铁矿石基础要点
铁矿石基础知识

铁矿石基础知识v 1 铁矿石的分类及特性v 2 配料计算v 3 铁矿石经济性评价v 矿石和脉石v 地壳中的铁贮量比较丰富,按元素总量计占%,仅次于氧、硅及铝居第四位。
但在自然界中铁不能纯金属状态存在,绝大多数形成氧化物、硫化物或碳酸盐等化合物。
不同的岩石含铁品位可以差别很大。
凡在当前技术条件下,从中经济地提取出金属铁的岩石称为铁矿石。
这样,铁矿石中除了含Fe的有用矿物外,还含有其他化合物,统称为脉石。
常见的脉石有SiO2、Al2O3、CaO及MgO等。
v 天然铁矿石的分类及特征v 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,主要矿物组成及特征见表1-1。
v 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α- Fe2O3 ,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。
v 色泽为赤褐色到暗红色,v 由于其硫、磷含量低,还原性较磁铁矿好,是优良原料。
v 赤铁矿的熔融温度为:1580~ 1640℃。
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=%,O=%。
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℃。
这种矿物与TiO2和V2O5共生,叫钒钛磁铁矿;只与TiO2共生的叫钛磁铁矿,其它常见混入元素还有Ni、Cr、Co等。
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。
v 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。
铁矿石 入门知识 大全 整理版

铁矿石基础知识一、矿石基础1、粒度:粒度太小时影响高炉内料柱的透气性,煤气上升阻力增大。
粒度过大又将影响炉料的加热和矿石的还原。
由于粒度大,减少了煤气和矿石的接触面积,使矿石中心部分不易还原,从而使还原速度降低,焦比升高。
粗粉:基本在0-10毫米,但10毫米以上一般不超过10%,0.15毫米以下最大不超过35%。
精粉:基本是国内产,在200目以下。
国内一般用外矿都是粗粉,精粉要求0.074mm 以下的不少于70%。
块矿:有两种,一种是标准块,粒度6-40毫米。
另外一种是混合块,混合块一般需要筛选破碎后才可以使用。
原矿:未经选矿或加工的矿石。
少数原矿可直接应用,大多数原矿需经选矿或其他技术加工后才能利用。
2、铁精粉酸碱度:(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>1.2;碱性矿石;(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.8~1.2;自溶性矿石;(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.5~0.8;半自溶矿石;(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<0.5;酸性矿石;也可以简化成CaO/SiO2比进行评价。
国内的铁矿大多是酸性矿石。
3、酸性烧结矿:碱度(CaO/SiO2)小于0.5的烧结矿,由铁精矿或富矿粉不加或少加熔剂烧结而成。
机械强度较高,但还原性差;单独使用此种矿入炉冶炼,需加入大量石灰石;而且还原性差,导致高炉产量低、焦比高。
如果高炉为了更好地脱硫则希望使用碱性矿。
4、铁精矿要求:(1)含铁量要高。
磁铁精矿含铁量要在65%以上,赤铁精矿在60%以上,褐铁精矿应在50%以上。
含铁量的波动小于±0.5%。
(2)水分要低。
水分对贮存运输、矿石混匀、造球等都有很大影响。
一般磁铁精矿的水分应低于10%。
(3)粒度合适。
用于生产球团矿的铁精矿,要求小于0.074mm的粒级占70%以上,比表面积以1200~2000cm2 /g为好。
(4)杂质(如硫、磷等有害元素)的含量越低越好,一般要求s≤0.10%~0.19%,P≤0.05%~0.09%。
铁矿基础知识

铁矿石基础知识之(一)铁矿砂Iron Ores,即铁矿石。
凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石;在工业上或者商业上来说,铁矿石不但是要含有铁的成份,而且必须有利用的价值才行。
全铁:total iron(TFe)岩石或矿石样品经化学分析确定的铁元素的总含量,以质量分数表示。
铁元素在矿石中成各种物相存在,不同物相的含铁矿物具有不同的选冶性能。
为了准确地反映铁矿石的物质组成状况,正确评价铁矿床的质量,常采用化学物相分析方法,将矿石中的含铁矿物划分为磁性铁、赤褐铁、碳酸铁、硫化铁、硅酸铁五种类别。
上述五种类别的铁元素分量的总和,应等于矿石中的含铁总量,即全铁。
铁精粉天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。
精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉,如磁选、浮选、重选等精矿粉。
球团矿把精矿粉和石灰石粉混匀后,滚成或压成直径10-30mm的生球,经过干燥和高温焙烧,使颗粒固结。
这种球状矿料叫球团矿。
球团矿粒度均匀、透气性和还原性好。
但对球团焙烧的温度控制比烧结的严格。
球团矿还要求原料粒度细,矿粉含水量低。
球团矿有氧化球团和金属化球团两种烧结矿是将铁矿粉(铁精粉)掺入一定的粘合剂经高温烧结为块状料进高炉,烧结厂也就是将铁矿粉做成可供高炉使用的块状料,这样的话高炉有一定的透气性,料还不能被吹走。
烧结厂使用的是烧结台车和带冷机。
球团矿是将铁矿粉掺入一定的粘合剂造成球形状经高温烘烧后进高炉,这样的话高炉的透气性更好,还能调节高炉的酸碱度。
球团厂使用的是链篦机、回转窑和环冷机有害元素对高炉冶炼的影响有害元素通常指硫(S)、磷(P)、钾(K)、钠(Na)、铅(Pb)、Zn(锌)、As(砷)、Cu。
通常高炉冶炼对铁矿石要求如下Pb<0.1%、Zn<0.1%、As<0.07%、Cu<0.2%、K2O+Na2O ≤0.25%。
硫(S):硫对钢材是最为有害的成份,它使钢材产生“热脆性”。
铁矿石中硫含量高,高炉脱硫成本增大,所以入炉铁矿石含硫愈少愈好。
铁矿石基础知识

铁矿石基础知识基本概念矿石是矿物集合体。
在现代技术经济条件下,能以工业规模从矿物中加工提取金属或其他产品。
原先是指从金属矿床中开采出来的固体物质,现已扩大到形成后堆积在母岩中的硫黄、萤石和重晶石之类非金属矿物。
矿石中有用成分(元素或矿物)重量和矿石重量之比称为矿石品位,金、铂等贵金属矿石用克/吨表示,其他矿石常用百分数表示。
常用矿石品位来衡量矿石的价值,但同样有效成分矿石中脉石(矿石中的无用矿物或有用成分含量甚微而不能利用的矿物)的成分和有害杂质的多少也影响矿石价值。
分类一般分为贫矿石、普通矿石和富矿石。
有时仅分为贫矿石和富矿石,这种划分没有统一的标准,一般每个工业部门和矿区都有各自的计算范围。
按所含有用矿物性质和利用的特征分为金属矿石和非金属矿石两大类。
矿石的主要品种物铁矿物种类繁多,目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
1.磁铁矿磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe3O4,是Fe2O3和FeO的复合物。
FeO 31.03%,Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%,O 27.6%,等轴晶系。
单晶体常呈八面体,较少呈菱形十二面体。
在菱形十二面体面上,长对角线方向常现条纹。
集合体多呈致密块状和粒状。
颜色为铁黑色、条痕为黑色,半金属光泽,不透明。
硬度5.5~6.5,比重4.9~5.2, 无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。
具有强磁性。
还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。
在选矿(Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性较差。
经过长期风化作用后即变成赤铁矿。
磁铁矿中常有相当数量的Ti4+以类质同象代替Fe3+,还伴随有Mg2+和V3+等相应地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些矿物亚种,即:(1)钛磁铁矿Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0<x <1=,含TiO212%~16%。
铁矿石基础知识汇总

铁矿石基础知识汇总一、铁矿石品种1、PB粉、块(Pb Fines/Pb Lumps):产于澳大利亚,又称皮尔巴拉混合矿(必和必拓公司经营),粉的品位在61.5%左右,部分褐铁矿,烧结性能较好;块的品位在62.5%左右,属褐铁矿,还原性好,热强度一般。
PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。
2、杨迪粉(Yandi Fines):产于澳大利亚(必和必拓公司经营),品位在58%左右,铝含量低,属褐铁矿,结晶水较高,混合制料所需水分要求较高,因其结构疏松,烧结同化性和反应性较好,因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿。
含相对低的Al2O3,而且这两种矿粉都比哈默斯利矿粉粗,它们都有合理的冶炼性能,但烧结性能不佳。
3、麦克粉(Mac Fines):MAC粉的正常品位在61.5%左右,目前供给中国市场多为58%左右的品位,部分属褐铁矿,烧结性能较好,含有5%左右的结晶水,炼铁时烧损较高,随其配比加大,烧结矿的烧成率逐步下降。
经钢厂研究,MAC粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm级水平较低,配比为20%的烧结成品率最高。
4、纽曼粉、块矿(Newman Fines/Newman Lumps):产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼镇的纽曼山矿,属赤铁矿,烧结性能较好,粉的品位在62.5%左右,块的品位在65%左右,由澳大利亚西澳州必和必拓公司生产。
5、罗布河粉、块(Robe River Fines/Robe River Lumps):产于澳大利亚的罗布河铁矿联合公司;品位在57.5%左右,含3%-5%的复合水,这会导致高燃料率及低生产率;属于褐铁矿,烧结性能不好,但其烧结矿的冶炼性能很好。
6、火箭粉:又称FMG(福蒂斯丘金属集团(Fortescue metal Group (FMG)))粉,由澳大利亚第三大铁矿石生产商FMG公司生产;据说用作火箭发动机燃料的一种成分,故称火箭粉,其品位在58.5%左右,硅4左右,铝1.5左右,属于褐铁矿,烧结性能较好,储量大且单烧品位高,结晶水在8%左右。
铁矿石基础知识

铁矿石基础知识铁矿石基础知识第一节铁矿石分类按照矿物组分、结构、构造和采、选、冶及工艺流程等特点,可将铁矿石分为自然类型和工业类型两大类。
1、自然类型1)根据含铁矿物种类可分为:磁铁矿石、赤铁矿石、假象或半假象赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石以及由其中两种或两种以上含铁矿物组成的混合矿石。
2)按有害杂质(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分为高硫铁矿石、低硫铁矿石、高磷铁矿石、低磷铁矿石等。
3)按结构、构造可分为浸染状矿石、网脉浸染状矿石、条纹状矿石、条带状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石,以及鲕状、豆状、肾状、蜂窝状、粉状、土状矿石等。
4)按脉石矿物可分为石英型、闪石型、辉石型、斜长石型、绢云母绿泥石型、夕卡岩型、阳起石型、蛇纹石型、铁白云石型和碧玉型铁矿石等。
2、工业类型1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用的铁矿石、炼铁用的铁矿石、需分选的铁矿石。
2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。
第二节铁矿石的主要品种物铁矿物种类繁多,目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
1、磁铁矿磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石,主要成分为Fe3O4,是Fe2O3和FeO 的复合物。
FeO 31.03%,Fe2O3 68.97%,等轴晶系。
单晶体常呈八面体,较少呈菱形十二面体。
在菱形十二面体面上,长对角线方向常现条纹。
集合体多呈致密块状和粒状。
颜色为铁黑色、条痕为黑色,半金属光泽,不透明。
硬度5.5~6.5,比重4.9~5.2, 无解理,具有强磁性。
还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。
脉石主要是石英及硅酸盐。
在选矿时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性较差。
(完整)贸易铁矿石初级基础(全文)

铁矿石经济评价第一节铁矿石基础知识一、铁矿石种类1、矿石的概念钢铁企业的产品离不开铁,铁是元素周期表上第26位元素,原子量为55.85,在大气压下于1534℃熔化,2740℃气化。
铁元素约占地壳4%,固态铁的密度是7870Kg∕m³。
矿石是受地壳中天然的物理化学作用和生物作用而产生的自然化合物为主的矿物,所谓铁矿石是指在现有的技术条件下,能从中提取铁金属之矿物。
所谓岩石是指在现有的技术条件下,不能从中提取金属或有用之矿物。
因此,矿石和岩石的概念是相对的。
2、种类一般铁矿石常见的铁矿物有:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(nFe2O3·mH2O,n=1~3,m=1~4)、菱铁矿(FeCO3)等。
其铁矿石理化性能见表1通常实际品位低于理论品位,其原因是矿石中含有相当数量的脉石矿物,这些脉石矿物主要是石英、各种硅酸盐和碳酸盐等矿物以及数量不等的S、P等杂质和CO2、结晶水等在高温下分解的物质。
绝大多数矿石的脉石是酸性的。
1)磁铁矿:含铁一般在45~70%,S、P高,坚硬,致密难还原。
很少直接入炉,大多进行选矿。
2)赤铁矿:含铁一般在55~65%,S、P少,软易破碎,易还原。
例如:巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等铁矿石理化性能表13)褐铁矿:含铁一般在37~62%,疏松,大部松软易还原。
例如:扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。
4)菱铁矿:含铁一般在30~40%,S、P少,易破碎,焙烧后易还原,朝鲜该矿种较多。
磁铁矿、赤铁矿通常按如下区分:TFe/FeO<3.5 为磁铁矿。
例如:55/18=3.06TFe/FeO>7.0 为假象赤铁矿。
例如:55/7=7.86TFe/FeO=3.5~7.0 为半假象赤铁矿。
例如:55/10=5.52、进口矿典型值及冶金性能进口矿典型值及冶金性能见表2 表2二、烧结生产对铁矿粉的质量要求1、烧结生产简介烧结产生的原因:过去炼铁只能将开采后的铁矿石大块筛出入炉使用,细粉无法入炉使用,堆得到处都是。
铁矿买卖知识点总结

铁矿买卖知识点总结一、铁矿石的基本概念铁矿石是指含铁量高于50%的矿石,是炼铁的主要原料。
铁矿石的主要成分是氧化铁矿物,主要有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
铁矿石产地广泛,主要产自澳大利亚、巴西、中国、印度等国家。
铁矿石的质量主要由铁含量、石子含量、水分含量等因素决定,不同的矿石质量对炼铁的影响也不同。
二、铁矿石的价格形成铁矿石的价格受到市场供需关系、产能、运输成本等多种因素的影响。
全球铁矿石市场主要由巴西的淡水河谷、澳大利亚的力拓和必和必拓等大型矿山所主导,这些矿山的产能和开采情况直接影响着市场供应量和价格。
此外,国际贸易、汇率波动、全球经济形势等因素也会对铁矿石的价格造成影响。
铁矿石的价格波动较大,对于买卖双方来说都需要进行风险管理。
三、铁矿石的贸易形式铁矿石的贸易形式主要包括现货交易和远期交易。
现货交易是指双方直接进行买卖,货物的交割和付款立即完成。
这种贸易形式的特点是灵活、速度快,但风险也较大,需要对市场变化有一定的预判和应对能力。
远期交易是指在未来某一特定时间点交割,双方可以通过签订合同在未来确定一定数量和价格的货物。
这种贸易形式有利于控制风险,但也需要对未来市场走势有一定的判断能力。
四、铁矿石买卖的主要参与方铁矿石买卖的主要参与方包括矿山、钢铁企业、交易商和金融机构。
矿山是铁矿石的生产者,通常会与钢铁企业签订长期合同进行销售。
钢铁企业是铁矿石的主要消费者,他们通常会根据需求量和市场价格进行采购。
交易商是贸易的中间环节,他们通过与矿山和钢铁企业签订合同进行买卖,从中获取利润。
金融机构则提供融资、保险、风险管理等服务,为买卖双方提供支持。
五、铁矿石买卖的风险管理铁矿石买卖涉及着市场风险、信用风险、运输风险等多种风险。
为了规避这些风险,参与方需要进行相应的风险管理。
其中,市场风险主要涉及价格波动,需通过期货市场等工具进行对冲操作。
信用风险则需要通过签订合同、支付担保金等方式进行规避。
运输风险需要通过选择可靠的物流公司,购买货物保险等方式来规避。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
【本章学习要点】本章学习铁矿石的分类及主要特性,高炉冶炼对铁矿石的要求,铁矿石冶炼前的准备和处理,焦碳在高炉炼铁中的作用和对焦碳的质量要求,烧结生产原料准备和烧结生产过程,球团矿生产等。
第一节铁矿石及其分类一、矿物、矿石和岩石地壳中的化学元素经过各种地质作用,形成的天然元素和天然化合物称为矿物。
它具有较均一的化学成分和内部结晶构造,具有一定的物理性质和化学性质。
矿石和岩石均由矿物所组成,是矿物的集合体。
但是,矿石是在目前的技术条件下能经济合理地从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质。
因此矿石和岩石的概念是相对的。
矿石又由有用矿物和脉石矿物所组成。
矿石中能够被利用的矿物为有用矿物,目前尚不能利用的矿物为脉石矿物。
二、铁矿石的分类及主要特性在自然界中,金属状态的铁是极少见的,一般都和其他元素结合成化合物。
现在已知道的含铁矿物有300多种,但在目前的工艺条件及技术水平下能够用作炼铁原料的只有20多种。
根据含铁矿物的主要性质,按其矿物组成,通常将铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。
1.磁铁矿磁铁矿化学式为Fe3O4,结构致密,晶粒细小,黑色条痕。
具有强磁性,含S、P较高,还原性差。
2.赤铁矿赤铁矿化学式为Fe2O3,条痕为樱红色,具有弱磁性。
含S、P较低,易破碎、易还原。
3.褐铁矿褐铁矿是含结晶水的氧化铁,呈褐色条痕,还原性好,化学式为nFe2O3²mH2O(n= 1~3,m=1~4)。
褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3²3H2O的形式存在的。
4.菱铁矿菱铁矿化学式为FeC03,颜色为灰色带黄褐色。
菱铁矿经过焙烧,分解出C02气体,含铁量即提高,矿石也变得疏松多孔,易破碎,还原性好。
其含S低,含P较高。
各种铁矿石的分类及其主要特性列于表2-1。
表2—1 铁矿石的分类及其特性第二节高炉冶炼对铁矿石的要求铁矿石是高炉冶炼的主要原料,其质量的好坏,与冶炼进程及技术经济指标有极为密切的关系。
决定铁矿石质量的主要因素是化学成分、物理性质及其冶金性能。
高炉冶炼对铁矿石的要求是:含铁量高,脉石少,有害杂质少,化学成分稳定,粒度均匀,良好的还原性及一定的机械强度等性能。
一、铁矿石品位铁矿石的品位即指铁矿石的含铁量,以TFe%表示。
品位是评价铁矿石质量的主要指标。
矿石有无开采价值,开采后能否直接入炉冶炼及其冶炼价值如何,均取决于矿石的含铁量。
铁矿石含铁量高有利于降低焦比和提高产量。
根据生产经验,矿石品位提高1%,焦比降低2%,产量提高3%。
因为随着矿石品位的提高,脉石数量减少,熔剂用量和渣量也相应减少,既节省热量消耗,又有利于炉况顺行。
从矿山开采出来的矿石,含铁量一般在30%~60%之间。
品位较高,经破碎筛分后可直接入炉冶炼的称为富矿。
一般当实际含铁量大于理论含铁量的70%~90%时方可直接入炉。
而品位较低,不能直接入炉的叫贫矿。
贫矿必须经过选矿和造块后才能入炉冶炼。
二、脉石成分铁矿石的脉石成分绝大多数为酸性的,SiO2含量较高。
在现代高炉冶炼条件下,为了得到一定碱度的炉渣,就必须在炉料中配加一定数量的碱性熔剂(石灰石)与Si02作用造渣。
铁矿石中Si02含量愈高,需加入的石灰石也愈多,生成的渣量也愈多,这样,将使焦比升高,产量下降。
所以要求铁矿石中含Si02愈低愈好。
脉石中含碱性氧化物(Ca0、MgO)较多的矿石,冶炼时可少加或不加石灰石,对降低焦比有利,具有较高的冶炼价值。
三、有害杂质和有益元素的含量1.有害杂质矿石中的有害杂质是指那些对冶炼有妨碍或使矿石冶炼时不易获得优质产品的元素。
主要有S、P、Pb、Zn、As、K、Na等。
(1)硫硫在矿石中主要以硫化物状态存在。
硫的危害主要表现在:a.当钢中的含硫量超过一定量时,会使钢材具有热脆性。
这是由于FeS和Fe结合成低熔点(985℃)合金,冷却时最后凝固成薄膜状,并分布于晶粒界面之间,当钢材被加热到1150~1200℃时,硫化物首先熔化,使钢材沿晶粒界面形成裂纹。
b.对铸造生铁,会降低铁水的流动性,阻止Fe3C分解,使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性。
c.硫会显著地降低钢材的焊接性,抗腐蚀性和耐磨性。
国家标准对生铁的含硫量有严格规定,炼钢生铁,最高允许含硫质量分数不能超过0.07%,铸造铁不超过0.06%。
虽然高炉冶炼可以去除大部分硫,但需要高炉温、高炉渣碱度,对增铁节焦是不利的。
因此矿石中的含硫质量分数必须小于0.3%。
(2)磷磷也是钢材的有害成分。
以Fe2P、Fe3P形态溶于铁水。
因为磷化物是脆性物质,冷凝时聚集于钢的晶界周围,减弱晶粒间的结合力,使钢材在冷却时产生很大的脆性,从而造成钢的冷脆现象。
由于磷在选矿和烧结过程中不易除去,在高炉冶炼中又几乎全部还原进入生铁。
所以控制生铁含磷的惟一途径就是控制原料的含磷量。
(3)铅和锌铅和锌常以方铅矿(PbS)和闪锌矿(ZnS)的形式存在于矿石中。
在高炉内铅是易还原元素,但铅又不溶解于铁水,其密度大于铁水,所以还原出来的铅沉积于炉缸铁水层以下,渗入砖缝破坏炉底砌砖,甚至使炉底砌砖浮起。
铅又极易挥发,在高炉上部被氧化成PbO,粘附于炉墙上,易引起结瘤。
一般要求矿石中的含铅质量分数低于0.1%。
高炉冶炼中锌全部被还原,其沸点低(905℃),不熔于铁水。
但很容易挥发,在炉内又被氧化成ZnO,部分ZnO沉积在炉身上部炉墙上,形成炉瘤,部分渗入炉衬的孔隙和砖缝中,引起炉衬膨胀而破坏炉衬。
矿石中的含锌质量分数应小于0.1%。
(4)砷砷在矿石中含量较少。
与磷相似,在高炉冶炼过程中全部被还原进入生铁,钢中含砷也会使钢材产生“冷脆”现象,并降低钢材焊接性能。
要求矿石中的含砷质量分数小于0.07%。
(5)碱金属碱金属主要指钾和钠。
一般以硅酸盐形式存在于矿石中。
冶炼过程中,在高炉下部高温区被直接还原生成大量碱蒸气,随煤气上升到低温区又被氧化成碳酸盐沉积在炉料和炉墙上,部分随炉料下降,从而反复循环积累。
其危害主要为:与炉衬作用生成钾霞石(K2O²A12O3²2SiO2),体积膨胀40%而损坏炉衬;与炉衬作用生成低熔点化合物,粘结在炉墙上,易导致结瘤;与焦炭中的碳作用生成插入式化合物(CK8、CNa8)体积膨胀很大,破坏焦炭高温强度,从而影响高炉下部料柱透气性。
因此要限制矿石中碱金属的含量。
(6)铜铜在钢材中具有两重性,铜易还原并进入生铁。
当钢中含铜质量分数小于0.3%时能改善钢材抗腐蚀性。
当超过0.3%时又会降低钢材的焊接性,并引起钢的“热脆”现象,使轧制时产生裂纹。
一般铁矿石允许含铜质量分数不超过0.2%。
2.有益元素矿石中有益元素主要指对钢铁性能有改善作用或可提取的元素。
如锰(Mn)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钒(V)、钛(Ti)等。
当这些元素达到一定含量时,可显著改善钢的可加工性,强度和耐磨、耐热、耐腐蚀等性能。
同时这些元素的经济价值很大,当矿石中这些元素含量达到一定数量时,可视为复合矿石,加以综合利用。
四、铁矿石的还原性铁矿石的还原性是指铁矿石被还原性气体C0或H2还原的难易程度。
它是一项评价铁矿石质量的重要指标。
铁矿石的还原性好,有利于降低焦比。
影响铁矿石还原的因素主要有矿物组成、矿物结构的致密程度,粒度和气孔率等。
一般磁铁矿因结构致密,最难还原。
赤铁矿有中等的气孔率,比较容易还原。
褐铁矿和菱铁矿容易还原,因为这两种矿石分别失去结晶水和去掉CO2后,矿石气孔率增加。
烧结矿和球团矿的气孔率高,其还原性一般比天然富矿的还要好。
五、矿石的粒度、机械强度和软化性矿石的粒度是指矿石颗粒的直径。
它直接影响着炉料的透气性和传热、传质条件。
通常,入炉矿石粒度在5~35mm之间,小于5mm的粉末是不能直接入炉的。
确定矿石粒度必须兼顾高炉的气体力学和传热、传质几方面的因素。
在有良好透气性和强度的前提下,尽可能降低炉料粒度。
铁矿石的机械强度是指矿石耐冲击、抗摩擦、抗挤压的能力,力求强度要高一些为好。
铁矿石的软化性包括铁矿石的软化温度和软化温度区间两个方面。
软化温度是指铁矿石在一定的荷重下受热开始变形的温度;软化温度区间是指矿石开始软化到软化终了的温度范围。
高炉冶炼要求铁矿石的软化温度要高,软化温度区间要窄。
六、铁矿石各项指标的稳定性铁矿石的各项理化指标保持相对稳定,才能最大限度地发挥生产效率。
在前述各项指标中,矿石品位、脉石成分与数量、有害杂质含量的稳定性尤为重要。
高炉冶炼要求成分波动范围:含铁原料TFe<±0.5%~l.0%;ω(SiO2)<±0.2%~0.3%;烧结矿的碱度为±0.03~0.1。
为了确保矿石成分的稳定,加强原料的整粒和混匀是非常必要的。
第三节铁矿石冶炼前的准备和处理从矿山开采出来的铁矿石,无论是粒度还是化学成分都不能满足高炉冶炼的要求,一般要经过破碎、筛分、混匀、焙烧、选矿和造块等加工处理过程。
一、破碎破碎是铁矿石准备处理工作中的基本环节,当矿石粒度很大时,破碎一般都要分段进行,根据破碎的粒度,可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎。
粗碎:从l300~500mm破碎到400~125mm;中碎:从400~125mm破碎到100~25mm;细碎:从l00~25mm破碎到25~5mm;粉碎:从<5mm破碎到<lmm。
对于天然铁矿石的粗、中、细碎作业,目前采用的主要破碎设备有颚式破碎机和圆锥式破碎机两大类,其工作原理如图2—1所示。
图2—1 破碎机的工作原理示意图(a)颚式破碎机;(b)圆锥式破碎机;(c)短锥式破碎机二、筛分通过单层或多层筛面,将颗粒大小不同的混合料分成若干不同粒度级别的过程,称为筛分。
其目的是筛除粉末,同时也要将大于规定粒度上限的大块筛除进行再破碎,并对合格块度进行分级。
筛分既可以提高破碎机的工作效率,又可以改善物料的粒度组成,更好地满足高炉冶炼的要求。
矿石的筛分设备多采用振动筛。
其筛分原理是利用筛网的上下垂直振动进行的。
筛网的振动可达每分钟l500次左右,振幅达0.5~12mm,筛面与水平面成l0°~40°的倾角。
矿石规定的入炉粒度若在8~35mm范围时,可分为二级入炉,8~20mm为一级,20~35mm 为一级,分级入炉比混合入炉的效果好。
振动筛的筛分效率高,单位面积产量大,筛孔不易堵塞,调整方便,适用粒度范围广。
通常,矿石在破碎、筛分过程中通过皮带运输机将破碎机械与筛分机械联系起来,构成破碎筛分流程。
三、混匀混匀又称为中和。
其目的在于稳定铁矿石的化学成分,从而稳定高炉操作,保持炉况顺行,改善冶炼指标。
矿石的混匀方法是按“平铺直取”的原则进行的。
所谓平铺,是根据料场的大小将每一批来料沿水平方向依次平铺,一般每层厚度为200-300mm,把料铺到一定高度(首钢原料场规定4.5m)。