东北大学钢铁冶金资料.docVIP

非高炉炼铁法，泛指高炉以外，不用焦炭，用煤、燃油、天然气、电为能源基础的一切其它炼铁方法。例如直接还原法，主要是指在冶炼过程中，炉料始终保持固体状态而不熔化，产品为多孔状海绵铁或金属化球团的方法。熔融还原法是用高品位铁精矿粉（经预还原）在高温熔融状态下直接还原冶炼钢铁的一种新工艺。 高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出 高炉炼铁生产非常复杂，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。 高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。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，该容积总和为它的有效容积，反映高炉所具备的生产能力 高炉炉衬以陶瓷质材料（包括粘土质和高铝质等）和炭质材料（炭砖、炭捣石墨等）砌筑。 各区内进行的主要反应及特征分别为： 块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。 软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成。 滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。 回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。 渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。 一般来说，生铁和钢的化学成分主要差别是含碳量。钢中含碳量最高不超过2.11%。 炼钢生铁作为转炉热装炼钢的原料，约占生铁产量的80~90%。铸造生铁，又称为翻砂铁或灰口铁，用于铸件生产。其主要特点是含硅较高 对高炉内衬的基本要求如下： 1）各部位内衬与热流强度相适应，以保持在强热流冲击下内衬的稳定性。 2）炉衬的侵蚀和破坏与冶炼条件密切相关，不同位置的耐火材料受侵蚀破坏机理不同，因此要求各部位内衬与侵蚀破损机理相适应，以延缓内衬破损速度。 .有效容积利用系数 P－生铁日产量， t/d 高炉有效容积，m3 焦比（K） 是生产1吨生铁所消耗的焦炭重量 冶炼强度（I） 每m3高炉有效容积每天消耗焦炭的重量 利用系数、焦比和冶炼强度三者之间的关系为 利用系数=I/K 矿石中除了用来提取金属的有用矿物外，还含有一些工业上没有提炼价值的矿物或岩石，统称为脉石。 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 菱铁矿 又称碳酸铁矿石，因其晶体为菱面体而得名。颜色为灰色、浅黄色、褐色。 其化学组成为FeCO3 铁矿石质量评价 铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果，必须严格要求。通常从以下几方面评价： 1）品位； 2）脉石成分； 3）有害杂质、有益元素含量； 4）矿石的粒度和强度； 5）铁矿石的还原性； 6）矿石化学成分的稳定性 所谓“热脆”就是S几乎不熔于固态铁而与铁形成FeS，而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988℃，低于钢材热加工的开始温度（1150~1200℃）。热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。 ：硫可改善钢材的切削加工性能，在易切削钢中，S可达0.15~0.3%。 磷能溶于α-Fe中（可达1.2%），固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒间的强度大大增高，从而使钢材的室温强度提高而脆性增加，称为冷脆。 CaF2能降低炉渣的熔点，增加炉渣流动性 高温下氟挥发对耐火材料和金属构件有一定的腐蚀作用。 影响铁矿石还原性的因素主要有矿物组成、矿石结构的致密程度、粒度和气孔率等。 对天然富矿（如含Fe50%以上），须经破碎、筛分，获得合适而均匀的粒度。对于褐铁矿、菱铁矿和致密磁铁矿还应进行焙烧处理，以去除其结晶水和CO2，提高品位，疏松其组织，改善还原性，提高冶炼效果。 对贫铁矿的处理要复杂得多。一般都必须经过破碎、筛分、细磨、精选，得到含铁60%以上的精矿粉，经混匀后进行造块（烧结、球团），变成人造富矿，再按高炉粒度要求进行适当破碎，筛分后入炉。 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。例如，氧化焙烧就是在空气充足的氧化性气氛中进行，以保证燃料完全燃烧和矿石的氧化。 四、选矿 定义： 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