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钢铁冶金概论整理.doc

发布:2017-08-21约3.92千字共10页下载文档
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1、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 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; 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。 三大主要过程: 1)还原过程 实现矿石中金属元素(主要是Fe)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 实现成分及温度均合格的液态铁水。 2、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 焦炭的三大作用: 1)热源→在风口前燃烧,提供冶炼所需热量; 2)还原剂→本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂; 3)骨架和通道→矿石高温熔化后,焦炭是唯一以固态存在的物料。 有支撑数十米料柱的骨架作用 有保障煤气自下而上畅流的通道作用 作用3)是任何固体燃料所无法替代的。 4)生铁渗碳的碳源。 对焦炭的质量要求: 1)强度高; 2)固定C高; 3)灰分低; 4)S含量低; 5)挥发份合适; 6)反应性弱(C+CO2→2CO); 7)粒度合适 为矿石平均粒度的3~5倍为宜,d小/d大≈0.7 3、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。 1)、有效容积利用系数ημ ?定义:每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量(t/ m3.d)。 ?我国ημ=1.6~2.4 t/ m3.d ; 日本ημ =1.8~2.8 t/ m3.d 2)、焦比 ?定义:冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数(Kg/t)。 ?我国焦比为250~650Kg/t 3)、焦炭冶炼强度 ?定义:每m3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/ m3.d)。 ?一般为0.8~1.0t/ m3. 4)Co利用率 3.烧结矿和球团矿有什么区别? 1).富矿短缺,必须不断扩大贫矿资源的利用,而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿。这种过细精矿不益于烧结,透气性不好,影响烧结矿产量和质量的提高,而用球团方法处理却很适宜,因为过细精矿易于成球,粒度愈细,成球性愈好,球团强度愈高。 2).成品矿的形状不同:烧结矿是形状不规则的多孔质块矿,而球团矿是形状规则的10~25mm的球球团矿较烧结矿粒度均匀,微气孔多,还原性好,强度高,且易于贮存,有利于强化高炉生产。 3).适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含铁粉尘,化工硫酸渣等;从产品来看,不仅能制造常规氧化球团,还可以生产还原球团、金属化球团等;同时球团方法适用于有色金属的回收,有利于开展综合利用。 4).固结成块的机理不同:烧结矿是靠液相固结的,为了保证烧结矿的强度,要求产生一定数量的液相,因此混合料中必须有燃料,为烧结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的,不需要产生液相,热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供,混合料中不加燃料。 5)生产工艺不同:烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的,成球不完全,混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序和设备,将全部混合料造成10~25mm的球,小于10mm的小球要筛出重新造球。 4.简述烧结矿的固结机理。何种液相有利于烧结矿质量的提高? 固态反应的机理是离子扩散。烧结料中各种矿物颗粒紧密接触,它们都具有离子晶格构造。在晶格中各结点上的离子可以围绕它们的平衡位置振动。温度升高,振动加剧,当温度升高到使质点获得的能量(活化能)足以克服其周围质点对它的作用能时,便失去平衡而产生位移(即扩散)。相邻颗粒表面电荷相反的离子互相吸引,进行扩散,遂形成新的化合物,使之连接成一整体。 FeO-SiO2, CaO-FeO-SiO2和CaO-Fe2O3三个易熔相,有利于烧结质量的提高。 5.从烧结矿和球团矿性能比较,说明合理的含铁原料搭配模式。 6.液泛现象定义、危害、预防措施 液泛:当煤气流速超过一定值时,煤气浮力超过液体向下重力,液体将滞留在焦炭层内而不能下流,严重时引起液泛,这时的压降梯度几乎垂直向上剧增,高炉顺行破坏。 危害: 1)高度弥散在渣铁间的气泡,使煤气流阻力大大升高; 2)被煤气流吹起的渣铁,在上部较低温度区域,有重新冷凝的危险; 3)渣铁的重新冷凝,一方面将导致料柱孔隙度降低,煤气流动受阻。另一方面,可造成炉墙结厚、结瘤,破坏高炉顺行。 ?对策: ( 提高焦炭粒度 ( Fs ( ( f ( (液泛因子) ( 改善焦炭强度 ( 避免冶炼过程的细粒化 ( f ( ( 降低炉渣粘度 ( ( ( ( f ( ( 减少渣量L ( ( K (流体流量比) ( ( 减小气流速度(( ( f ( (高压操作) ( 大力发展间接还原( f ( ( 提高炉
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