炼铁第一章研讨.ppt

钢铁冶金学－炼铁部分 钢铁冶金学 钢铁冶金学是根据冶金物理化学、冶金传输原理和材料(组织结构)学的原理和方法来研究钢铁冶金过程的一门科学； 钢铁冶金学与钢铁冶金(过程)的区别； 钢铁冶金学的建立和发展及冶金工作者的使命。 炼铁部分课堂讲授内容的学时分配 第一章 概论 3学时 第二章 铁矿粉造块 5学时 第三章 高炉冶炼过程的物理化学 7学时 第四章 高炉冶炼过程的传输现象 5学时 第五章 高炉冶炼的能量利用 6学时 第六章 高炉炼铁工艺 8学时 习题课和总结 6学时 第七章 高炉冶炼过程的数学模型概述 2学时 第八章 非高炉炼铁 2学时 总计 44学时 课本和参考书 王筱留主编 钢铁冶金学(炼铁部分) 冶金工业出版社 北京 2006 (必备) 参考书：东北大学、武汉，安徽、辽宁、唐山和包头科技大学等学校出版的炼铁学。 (了解) 鞍钢、宝钢、首钢和武钢等炼铁专家的著作。 (知道) 第一章 概论 1.1 钢铁工业在国民经济中的地位 1.2 钢铁工业概况 1.3 钢铁联合企业中的炼铁生产 1.4 高炉炼铁过程概述 1 钢铁工业在国民经济中的地位 1.2 钢铁工业的发展概况 二次世界大战后的四十多年中，钢铁工业获得重大发展 (钢铁冶金学的发展) 钢产量：50年代初的2亿吨→90年代的7.4亿吨 我国概况 古代占领先地位(公元前六世纪已广泛使用铁器) 近代落后于发达国家，1890年(汉阳铁厂投产到 1949年约半个世纪内累计钢产量不到200万t， 技艺领先但科学落后。改革开发后钢铁行业得 到迅猛的发展，连续几年居世界第一名。 1871~2001年世界4大产钢国家的产量 “二战”后世界4大产钢国家的产量 中国近20年钢的产量 2002~2007年主要国家粗钢产量 万 t 1.3 钢铁生产工艺流程 三种炼铁工艺流程的概念图 1.4 高炉炼铁过程概述 1.4.1 高 炉炼铁工 艺流程及 炉型 运行中高炉纵剖面图 主要过程： －热量交换过程：上升的煤气将热量传递给 下降的炉料； －还原过程：炉料中金属氧化物(主要是Fe氧 化物)被还原，高价(氧化物)→低价→金属； －造渣过程：完成还原的金属与脉石的熔融 态机械分离，达到要求成分的炉渣； －渣铁反应过程：控制渣铁相互作用，得到 成分及温度均合格的液态铁水。 1.4.3 高炉原料 铁矿石 凡是在当前的技术条件下，可经济地提取 出金属铁的岩石，称为铁矿石。 －地壳中Fe元素居第四位，占4.2 ％； －在鉄矿石中不存在纯金属的铁，而是以氧 化物、硫化物的形式存在； －除含Fe氧化物外，含有其他化合物，统称 为脉石，常见的SiO2、Al2O3、CaO、MgO。 －有害元素：S、P、As、Cu→对钢铁产品性 能有害，K、Na、Zn、Pb、F→对炉衬和 高炉顺行有害，有害元素要少； －有益元素：Mn、Cr、Ni、V、Ti、Nb、稀 土元素等对提高钢产品性能有利，有益元 素量适当。 有益元素含量多时要为复合矿石考虑综 合利用。要考虑高炉冶炼中出现特殊现象。 －还原性：矿石中与Fe结合的氧被还原剂(CO 和H2)夺取的难易程度称为还原性。疏松结构、微气孔多的含鉄氧化物物质还原性好； 褐铁矿＞赤铁矿＞磁铁矿 人造富矿＞天然铁矿 －冶金性能：冷和热态强度好、软化熔融温度 高、区间窄； －粒度分布：＜5 mm的粉末要少，8~30 mm 宜，太大对还原不利； 太小对顺行不利。 1.4.4 高炉燃料 焦炭 －按要求比例混合不同的煤，在(900~1000℃) 干馏而成的固体燃料； 焦炭的四大作用 －热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需热量； －还原剂：本身及其氧化产物CO均为还原剂； －骨架和通道：熔融带的形状和炉芯焦(焦炭死 料柱)的透液性； －渗碳：铁水在炉缸的渗碳。 焦炭质