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炼钢生产基本常识
浏览次数:372  添加时间:2017/11/15 8:26:51

一、什么叫生铁? 答:生铁是含碳1.7%以上并含有一定数量的硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金的统称,主要用高炉生产。
二、生铁有哪些种类?
答:生铁一般分为三大类:即供炼钢用的炼钢铁,供铸造机件和工具用的铸造铁(包括制造球墨铸铁用的生铁),以及特种生铁,如作铁合金用的高炉锰铁和硅铁等。此外,还有含特殊元素钒的含钒生铁。
三、高炉生产有哪些产品和副产品?
答:高炉生产的产品是生铁。副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘(瓦斯灰)。
四、高炉生产用哪些原料?
答:高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和熔剂。
铁矿石包括天然矿和人造富矿。一般含铁量超过50%的天然富矿,可以直接入炉;而含铁量低于30%~50%的矿石直接入炉不经济,须经选矿和造块加工成人造富矿后入炉。
铁矿石代用品主要有:高炉炉尘、氧气转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣以及一些有色金属选矿的高铁尾矿等。这些原料一般均加入造块原料中使用。
锰矿石一般只在生产高炉锰铁时才使用。
五、高炉常用的铁矿石有哪几种?各有哪些特点?
答:工业用铁矿石是以其中含铁量占全铁85%以上的该种含铁矿物来命名的。含铁矿物分为氧化铁矿(Fe2O3、Fe3O4)、含水氧化铁矿(Fe2O3.nH2O)和碳酸盐铁矿(FeCO3)。高炉炼铁使用的铁矿石也就分为赤铁矿(红矿)Fe2O3、磁铁矿(黑矿)Fe3O4、褐铁矿Fe2O3nH2O和菱铁矿FeCO3。
赤铁矿的特征是它在瓷断面上的划痕呈赤褐色,无磁性。质软、易破碎、易还原。含铁量最高是70%。但有一种以γ-Fe2O3形态存在的赤铁矿,结晶组织致密,划痕呈黑褐色,而且具有强磁性,类似于磁铁矿。
磁铁矿在瓷断面上的划痕呈黑色,组织致密坚硬,孔隙度小,还原比较困难。磁铁矿可以看作是Fe2O3和FeO的结合物,其中Fe2O369%,FeO31%,理论含铁量为72.4%。自然界中纯粹的磁铁矿很少见到,由于受到不同程度的氧化作用,磁铁矿中的Fe2O3成分增加,FeO成分减少。磁铁矿具有磁性,这是磁铁矿最突出的特点。
褐铁矿是含有结晶水的氧化铁矿石,颜色一般呈浅褐色到深褐色或黑色,组织疏松,还原性较好。褐铁矿的理论含铁量不高,一般为37%~55%,但受热后去掉结晶水,含铁量相对提高,且气孔率增加,还原性得到改善。
菱铁矿为碳酸盐铁矿石,颜色呈灰色、浅黄色中褐色。理论含铁量不高,只有48.2%,但受热分解放出CO2后,不仅提高了含铁量,而且变成多孔状结构,还原性很好。因此,尽管含铁量较低,仍具有较高的冶炼价值。
六、高炉为什么要用熔剂?常用的熔剂有哪几种?对熔剂的要求是什么?
答:由于高炉造渣的需要,高炉配料中常加入一定数量的助熔剂,简称熔剂。其目的是使脉石中高熔点氧化物(SiO2 1713℃、Al2O3 2050℃、CaO 2570℃)生成低熔点化合物,形成流动性良好的炉渣,达到渣铁分离和去除有害杂质的目的。
根据矿石中脉石和燃料灰分成分不同,以及冶炼生铁品种和质量的要求,高炉使用的熔剂有碱性的石灰石(CaCO3)、白云石[ (Ca、Mg)CO3];酸性的硅石(SiO2)。还有兼作含MgO和酸性熔剂的镁橄榄石和蛇纹石(3MgO·2 SiO2·2H2O),以及洗炉用的莹石(CaF2) 等。近年来也有用转炉钢渣代替石灰石和白云石作为熔剂调炉渣碱度的。
随着精料技术的进步,高碱度烧结矿加酸性料(天然块矿、球团矿和酸性烧结矿)的炉料结构的普遍推广,熔剂直接加入高炉的可能性越来越小,目前少量入炉的熔剂只是作为稳定炉况调节炉渣碱度的手段。
对直接入炉的熔剂的要求是:
1、有效的熔剂性要高。2、有害杂质S、P含量愈少愈好。3、粒度要均匀。
七、高炉用哪些燃料?各有何优缺点?
答:1、木炭。木炭由木材在足够温度下干馏而成,是最早使用的高炉燃料。它固定碳含量高,灰分低;几乎不含硫;气孔度高。但木炭机械强度差,价格高,因此作为高炉燃料已被淘汰。
无烟煤(或称白煤)。它的化学成分能基本满足炼铁的要求;低温强度好,可远距离运输;但它的气孔度很低,热稳定性差,在高炉内受热后碎裂成粉末,而且含硫一般也较高。现已不再使用。
焦炭。由煤在高温下(900℃~1000℃)干馏而成。它的成分完全能满足高炉炼铁的要求;机械强度大大高于木炭;热稳定性比白煤好;气孔度虽不如木炭,但比白煤大得多。焦炭是现代高炉理想的燃料,也是目前高炉的主要燃料。
喷吹用燃料。为了降低焦比,目前世界各国普遍采用从高炉风口喷入部分燃料以代替部分焦炭。喷吹燃料有煤粉、重油和天然气。
型焦。作为代用燃料,目前国内外都在研究用无烟煤、贫煤、褐煤等非结焦煤的成型技术,按工艺生产流程可分为热压成型和冷压成型两类。(在高炉上使用型焦目前尚处于冶炼试验阶段)
八、焦炭在高炉生产中的作用?
答:1、提供高炉冶炼所需要的大部分热量。   2、提供高炉冶炼所需的还原剂。
3、焦炭是高炉料柱的骨架。         4、生铁形成过程中渗碳的碳源。
九、高炉冶炼过程中对焦炭质量提出哪些要求?
答:1、为了保证高炉冶炼过程的顺利和获得良好的生产指标,焦炭质量必须满足以下几个方面的要求:
固定碳含量要高,灰分要低。一般经验是,焦炭灰分增加1%,焦比升高2%,产量降低3%。
2、含S、P杂质要少。高炉冶炼过程中的S,80%以上来自焦炭,因此,降低焦炭含S量对降低生铁含S量具有重大意义。焦炭中含P较少,对生铁质量无大影响。我国焦炭含P一般都低于0.05%。
3、焦炭的机械强度要好。焦炭在高炉下部高温区作为支撑料柱的骨架随着上部料柱的巨大压力,如果焦炭的机械强度不大,则形成大量碎焦,恶化炉缸透气性,破坏高炉顺行,严重时无法进行正常生产。另外,强度不好的焦炭,在运输过程中产生大量的粉末,造成损失。
4、粒度要均匀,粉末要少。气体力学研究表明,大小粒度不均匀的散料,空隙度最小,透气性差。而粒度均匀的散料,空隙度大,煤气阻力小。因此,为了改善高炉透气性,保证煤气流颁合理和高炉顺行,不仅要求焦炭粒度合适,而且要求粒度均匀,粉末少。一般高炉使用40~60mm大块焦。
5、水分要稳定。焦炭中水分是湿法熄焦时渗入的,通常达2%~6%。水分对高炉冶炼无影响,但由于焦炭是按重量入炉的,水分波动必然要引起干焦量的波动,从而引起炉况波动。
6、焦炭的反应性要低,抗碱性要强。焦炭瓜性指的是焦炭在高温下与CO2反应形成CO(C焦+ CO2=2CO)的能力。焦炭在与CO2反应过程中会使焦炭内部的气孔壁变薄,从而降低焦炭的强度,加快焦炭破损对高炉冶炼产生如下不得影响:铁的直接还原发展,煤气利用变坏,焦比升高;同时焦炭破损产生的焦粉恶化了高炉料柱的透气性,影响高炉顺行。降低焦炭反应性的措施是:炼焦配煤中适当多用低、中挥发性煤;提高炼焦的终了温度;闷炉操作;采用干熄焦;降低焦炭灰分等。
焦炭抗碱性是焦炭在高炉内抵抗碱金属钾、钠及其盐类作用的能力。钾、钠是C+ CO2=2CO瓜的催化剂,还能与焦炭反应生成C8K、C36K等所以碱侵蚀会降低焦炭强度,给高炉生产造成危害。提高焦炭抗碱能力的措施有:配煤中适当配用低变质程度弱黏结性气煤,采取措施降低焦炭的反应性等。


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