钢铁冶金学工艺原理—炼铁部分
钢铁冶金学（炼铁部分）
钢铁冶⾦学（炼铁部分）钢铁冶⾦学(炼铁部分)第⼀章概论1、试述3种钢铁⽣产⼯艺的特点。
答：钢铁冶⾦的任务：把铁矿⽯炼成合格的钢。
⼯艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿⽯→去脉⽯、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢。
⾼炉炼铁⼯艺流程：对原料要求⾼，⾯临能源和环保等挑战，但产量⾼，⽬前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重⼤作⽤。
直接还原和熔融还原炼铁⼯艺流程：适应性⼤，但⽣产规模⼩、产量低，⽽且很多技术问题还有待解决和完善。
2、简述⾼炉冶炼过程的特点及三⼤主要过程。
答：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，只能凭借仪器仪表简介观察；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。
三⼤过程：①还原过程：实现矿⽯中⾦属元素（主要是铁）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：实现成分与温度均合格的液态铁⽔。
3、画出⾼炉本体图，并在其图上标明四⼤系统。
答：煤⽓系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳⾼炉炼铁对铁矿⽯的质量要求。
答：①⾼的含铁品位。
矿⽯品位基本上决定了矿⽯的价格，即冶炼的经济性。
②矿⽯中脉⽯的成分和分布合适。
脉⽯中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO 含量合适。
③有害元素的含量要少。
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。
④有益元素要适当。
Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀⼟元素对提⾼钢产品性能有利。
上述元素多时，⾼炉冶炼会出现⼀定的问题，要考虑冶炼的特殊性。
⑤矿⽯的还原性要好。
矿⽯在炉内被煤⽓还原的难易程度称为还原性。
褐铁矿⼤于⾚铁矿⼤于磁铁矿，⼈造富矿⼤于天然铁矿，疏松结构、微⽓孔多的矿⽯还原性好。
⑥冶⾦性能优良。
冷态、热态强度好，软化熔融温度⾼、区间窄。
钢铁冶金原理(炼铁部分)期末考试总结
名词解释脉石：铁矿石中除有含Fe的有用矿物外，还含有其它化合物，统称为脉石。
焦比：冶炼每吨生铁消耗干焦或综合焦炭的千克数。
熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常配有一定数量助熔剂，简称熔剂。
有效容积利用系数：在规定的工作时间内，每立方米有效容积平均每昼夜生产的合格铁水的吨数。
等于[t/（m3*d）]=合格生铁折合产量/有效容积×规定工作日休风率：高炉休风时间（不包括计划中的大中及小修）占规定工作时间的百分数。
冶炼强度：冶炼过程强化的程度，干焦耗用量/有效容积×实际工作日直接还原：铁矿石还原剂为固态炭，产物为CO的反应。
耦合反应：某个渣中的离子得到或失去电子成为铁液中不带电的中性原子与另一个铁中原子失去或得到电子而成为渣中离子的氧化还原反应成为耦合反应。
熔化温度：理论上就是相图上液相线温度，或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
熔化性温度：炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与45切线的切点温度。
长渣和短渣：温度降到一定值后，粘度急剧上的称为短渣；随温度下降粘度上升缓慢称为长渣。
液泛现象：反应生成的气体穿过渣层，生成气泡，气泡稳定存在于渣层内，炉渣在焦块空隙之间产生类似沸腾现象的上下浮动。
热交换的空区或热储备区：炉身中下部区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换及其缓慢的区域，成为热交换的空区或热储备区。
水当量：表示单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃是所吸收或放出的热量。
上部调节：利用装料制度的变化一调节炉况称为上部调节。
下部调节：调节风速，鼓风动能及喷吹量等送风制度方面参数一调节炉况称为下部调节。
简答题1、高炉冶炼的过程主要目的是什么？答：用铁矿石经济而高效率的得到温度和成分合乎要求的业态生铁。
2、高炉冶炼过程的特点是什么？答：在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂的交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入及产出外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。
炼铁生产的原理
炼铁生产的原理
炼铁生产的原理是将铁矿石经过高温还原反应，将其中的铁元素
分离出来，制成纯铁。
这是钢铁生产的基础工艺之一，也是工业中广
泛采用的重要生产工艺之一。
炼铁的过程是一个复杂的物理化学过程，包含了多个步骤。
首先，需要选取适当的铁矿石原料，并且对其进行预处理，去除其中的杂质
和含水量。
然后，将铁矿石原料送入高炉，进行还原反应。
这个还原反应是指将铁矿石中的氧化铁还原成纯铁，反应公式为：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。
在高炉内，铁矿石原料受热分解，其中
的氧化铁在高温下与碳还原成纯铁，同时也会产生大量的热能和CO2
等废气。
炼铁的过程中，需要加入一些焦炭和石灰石等辅助材料。
焦炭可
以提供还原反应所需的碳元素，而石灰石可以吸附氧化铁并产生渣，
保证铁水的纯度和质量。
在高炉内，铁矿石经过还原反应，产生的纯铁不断向下深入，落
入高炉底部的铁口中，流成一滩熔融态的铁水。
在此时，需要对铁水
进行加工和处理，包括分离渣和精炼纯铁等工艺过程。
其中，渣是指铁矿石原料中含有的其他杂质和氧化铁等物质，需
要通过熔炼和过滤等方法分离出来。
精炼纯铁则是将铁水在高温下再
次熔炼，去除其中的硫、磷等杂质元素，从而获得更高纯度的铁。
总之，炼铁是一项复杂的生产工艺，涉及多种物理化学原理。
通
过对铁矿石原料的各种处理和加工，再通过高温还原反应和分离处理，最终获得高品质的纯铁，为钢铁生产提供了重要的基础材料。
钢铁的冶炼原理及生产工艺流程
炼铁过程本质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
炼铁方法主要有高炉法、直接复原法、熔融复原法等，其原理是矿石在特定的氛围中（复原物质CO、H2、C；适合温度等）经过物化反响获得复原后的生铁。
生铁除了少部分用于锻造外，绝大多半是作为炼钢原料。
1、高炉炼铁的冶炼原理（应用最多的）一）炼铁的原理（如何从铁矿石中炼出铁）用复原剂将铁矿石中的铁氧化物复原成金属铁。
铁氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO）+复原剂（C、CO、H2）铁（ Fe）二）炼铁的方法（1）直接复原法（非高炉炼铁法）（2）高炉炼铁法（主要方法）三）高炉炼铁的原料及其作用（1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）供给铁元素。
冶炼一吨铁大概需要— 2吨矿石。
（2）焦碳：冶炼一吨铁大概需要 500Kg 焦炭。
供给热量；供给复原剂；作料柱的骨架。
（3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）使炉渣融化为液体；去除有害元素硫（ S）。
（4）空气：为焦碳焚烧供给氧。
2、工艺流程生铁的冶炼虽原理同样，但因为方法不一样、冶炼设施不一样，因此工艺流程也不一样。
下边分别简单予以介绍。
高炉生产是连续进行的。
一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。
生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗构成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不停地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（ 1000～1300 摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石，主假如铁和氧的化合物。
在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳焚烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧争夺出来，获得铁，这个过程叫做复原。
铁矿石经过复原反响炼出生铁，铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂联合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。
煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。
现代化高炉还能够利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。
生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不不过生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版（原创实用版）目录一、钢铁冶金学炼铁部分的概述二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势正文一、钢铁冶金学炼铁部分的概述钢铁冶金学炼铁部分是钢铁冶金学的一个重要组成部分，主要研究炼铁的原理、方法、设备和工艺。
炼铁是钢铁生产的第一步，其任务是将含铁的矿石通过高温还原的方法转化为铁。
炼铁部分的研究内容不仅包括传统的高炉炼铁，还包括直接还原法、熔融还原法等新型炼铁技术。
二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容钢铁冶金学炼铁部分的主要内容包括以下几个方面：1.矿石的准备和预处理：包括矿石的选择、破碎、筛分、混合等过程。
2.高炉炼铁：研究高炉的结构、原理、操作和控制，以及高炉炼铁的副产品（如炉渣、煤气等）的处理和利用。
3.直接还原法：研究使用一氧化碳、氢气等还原剂直接将矿石还原成铁的方法。
4.熔融还原法：研究在高温下将矿石和熔剂混合熔融，然后通过还原反应生成铁的方法。
5.铁的冶炼：研究铁的熔炼、铸造和连铸等过程，以及铁中的杂质控制和质量管理。
三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性钢铁冶金学炼铁部分对于我国钢铁工业的发展具有重要意义，主要表现在以下几个方面：1.提高钢铁产量：炼铁是钢铁生产的第一步，其产量和质量直接影响到钢铁的总产量和质量。
2.降低生产成本：研究炼铁过程中的节能、减排和资源综合利用等技术，有助于降低钢铁生产的成本。
3.提高钢铁质量：研究炼铁过程中的杂质控制和质量管理技术，有助于提高钢铁的质量和性能。
4.保护环境：研究炼铁过程中的环保技术和副产品利用，有助于减少污染，实现绿色生产。
四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势随着科技的进步和社会的发展，钢铁冶金学炼铁部分将面临以下发展趋势：1.绿色发展：加大对环保技术和副产品利用的研究，实现炼铁过程的绿色化和可持续发展。
2.智能化：借助大数据和人工智能技术，实现炼铁过程的智能化控制和优化，提高生产效率和质量。
工业上常用炼铁的原理
工业上常用炼铁的原理
1炼铁原理
炼铁是一项重要的冶金生产过程，它是可用铁矿石或其他含铁矿石制成的合金制成铁、钢材，以用于机械、建筑、船舶、军用等。
炼铁原理主要是把存在的铁矿石（包括砂铁矿、变性铁矿、褐铁矿、铁绿石、铁粉等）先进行粗粉磨碎，然后构成炼铁料，在炉内的高温作用下，较轻的碳及附有的硫氧九和氧化物，由于它们的密度较小，会被逐渐蒸发掉。
而最重要的是，温度逐渐加重，将接近低熔点的一些凝固物完全熔化，最后用浇铸成各种形状的铁锭、钢锭和铁钢板，来满足生产。
2炼铁炉种类
根据炼铁工艺需要，炼铁炉可以分为塔炉、腐蚀炉、塔鼓炉、顶窑炉等等，其中塔炉最为常用。
塔炉以它强大的能力，通过炉缸的上部除尘的功能，能够将空气和入炉料有分离，保持炉内的干净，且能够将高温的熔炼物排出，从而更有效的降低熔炼温度，提高了工艺效率与炼出材质。
而腐蚀炉，以它内部采用完全金属密封，防氧和空气对金属的侵蚀，保持炉内正常劣化，满足恒温的连续操作要求。
3炼铁过程中产生的污染
炼铁会产生着重大的环境污染。
主要有一氧化碳、硫氧化物、粉尘和植物毒素等排放的污染物。
一氧化碳的排放显著影响全球气候安全；硫氧化物排放会影响地表水和植物，加重大气中臭氧层破碎；粉
尘排放会影响大气和表面水，同时也会造成大气质量污染和大气湿度降低；植物毒素排放会造成土壤污染，影响远距离环境。
因此，应采取一些措施来减少炼铁过程中产生的污染。
比如采用新型节能和环境保护的炼铁工艺，对炉内热量和温度进行控制，减少二氧化碳、硫氧化物及粉尘排放。
另外，建议采取政府推出的环保补贴制度，奖励企业建立节能减排设施，降低其对环境造成的污染。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要：一、钢铁冶金学炼铁部分的概述二、炼铁的原理和过程三、炼铁的设备和操作四、炼铁的环保和节能五、炼铁的发展趋势正文：一、钢铁冶金学炼铁部分的概述《钢铁冶金学炼铁部分第三版》是一本关于钢铁冶金学的专业书籍，主要介绍了炼铁的基本原理、过程、设备和操作。
本书在继承前两版的基础上，对炼铁技术进行了全面更新，以适应现代钢铁工业的发展。
书中还强调了炼铁的环保和节能，以及炼铁技术的发展趋势，为我国钢铁工业的持续发展提供了重要的理论支撑。
二、炼铁的原理和过程炼铁的原理是通过高温下的还原反应，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
炼铁的过程主要包括原料准备、烧结、焦化、炼铁炉炼铁等环节。
在原料准备阶段，将铁矿石、焦炭、石灰石等原料进行混合和粉碎。
烧结是将混合好的原料进行高温烧结，形成烧结矿。
焦化是利用焦炭对铁矿石进行还原，生成一氧化碳和金属铁。
炼铁炉炼铁是将焦炭和烧结矿放入高炉，在高温下进行还原反应，生成金属铁。
三、炼铁的设备和操作炼铁的主要设备包括烧结炉、焦炉、高炉等。
烧结炉用于将原料进行烧结，形成烧结矿。
焦炉用于焦化，生成焦炭。
高炉用于炼铁，将铁矿石通过还原反应生成金属铁。
炼铁的操作主要包括原料配比、烧结矿破碎、烧结、焦化、高炉炼铁等环节。
四、炼铁的环保和节能炼铁过程中会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物，需要采取相应的环保措施进行治理。
目前，我国炼铁企业普遍采用除尘、脱硫等技术，有效降低了污染物排放。
此外，炼铁企业还通过提高资源利用率、降低能耗等措施，实现了炼铁过程的节能减排。
五、炼铁的发展趋势随着我国钢铁工业的转型升级，炼铁技术也在不断发展。
未来，炼铁技术将朝着绿色、高效、智能化的方向发展。
具体表现在：提高炼铁矿利用率，降低能耗；推广绿色炼铁技术，降低污染物排放；应用智能化技术，提高炼铁生产效率。
钢铁冶金学工艺原理—炼铁部分
1982年4000万吨钢 1996年1.01亿吨 2003年2.22亿吨 2005年3.49亿吨 2006年4.23亿吨 2008年5.00亿吨
2009年5.65亿吨
1.5 钢铁联合企业中的炼铁生产
钢铁联合企业系统作业图
1.5 钢铁联合企业中的炼铁生产
钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成 钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑性变形方法加 工成各种用途的钢材
1.6.1 高炉炼铁的本质及生产工艺流程
高炉炼铁的本质
还原：将铁的氧化物还原为金属铁 造渣：实现渣铁分离 加热与控制：获得温度与化学成分合格的铁水
生 产 工 艺 流 程
1.6.2 高炉结构及附属设备
高炉内型
概念：高炉是一个竖立圆筒形炉子，其内部工作空间的形 状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高 炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉五段组成
特点：两头小，中间粗略带锥度的圆柱形空间 高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在水平面到大料钟
下降位置下沿水平面之间的容积。目前我国最大的高炉是 上海宝山钢铁总厂的l号高炉，容积为4063m3。在国外已 有5000m3以上的巨型高炉
高炉内型尺寸
H－全高，H＝Hu十H6 Hu－有效高度，
Hu＝hl十h2十h3十h4十h5 h0—死铁层高度 h1-炉缸高度 h2—炉腹高度 h3—炉腰高度 h4—炉身高度 H5 —炉喉高度 H6 —炉头高度 D —炉腹直径 al—炉喉直径 a0—大钟直径
1.6.4 高炉炼铁原料及其他辅助材料
分类 赤铁矿
矿物成分： Fe2O3，TFe70％，红色或褐色，又称红 矿。一般无磁性
晶形：α-Fe2O3,γ-Fe2O3(有磁性) 硬度：5.3~6 常形成巨大矿床，占铁矿总储量48.3％ 脉石成分：石英、硅酸盐 有害元素：硫、磷、砷较少
炼铁原理与工艺
炼铁原理与工艺炼铁是将铁矿石经过一系列的物理和化学变化，最终得到纯铁的过程。
它是钢铁工业的基础生产工艺，也是现代工业化不可或缺的一环。
炼铁的原理和工艺经过长时间的发展和改进，已经非常成熟和高效。
炼铁的原理主要包括铁矿石还原和熔融两个过程。
首先是铁矿石的还原，即将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
这一过程通常使用焦炭作为还原剂，通过高温和还原剂的作用，将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
还原反应的化学方程式为：Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO。
在这个反应中，焦炭中的碳与氧化铁发生反应，生成金属铁和一氧化碳。
还原后的金属铁并不是纯铁，还含有一些杂质，如硅、锰、磷等。
因此，还需要进行二次处理，即熔融。
熔融是将还原后的金属铁与其他添加剂一起加热到高温，使其融化并进行反应。
熔融的目的是去除杂质，并加入适量的合金元素，以提高铁的性能。
通常加入的合金元素有碳、铬、镍等。
熔融过程中，炉温要达到1600℃以上，使铁液中的杂质和氧化物被还原和脱离，形成纯净的铁水。
炼铁的工艺包括高炉法和直接还原法两种。
高炉法是目前应用最广泛的炼铁工艺，它使用高炉作为主要设备。
高炉法的工艺流程一般包括炉料的装入、预热、还原和熔融等过程。
炉料主要由铁矿石、焦炭和石灰石组成，其中焦炭是还原剂，石灰石用于脱硫。
在高炉中，炉料从顶部装入，燃料从底部喷入，通过燃烧产生的高温将铁矿石还原和熔化。
熔融的铁水经过除渣、出铁等处理后，得到纯铁。
直接还原法是近年来发展起来的一种新型炼铁工艺。
它通过在直接还原炉中加热还原剂和铁矿石，将铁矿石直接还原为金属铁。
这种工艺省去了高炉的熔融步骤，节约了能源和时间。
直接还原法适用于一些高品质的铁矿石，能够生产出高品质的铁水。
炼铁的原理和工艺的发展离不开现代化的科学技术和工艺装备的进步。
随着炼铁技术的不断改进，炼铁工艺变得更加高效、环保和节能。
新型的炼铁工艺，如高炉煤气脱硫、废气脱硝等技术的应用，使得炼铁过程中的废气和废水得到了有效的处理和利用，减少了对环境的污染。
炼铁原理与工艺
炼铁原理与工艺炼铁是指将铁矿石经过一系列物理和化学过程，提取出铁的过程。
炼铁是制造钢铁的基础工艺，其原理和工艺对于钢铁行业的发展至关重要。
炼铁的原理主要涉及铁矿石的还原和熔化过程。
铁矿石中主要包含氧化铁，还原是将氧化铁还原成金属铁的过程。
在炼铁过程中，一般使用高温还原剂，如焦炭或天然气，通过与铁矿石反应，将氧化铁还原为金属铁。
还原反应的化学方程式可以表示为：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2其中Fe2O3表示氧化铁，CO表示一氧化碳，Fe表示金属铁，CO2表示二氧化碳。
通过控制还原反应的温度、还原剂的用量和气氛等因素，可以控制还原反应的速度和程度，从而达到合适的还原效果。
还原反应之后，得到的金属铁与其他杂质和矿渣混合在一起，需要通过熔化和分离来得到纯净的铁水。
炼铁的熔化过程一般采用高炉或直接还原炉。
在高炉中，铁矿石和还原剂通过顶部喷吹的热风进行熔化，形成铁水和矿渣两部分。
铁水的密度较大，位于高炉底部，而矿渣的密度较小，位于高炉上部。
通过合理的设计和操作，可以将铁水和矿渣分离。
分离后的铁水还包含一定的杂质，如硫、磷等。
这些杂质对钢铁的性能有一定影响，需要进一步进行炼钢，以提高钢铁的质量。
炼钢主要是通过氧气吹吸和添加合适的合金元素来调整铁水的成分和性能。
炼钢过程中，需要控制氧气的用量和吹吸速度，同时根据所需的钢铁品种和性能要求，适量添加合金元素。
除了上述的基本原理和工艺外，炼铁还涉及到一系列辅助工艺和设备。
例如，在炼铁过程中，需要对铁矿石进行破碎、磨矿和选矿等预处理工艺，以提高矿石的还原性能和熔化性能。
此外，还需要对炉渣进行处理，以减少对环境的污染。
炼铁是制造钢铁的基础工艺，其原理和工艺对于钢铁行业的发展至关重要。
炼铁的主要原理包括铁矿石的还原和熔化过程，通过控制还原反应和熔化过程的条件，可以得到纯净的铁水。
炼铁过程中还需要进行炼钢、炉渣处理等辅助工艺，以提高钢铁的质量和减少对环境的影响。
钢铁冶金学(炼铁部分)
钢铁冶金学（炼铁部分）第一部分基本概念及定义1.高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉―转炉―轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。
2.非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分成轻易还原成和熔融还原成，通常与电炉协调，共同组成轻易还原成或熔融还原成―电炉―轧机流程，被称作长流程，就是目前的辅助流程。
3.钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。
4.高炉有效率容积：由高炉出来铁口中心线所在平面至大料钟上升边线下沿水平面之间的容积。
5.铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。
6.富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。
7.还原性能够：矿石中铁融合的氧被还原剂夺回的深浅程度。
主要依赖于矿石的球状程度、空隙及气孔原产状态。
通常还原性不好，碳素燃料消耗量高。
8.熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，该物质就称为熔剂。
9.耐火度：抗炎高温熔融性能的指标，用耐热锥变形的温度则表示，它表观耐火材料的热性质，主要依赖于化学共同组成、杂质数量和集中程度。
实际采用温度必须比耐火度高。
10.荷重软化点：在施加一定压力并以一定升温速度加热时，当耐火材料塌毁时的温度。
它表征耐火材料的机械特性，耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点。
11.耐急冷急热性（抗热震性）：就是所指在温度急剧变化条件下，不脱落、不碎裂的性能。
12.抗蠕变性能：荷重工作温度下，形变率。
13.抗渣性：在使用过程中抵御渣化的能力。
14.高炉有效率容积利用系数（吨/米日）=合格生铁约合产量/（有效率容积×规定工作日）。
15.入炉焦比：干焦耗用量/合格生铁产量（kg/t），一般250~550kg/t。
16.冶炼强度：干焦耗用量/（有效容积×实际工作日），t/m3h。
炼铁原理与工艺
炼铁原理与工艺炼铁是指将铁矿石经过一系列的物理和化学反应，从中分离出纯净的铁的过程。
炼铁工艺是一个复杂而精细的过程，它涉及到多个步骤和反应，以确保最终得到高质量的铁。
炼铁的原理基于矿石的还原性质。
铁矿石中的主要成分是氧化铁，而还原反应是通过去除氧气来将金属元素从氧化物中提取出来的过程。
因此，炼铁的核心原理就是将铁矿石进行还原，使得铁元素从矿石中分离出来。
炼铁的工艺通常包括以下几个主要步骤：1. 矿石的制备：矿石通常需要经过破碎、磨粉等处理，以便提高其表面积和反应效率。
2. 矿石的预处理：矿石中可能含有一些杂质，如硅、铝等，这些杂质会影响到还原反应的进行。
因此，需要对矿石进行预处理，去除其中的杂质。
3. 还原反应：矿石经过预处理后，进入高温还原炉中。
在还原炉中，矿石与还原剂（如焦炭或天然气）接触，发生还原反应。
还原反应的过程中，氧化铁被还原成金属铁，并释放出二氧化碳等气体。
4. 熔融和分离：在还原反应后，得到的金属铁和其他杂质通过高温熔融。
由于铁和其他杂质的熔点不同，可以通过液相分离的方式将它们分离开来。
这一步骤通常是通过高炉或电炉来完成的。
5. 精炼：炼铁过程中得到的铁还可能含有一些杂质，如硫、磷等。
为了提高铁的纯度，需要进行精炼处理。
精炼过程可以通过氧气吹吹炼法、电解法等方式进行。
以上就是炼铁的主要原理和工艺。
炼铁工艺的发展经历了漫长的历史，随着科技的进步，炼铁工艺也在不断改进和创新。
目前，炼铁工艺已经达到了高效、环保和节能的水平，为钢铁行业的发展做出了重要贡献。
炼铁是将铁矿石通过还原反应分离出纯净铁的过程。
炼铁工艺包括矿石的制备、预处理、还原反应、熔融和分离以及精炼等步骤。
随着科技的进步，炼铁工艺在效率和环保方面得到了不断的提升。
炼铁工艺的发展对于钢铁行业的发展起到了重要的推动作用。
炼铁的原理及现象
炼铁的原理及现象炼铁是指将铁矿石经过一系列物理和化学过程转化为纯净的铁的方法。
这个过程涉及到热力学、反应动力学和物质转化等多个方面的问题。
炼铁的原理主要包括三个步骤：矿石还原、焙烧和精炼。
首先，矿石还原是指将铁矿石中的氧气与矿石中的金属铁进行反应，使铁氧化物还原为金属铁。
这个过程主要依靠高温下的还原反应进行。
一般采用高温煤气或者焦炭作为还原剂，将其与铁矿石混合，并在高温下进行反应。
在还原过程中，还原剂燃烧产生的一氧化碳和二氧化碳与铁矿石中的氧气反应，将氧气与金属铁分离，从而生成还原产物。
其次，焙烧是指在还原反应之前，加热铁矿石的过程。
焙烧可以使矿石中的一些有害物质挥发出来，同时改善矿石的物理性质。
焙烧过程中，铁矿石通常被加热到高温，这样可以提高还原反应的速率，同时也可以减少后续焙烧的能量消耗。
最后，精炼是指对还原后的铁进行进一步的处理，以去除其中的杂质，同时提高铁的纯度和质量。
在精炼过程中，常用的方法包括冶金还原、湿法冶金和电解火法等。
通过这些方法，可以去除铁中的硫、磷、硅等杂质，从而得到更纯净的铁。
在炼铁过程中，会产生一系列的化学反应和物理现象。
首先，在矿石还原的过程中，还原剂与铁矿石中的氧气反应，将氧气与金属铁分离，从而还原产物中金属铁的含量增加。
同时，还原反应释放出大量的热量，使反应温度升高。
此外，还原反应产生的一氧化碳和二氧化碳会随热力气流浮动，对铁矿石进行搅拌和混合，促进反应速率。
在焙烧过程中，铁石矿的水分会被加热蒸发，同时矿石中的一些有害物质例如硫、磷等也会挥发出来。
这些有害物质的挥发能够改善矿石的物理特性，例如硫的挥发会减少焦炭的脆炸和铁的杂质含量。
焙烧过程中，铁矿石结构会发生一系列的变化，例如晶体结构扭曲、矿石颗粒大小改变等。
精炼过程中，常用的冶金还原方法是通过加入还原剂，使铁矿石中的杂质被还原除去。
湿法冶金则是利用水作为媒介，通过溶解和沉淀等反应进行杂质去除。
而电解火法则是通过电解还原的方式将杂质分离出来。
炼钢与炼铁的原理和技术特点
炼钢与炼铁的原理和技术特点炼钢与炼铁是现代工业中重要的金属冶炼工艺，它们是从铁矿石中提取铁的过程。
炼铁主要是将铁矿石经过高温还原反应得到金属铁，炼钢则是将炼铁得到的铁水经过除杂、调节成分后制成不同种类的钢。
一、炼铁的原理和技术特点炼铁是将铁矿石通过还原反应转化为铁的工艺过程。
炼铁主要原理是将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。
这个过程的主要技术特点是高温、高压和大气歧管。
炼铁的工艺流程主要包括炼矿、冶炼、热处理和精炼等几个步骤。
炼矿是炼铁的第一步，是从铁矿石中分离出有用金属铁的过程。
炼矿的主要工艺包括选矿、磨矿、洗矿和烧结。
磨矿是将原矿石进行碎磨，使其达到适合冶炼的粒度。
接着是选矿，在选矿过程中，可以根据矿石中金属铁的质量差异，分离出铁矿石中的富铁矿和贫铁矿。
洗矿是将铁矿石中的泥石等杂质通过水洗和机械方法除去。
烧结则是通过高温热处理使铁矿石粉末相互结合，形成球粒状固体，为进一步的冶炼做好准备。
在冶炼过程中，炉子的温度要高达1500摄氏度左右，铁矿石在这样高温的炉子里面得到还原，通过冶炼反应产生出大量的二氧化碳和一氧化碳等热化学反应，从而将铁矿里的金属铁还原出来。
在这个过程中，炉子中不断加入焦炭和炉渣等各种原材料，来促进反应的进行。
热处理是指对高温冶炼出来的铁水进行加热和保温，以达到改变铁水中包含的物质组成和性质的目的。
精炼则是将上一步中得到的铁水进行进一步处理，去除其中的杂质和控制成分，使得产生的铁块符合要求。
二、炼钢的原理和技术特点炼钢是将炼铁中产生的铁水经过加工处理，制成具有不同特性的钢材。
炼钢的基本原理是通过加入各种化学元素，达到铁水中所需要的化学成分，进而在一定温度条件下进行淬火和调质达到理想的钢的性能。
炼钢在工艺上分为转炉法、电弧炉法、平炉法、新系统和直接减少法等几种类型。
转炉法是中国最主要的炼钢工艺之一，其特点是加入炼钢炉中的各种原料可以很好地搅拌和混合，加热温度也可以根据需要进行调整，所以炼出的钢尺寸比较一致。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版钢铁冶金学是研究钢铁冶炼原理、工艺和技术的学科，其炼铁部分是钢铁冶金学的重要组成部分。
本文将简要介绍钢铁冶金学炼铁部分的主要内容。
炼铁是将铁矿石经过一系列工艺过程，化学变化和物理变化，最终得到铁的冶金过程。
炼铁过程主要包括矿石选矿、矿石炼烧、高炉冶炼和铁水处理等几个主要环节。
首先是矿石选矿。
矿石选矿是从原矿中选择出含有较高铁含量的矿石，以便后续的冶炼工艺。
矿石选矿一般包括矿石的破碎、矿石的磁选、重选和浮选等工序。
其中，磁选是通过磁力作用将含铁矿石从其他杂质分离出来，重选是通过重力作用将矿石进行分类，浮选则是利用矿石与气泡的不同亲附性，使矿石分离的一种工艺。
其次是矿石炼烧。
矿石炼烧是将矿石进行预处理，以提高铁矿石的还原性、耐高温性和稳定性。
矿石炼烧的方法主要有烧结、球团烧结和直接还原等。
其中，烧结是将矿石加入一定比例的烧结助剂，通过高温烧结得到具有一定强度的矿石块，球团烧结则是在矿石表面涂覆一层球团剂，通过高温烧结得到球团状的矿石块。
接下来是高炉冶炼。
高炉冶炼是将矿石块和冶炼燃料（焦炭）反应生成铁的过程。
高炉是炼铁的主要设备，一般由炉体、上、下风、煤气管道等组成。
高炉冶炼主要包括炉料装入、炉况操作、还原炉内矿石等几个主要环节。
其中，炉料装入是将经过选矿和炼烧处理的矿石和冶炼燃料按一定的比例装入高炉中，炉况操作是根据高炉内的温度、压力、气体组成等参数来调整高炉操作。
最后是铁水处理。
铁水处理是指通过一系列的工艺过程，将高炉产生的铁水精炼成合格钢铁产品。
铁水处理主要包括脱硫、脱脂、炼石和炼钢等几个环节。
脱硫是通过加入适量的脱硫剂，将铁水中的硫元素还原为低硫铁合金。
脱脂是利用渣浆的剪切作用将铁水中的夹杂物除去。
炼石是指将铁水中的脱硫剂和夹杂物等固体杂质分离出来。
炼钢是通过加入一定比例的合金元素和调整温度、压力等参数，使铁水中的碳含量和合金元素达到所需标准。
综上所述，钢铁冶金学炼铁部分主要包括矿石选矿、矿石炼烧、高炉冶炼和铁水处理等几个重要环节。
冶炼钢铁的工作原理
冶炼钢铁的工作原理
冶炼钢铁的工作原理可以概括以下几点:
一、原料配比
铁矿石、焦炭、灰石作为主要原料,需按一定比例混合,并适量加入钢坯、废钢等回料。
二、高炉冶炼
1. 原料从高炉顶部加入,在高炉内从上至下移动。
2. 炉顶燃烧热风炉煤气,提供所需热量。
3. 焦炭的碳在高温下将铁矿还原生成铁水和炉渣。
4. 铁水和渣料经炉底mempool排出。
三、炼钢
1. 铁水需先脱硫、脱磷、脱碳,然后送入转炉。
2. 转炉内通入纯氧及煤气等,高温炼钢。
3. 不同钢种可添加微量合金元素。
4. Sampling化验后浇注得到粗钢坯。
四、轧钢
1. 经加热至适温,将钢坯反复轧制成钢板或钢卷。
2. 控制变形程度,改善钢的性能。
3. 经切割、弯曲成型等工序,制成钢材产品。
综上所述,钢铁冶炼是一系列复杂工艺的综合,需要精确控制各个环节和参数,从而获得优质钢材产品。
简述炼铁的基本原理
炼铁的基本原理1. 炼铁的概述炼铁是将铁矿石加工转化为铁的过程，是金属冶炼的重要环节之一。
炼铁的基本原理可以分为三个主要步骤：矿石准备、高炉冶炼和炼铁成品制备。
2. 矿石准备2.1 矿石选择在炼铁过程中，常用的铁矿石包括赤铁矿、褐铁矿和磁铁矿。
其中赤铁矿是最常用的铁矿石，含有较高的铁含量。
### 2.2 破碎和磨矿矿石经过破碎和磨矿，使其粒度适合冶炼的要求。
在磨矿过程中，常用的设备有球磨机、砂磨机等。
### 2.3 矿石预处理矿石预处理主要包括除尘、烧结和球团化等步骤。
除尘可以减少冶炼过程中产生的废气。
烧结和球团化可以增加矿石的强度和收缩性。
3. 高炉冶炼3.1 高炉结构高炉通常由炉体、风口、鼓风系统、加料装置、渣口和出铁口等组成。
其中炉体是最为核心的部分，内部分为上、中、下三个部分，分别进行还原反应、熔化和脱硫等过程。
### 3.2 高炉冶炼过程高炉冶炼的主要过程包括还原反应、熔化和分相。
在还原反应中，炉内加入焦炭和空气，使铁矿石中的氧化铁被还原为金属铁。
在熔化过程中，矿石和焦炭被加热并熔化成渣和金属铁。
在分相过程中，熔融的物质根据密度差异分为上、中、下三层，上层是渣，中层是金属铁和渣的混合物，下层是纯净的金属铁。
### 3.3 高炉冶炼的条件高炉冶炼需要满足一定的条件，包括适宜的温度、压力和气氛等。
温度通常在1500℃以上，压力是由风口提供的鼓风压力。
气氛通常是还原性气氛，以促进还原反应的进行。
4. 炼铁成品制备4.1 铁水处理获得的金属铁称为铁水，铁水需要进行脱硫、脱磷、脱硅等处理，以获得高纯度的铁水。
### 4.2 铁水净化对铁水进行脱硫、脱磷和脱硅等净化处理，以提高铁水的质量。
### 4.3 铁水成品制备经过净化处理的铁水可以进行成品制备，包括铸造、轧制、锻造等工艺，最终得到各种形式的铁制品。
总结炼铁的基本原理包括矿石准备、高炉冶炼和炼铁成品制备三个主要步骤。
矿石准备包括矿石选择、破碎和磨矿、矿石预处理等步骤。
炼铁原理与工艺1(炼铁概述)
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1.1高炉炼铁生产工艺流程
1. 高炉本体 2. 上料系统 3. 送风系统 4. 煤气净化系统 5. 渣铁处理系统 6. 喷吹燃料系统
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1.2炼铁原料及评价
1. 铁矿石的分类 2. 对铁矿石的评价: ① 含铁品位
• p1=(F/f)(P-Cp2-Cp3-g) • 式中p1 为原料的价值；F为原料的含铁品位；f为生铁中含铁；p为生铁的
高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O):高岭土在400℃ 时开始分解，但分解速度很慢，到500～ 600℃时才迅速(烘炉)
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2.2炉料中的蒸发、挥发及分解
③ 结晶水分解影响 炉料透气性变坏. 焦炭中的碳素反应(较高温度区域) 在500～1000℃时: • 2H2O+C焦=CO2+2H2-83134 kJ(水煤气置换反
气向上运动。
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2.2炉料中的蒸发、挥发及分解
4.碱金属的积累(循环)富集现象
含有碱金属元素的化合物随着炉料下降,在温 度升高的过程中被炉内的C或CO还原,逐步生成气 态碱金属或雾状液体的碱金属氰化物。它们随着 煤气上升在较低温度区域（低于800 ℃）被CO2 所氧化以碳酸盐的形式凝结在炉料（炉衬）表面 上。除一部分（小于10%）被煤气带走外，大部 分又随炉料下降被还原成碱蒸气或雾状液体的碱 金属，如此在炉内循环往复，这个现象叫碱金属 的积累(循环)富集现象。
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1.2炼铁原料及评价
3. 矿石入炉前的处理 ① 整粒.8-30mm ② 造块. ③ 分级和筛分.
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1.3熔剂
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1960－1966年，在困难时期，继续发展：开发了以细粒铁精 矿为原料的自熔性及超高碱度烧结矿生产技术，高炉喷煤以 及复合矿冶炼技术等
1.4 中国钢铁工业的发展概况
1966－1976年，基本停滞（文革)：与世界差距拉大
1.2 钢铁工业在国民经济中的地位
发展钢铁工业的优势
钢铁材料具有良好的物理化学性能，能满足人们的各种需要， 目前尚不能为其他材料所替代--现代社会仍是铁器时代
所需资源贮量丰富--可供人类长期大量采用 冶炼容易，积累了数千年生产和加工的丰富经验，生产规模
大，效率高，质量好和成本低--具有其他工业无可比拟的竞 争优势 废旧钢铁制品能够返回钢铁生产流程--可以反复回收利用
主要生产环节：原料处理，炼铁，炼钢，轧钢，能源供应， 交通运输等
炼铁在钢铁联合企业中的地位：炼铁是关键工序，是二次能 源（煤气）供应中心。其产品质量，品种，产量是衡量钢铁 企业生产水平的基本标志
1.6 高炉炼铁过程概述
1.6.1 高炉炼铁的本质及生产工艺流程 1.6.2 高炉结构及附属设备 1.6.3 炉内主要过程 1.6.4 高炉炼铁原料及其他辅助材料料 1.6.5 高炉产品 1.6.6 高炉冶炼的主要技术经济指标
人类学会由矿石炼铁大约在公元前14～15世纪。而 真正形成钢铁生产技术仅约100年
远古到13世纪末：利用自然地形将铁矿石与木炭一起放入用 砖砌筑的地炉内，加热冶炼，将矿石还原，生成海绵铁
13世纪末到19世纪中期：把铁矿石装入高炉中冶炼成液态 生铁。再将生铁冶炼成熟铁或软钢
19世纪中期至今：以生铁，海绵铁或废钢为原料，在平炉、 转炉、电炉中冶炼成钢或合金钢的时代
特点：两头小，中间粗略带锥度的圆柱形空间 高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在水平面到大料钟
下降位置下沿水平面之间的容积。目前我国最大的高炉是 上海宝山钢铁总厂的l号高炉，容积为4063m3。在国外已 有5000m3以上的巨型高炉
高炉内型尺寸
H－全高，H＝Hu十H6 Hu－有效高度，
Hu＝hl十h2十h3十h4十h5 h0—死铁层高度 h1-炉缸高度 h2—炉腹高度 h3—炉腰高度 h4—炉身高度 H5 —炉喉高度 H6 —炉头高度 D —炉腹直径 al—炉喉直径 a0—大钟直径
容 1.5 钢铁联合企业中的炼铁生产
1.6 高炉炼铁过程概述
1.7 炼铁技术的发展方向
1.1 生铁、熟铁与钢
相同点
以铁元素为主，含有少量碳，硅，锰，磷，硫等元 素的铁碳合金
区别
碳和其它元素含量的不同 钢:含碳量小于2.11％ 生铁:含碳量大于2.11％ 熟铁:含碳量小于0.02％
熟铁：质软，塑性好，易变形，强度和硬度均较低
优点：能耗低，污染小。
缺点：生产规模小，效率低，成本高。
铁矿石
炼
高炉
铁
过
程
铁水
熔剂 还原剂 燃料或电热
直接还原炉
铸铁机
海绵铁 商品铸铁
混铁炉
炼钢生铁块
炼
钢
转炉
废钢
平炉
过
程
钢水
废钢 电炉
铸锭或连铸
压 加 过 程
轧、锻 钢材
矿石－生铁－钢：即高 炉－转炉，平炉淘汰 矿石－海绵铁－钢：直 接还原－电炉流程
现代钢铁生产流程
1.4 中国钢铁工业的发展概况
春秋战国时代就出现了生铁冶炼，两汉时期，冶炼工业得到 较大发展：据资料记载，8.5m3高炉，领先优势一直延续了 2千年,直到明代中叶（约17世纪）西方产业革命兴起
近代到1949年，发展速度缓慢：技术水平及装备极其落后， 1949年粗钢产量仅25万吨
1.2 钢铁工业在国民经济中的地位
发展钢铁工业的必备条件
稳定可靠的原材料资源供应（矿石、煤、熔剂、耐火材料等） 稳定的动力资源（水、电等） 发达的运输业（公路、铁路、水运等） 雄厚的资金保证（投资高、建设周期长、资金回收效率慢等）
钢铁工业的发展，标志着上述条件的完善， 反应国民经济的发达程度
1.3 钢铁冶金的发展简史
从1977年开始持续发展：
1982年4000万吨钢 1996年1.01亿吨 2003年2.22亿吨 2005年3.49亿吨 2006年4.23亿吨 2008年5.00亿吨
2009年5.65亿吨
1.5 钢铁联合企业中的炼铁生产
钢铁联合企业系统作业图
1.5 钢铁联合企业中的炼铁生产
钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成 钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑性变形方法加 工成各种用途的钢材
性质 生铁：性质硬而脆，不能锻造
钢：综合机械性能好
1.2 钢铁工业在国民经济中的地位
钢铁工业是基础材料工业，其发展状况反映了一个 国家国民经济的发达程度
国 民
工业化水平
劳动生产率
经
济 发
生活用品
达
程 度
国民生活水准
交通工具 市政设施
民用住宅
机械设备
基础材料 钢铁产品
人均年占有钢的数量是衡量一个国家发达程度的重要指标之一 日本世界第一800kg/人.年，中国380kg/人.年
钢铁冶金学 工艺原理
—炼铁部分
1 概论
2 高炉冶炼过程的物理变化
课 3 高炉冶炼过程的传输现象
程 内
4 高炉冶炼的能量利用
容 5 高炉炼铁工艺
6 高炉冶炼过程数学模型概述
7 非高炉炼铁
1 绪论
1.1 生铁、熟铁与钢
1.2 钢铁工业在国民经济中的地位
本 1.3 钢铁冶金的发展简史
章 内
1.4 中国钢铁工业的发展概况
高炉法
传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合， 组成高炉－转炉－轧机流程，被称为长流 程，是目前的主要流程。
现
优点：生产规模大，效率高，成本低。
代 炼
缺点：能耗高，污染大。
铁
泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分
法
为直接还原和熔融还原，一般与电炉配合，
非高炉法
组成直接还原或熔融还原－电炉－轧机流 程，被称为短流程，是目前的辅助流程。
1.6.1 高炉炼铁的本质及生产工艺流程
高炉炼铁的பைடு நூலகம்质
还原：将铁的氧化物还原为金属铁 造渣：实现渣铁分离 加热与控制：获得温度与化学成分合格的铁水
生 产 工 艺 流 程
1.6.2 高炉结构及附属设备
高炉内型
概念：高炉是一个竖立圆筒形炉子，其内部工作空间的形 状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高 炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉五段组成