炼钢作为冶金行业中的终极工序,对于钢材的质量和性能具有直接影响。
在炼钢的过程中,首先要选择合适的钢铁原料和添加剂,以达到预期的化学成分和性能指标。
然后,通过各种炼钢方法,如转炉炼钢、电弧炉炼钢等,将原料进行精炼和调整。
在炼钢过程中,需要严格控制温度、气氛和搅拌等因素,以确保钢材的均匀性和稳定性。
同时,要加强对炉渣的处理和过滤,以减少对钢液的污染。
四、铁合金制造铁合金是冶金行业中的重要副产品,对于提高钢铁的质量和性能有着重要作用。
在铁合金制造的过程中,首先要选择合适的原料和添加剂,以达到预期的化学成分和性能指标。
然后,通过高炉、电炉等设备进行冶炼和合金化处理。
在铁合金制造过程中,需要严格控制温度和反应时间,以确保合金的均匀性和稳定性。
同时,对于废渣的处理也是一个重要的环节,要加强对废渣的回收和再利用,减少对环境的污染。
在整个冶金行业的工艺流程中,除了以上提到的几个方面,还有很多其他的环节和细节需要注意和规范。
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《冶金工程概论》课程考核(课程论文)题目:钢铁冶金工艺流程钢铁冶金工艺流程摘要:近年来虽然我国的钢铁工业取得了长足的发展,但钢铁技术装备制造水平不高,尤其是对钢铁工业中具有标志性意义、高附加值的核心装备:如连轧成套设备、连铸连轧成套设备、大口径无缝管设备、100吨以上超高功率电炉等装备及技术仍以引进为主。
国内钢铁装备制造以结构和质量档次较低的初级产品为主,缺乏核心技术,使我国钢铁装备制造在整个钢铁装备制造价值链中仍处于加工组装的位置,只能获得较低的利润,而钢铁强国则以高技术含量、高附加值技术装备制造技术为主,利用发展中国家工业化阶段,获取大量利润。
关键字:钢铁的生产流程;炼铁原料;高炉冶金Steel metallurgical process flowAbstract: in recent years, although the steel industry in China has achieved great development, but steel technology equipment manufacturing level is not high, especially in steel industry in a landmark significance and high added value of the core equipment: such as rolling equipment, slab continuous casting and rolling equipment, large diameter seamless tube equipment, 100 tons of equipment and high power electric furnace and the introduction of technology is still primarily. Domestic steel equipment manufacturing to structure and low quality and grade of primary products, lack of core technology, and to make our country steel equipment manufacturing in the whole steel equipment manufacturing in the value chain of the position of the assembly is still in the processing, can only get lower profits, and steel power is to high tech content, high added value technology equipment manufacturing technology is given priority to, use of developing country industrialization stage, and gain a profit.引言:研究创新、核心技术竞争力、产业化、产业链、产业集群等理论的基础上,分析了当前我国钢铁装备产业化的主要目标和核心技术,在此基础上总结钢铁装备制造产业的演化路径和产业化主要影响因素,就如何把握钢铁装备制造良好的发展机遇,如何合理的进行技术创新, 在关注钢铁企业的研发动态的同时,合理规划企业经营管理方式,形成拥有自主知识产权的科研成果,打造我国钢铁装备品牌,制定适合钢铁装备制造发展的政策体系。
钢铁冶金工艺流程:铁矿石--炼铁,提取铁--制取钢。
一、钢铁冶金过程的热力学原理:1,氧化物的(1)位置低的金属氧化物较位置高的金属氧化物稳定,位置低的元素能还原位置高的元素,钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是CaO,Al2O3,SiO2,MnO,FeO,P2O5FeO、P2O5最不稳定,几乎可全部被还原;MnO大部分被还原,SiO2小部分被还原;Al2O3、CaO几乎不会被还原。
(2)大多数氧化物的稳定性随温度升高而降低。
2,应用:还原剂选择:金属类、碳质类。
(1)金属类:用位置低的元素还原位置高的氧化物时,两者位置相距愈远愈好,因为反应的G负值愈大,反应进行得愈彻底。
所以Mn、Si、Al能还原FeO,其中Al效果最好,Si次之,Mn最弱。
(2)碳质类:中,大部分氧化物的稳定性随温度升高而降低,而2C+O2=2CO反应直线显示:温度升高,生成物CO的稳定性增加,这相反的变化趋势使其与其他氧化反应直线均会相交。
交点对应温度为该氧化物还原碳的最低温度Tmin。
T>Tmin时,CO稳定,碳可以作为该氧化物的还原剂;相反时,CO则成为该元素的氧化剂。
实际生产中高炉温度仅能还原MnO、FeO,电炉温度才能还原Al2O3,SiO2 。
二、炼铁:目前最常用的方法有高炉炼铁,直接还原和熔融还原铁三种方法。
(一)炼铁原料:1,铁矿石:一种或几种含铁矿物和脉石组成2,燃料:焦炭,并作为还原剂3,熔剂:有酸、碱之分,多选用碱性石灰石(二)炼铁前处理:1. 铁矿石:破碎,筛分,选矿,烧结,造块(1)破粹,各式破粹机(2)选矿:水选,磁选(3)烧结,造块2.焦炭燃料炼焦的煤粉或几种煤粉混合物在煤焦炉内,隔绝空气加热至1000~1100℃,干馏后留下多孔块状产物。
基本要求:含炭量多,控制S、P、水、挥发物含量,有足够发热量,坚固,以及气孔率大和粒度均匀。
(三)高炉生产炉料:铁矿石,焦炭,熔剂从顶部加入,向下运行,顶部 200℃区:铁矿+CO→部分铁间接还原2CO+O2→CO2与粉状、烟状的游离碳中部 1100℃区:游离碳进入矿石中,将残存Fe2O3直接还原成Fe,剩余的Fe2O3溶解于Fe中,使Fe熔点降低,由固态变成海绵铁。
石灰石高温分解成CaO+酸性脉石,并进入炉渣。
增碳带 T>1000℃区:Fe2O3→FeO风口处 T>1500℃区:Fe2O3→铁,熔融的铁水与炉渣一起进入炉缸,并分层次分布,轻的渣浮在铁水表层,分别从两口排出。
A.炉渣:其它工业原料、制水泥、造砖、铺路。
B.铁水:浇铸生铁锭[W(C)=2%,并含Fe、Si、Mn、P、S]。
品种有:a.铸造生铁(灰铸铁):含Si较多,C以游离石墨形式存在,灰色断面。
b.炼钢生铁(白口生铁):碳以Fe3C形式存在,银色断口。
c.高锰、高硅特种生铁:炼钢用作脱氧剂或炼制合金钢附加材料。
(四)高炉冶金的理化过程:燃料的燃烧,铁的还原,铁的增碳,其它元素还原,去硫、造渣。
1 燃料的燃烧:焦碳自炉顶下落至风口时与空气相遇,燃烧,进行放热反应。
C+O2→CO2+1600~1750℃CO2上升,遇赤热焦碳,被还原成COCO2+C→2CO-ΔCO热气继续上升,遇热矿石,发生还原反应,将Fe还原出来2 铁的还原:直接或间接还原两种1)直接还原:950℃以上,固体碳呈烟状进入矿石孔隙内完成反应。
FeO+C→Fe+CO2CO→CO2+C2)间接还原:开始于炉口(250℃-350℃)终止于950℃。
顺序地利用CO,将高价的铁氧化物还原成低价的铁氧化物。
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO22Fe3O4+2CO→6FeO+2CO26FeO+6CO→6Fe+6CO23 铁的增碳:从矿石还原出的铁,初期含碳量低,呈固态海绵状,当其下落过程与焦炭接触,不断吸收碳,并被碳饱和。
C含量增加,也降低了铁的熔点,呈熔融态。
生铁的最终碳含量决定下列元素的含量1) Mn、Cr、V、Ti等元素与碳形成碳化物溶于生铁中可提高生铁的含碳量,如锰铁 [W(Mn)=80%]的W(C)≥7%2) Si、P、S等能与铁生成化合物,减少溶解碳的铁,降低生铁含碳量,Si铁中Wc≤3.75%4 其它元素的还原:1)锰还原:矿石中带进,以MnO2形态存在。
顺序由高价还原生成低价,最终为Mn。
700℃: MnO2+C→MnO+CO>1100℃: MnO+C→Mn+CO仅有40%-80%锰被还原并溶于铁,其余或被烧损或进入炉渣与SiO2→MnSiO3若提高温度,或提高渣的碱度可将渣中锰还原出来。
2)硅的还原:存于脉石中的SiO2,在T>1100℃条件下被固体C还原出来。
SiO2+2C→Si+2CO3)磷还原:矿石中Ca3(PO4)2在1200℃条件下,被固态碳或SiO2还原。
Ca3(PO4)2+5C→3CaO+2P+5CO或 2Ca3(PO4)2+3SiO2→3CaSiO4+2P2O5P2O5+C→4P+10CO还原中,P与Fe结合成Fe2P或Fe3P溶于铁中5 去硫:以FeS存在于铁中,会降低生铁质量,可在炉料中加适量石灰石去除:FeS+CaO→CaS+FeO6 造渣:炉渣具有重要作用:1)熔化其余各种氧化物,控制生铁合格成分。
2)浮在熔融液表面,能保护金属,防止其过分氧化、热量散失或不致过热。
因添加剂不同,有酸性、碱性、中性渣。
造渣是矿石中废料,燃料中灰分与熔剂熔合过程的产物。
与熔融金属液不互熔,又比其轻,能浮在熔体表面,便于排出。
主要成分;SiO2、Al2O3、CaO,及少量MnO、FeO、CaS等。
(五)直接还原与熔融还原1)高炉炼铁的缺点:投资大、流程长,能耗高,污染大。
2)改进:不用焦碳,不用高炉,用烟煤或天然气作还原剂,采用直接还原或熔融还原生产铁,以供电炉炼钢二次精炼,连铸连轧。
3)直接还原:用煤或天然气等还原剂直接将固态铁矿石还原成固态海绵铁。
可用煤基回转窑、气基竖炉等设备直接还原。
煤基回转窑中:Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2气基竖炉中:CH4+H2O→CO+3H2+天然气裂化反应Fe2O3+3H2→2Fe+3H2OFe2O3+3CO→2Fe+3CO24)熔融还原:用铁矿石和普通烟煤作原料,在汽化炉的流化床中,将直接还原得到海绵铁进一步加热熔化,在熔融汽化炉的炉底形成铁水与炉渣的熔池。
三、炼钢一)、任务将生铁中过量的碳、硅、锰等元素氧化去除,使其含量降到规格范围,并将有害元素硫、磷造渣去除,使其含量降到规格范围以下。
主要进行脱碳、脱硅、脱锰、脱硫、脱磷及脱氧反应。
二)、炼钢过程的物理化学原理(一)脱碳:炼钢的最主要反应,是通入纯度99.5%以上的氧气,通过两种氧化方式(直接或间接)进行1、直接氧化:在温度高于1100℃条件下 2C+O2→2CO2、间接氧化:在温度低于1100℃条件下 2Fe+O→2FeOC+FeO→Fe+CO碳氧化时需要吸收大量的热。
要保证上述反应顺利进行需在较高温度下进行。
脱碳(碳氧化)时产生的CO气体有助于钢搅动“沸腾”,均匀成分,并能有效清除钢液中气体和非金属夹渣。