冶金概论.docx
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冶金概论
主要内容
1、2钢铁工业1、3钢铁冶炼1、4 钢铁产品及副产品1、5钢铁工业能耗及能源
1、6耐火材料1、7 环境保护1、1冶金基本概念1、1、1冶金学1、1、2火法冶金主要过程简介
1、1冶金基本概念:
冶金学就是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物,并用一定加工方法制成具有一定性能得金属材料得科学。
由于矿石性能不同,提取金属得原理、工艺过程与设备不同,从而形成专门得冶金学科—冶金学。
冶金学研究所涉及得内容:
金属得制取,金属得加工,金属性能得改进→对金属成分、组织结构、性能与相关理论得研究。
冶金学得分类
☐提取冶金(extractivemetallurgy):
从矿石中提取金属及金属化合物得过程,因其中进行很多化学反应,又称化学冶金(chemicalmetallurgy)。
提取冶金得分类
1、1、2火法冶金主要过程简介
1干燥:
去水,温度为400~600℃。
2焙烧:
以改变原料组成为目得得、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行得冶金过程。
3煅烧:
在空气中以去CO2与水为目得得冶金过程。
4烧结与球团:
以获得特定矿物组成、结构及性能得造块。
5熔炼:
还原氧化物,提取粗金属。
6精炼:
氧化杂质,获得纯金属。
7铸造:
液态金属凝固成固态。
1、2钢铁工业1、2、1 钢铁材料1、2、2钢与生铁得区别1、2、3钢铁冶炼技术发展简史1、2、4 我国钢铁工业得发展1、2、1钢铁材料
☐钢铁就是使用最多得金属材料
原因:
储量大;冶炼加工容易;综合性能好;易改质处理
☐
预计未来几年钢铁产品在各行业中占得比例
1、2、3钢铁冶炼技术发展简史
☐远古至13世纪末:
半熔融状态得铁块—海绵铁;
☐13世纪末至19世纪中叶:
☐熔融状态得生铁→粗钢,形成两步法炼钢;
☐19世纪中期至今:
Ø1856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法;
Ø1864年法国人发明了平炉炼钢法;
Ø1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法;
Ø20世纪初发明了电弧炉炼钢;
Ø20世纪中叶氧气顶吹转炉(LD法)。
1、2、3我国钢铁工业得发展1996年,突破1亿吨;1999年,产量世界第一;2003年,突破2亿吨,世界惟一年产钢超过2亿吨得国家;2004年,产量2、8亿吨;2005年,产量3、5亿吨;2006年,产量4、2亿吨。
全球部分钢厂产量排名 近年来我国钢铁生产状况
2006年钢铁行业发展态势
☐我国在全球钢铁生产与消费中得地位显著提高;
☐钢材品种结构调整取得重大进展;
☐我国成为全球钢铁产品出口大国;
☐降低能耗、减少污染物排放呈良好态势;
☐全行业投资增幅明显回落,投资转向优化产品结构;
☐全行业实现利润创历史最好水平;
☐在2007年国际铁矿石价格谈判中实现首发定价 。
2006年钢铁行业发展得问题
☐全行业产业集中度不高,而且有所下降;
☐钢铁企业联合重组进展缓慢,体制机制改革明显滞后;
☐全行业存在总体产能过剩得问题,而且生产力布局不合理,总量扩张仍在继续,淘汰落后产能得任务艰巨,难度加大;
☐钢铁生产得产品结构与出口结构,有待进一步优化,自主创新与新产品开发能力需要进一步提高;
☐全行业在节能减排方面虽然取得了较大得进步,但钢铁行业就是全国耗能、污染物排放得大户,能源与环境因素明显制约钢铁工业发展等。
目前钢铁行业发展工作重点
☐坚持以销定产,控制总量过快增长,保持国内市场供需平衡;
☐控制出口过快增长,坚持适量出口与优化出口产品结构;
☐坚持以节能减排为抓手,促进增长方式转变;
☐积极推进企业联合重组与淘汰落后生产能力。
中国钢铁工业发展目标
“加强自主创新,建设创新型国家”目标下,通过结构调整与产业升级,努力使我国从钢铁大国转变为钢铁强国。
钢铁生产得两个典型流程
☐烧结/球团—高炉—转炉—连铸机—轧机
☐直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机
钢铁生产得典型工艺(长流程)
1、4钢铁产品及副产品
☐产品;生铁,钢铁, 合金副产品; 炉渣,煤气,生铁
☐它就是铁与碳及少量硅。
锰、硫、磷等元素组成得合金,主要由高炉生产,按其用途可分为炼钢生铁与铸造生铁。
铁合金
☐铁合金就是指铁与一种或几种元素组成得中间合金,主要用于炼钢脱氧或作为合金添加剂,当采用金属热还原法生产其它铁合金与有色金属时作还原剂(详见第七章)。
如:
硅铁、锰铁。
炉渣
☐炉渣就是炉料在冶炼过程中不能进到生铁与钢中得氧化物、硫化物等形成得熔融体。
☐其主要成分就是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。
☐根据冶炼方法得不同,钢铁生产产生得炉渣分为高炉渣与炼钢渣,按炉渣中含有不同得化学成分又可分为碱性渣与酸性渣。
煤气
钢铁生产中还能获得大量得可燃气体,高炉炼铁可产生高炉煤气,转炉炼钢可获得转炉煤气,炼焦时可得焦炉煤气等。
煤气主要成分:
CO、H2、CO2、N2、CH4
1、5钢铁工业能源及能耗
1、5、1钢铁生产用能源
☐钢铁工业就是能源消耗得大户,约占全国总能源消耗量得10~11%。
☐钢铁生产所用能源主要有煤炭、燃料油(重油)、天然气、电力等。
☐煤占钢铁生产中燃料消耗得70%,钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量得15%。
☐煤在钢铁企业主要用来炼焦与自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅炉及部分窑炉,少部分制成粉煤用于高炉喷吹及烧结生产。
1、5、2钢铁工业能耗
☐我国钢铁工业得能源消耗中,钢铁冶炼就是耗能最高得工序,占钢铁工业能耗得60~70%。
其主要耗于炼铁系统,焦化、烧结、球团、炼铁等工序,占钢铁生产能耗得一半以上。
1、5、3节能途径
☐改进生产工艺及操作,更新与改造耗能高得设备。
☐降低能源损失(“废料”、煤气、热能、压力能),减少生产工序。
☐回收利用散失热量。
☐加强企业能源管理,加强能源利用技术得研究工作,提高操作技术水平,充分发挥现有设备能力,以节能为目标合理组织生产。
1、6 耐火材料
☐凡就是耐火度高于1580℃,能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀与承受高温荷重作用韵无饥非金属材料,称为耐火材料。
☐耐火材料由耐火砂岩进入到现代科技产品,已成为独立得生产行业,其产品得60~80%消耗于冶金工业。
☐钢铁生产对耐火材料得要求就是:
耐火度高;能抵抗温度骤变;抗熔渣、金属液等侵蚀能力强;高温性能与化学稳定性好。
1、7环境保护
☐钢铁厂产生得各种污染物有:
Ø大气污染物质
Ø污水
Ø固体废弃物
大气污染物质
☐SOX:
就是通过原料、燃料中硫磺成分得燃烧而产生得。
烧结工厂等为其主要发生源。
☐NOX:
通过燃烧后发生。
烧结工厂等为其主要发生源。
☐煤尘:
通过燃烧后发生。
烧结炉、各加热炉为其发生源。
☐粉尘:
从燃料原料得输送、处理过程,及储藏场中产生。
炼铁、炼钢工程为其主要发生源。
污水
☐钢铁工业用水主要就是冷却水,其次就是煤气洗涤水,以及冲洗设备、地面及除尘用水等。
污水中含有下列污染物:
Ø固体悬浮物(SS):
从排气集尘、高温物质得直接冷却等过程中产生。
Ø油:
由各种机械等所使用得油所发生得漏泄及冷轧工程使用轧制机得机油等原因而产生。
Ø化学需氧量(COD):
从煤炭干馏时得氨水,及冷轧、电镀废水中产生。
Ø酸、碱:
从冷轧工程得酸洗工程、电镀工程等得脱脂工程中产生。
固体废弃物
☐炉渣:
从高炉、铁水预处理、转炉、电炉、二次精炼设备等得冶炼工程中产生。
☐污泥:
在各种水处理过程中产生。
☐
灰尘:
从各种干式集尘机中产生。
钢铁
生产
中产
生得
污染
物
(1)
第二章高炉炼铁
主要内容
2、2高炉炼铁原理
2、3高炉结构及附属设备
2、4 高炉操作
2、1高炉冶炼用原料
2、1、1主要原料
2、1、2烧结
2、1、3球团
2、1、1主要原料
2、1高炉冶炼用原料:
高炉冶炼用得原料主要有铁矿石(天然富矿与人造富矿)、燃料(焦炭与喷吹燃料)、熔剂(石灰石与白云石等)。
冶炼1t生铁大约需要1、6~2、0t矿石,0、4~0、6t焦炭,0、2~0、4t熔剂。
高炉冶炼就是连续生产过程,必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定得原料。
铁矿石处理工艺流程
矿石→破碎→筛分→富矿→混匀→天然块矿→高炉;
矿石→破碎→筛分→贫矿→磨矿→筛分→选矿→造块→人造富矿→高炉燃料
焦炭得作用:
发热剂、还原剂及料柱骨架。
粒度:
大型高炉 40~60mm;中型高炉25~40mm;小型高炉15~25mm;
☐喷吹燃料:
固体(无烟煤与烟煤粉)液体(重油、煤焦油) 气体(天然气或焦炉煤气)熔剂
☐熔剂主要使用石灰石与白云石;
☐熔剂得要求:
有效成分含量高(CaO+MgO);
有害杂质S、P低;
粒度均匀,强度好,粉末少。
☐熔剂得作用:
助熔,改善流动性,使渣铁容易分离;
脱硫(焦炭与矿石中S)。
2、1、2烧结
☐将各种粉状铁,配入适宜得燃料与熔剂,均匀混合,然后放在烧结机点火烧结。
在燃料燃烧产生高温与一系列物理化学变化作用下,部分混合料颗粒表面发生软化熔融,产生一定数量得液相,并润湿其它未融化得矿石颗粒。
冷却后,液相将矿粉颗粒粘结成块。
这一过程叫就是烧结,所得到得块矿叫烧结矿。
抽风烧结工艺
流程烧结过程示意图
☐烧结料层有明显得分层,依次出现烧结矿层、燃烧层、预热与干燥层、过湿层,然后又相消失,最后剩下烧结矿层。
烧结矿得形成
☐烧结矿就是一种由多种矿物组成得复合体。
由含铁矿物与脉石矿物组成得液相粘结在一起组成。
☐含铁矿物有磁铁矿、方铁矿(或浮氏体)、赤铁矿
☐粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全得游离石英与石灰。
烧结厂巡视
2、1、3球团
将准备好得原料(细磨精矿或其她细磨粉状物料、添加剂等),按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸得小球,然后采用干燥焙烧或其她方法使其发生一系列得物理化学变化而硬化固结.这一过程即为球团生产过程.其产品即为球团矿。
☐球团矿生产得工艺流程一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥与焙烧、冷却、成品与返矿处理等工序。
球团矿生产得工艺流程
2、2 高炉炼铁原理
2、2、1 高炉冶炼过程及特点
2、2、2还原反应
2、2、3炉料与煤气运动
2、2、4高炉生产主要技术经济指标
2、2、1高炉冶炼过程及特点
☐现代高炉生产过程就是一个庞大得生产体系,除高炉本体外,还有供料、送风、煤气净化除尘、喷吹燃料与渣铁处理等系统。
☐高炉炼铁得本质
传质过程:
矿石中得O2- O2-
进入煤气中,实现铁与氧得分离
传热过程:
煤气携带得热量传给炉料,使炉料熔化成渣铁,实现渣铁分离
高炉生产工艺流程
高炉结构
☐高炉就是由耐火材料砌筑而成竖式圆筒形炉体,外有钢板制成炉壳加固密封,内嵌冷却器保护,炉子自上而下一次分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹与炉缸五部分。
炉缸部分设有风口、铁口与渣口,炉喉以上为装料装置与煤气封盖及导出管。
高炉炉内炉料状况及反应
还原反应
2、2、2 还原反应
基本概念:
还原剂夺取金属氧化物中得氧,使之变为金属或该金属低价氧化物得反应。
高炉炼铁常用得还原剂主要有CO、H2与固体碳。
☐铁氧化物得还原顺序
遵循逐级还原得原则。
当温度小于570℃时,按Fe2O3→Fe3O4→Fe得顺序还原。
当温度大于570℃时,按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe得顺序还原。
2、2、2、2高炉内铁氧化物得还原
☐用CO与H2还原铁氧化物
用CO与H2还原铁氧化物,生成CO2与H2O还原反应叫间接还原。
用CO作还原剂得还原反应主要在高炉内小于800℃得区域进行。
用H2作还原剂得还原反应主要在高炉内800~1100℃得区域进行。
☐用固体碳还原铁氧化物
用固体碳还原铁氧化物,生成CO得还原反应叫直接还原。
在高炉内具有实际意义得只有FeO+C=Fe+CO得反应。
直接还原要通过气相进行反应,其反应过程如下:
☐直接还原一般在大于1100℃得区域进行,800~1100℃区域为直接还原与间接还原同时存在区,低于800℃得区域就是间接还原区。
2、2、3炉料与煤气运动
2、2、3、1炉料运动
2、2、3、1炉料运动
☐炉料在炉内下降得基本条件:
高炉内不断形成促使炉料下降得自由空间。
☐形成炉料下降得自由空间得因素
焦炭在风口前燃烧生成煤气。
炉料中得碳素参加直接还原。
炉料在下降过程中重新排列、压紧并熔化成液相,体积缩小。
定时放出渣铁。
2、2、3、2煤气运动:
煤气得体积得变化、煤气得成分得变化、煤气得温度得变化、煤气得体积得变化
☐煤气量取决于冶炼强度、鼓风成分、焦比等因素。
☐煤气得体积总量在上升过程中就是增加得。
煤气成分得变化
CO:
煤气上升过程中,CO在高炉下部高温区开始增加,煤气中得CO含量会相应减小。
CO2:
在炉缸、炉腹部位几乎为零,从中温区开始增加。
H2:
来源于风中H2O汽与焦炭中得有机H2与喷吹燃料中得挥发H2,上升过程中由于参加间接还原与生成CH4,含量逐渐减少,但由于炉料中结晶水与碳作用生成部分H2,又可适量增加煤气中H2得含量。
N2:
鼓风带入得N2,焦炭中得有机N2与喷吹燃料中得挥发N2,在上升过程中不参加任何反应,绝对量不变。
CH4:
高温时少量焦炭与H2作用生成CH4,上升过程中又加入焦炭挥发分中CH4,但数量很少,变化不大。
煤气温度得变化
☐炉内热交换现象:
炉缸煤气在上升过程中把热量传递给炉料,温度逐渐降低;而炉料在下降过程吸收煤气得热量,温度逐渐上升。
2、2、4高炉生产主要技术经济指标
有效容积利用系数(ŋV):
高炉每立方米有效容积每天生产得合格铁水量(t/m3·d)
☐入炉焦比(K):
冶炼一吨生铁消耗得焦炭量(kg/t)
☐煤比(或油比):
冶炼一吨生铁消耗得煤粉量或重油(kg/t)
☐燃料比=焦比+煤比(或油比)
☐冶炼强度:
高炉每立方米有效容积每天消耗得(干)焦炭量(焦比一定得情况下)
ŋV=I/K
生铁合格率:
生铁化学成分符合国家标准得总量占生铁总量得指标。
休风率:
高炉休风时间(不包括计划大、中、小修)占日历工作时间得百分数。
规定得日历作业时间=日历时间-计划大中修及封炉时间
休风率反映高炉操作及设备维护得水平。
生铁成本:
生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用得总与,单位:
元/tFe。
炉龄(高炉一代寿命):
即从高炉点火开始到停炉大修之间实际运行得时间或产铁量。
炉龄长,产铁多,经济效益高。
2、3高炉结构及附属设备
2、3、2 高炉附属系统
2、3、1高炉本体
2、3、1、1高炉内型
2、3、1、1高炉内型
☐高炉就是一个竖立圆筒形炉子,其内部工作空间形状称为高炉内型,即通过高炉中心线得剖面轮廓。
高炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身与炉喉五段组成。
☐炉型设计合理,能促进高炉冶炼指标得改善与延长高炉得使用寿命,故炉型就是高炉最基本得工艺参数。
现代高炉向大型化发展,合理炉型总得趋势就是矮胖化。
2、3、1、1高炉内型
☐高炉有效容积:
由高炉出铁口中心线所在水平面到料线零位水平面之间得容积。
用Vu表示。
巨型高炉:
>4000m3
大型高炉:
>620m3
中型高炉:
255~620m3
小型高炉:
<100m3
2、3、1、2炉顶装料装置
高炉炉顶装料设备得作用就是按冶炼要求,向炉内合理布料,同时要严密封住炉内荒煤气不逸出炉外。
常用得炉顶装料设备主要有钟式炉顶与溜槽式(亦称无钟式)炉顶。
钟式炉顶
无钟炉顶
1—带式上料机;2—旋转料罐;3—驱动电动机;4—托盘式料门;5—上密封阀(放散);
6—密封料罐;7—卸料漏车;8—料流调节阀;9—下密封阀(均压);10—波纹管;11—眼睛阀;12—气密箱;13—溜槽溜槽布料2、3、2高炉附属设备2、3、2、1 原料供应系统2、3、2、2送风系统2、3、2、3煤气净化系统2、3、2、4渣铁处理系统
原料系统总巡视
2、3、2、2 送风系统
☐高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路、风口以及管路上得各种阀门等。
蓄热式热风炉结构
蓄热式热风炉由拱顶、燃烧室与蓄热室等几部分构成。
蓄热式热风炉呈周期性工作,一个工作周期有燃烧期、送风期与切炉期三个过程。
一般一座高炉有三至四座热风炉。
热风围管及风口
☐由热风炉送出得热风通过热风总管送到高炉,再经热风围管与送风支管,将热风均匀得分配到每个风口,以便炉内焦炭与喷吹燃料进行燃烧。
☐热风围管由钢结构本体、耐火内衬、吊挂装置与下部电葫芦单轨梁组成。
☐风口装置主要由风口大套、中套与风口小套组成。
2、3、2、3煤气净化系统
重力除尘与文氏除尘
重力除尘
2、3、2、4 渣铁处理系统
渣铁分离器
2、4高炉操作:
2、4、1高炉特殊操作
2、4、1、1 开炉:
建好得高炉第一次投入使用称开炉。
开炉好坏对以后高炉作业与一代寿命有直接影响。
☐开炉前得准备
对设备进行试运转以确保完全正常可靠;
对炉体、热风炉、热风管进行烘烤以排除水分;
对炉料要求还原性好、杂质少,以便稳定炉渣成分,保证生铁质量。
☐由于开炉热量消耗大,开炉焦比比正常焦比高3~4倍
2、4、1、2 休风
☐高炉生产过程中因故障临时检修或计划检修需要停止送风称休风。
☐超过8小时称长期休风,8小时以下得称短期休风。
短期休风时应将高炉本体与管道系统完全切断,休风期间应向高炉炉顶及煤气管道内通入蒸汽。
长期休风时应在停炉前关闭炉顶蒸汽,点燃炉顶煤气,停风堵严风口,然后再继续通蒸汽,使煤气管道与大气相通,靠自然抽力驱净煤气。
2、4、1、3停炉
☐高炉一代寿命终结需要大修时就要停炉,停炉要做到安全、出净残铁,以便拆卸抢修。
☐停炉时一定从炉底预先做好得残铁口放尽残铁。
☐停炉方法:
焦炭填充法:
停炉开始时装湿焦块,并经炉顶喷水,直到小焦块下降到风口平面时停止送风,继续喷水至焦炭熄灭。
空料线喂水法:
停炉一开始停止装料,从炉顶喷水,待料面达风口平面上1~2m停止送风,继续喷水至焦炭熄灭。
2、4、2 基本操作制度
2、4、2、1热制度就就是根据冶炼条件所炼生铁品种得需要,在争取最低焦比得前提下,选择并控制均匀稳定而热量充沛得炉温。
炉温高低通常用渣铁温度(铁水1350~1500℃,炉渣温度一般高50~100 ℃ )表示或用铁水含硅量表示。
☐目前我国大多数高炉生铁含硅0、4%~0、5%,铁水温度为1450~1500℃。
2、4、2、2 送风制度:
就是指在一定得冶炼条件下,维持适宜得鼓风数量、质量与风口状态。
具体来说,包括风量、热风温度与压力、鼓风湿度与含氧量、风口数目、风口直径与风口长度(伸入炉缸内得长度)、就是否喷吹燃料等。
☐送风制度得选择,应综合考虑生产任务,风机能力,热风温度水平,原燃料得数量与质量等客观条件,确定适宜得冶炼制度,然后根据高炉冶炼行程得征兆,运用下部调剂得原则来选择适宜得风口面积与风口长度,使煤气流在炉缸得初始分布达到合理。
2、4、2、3 造渣制度
☐所谓造渣制度,通常就就是根据高炉得原料与冶炼得生铁品种等条件,选择一个流动性、粘度、熔化性温度与脱硫、排碱能力等性能适宜得终渣成分。
☐造渣制度包括造渣过程与终渣性能得控制,造渣制度应根据冶炼条件与生铁品种确定。
而炉渣性能就是选择造渣制度得依据。
2、4、2、4 装料制度
2、4、2、5 出渣出铁制度
出渣出铁制度化,首先及时出净渣铁,保持炉缸渣铁在合适水平,保证炉缸工作正常进行。
其次就是规定出渣出铁时间表以便按序工作。
在正常情况下,一座大型高炉出铁次数增加到10~15次,每次出铁30~45分钟,多铁口转换,以至连续出铁。
第二章 小结
☐重点掌握内容:
高炉炼铁原料及作用、烧结及过程;
高炉结构、高炉内区域及进行反应、直接还原与间接还原、高炉生产主要技术经济指标;
高炉有效容积、炉顶装料装置、热风炉炉型及原理;
高炉特殊操作、炉温。
第三章炼钢基本原理
主要内容 3、2炼钢炉渣3、3炼钢过程得基本反应3、1 炼钢得基本任务
3、1炼钢得基本任务
四脱:
C、S、P、O;
二去:
气体、夹杂;
二调整:
温度、成分。
浇注。
3、2 炼钢炉渣3、2、1炼钢炉渣得作用
3、2、1炼钢炉渣得作用
☐作用:
Ø通过对炉渣成分、性能及数量得调整,可以控制金属中各元素得氧化与还原过程;
Ø向钢中输送氧以氧化各种杂质;
Ø吸收钢液中得非金属夹杂物,并防止钢液吸气(H、N)。
Ø其它作用。
如:
稳定电弧,保护渣。
☐副作用:
侵蚀炉衬;降低金属收得率。
3、2、2炼钢炉渣得来源及其组成
☐炼钢炉渣得来源:
Ø加入得各种造渣材料及被侵蚀炉衬;
Ø炼钢中化学反应得产物:
氧化物与硫化物;
Ø废钢带入得泥沙与铁锈;氧化物或冷却剂带入得脉石。
☐炉渣得组成以各种金属氧化物为主,并含有少量硫化物与氟化物。
☐炼钢炉渣得基本体系就是CaO-SiO2-FeO。
3、2、3炼钢炉渣得主要性质
☐碱度:
R=1、3~1、5,低碱度渣; R=1、8~2、0,中碱度渣; R≥2、5,高碱度渣
☐氧化性——炉渣向金属熔池传氧得能力,一般以渣中氧化铁(%∑FeO)含量来表示。
☐把Fe2O3折合成FeO有两种计算方法:
全氧法与全铁法。
全铁法较合理。
☐炉渣得氧化能力就是个综合得概念,其传氧能力还受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素得影响。
3、3炼钢过程得基本反应3、3、1炼钢熔池中氧得来源及铁液中元素得氧化方式3、3、2 炼钢熔池中元素得氧化次序3、3、3 脱碳反应3、3、4硅得氧化3、3、5锰得氧化与还原3、3、6脱磷反应3、3、7 脱硫反应3、3、8钢得脱氧3、3、9脱气3、3、10去除钢中夹杂物3、3、1 炼钢熔池中氧得来源及铁液中元素得氧化方式
☐氧得来源:
直接向熔池中吹入工业纯氧(>98%);
向熔池中加入富铁矿;
炉气中得氧传入熔池。
☐铁液中元素得氧化方式有两种:
直接氧化与间接氧化。
直接氧化方式
☐直接氧化就是指氧气直接与铁液中得元素产生氧化反应。
☐当向铁液中吹入氧气时,如果在铁液与气相界面有被溶解得元素如[Si]﹑[Mn]﹑[C],虽有大量得铁原子存在,但根据元素得氧化次序[Si]﹑[Mn]﹑[C]将优先于铁而被氧化。
☐反应可写为:
[C]+1/2{O}={CO} ﻫ [Si]+{O2}=(SiO2)
[Mn]+1/2{O2}=(MnO) 在氧气转炉炼钢时氧气流股冲击铁液形成一个冲击坑,氧气与铁液直接接触,易产生元素得直接氧化。
间接氧化方式
☐吹入得氧气由于动力学得原因首先与铁液中得Fe原子反应形成FeO进入炉渣同时使铁液中溶解氧[O]。
炉渣中得(FeO)与溶解在铁液中得[O]再与元素发生间接氧化。
☐其反应为:
{O2}+Fe=(FeO)
(FeO)=Fe+[O]
如:
2[O]+[Si]=(SiO2)
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- 冶金 概论