⑴ 钢铁冶炼的主要辅料
钢铁冶炼过程中,为了除去磷、硫等杂质,造成反应性好、数量适当的炉渣,需要加入冶金熔剂如石灰石、石灰或萤石等;为了控制出炉钢水温度不致过高,需要加入冷却剂如氧化铁皮、铁矿石、烧结矿或石灰石等;为了除去钢水中的氧,需要加入脱氧剂如锰铁、硅铁等铁合金等。上述材料统称为辅助原料。
石灰石
主要由方解石组成,化学成分为CaCO3。纯方解石含CaO56%、CO244%。开采出的石灰石因有杂质,CaO的含量一般为50~55%。在钢铁冶炼中,石灰石是造渣用的碱性熔剂,要求:①CaO含量高。②SiO2、Al2O3、S、P含量低。SiO2和Al2O3能降低石灰石作为熔剂的有效性能。在高炉冶炼中,石灰石里的SiO2和Al2O3含量每增加1%,其有效熔剂性能约降低2.8%。③大中型高炉用的石灰石,粒度为20~50毫米,小高炉为10~30毫米。
白云石
纯白云石 【CaMg(CO3)2】 含MgO21.9%、CaO30.4%、CO247.7%。天然白云石还含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质,颜色通常呈灰白色或淡黄色。白云石在钢铁工业中大量用作碱性耐火材料,焦油白云石用作炼钢炉炉衬。白云石还用作碱性熔剂,以提高炉渣中 MgO的含量,改善流动性,利于脱硫,减少炉衬熔损。对作为熔剂的白云石的要求是含MgO高,含Al2O3、Fe2O3和SiO2低。中国白云石的化学成分一般为:CaO26~31%,MgO17~21%,SiO21~5%,Al2O30.5~3%,Fe2O30.1~3%,CO243~46%。
石灰
由石灰石煅烧而成,是炼钢最重要的熔剂。煅烧石灰必须用优质的石灰石原料,合适的煅烧设备,控制得当的煅烧过程和使用低硫低灰分燃料。采用缓慢加热高温煅烧所得的粗晶粒石灰(称为硬烧或死烧石灰),在炼钢炉中熔化慢,不易成渣。采用快速加热迅速通过高温区所得的晶粒细、活度大的石灰(称为活性石灰或软烧活性石灰),在炼钢炉中可防止钢液表面散热过多,熔化快,容易成渣,从而提高了脱硫、脱磷效率。炼钢用活性石灰的质量要求是:CaO>92%;P<0.008%;S厘米;活性度>360毫升(滴定法);粒度10~30毫米。石灰还用于铁水的炉外脱硫(见铁水炉外脱硫)。
萤石
又名氟石,主要化学成分为CaF2,有黄、淡紫、玫瑰、绿黑等各种颜色的结晶,比重 3.2,熔化温度约935℃。在高炉中,萤石作洗炉用(通过降低熔点,清除炉墙结瘤);在炼钢中,用作助熔剂,可降低石灰的熔点,改善炉渣流动性,提高脱硫效率。萤石分解后有强腐蚀性,对设备和炉衬不利,使用量应适当控制。钢铁冶炼用萤石的成分:CaF275~95%,SiO25~20%,S0.10~1.5%。
氧化铁皮
又称铁鳞,是钢锭和钢坯在加热和轧制过程中产生的。它含铁约70~75%,在炼钢中可用作氧化剂;炼钢精炼期使用它能加速石灰溶解,且不降低熔渣碱度,又有利于熔池沸腾,对去磷有一定效果。此外氧化铁皮可配加入烧结料,以及在铁合金冶炼中用以代替钢屑。
锰矿
用于冶炼锰铁,有时用于高炉炼铁以调整生铁含锰量,或用于高炉洗炉。
⑵ 钢铁冶炼过程
工业生产的铁根据含碳量分为生铁(含碳量2%以上)和钢(含碳量低于2%)。基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,再以生铁为原料,用不同方法炼成钢,再铸成钢锭或连铸坯。
钢冶炼 炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料,用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有转炉炼钢法、平炉炼钢法、电弧炉炼钢法3类(见钢,转炉,平炉,电弧炉)。以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢,便出现了多种钢水炉外处理(又称炉外精炼)的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等,对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后,都可以生产高级的钢种。对某些特殊用途,要求特高质量的钢,用炉外处理仍达不到要求,则要用特殊炼钢法炼制。如电渣重熔,是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢,铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺;真空冶金,即在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程,包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。
钢液在炼钢炉中冶炼完成之后,必须经盛钢桶(钢包)注入铸模,凝固成一定形状的钢锭或钢坯才能进行再加工。钢锭浇铸可分为上铸法和下铸法。上铸钢锭一般内部结构较好,夹杂物较少,操作费用低;下铸钢锭表面质量良好,但因通过中注管和汤道,使钢中夹杂物增多。近年来,在铸锭方面出现了连续铸钢、压力浇铸和真空浇铸等新技术
铁冶炼 现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁,个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原,熔化炼成生铁,此法操作简便,能耗低,成本低廉,可大量生产。生铁除部分用于铸件外,大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺,相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。直接还原炼铁法,是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原,在低于矿石熔化温度下,炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁,作为炼钢原料(也可作高炉炼铁或铸造的原料)。电炉炼铁法,多采用无炉身的还原电炉,可用强度较差的焦炭(或煤、木炭)作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭,并可用低级焦炭,但耗电量大,只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
⑶ 中国的钢铁是如何冶炼的
铁矿石是地壳的主要组成成分之一,铁在自然界中的分布很广,但是人类发现铁和利用铁却比黄金和铜晚。首先,这是由于天然的单质状态的铁在地球上是找不到的,而且它容易氧化生锈;其次是它的熔点(1 539℃)比铜高得多,使它比铜难于熔炼。
人类最早发现的铁是从天空落下的陨石。陨石中含铁的质量分数很高,它是铁和镍、钴等金属的混合物。考古学家曾经在今天伊拉克境内美索不达米亚(Mesopotamia)乌尔(Ur)城的古代苏美尔人(Sumerians)的坟墓中,发现一把陨铁制成的小斧。在埃及第五至第六王朝(公元前2400年前)的金字塔所藏的宗教经文中,记述着太阳神等当时重要神像的宝座是用铁制成的。这显然也是从陨石得来的,因为铁在当时被认为是带有神秘性的最珍贵的金属。埃及人干脆把铁叫做“天石”。阿拉伯人传说,天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁。在古希腊文里,“星”和“铁”是同一个词。
1972年,在我国河北省藁城县台西村的商代(约公元前16世纪~约公元前1066)遗址曾出土一件铜钺,上面镶铸有铁刃。钺(yuè)是我国古代一种像斧子的兵器。铁刃铜钺的发现表明我国劳动人民早在三千多年前已经认识了铁,掌握铁的锻造性能,识别铁与青铜在性质上的差别,能够把铁进行锻打加工并和青铜铸接成器,增强铜的坚韧性。铁刃虽已全部锈蚀,但经过科学鉴定,证明铁刃是用陨铁锻成的,因为铁中不含有人工冶炼过程夹带的硅酸盐等杂质,同时铁锈中含有镍和钴。
我国出土的用陨铁锻成的铜器还有:1931年,在我国河南浚县出土的商末周初的铁刃铜钺和铁援铜戈各一件,于解放前流入美国,现存华盛顿弗里尔艺术馆。还有,1978年在北京市平谷县南独乐河出土的商代铁刃铜钺。
由于陨石来源极稀少,从陨石中得来的铁对生产起不了什么作用。只是随着青铜熔炼技术的成熟,才逐渐为铁的冶炼技术的发展创造了条件。虽然最初提炼出来的铁在硬度和防腐蚀性能等方面都不如青铜,但是由于铁矿在自然界中的分布比铜广泛,而且铁器的好些性能比铜器好,遂使铁器能够迅速取代青铜器和石器。
我国古代人民什么时候开始使用铁,虽然说法不一,但多数历史学者和科技史研究者断定是在公元前1 000年的前后。
从目前考古发掘的结果来看,我国最早人工冶炼的铁是在春秋(公元前722~公元前481)战国(公元前403~公元前221)之交的时期出现的。江苏六合县程桥镇春秋墓出土的铁条、铁丸和河南洛阳市水泥制品厂战国早期灰坑中出土的铁锛(音bēn,削平木料的平头斧)、铁(音bó,古代锄田除草的农具)是迄今为止能确定的我国最早的生铁工具。经过冶金学家们检验,铁条属于早期的块状炼铁锻成的;铁丸和铁锛、铁是生铁铸件。这些铁器证明我国在春秋晚期出现块状炼铁的同时或稍后就出现了生铁冶铸技术。人类在冶炼铁的过程中,最初因鼓风设备的限制,炼出的铁不能熔化,只是块状的海绵体熟铁,性质柔软,可锻而不可铸,不宜制作硬度较大的工具,只是在提高炼铁炉的温度后,才能得到熔融的生铁,用于铸造。
欧洲一些国家在公元前1 000年前后也生产块状炼铁,但多废弃不用,直到公元14世纪才使用铸铁,其间经历了十分漫长的发展道路。而我国古代只用较短的时间就实现了这一技术的突破,出现了铸铁。
我国生铁的发明是人类用铁的重大发展,也是我国劳动人民对人类作出的一项重大贡献。英国科学史学家贝尔纳(J.D.Bernal)在他编著的《历史上的科学》(伍况甫等译.北京:科学出版社,1959年,82页)一书中写到:“在欧洲,实在直到14世纪,古代所用的铁,总是在手力鼓风的小型泥炉内,用木炭经低温还原法而制成的。把所得的海绵状的未经熔过的纯铁锭,打成比较软的熟铁条,再经锻工和熔接,就成一些更复杂的铁制品。”又写到:“在古时候,作为金属的铁却有一个很严重的缺点,就是炉中鼓风不够,就熔不了它,所以浇铸就留给青铜独用了,例外的是中国,早在公元前二世纪,中国已能铸铁。”这说明我国生铁的出现比欧洲早1 000多年。
我国的生铁铸造技术,在很长的一段时期内一直处于世界领先地位。随着产量的增加和技术的提高,除铁制的生产工具、生活用具以及兵器外,又出现大型铸造的宗教艺术品。如现存的西安雁塔里的大铁钟,是唐代(618~907)的作品;世界上著名的河北省沧州大铁狮是五代后周广顺三年(公元953年)的作品;山西太原晋祠铁人是北宋年代(960~1127)的作品。
我国炼钢技术的发展也很早。汉朝赵晔所著的《吴越春秋·阖闾内传》中记载着:“阖闾请干将铸作名剑二枚。干将者,吴人也,与欧冶子同师,俱能为剑……干将作剑,采五山之铁精……使童女童男三百人鼓橐装炭,金铁乃濡,遂以成剑。”阖闾是春秋末年今江苏一带的吴国君(公元前514~公元前496在位)。可见,距今2000多年前,我国劳动人民已能炼钢,而且规模还不小。文中的“橐”(tuó)按今天的字意解释是“一种口袋”,在古代是指鼓风用的皮囊;“濡”(rú)按今天的字意解释是“沾”、“渍”,在古代又作“柔韧”讲。
1978年8月5日的《人民日报》第二版刊出一则消息:“湖南省博物馆长沙铁路车站建设工程文物发掘队,从一座古墓出土一口钢剑,从古墓随葬陶器的器形、纹饰以及墓葬的形制来看,可以断定它是春秋晚期的墓葬。从而说明我国炼钢技术的出现,至少应推前200年左右,即春秋战国之交,而不是过去认为的战国中、晚期。经取样分析,这口剑所用的钢是含碳量0.5%(质量分数)左右的中碳钢,金相组织比较均匀,说明可能还进行过热处理。”
我国到西汉(公元前206~公元23)中、晚期出现了利用生铁“炒”成熟铁或制成不同含碳量的钢的炒钢技术。这是将生铁加热成半液体、半固体的状态,再进行搅拌,利用空气或铁矿粉中的氧,进行脱碳,以获得熟铁或钢。1974年在山东苍山县出土的汉安帝永初六年(112)的钢刀和1978年在徐州汉代砖室墓中发掘出的汉章帝建初二年(77)的钢剑经鉴定都是以炒钢为原料,经多次反复加热折叠锻打而成的。
欧洲用炒钢法冶炼熟铁的技术在18世纪中叶才开始出现,比我国要晚1 900余年。
在汉代炒钢技术的基础上,到南北朝(420~581)时期,我国又出现了灌钢技术。这是先将含碳量高的生铁熔化,浇灌到熟铁上,使碳渗入熟铁,增加熟铁的含碳量,然后分别用牲畜尿或油脂淬火而成钢。淬火是钢铁的一种热处理工艺,是将工件加热到适宜温度,随即在水、油或空气中冷却,以提高钢铁的硬度和强度。
在欧洲的坩埚炼钢技术发明之前,灌钢法是一种先进的炼钢技术,对后世有重大影响。
⑷ 冶金行业包括哪些
冶金具体分为钢铁冶金和有色冶金
钢铁冶金又分为炼铁和炼钢
炼铁又可分为高炉炼铁和非高炉炼铁
炼钢主要有转炉和电路
有色冶金分为重、轻、稀、贵金属冶金
⑸ 钢铁冶炼的原理
基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,再以生铁为原料,用不同方专法炼成钢属,再铸成钢锭或连铸坯。电子枪。电子枪是电子束熔炼炉的心脏。它包括枪头(一般由灯丝、阴极、阳极等组成)、聚焦线圈和偏转线圈等。电子枪按其结构形式可分为轴向枪(或称皮尔斯枪)、非自加速环形枪、自加速环形枪及横向枪,它们的基本结构及其在电子束熔炼过程中的工作情况示于图2。电子枪的数量有单枪、双枪和多枪等。
⑹ 冶金工程与钢铁 冶炼有什么区别
呵呵,巧了,我就是这个武汉科技大学冶金工程专业毕业的。这个专业专就是研究属钢铁是怎样从铁矿石冶炼成钢水的。实际上就是冶炼的过程。而冶炼就是把铁矿石中的铁成分不断提纯的过程,当然主要手段是靠高温的炉体了,比如高炉、转炉等等。
这个专业毕业后不愁工作,全国各大国营企业抢着要人,留级的、补考的统统招收!
⑺ 冶炼钢铁许要那些原料
高炉冶炼用的原料
高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料和熔剂三部分组成。
(一)铁矿石
高炉冶炼用的铁矿石要求成分稳定、含铁品位高、脉石(矿石中有用部分与没有工业价值的岩石或其它矿物伴生在一起,这些没有用的部分叫脉石)少、有害杂质少、矿石粒度均匀、强度好、还原性好。铁矿石含铁量的多少(即品位高低),直接影响到炼铁生产的各项指标。一般含铁量在30%以上的铁矿石才有开采价值。含铁量在45%以下的矿石,一般需经选矿和造块,才能入炉冶炼。含铁量在55%以上的铁矿石可以作为高炉富矿,经破碎后直接入炉冶炼。当前作为炼铁原料的铁矿石主要有:
(1)磁铁矿。构造致密,晶粒细小,有黑色条痕,具有强磁性,含硫、磷较高,还原性差,是我国当前主要的矿种。这类铁矿主要产于鞍山、本溪、河北迁安等地,纯矿石最高含铁量为72.4%。
(2)赤铁矿。颜色和条痕均为樱红色,无磁性,一般含硫、磷低,还原性好。我国的鞍山和宣化等地有相当储量,纯矿石最高含铁量为70.0%。
(3)褐铁矿。颜色为浅褐色、深褐色、黑色,一般含铁低,但受热脱水后,含铁品位升高,含硫低,含磷有高有低,还原性能好。这种铁矿石主要产于山西省平定和广东省云浮等地,纯矿石
含铁量在48%~63%之间。
(4)菱铁矿。是铁的碳酸盐,经过焙烧,二氧化碳从矿石中分解出来,矿石品位立刻提高。所以,菱铁矿是很易富集的矿石。我国四川省威远、湖南省新化等地有少量生产,储量不算多。
(5)钒钛磁铁矿。除含铁外,还有金属钒和轻金属钛,理论上钒钛磁铁矿的含铁量为36.8%,含钛31.6%,其余是钒和氧。我国西南地区重要钢铁基地攀枝花钢铁公司所用的矿石就是钒钛磁铁矿。攀枝花铁矿是我国大型矿山,储量丰富,前景极佳。安徽马鞍山和河北承德等地也有部分矿是含钒钛磁铁矿。
生铁冶炼除用以上天然铁矿石外,还用烧结矿、球团矿等人造富矿(品位级≥50%)作为主要原料。
(二)燃料
高炉用燃料包括焦炭和喷吹燃料两大类。高炉对焦炭的要求是:具有合适的反应性,且含碳高、灰分和杂质低、强度好。焦炭在炼铁过程中有三种作用:一是燃烧供给热量(热源);二是作为料柱骨架(气窗);三是作还原剂。因此,焦炭中的含碳量越高越好。除了强度好和骨架作用外,高炉对喷吹燃料的要求及其作用与焦炭相同。但对其可磨性、燃烧性、粒度等有特殊的要求。
硫和磷极容易转到铁里而破坏铁的优良性能,因此,希望燃料中含硫、磷等杂质越少越好。
燃料中的灰分要低,灰分高会降低燃料的热值。
焦炭的机械强度要好,如果没有足够的强度,在炉料下降到风口之前,焦炭就被压成碎末,堵塞炉料的空隙,影响高炉的透气性。
高炉炼铁主要用焦炭作燃料。焦炭含碳量较高,气孔率高,最大的特点是机械强度(以转鼓指数表示)高,能满足大型高炉的要求。因此,目前在高炉炼铁中一般都采用焦炭作主要燃料。20世纪60年代开始盛行喷吹技术(喷煤、油、天然气等),目的在于部分取代宝贵的焦炭资源,但只能取代焦炭的还原剂和热源两个作用,而料柱骨架作用取代不了。焦炭是高炉炼铁必不可少的燃料。
(三)熔剂
在铁矿石中,除铁以外,还有脉石及硫等有害杂质,在焦炭及煤粉中含有灰分,所以炼铁时要加入熔剂,与脉石和焦炭及煤粉中的灰分及其它杂质化合,形成炉渣,以达到降低脉石熔点并使杂质、灰分与铁水分离的目的。
高炉冶炼采用的熔剂主要有石灰石、白云石、蛇纹石等。对熔剂的要求是:碱性氧化物(主要是氧化钙)的含量要高,而酸性氧化物(主要是二氧化硅和三氧化二铝)的含量尽可能低,有害杂质硫、磷含量也要低,强度高,块度适宜。
⑻ 求助请教,一般冶炼钢铁用到的机械有哪些呢最主要的!!!_/!\_
一般冶炼钢铁用抄到的机袭械涉及的层面太广泛,很难说得具体到位,只能简单的说一说;
1、冶炼钢铁需要矿石,需要用采矿机械,选矿机械,运输机械;
2、炼钢要用高炉设备,(包括平炉、转炉、电炉等)高炉上料需要各种水平或垂直运输机械;铁水出炉仍然需要水平与垂直运输机械:
3、为炼钢炉生产氧气的设备,向高炉输送氧气的设备;为炼钢炉生产焦炭的设备;
4、生产出钢锭要运到仓库,需要水平运输机械。
5、为炼钢炉的安全生产,需要一整套的设备保全,正常维修的各种设备;
6、生产炼钢高炉各种备品备件的机械加工设备。
⑼ 冶金行业包括哪些企业
根据国家安全生产监督管理总局第26号令《冶金企业安全生产监督管理规定》第二条专规定:“从事属炼铁、炼钢、轧钢、铁合金生产作业活动和钢铁企业内与主工艺流程配套的辅助工艺环节的安全生产及其监督管理,适用本规定。”
⑽ 钢铁冶金的主要工艺有哪些
烧结---炼铁---炼钢---连铸(模铸)---轧钢
烧结:就是把铁矿粉造块,为高炉提供精料专的一种方法。是利用铁属矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例制成块状冶炼原料的一个过程。
炼铁——高炉的冶炼过程主要目的是用铁矿石经济高效的得到温度和成分合乎要求的液态生铁。
高炉冶炼的全过程可以概括为:在尽量低能量消耗的条件下,通过受控炉料及煤气流的逆向运动,高效率的完成还原、造渣、传热及渣铁反应等过程,得到化学成分与温度较为理想的液态金属产品。
高炉炉料经各种化学还原反应生产出合格铁水然后通过鱼雷罐送入炼钢,然后作为炼钢原料入转炉冶炼成钢。炉渣经水冲渣排入渣池,通过渣水分离,炉渣排走,水循环利用。
高炉冶炼过程中产生的付产品——高炉煤气做为低热值气体燃料供热风炉,烧结,锅炉,预热炉和加热炉等使用。
炼钢——广义上说就是铁水通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、去除气体和非金属夹杂、合金化。
连铸——就是合格钢水在铸机中冷却成坯的过程。
轧钢:在旋转的轧辊间改变钢坯形状的压力加工过程