钢铁冶金学(炼铁部分)
Ochan--2013 第一章 概论
1、试述3种钢铁生产工艺的特点。
答：钢铁冶金的任务：把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石去脉石、杂质和氧铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁精炼（脱C、Si、P等）钢。
高炉炼铁工艺流程：对原料要求高，面临能源和环保等挑战，但产量高，目前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重大作用。
直接还原和熔融还原炼铁工艺流程：适应性大，但生产规模小、产量低，而且很
多技术问题还有待解决和完善。
2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。
答：特点：①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。
三大过程：①还原过程：实现矿石中金属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁水。
3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。
答：煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。
答：①高的含铁品位。矿石品位基本上决定了矿石的价格，即冶炼的经济性。②矿石中脉石的成分和分布合适。脉石中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO含量合适。③有害元素的含量要少。S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害，K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和高炉顺行有害。④有益元素要适当。Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀土元素对提高钢产品性能有利。上述元素多时，高炉冶炼会出现一定的问题，要考虑冶炼的特殊性。⑤矿石的还原性要好。矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。褐铁矿大于赤铁矿大于磁铁矿，人造富矿大于天然铁矿，疏松结构、微气孔多的矿石还原性好。⑥冶金性能优良。冷态、热态强度好，软化熔融温度高、区间窄。⑦粒度分布合适。太大，对还原不利；太小，对顺行不利。
5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。
答：焦炭在高炉内的作用：（1）热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需的热量；（2）还原剂：固体碳及其氧化产物CO是氧化物的还原剂；（3）骨架作用：焦炭作为软融带以下唯一的以固态存在的物料，是支撑高达数十米料柱的骨架，同时又是煤气得以自下而上畅通流动的透气通路；（4）铁水渗碳。
质量的要求：粒度适中、足够的强度、灰分少、硫含量少、挥发成分含量合适、反应性弱（C+CO2=2CO）、固定C高等。
6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。
答：1、灰分含量低、固定碳量高；2、含硫量少；3、可磨性好；4、粒度细；5、爆炸性弱，以确保在制备及输送过程中的人身及设备安全；6、燃烧性和反应性好。
7、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
答：1、有效容积利用系数u：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量
Ochan--2013 (T/M3.d)。
2、焦比：冶炼每吨生铁所消耗焦炭的千克数(kg/T)。
3、煤比：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数(kg/T)。
4、燃料比(焦比+煤比+油比)：冶炼每吨生铁所消耗的固体和液体燃料的总和(kg/T)。 5、综合焦比(焦比+煤比×煤焦置换比)
)()()()(tkg产量折算合格生铁干焦耗用量入炉焦比折算
)()()()(tkg产量折算合格生铁综合干焦耗用量综合焦比折算
6、煤焦置换比：喷吹1kg煤粉所能替代的焦炭的kg数。一般为0.8～1.0(不包括褐煤)。
7、焦炭冶炼强度：每M3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/ M3.d)。通常为0.8～1.0t/M3.d。
8、综合冶炼强度：每M3高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数(t/M3.d)。一般为0.9～1.15t/M3.d。
9、利用系数、焦比及冶炼强度三者关系：纯焦冶炼时，利用系数＝焦炭冶炼强度/焦比；喷吹燃料时：利用系数＝综合冶炼强度/综合焦比。
10、燃烧强度：每M3炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数(t/ M3.d)
11、工序能耗Ci＝(燃料消耗+动力消耗-回收二次能源)/产品产量(吨标准煤/T)，1kg标准煤的发热量为29310 kJ(7000千卡)。
注：
1、把铁矿石炼成合格的钢：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石去脉石、杂质和氧铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁精炼（脱C、Si、P等）钢。
2、高炉原料：①铁矿石（凡是在当前的技术条件下，可经济地提取出金属铁的岩石，称为铁矿石。地壳中Fe元素居第四位，占4.2 ％；在鉄矿石中不存在纯金属的铁，而是以氧化物、硫化物的形式存在；除含Fe氧化物外，含有其他化合物，统称为脉石，常见的SiO2、Al2O3、CaO、MgO。）：天然富矿、人造富矿（烧结矿、球团矿）；②熔剂：碱性熔剂（石灰、石灰石、白云石）、酸性熔剂（硅石）、特殊熔剂（萤石）；③其他含铁代用品(要求含铁梁高、杂质少、有一定的块度)：高炉和转炉炉尘、残铁、轧钢铁皮、硫酸渣。
3、铁矿石的分类：赤铁矿(Fe2O3)，理论含Fe70％，红条痕，较软，易还原；铁矿(Fe3O4)，理论含Fe72.4％，黑条痕，较硬，难还原；褐铁矿(xFe2O3.yH2O)，黄褐条痕，疏松多孔，易还原；菱铁矿(FeCO3)，理论含Fe48.2％，灰黄条
痕，焙烧后易还原。 由于地表的氧化作用，自然界中纯磁铁矿少见。磁铁矿变成：半假象赤铁矿（Fe/FeO在3.5-7）或假象赤铁矿（Fe/FeO>7）。所谓假象：化学成分：Fe3O432eOF，结晶构造不变，保持磁铁矿特征。
4、高炉燃料：气体燃料（焦炉煤气、高炉煤气）用于热风炉；固体燃料（焦炭、煤粉）用于高炉本体。
Ochan--2013
第二章 铁矿粉造块
1、试述高炉冶炼对含铁原料的要求，如何达到这些要求？
答：贫矿经选矿后的精矿粉经造块（烧结或球团过程），可改善矿石的冶金性能，脱去某些杂质（S、P、K、Na等），并综合利用大量粉尘和烟尘。
2、简述固相反应的特点及对烧结反应的影响。
答：在一定温度下，某些离子克服晶格结合力，进行位置交换，并扩散到与之相邻的其它晶格内的过程，称为固相反应。
特点：反应温度远低于固相反应物的熔点或它们的低共熔点；温度高有利于固相反应的进行；固相反应受化学组成的影响，虽不能形成有效的固相连接，但为液相的生成提供了前提条件(低熔点的固相反应产物)。
3、简述烧结矿的固结机理，何种液相利于烧结矿质量的提高？
答：固结机理：烧结物料中主要矿物是高熔点的，当被加热到一定温度时，各组分间有了固相反应，生成新的能与原组分形成具有低共熔点的化合物，使得它们在较低的温度下生成液相，开始熔融。熔融的液态物质冷却时成为那些尚未溶入液相的颗粒的坚固的连接桥，从而实现固结。
粘结相由铁酸钙组成。可使烧结矿的强度和还原性同时得到提高。这是因为：①铁酸钙(CF)自身的强度和还原性都很好;②铁酸钙是固相反应的最初产物，熔点低，生成速度快，超过正硅酸钙的生成速度，能使烧结矿中的游离CaO和正硅酸钙减少，提高烧结矿的强度;③由于铁酸钙能在较低温度下通过固相反应生成，减少Fe2O3和Fe3O4的分解和还原，从而抑制铁橄榄石的形成；改善烧结矿的还原性。
4、改善烧结料层透气性的对策如何？
5、试述烧结生产中“自动蓄热现象”扬长避短的技术对策。
答：扬长：厚料层烧结技术正是基于自动蓄热技术的，为降低固体燃料提供了可能，也为低温烧结技术创造了有利条件。同时对改善烧结矿质量亦有好处。
避短：自动蓄热现象导致烧结料层上下热量不均匀，上部热量不足，下部过剩。所以应该控制燃料在料层高度上的分布，以降低燃料消耗，节约能量。
6、试述低温烧结理论的要点。
Ochan--2013 答：高碱度下生成的钙的铁酸盐——铁酸钙，不仅还原性好，而且强度也高。
铁酸钙主要是由Fe2O3和CaO组成。烧结温度超过1300℃后，Fe2O3易发生热分解，形成Fe3O4和FeO，而Fe3O4是不能与CaO结合的。相反，FeO的出现会导致2FeO•SiO2，CaO•FeO•SiO2的生成，从而恶化还原性。
不同形态的铁酸钙组成的烧结矿，其质量是不同的；而烧结温度对铁酸钙的形态影响显著。
为了生成铁酸钙矿物，需要实现低温烧结工艺。
7、归纳影响烧结矿强度的因素。
8、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。
Ochan--2013
9、简述铁精矿粉的成球机理，并讨论其影响因素。
答：铁精粉粒度小，表面能大，存在着以降低表面张力来降低表面能的倾向，易发生吸附现象。含铁粉料多为氧化矿物，易吸附水。其中部分水在微细空隙中产生凹液面，具有将细粒了挤向水滴而凝聚的作用。即毛细水对成球过程的主导作用。加水润湿的同时，机械滚动作用使靠水润湿产生的母球被挤压，毛细结构变化，挤出毛细水，过湿表面又吸附分矿使母球长大。
形成母球。母球是造球的核心，靠加水润湿产生
母球长大(机械力＋润湿作用)。滚动中压紧→毛细结构变化→挤出毛细水→过湿表面又粘附粉矿→母球长大
生球压实(机械力作用)。使矿粉颗粒以最紧密方式排列，最大限度发挥水的分子引力、毛细管力以及物料的摩擦阻力，使生球强度大大提高。
10、简述氧化球团矿的焙烧固结机理。
答：1）Fe2O3的微晶键连接：磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～300℃就开始氧化形成Fe2O3微晶。由于新生的Fe2O3微晶中原子迁移能力较强，在各个颗粒的接触面上长大成“连接桥”（又称Fe2O3微晶键），使颗粒互相连接起来。在900℃以下焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这种形式连接起来的球团矿强度是不够。2）Fe2O3的再结晶：当磁铁矿生球在氧化性气氛下继续加热到1000～1300℃时，磁铁矿可全部转变成赤铁矿，而由磁铁矿氧化形成的Fe2O3微晶开始再结晶，使一个个相互隔开的微晶长大成连成一片的赤铁矿晶体，使球团矿具有很高的氧化度和强度。
3)在缺乏氧气的地方温度达到一定水平时，磁铁矿颗粒也能够通过扩散产生Fe3O4晶键连接，然后再更高温度下，发生Fe3O4的再结晶和晶粒长大，使磁铁矿颗粒结合成一个整体。
4）液相粘结：两颗矿粒被液相粘结起来，如果生产酸性球团矿，在氧化气氛中，可能产生的液相为低熔点的脉石矿物或添加剂藻土等。在中性或弱还原性气氛中焙烧，则磁铁矿与脉石中的二氧化硅反应，产生2FeO.SiO2液相。
注：
1、烧结矿—加入CaO，还原性；球团矿—加入MgO，软熔性能。
钢铁冶金原理(炼铁部分)期末考试总结
名词解释
脉石：铁矿石中除有含Fe的有用矿物外，还含有其它化合物，统称为脉石。
焦比：冶炼每吨生铁消耗干焦或综合焦炭的千克数。
熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常配有一定数量助熔剂，简称熔剂。
有效容积利用系数：在规定的工作时间内，每立方米有效容积平均每昼夜生产的合格铁水的吨数。等于[t/（m3*d）]=合格生铁折合产量/有效容积×规定工作日
休风率：高炉休风时间（不包括计划中的大中及小修）占规定工作时间的百分数。
冶炼强度：冶炼过程强化的程度，干焦耗用量/有效容积×实际工作日
直接还原：铁矿石还原剂为固态炭，产物为CO的反应。
耦合反应：某个渣中的离子得到或失去电子成为铁液中不带电的中性原子与另一个铁中原子失去或得到电子而成为渣中离子的氧化还原反应成为耦合反应。
熔化温度：理论上就是相图上液相线温度，或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
熔化性温度：炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与45切线的切点温度。
长渣和短渣：温度降到一定值后，粘度急剧上的称为短渣；随温度下降粘度上升缓慢称为长渣。
液泛现象：反应生成的气体穿过渣层，生成气泡，气泡稳定存在于渣层内，炉渣在焦块空隙之间产生类似沸腾现象的上下浮动。
热交换的空区或热储备区：炉身中下部区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换及其缓慢的区域，成为热交换的空区或热储备区。
水当量：表示单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃是所吸收或放出的热量。
上部调节：利用装料制度的变化一调节炉况称为上部调节。
下部调节：调节风速，鼓风动能及喷吹量等送风制度方面参数一调节炉况称为下部调节。
简答题
1、高炉冶炼的过程主要目的是什么？
答：用铁矿石经济而高效率的得到温度和成分合乎要求的业态生铁。
2、高炉冶炼过程的特点是什么？
答：在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂的交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入及产出外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题
第二章
一．思考题
1.炼钢的任务。
1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢
中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则
引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，
用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢
中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指
溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气
泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215
钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元
素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时
要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。
2.S的危害原因和控制方式。
（1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的
形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲
劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的
唯一有用用途）
（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S
会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。
3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选
分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因
此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分
钢铁冶金学(炼钢部分)教案
1.绪论 .......................................................................................................................................... 4
1.1 炼钢历史的发展过程 ............................................................................................. 4
1.２ 我国钢铁冶金的发展 .......................................................................................... 5
1.3 炼钢的基本任务 ..................................................................................................... 5
2. 炼钢任务、原材料和耐火材料 ......................................................................... 7
2.1去除杂质 ......................................................................................................................... 7
2.2 调整钢的成分 ............................................................................................................. 8
钢铁冶金学炼钢部分总结
钢铁冶金学炼钢部分
一、填空
1. 出钢的方法有挡渣出钢、钢渣混出。
2. 炼钢中五大危害元素有：S、P、O、H、N。
3. 转炉和平炉的不同点有：供氧源（转炉：鼓入空气；平炉：氧化铁）、热来源（转炉：反应热；平炉：蓄热炉）
4. 钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。
5. 炼钢的基本任务包括：（1）脱碳、脱磷、脱硫、脱氧 ； （2）去除有害气体和夹杂；
（3）.提高温度； （4）.调整成分
6. 完成炼钢任务的工艺手段：供氧，造渣，升温，加脱氧剂、合金化操作。
7. 钢中磷的含量高会引起钢的 “冷脆”，即从高温降到0℃以 下，钢的塑性和冲击韧性降低。
8. 硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。
9. 硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。
10. 一般测定的是钢中的全氧，即氧化物中的氧和溶解的氧之和。
11. 钢中气体主要是指氢与氮，它们可以溶解于液态和固态纯铁和钢中。
12. 在钢材的纵向断面上，呈现出圆形或椭圆形的银白色斑点称之为“白点”。
13. 钢中的氮是以氮化物的形式存在，它对钢质量的影响体现出双重性。
14. 钢中氮含量高时，在250-4500C温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。
15. 钢中非金属夹杂按来源分可以分成外来夹杂和内生夹杂。
16. 平炉冶炼的发明人：西门子、马丁。
17. 夹杂物按成分可以分为：氧化物夹杂、氮化物夹杂、硫化物夹杂、各种钙铝的复杂氧化物。
冶金学钢铁部分重点(部分)
第1章 现代高炉炼铁工艺习题
一、名词解释
1、有效容积利用系数每昼夜每立方米高炉生产的生铁量，P/t.d。
2、焦比生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。
3、燃料比每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。K燃＝(焦炭+煤粉+重油+…)。
4、综合焦比喷吹燃料按对置换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用的焦炭量(焦比K)之和称为综合焦比(K综)。
5、矿石焙烧焙烧是在适当的气氛中，使铁矿石加热到低于其熔点的温度，在固态下发生的物理化学过程。
6、主要的焙烧方法焙烧的方法有：氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧。
7、选矿选矿是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的过程。
8、精选铁矿石的主要选矿方法（1）重选；（2）磁选；（3）浮选。
9、焦炭负荷每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，
10、高炉一代寿命（炉龄）（1）指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间；（2）每m3炉容在一代炉龄期内的累计产铁量。
三、简答题
1、高炉炼铁生产流程及附属系统答：高炉炼铁生产除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。
2、高炉内型及有效容积答：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，五部分容积总和为高炉的有效容积。
3、根据物料存在形态的不同，高炉分为几个区域答：可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣铁聚集区。
4、生铁的种类答：生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁、铁合金三种。
5、天然铁矿石的分类答：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。
6、褐铁矿的化学成分及含铁量答：褐铁矿的化学成分是nFe2O3·mH2O，含铁量55～66%。
7、铁矿石的焙烧主要有几种方法答：铁矿石的焙烧主要有氧化焙烧和还原焙烧。
8、焦炭在高炉冶炼过程中具有的作用答：焦炭在高炉冶炼过程中具有 (1)燃料，燃烧后发热，产生冶炼所需热量。(2)还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石还原所需的还原剂。(3)料柱骨架。
钢铁冶金学（炼铁部分）
钢铁冶⾦学（炼铁部分）
钢铁冶⾦学(炼铁部分)
第⼀章概论1、试述3种钢铁⽣产⼯艺的特点。
答：钢铁冶⾦的任务：把铁矿⽯炼成合格的钢。⼯艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿⽯→去脉⽯、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢。
⾼炉炼铁⼯艺流程：对原料要求⾼，⾯临能源和环保等挑战，但产量⾼，⽬前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重⼤作⽤。
直接还原和熔融还原炼铁⼯艺流程：适应性⼤，但⽣产规模⼩、产量低，⽽且很
多技术问题还有待解决和完善。2、简述⾼炉冶炼过程的特点及三⼤主要过程。
答：特点：①在逆流（炉料下降及煤⽓上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投⼊（装料）及产出（铁、渣、煤⽓）之外，⽆法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持⾼炉顺⾏（保证煤⽓流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。
三⼤过程：①还原过程：实现矿⽯中⾦属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的⾦属与脉⽯的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁⽔。3、画出⾼炉本体图，并在其图上标明四⼤系统。
答：煤⽓系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。4、归纳⾼炉炼铁对铁矿⽯的质量要求。
答：①⾼的含铁品位。矿⽯品位基本上决定了矿⽯的价格，即冶炼的经济性。
②矿⽯中脉⽯的成分和分布合适。脉⽯中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO 含量合适。③有害元素的含量要少。S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害，K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和⾼炉顺⾏有害。④有益元素要适当。Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀⼟元素对提⾼钢产品性能有利。上述元素多时，⾼炉冶炼会出现⼀定的问题，要考虑冶炼的特殊性。⑤矿⽯的还原性要好。矿⽯在炉内被煤⽓还原的难易程度称为还原性。褐铁矿⼤于⾚铁矿⼤于磁铁矿，⼈造富矿⼤于天然铁矿，疏松结构、微⽓孔多的矿⽯还原性好。⑥冶⾦性能优良。冷态、热态强度好，软化熔融温度⾼、区间窄。⑦粒度分布合适。太⼤，对还原不利；太⼩，对顺⾏不利。5、试述焦炭在⾼炉炼铁中的三⼤作⽤及其质量要求。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
第 1 页 共 2 页 钢铁冶金学炼铁部分第三版
（原创实用版）
目录
一、钢铁冶金学炼铁部分的概述
二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容
三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性
四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势
正文
一、钢铁冶金学炼铁部分的概述
钢铁冶金学炼铁部分是钢铁冶金学的一个重要组成部分，主要研究炼铁的原理、方法、设备和工艺。炼铁是钢铁生产的第一步，其任务是将含铁的矿石通过高温还原的方法转化为铁。炼铁部分的研究内容不仅包括传统的高炉炼铁，还包括直接还原法、熔融还原法等新型炼铁技术。
二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容
钢铁冶金学炼铁部分的主要内容包括以下几个方面：
1.矿石的准备和预处理：包括矿石的选择、破碎、筛分、混合等过程。
2.高炉炼铁：研究高炉的结构、原理、操作和控制，以及高炉炼铁的副产品（如炉渣、煤气等）的处理和利用。
3.直接还原法：研究使用一氧化碳、氢气等还原剂直接将矿石还原成铁的方法。
4.熔融还原法：研究在高温下将矿石和熔剂混合熔融，然后通过还原反应生成铁的方法。
5.铁的冶炼：研究铁的熔炼、铸造和连铸等过程，以及铁中的杂质控制和质量管理。 第 2 页 共 2 页 三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性
钢铁冶金学炼铁部分对于我国钢铁工业的发展具有重要意义，主要表现在以下几个方面：
1.提高钢铁产量：炼铁是钢铁生产的第一步，其产量和质量直接影响到钢铁的总产量和质量。
2.降低生产成本：研究炼铁过程中的节能、减排和资源综合利用等技术，有助于降低钢铁生产的成本。
3.提高钢铁质量：研究炼铁过程中的杂质控制和质量管理技术，有助于提高钢铁的质量和性能。
4.保护环境：研究炼铁过程中的环保技术和副产品利用，有助于减少污染，实现绿色生产。
四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势
随着科技的进步和社会的发展，钢铁冶金学炼铁部分将面临以下发展趋势：
1.绿色发展：加大对环保技术和副产品利用的研究，实现炼铁过程的绿色化和可持续发展。
钢铁冶金学炼铁部分第三版 2
钢铁冶金学炼铁部分第三版
摘要：
一、钢铁冶金概述
二、炼铁原理与工艺
1.高炉炼铁
2.直接还原炼铁
3.熔融还原炼铁
三、炼铁原料与配料
四、高炉操作与管理
1.炉料准备
2.炉内过程控制
3.炉况判断与调整
4.休风与焖炉
五、炼铁环境保护与节能
六、炼铁新技术与发展趋势
正文：
一、钢铁冶金概述
钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程，将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。其中，炼铁是钢铁冶金的基础，其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
二、炼铁原理与工艺 1.高炉炼铁
高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热，使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。
2.直接还原炼铁
直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。与高炉炼铁相比，直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。
3.熔融还原炼铁
熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融，然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。
三、炼铁原料与配料
炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。铁矿石是炼铁的主要原料，其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。焦炭作为还原剂，在炼铁过程中起到关键作用。熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。
四、高炉操作与管理
1.炉料准备
炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。
2.炉内过程控制
炉内过程控制是高炉炼铁的关键，主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。通过炉内过程控制，可以使高炉达到最佳状态，提高金属回收率。
3.炉况判断与调整 炉况判断与调整是根据高炉运行参数，判断高炉内发生的问题，并采取相应措施进行调整。合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。
钢铁冶金学炼钢部分 2
炼钢学复习题
第二章
一．思考题
1.炼钢的任务。
1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。
2.S的危害原因和控制方式。
（1） 产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）
（2） 控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。
3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。
钢铁冶金学炼铁部分第三版 3
钢铁冶金学炼铁部分第三版
摘要：
一、钢铁冶金学炼铁部分的概述
二、炼铁的原理和过程
三、炼铁的设备和操作
四、炼铁的环保和节能
五、炼铁的发展趋势
正文：
一、钢铁冶金学炼铁部分的概述
《钢铁冶金学炼铁部分第三版》是一本关于钢铁冶金学的专业书籍，主要介绍了炼铁的基本原理、过程、设备和操作。本书在继承前两版的基础上，对炼铁技术进行了全面更新，以适应现代钢铁工业的发展。书中还强调了炼铁的环保和节能，以及炼铁技术的发展趋势，为我国钢铁工业的持续发展提供了重要的理论支撑。
二、炼铁的原理和过程
炼铁的原理是通过高温下的还原反应，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。炼铁的过程主要包括原料准备、烧结、焦化、炼铁炉炼铁等环节。在原料准备阶段，将铁矿石、焦炭、石灰石等原料进行混合和粉碎。烧结是将混合好的原料进行高温烧结，形成烧结矿。焦化是利用焦炭对铁矿石进行还原，生成一氧化碳和金属铁。炼铁炉炼铁是将焦炭和烧结矿放入高炉，在高温下进行还原反应，生成金属铁。 三、炼铁的设备和操作
炼铁的主要设备包括烧结炉、焦炉、高炉等。烧结炉用于将原料进行烧结，形成烧结矿。焦炉用于焦化，生成焦炭。高炉用于炼铁，将铁矿石通过还原反应生成金属铁。炼铁的操作主要包括原料配比、烧结矿破碎、烧结、焦化、高炉炼铁等环节。
四、炼铁的环保和节能
炼铁过程中会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物，需要采取相应的环保措施进行治理。目前，我国炼铁企业普遍采用除尘、脱硫等技术，有效降低了污染物排放。此外，炼铁企业还通过提高资源利用率、降低能耗等措施，实现了炼铁过程的节能减排。
五、炼铁的发展趋势
随着我国钢铁工业的转型升级，炼铁技术也在不断发展。未来，炼铁技术将朝着绿色、高效、智能化的方向发展。具体表现在：提高炼铁矿利用率，降低能耗；推广绿色炼铁技术，降低污染物排放；应用智能化技术，提高炼铁生产效率。