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）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。
炼铁讲义第一章
我国2010年粗钢产量达到6.37亿吨
我国2011年粗钢产量达到6.955亿吨
所在国
2011年世界钢铁企业前10强 （单位：百万吨）
1.2.5 耐火材料
1.2.6 高炉产品
生铁
生铁是Fe与C及其他少量元素（Si、Mn、 P及S等组成的合金）。
生铁质硬而脆，有较高的耐压强度，但 抗张强度低。生铁无延展性，无可焊性， 当碳含量降到2.0%以下时，上述性能得 到极大的改善。
生铁
分为炼钢生铁和铸造生铁两大类。 炼钢生铁供转炉、电炉使用。 铸造生铁供机械行业等生产耐压的机械
利用系数、焦比及冶炼强度三者关系 纯焦冶炼时：利用系数=焦炭冶炼强度/焦比 喷吹燃料时：利用系数=综合冶炼强度/综合焦比
1.2.7 高炉主要技术经济指标
9. 燃烧强度：每平方米炉缸截面积每昼夜燃烧 的焦炭的吨数（t/m2·d）
10.工序能耗：Ci=（燃料消耗+动力消耗-回收 二次能源）/产品产量（吨标准煤/t）
了无烟煤的喷吹技术。 我国已有85%以上的高炉采用了高炉喷煤技术（无烟煤、烟煤均有）。 高炉喷煤对煤粉的质量要求
①固定C高，灰分低； ②含S低； ③粒度细； ④煤粉可磨性好； ⑤爆炸性弱； ⑥燃烧性好，反应性强。 世界先进高炉喷煤量已达250kg/t，宝钢已达220kg/t，我国平均喷煤量80kg/t。
1.1 钢铁工业概况
1.1.1 国民经济中钢铁工业的地位
1.1.2 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 钢产量：50年代的2亿吨→90年代的7.4亿吨→2010年
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。
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、钢铁冶金概述二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁2.直接还原炼铁3.熔融还原炼铁三、炼铁原料与配料四、高炉操作与管理1.炉料准备2.炉内过程控制3.炉况判断与调整4.休风与焖炉五、炼铁环境保护与节能六、炼铁新技术与发展趋势正文：一、钢铁冶金概述钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程，将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。
钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。
其中，炼铁是钢铁冶金的基础，其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热，使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。
高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。
2.直接还原炼铁直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。
与高炉炼铁相比，直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。
3.熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融，然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。
熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。
三、炼铁原料与配料炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。
铁矿石是炼铁的主要原料，其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。
焦炭作为还原剂，在炼铁过程中起到关键作用。
熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。
四、高炉操作与管理1.炉料准备炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。
合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。
2.炉内过程控制炉内过程控制是高炉炼铁的关键，主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。
通过炉内过程控制，可以使高炉达到最佳状态，提高金属回收率。
3.炉况判断与调整炉况判断与调整是根据高炉运行参数，判断高炉内发生的问题，并采取相应措施进行调整。
合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。
4.休风与焖炉休风是指高炉在短时间内停止煤气供应，以清理炉内积料和调整炉内气氛。
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(炼铁)课件第2章
第二章铁矿粉造块(Agglomeration of Fine Iron Ores)2.1 铁矿粉造块的意义和作用铁矿石造块的必要性现代高炉(Blast furnace)生产对原料(Raw materials)提出更加严格的要求(精料方针)；天然富矿(Natural rich ore)少，富矿粉(Ore fines)和贫矿(Lean ore)选矿(Ore-dressing或Beneficiation)后的精矿粉(Concentrates)粒度(Size)细，不适合在填充床(Packed bed)中的冶炼；通过造块工艺，可改善铁矿石(Iron ores)的冶金性能(Metallurgical properties)；通过造块过程，可脱除某些杂质，如：S、P、K、Na等；造块过程可综合利用冶金企业产生的大量粉尘(Fines or Dusts)和烟尘(Flue dust)。
我国烧结矿(Sinter)生产的发展铁矿石烧结的发展简史2.2 造块的基础理论散料造块的基础理论2.3 烧结过程(Sintering Process)2.3.1 烧结工艺流程现代烧结生产是一种抽风烧结(Wind-drawing sintering)过程；料层厚度(Sinter mix/blend bed height)为350～700mm；点火温度(Ignition temperature)为950～1200℃；抽风负压(Wind-drawing negative pressure)为1000～1600mmH2O柱；烧结温度(Sintering temperature)为1260～1500℃。
烧结过程沿料层高度的变化状况1. 烧结矿层(Sinter ore layer)——上冷下热，约40～50 mm为脆性层(T低、急冷)；2. 燃烧层(Combustion layer)——即烧结层(Sintering layer)，厚度约为15～50 mm，温度为1100～1400℃，主要反应为燃烧反应；3. 预热层(Preheating layer)——厚度为20～40 mm，特点是热交换剧烈，温度快速下降，主要反应为水分蒸发、结晶水及石灰石分解、矿石氧化还原及固相反应；4. 冷料层(Mix/Blend layer)——即过湿层(Wetting layer)，上层带入的水分由于温度低而凝结，¯过多的重力水使混合料小球被破坏¯影响料层透气性(Permeability)；5. 垫底料层(Hearth layer)——为保护烧结机炉篦子不因燃烧带下移而烧坏。
钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案
钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案1—1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。
炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。
组成除高炉本体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、液压系统、回收煤气与除尘系统、喷吹系统、动力系统1—2 高炉炼铁有哪些技术经济指标？答案：综合入炉品位(%)炼铁金属收得率(%)生铁合格率(%)铁水含硅(%)铁水含硫(%)风温(℃)顶压(KPa)熟料比(%)球矿比(%)高炉利用系数(t/m3.d)综合焦比(Kg/t)入炉焦比(Kg/t)焦丁比(Kg/t)喷煤比(Kg/t)1—3 高炉生产有哪些特点？答案：一是长期连续生产。
高炉从开炉到大修停炉一直不停地连续运转，仅在设备检修或发生事故时才暂停生产（休风）。
高炉运行时，炉料不断地装入高炉，下部不断地鼓风，煤气不断地从炉顶排出并回收利用，生铁、炉渣不断地聚集在炉缸定时排出。
二是规模越来越大型化。
现在已有5000m3以上容积的高炉，日产生铁万吨以上，日消耗矿石近2万t，焦炭等燃料5kt。
三是机械化、自动化程度越来越高。
为了准确连续地完成每日成千上万吨原料及产品的装入和排放。
为了改善劳动条件、保证安全、提高劳动生产率，要求有较高的机械化和自动化水平。
四是生产的联合性。
从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机地协调联合工作。
从钢铁联合企业中炼铁的地位来说，炼铁也是非常重要的一环，高炉体风或减产会给整个联合企业的生产带来严重影响。
因此，高炉工作者要努力防止各种事故，保证联合生产的顺利进行。
1—5 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。
（1)生铁。
按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。
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
钢铁冶金学炼铁部分高炉冶炼过程物理化学
3.2.3 气固相还原反应的动力学
（3）反应界面的化学反应。包括还原气体（CO或H2）在反 应界面上的吸附，吸附的还原剂与矿石晶格上氧的结合，气 体产物（CO2或H2O）的脱附及固相还原产物的结晶化学变 化及晶格的重建等。这一环节充分反映了还原反应的吸附、 自动催化特性（图4-12）。由于新相Fe晶格本身的形成和长 大，起到催化剂的作用，大大加速了还原反应的进行。
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实际上高炉内直接还原和间接还原是同时并存、缺一不可的。 直接还原只注意到热能的利用，而忽视了化学能的利用； 间接还原只注意到化学能的利用，而忽视了热能的利用。
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在高炉条件下，Cu、Pb、Ni、Co、Zn、Sn是比 铁易于还原的金属；Cr、Mn、Si、V、Ti比铁 难还原，它们只能在高炉下部的高温区，部分地 还原进入生铁；而Al、Mg、Ca在高炉内不能被 还原而全部转入炉渣。
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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。
现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料
现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料————炼铁部分1、高炉炼铁有什么经济指标？答：（1）有效容积利用系数：只高炉单位有效容积的日产铁量。
（2）焦比：生产每吨生铁所消耗的焦炭量。
（3）冶炼强度：单位体积高炉有效容积焦炭日消耗量。
（4）焦炭负荷：每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平，调节配料的重要参数。
（5）生铁合格率：指合格生铁量占高炉总产量的百分数。
（6）休风率:高炉休风时间占规定作业时间的百分数。
（7）生铁成本：生产1t生铁所需的费用。
（8）高炉一代寿命：通常指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。
2、焦炭在高炉生产中起什么作用，高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求？答：（1）作用：焦炭是用焦煤在隔绝空气的高温下，进行干馏、炭化而得到的多孔块状产品。
其主要起以下几点作用：燃料、还原剂、料柱骨架、生铁渗碳的碳源。
（2）要求:含碳量高、灰分低、有害杂质少、成分稳定、强度高、焦炭均匀使高炉透气性良好、焦炭高温性能包括反应性CRI要低和反应后强度CSR要高3、球团矿与烧结矿质量比较？答：目前国内外普遍认为球团矿比烧结矿的冶金性能有以下优点：（1）粒度小而均匀：有利于高炉料柱透气性的改善和气流的分布均匀。
（2）冷态强度（抗压和抗磨）高。
在运输、装卸和储存室产生粉末少。
（3）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。
（4）原料来源宽，产品种类多（5）适于处理细精矿粉。
4、降低生铁含硫量的途径答:(1)降低炉料带路的总硫量--减少炉源、燃料含硫量，是降低生铁含硫量，获得优质生铁的根本途径和有效措施。
同时，由于硫负荷减小，可减轻炉渣脱硫负担，从而减少了熔剂用量和渣量，对降低燃耗和改善顺利都很有利。
降低铁矿石含硫量的主要方法，一是选矿，二是焙烧和烧结。
（2）提高煤气带走的硫量--随煤气逸出炉外，受焦比、渣量、碱度、炉温等复杂因素影响，如高温有利于硫挥发，但炉温首先取决于铁种，而不能单为气化脱硫采取节炉温措施。
钢铁生产概论--炼铁部分
炼铁生产概论第一讲绪论冶金的定义和分类金属的分类钢铁工业的基本生产过程课程介绍：通过本课程培训使学员系统了解和掌握冶金生产的基本概念,高炉生产的原料,高炉生产工艺、设备及基本原理等。
整个课程分为三讲。
第一讲绪论冶金的定义和分类冶金就是从矿石或其它原料中提取金属的过程；就金属的冶炼或提取方法而论，由于原料不同而有很大差异，按其特点可分为三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。
火法冶金以燃料为能源，在高温下，使矿石和其它原料熔化提取成金属，它包括干燥、焙烧、熔炼、精炼等。
湿法冶金一般在常温下，使矿石浸入某种溶液，这种溶液能够溶解有用金属，而不溶解其它杂质，然后再从溶液中提取出金属，它包括浸出、净化和置换、沉积等。
电冶金以电能提取金属，按电能性质不同分为电热冶金和电化学冶金。
电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法，其本质与火法冶金相同；电化学冶金是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的水溶液或熔体中析出，前者称为水溶液电解，可列为湿法冶金；后者称为熔盐电解，可列为火法冶金，它不仅利用电能的化学效应，而且还利用电能转变热能。
金属的分类1)黑色金属（铁、锰、铬和它们的合金）2)有色金属（除黑色金属以外）材料的分类金属材料、有机高分子材料如工程塑料、纤维、橡胶、无机非金属如陶瓷以及它们的复合材料。
钢铁广泛使用的原因原料蕴藏丰富（约7800亿吨铁矿石）存在相对集中（O、Si、Al、Fe）冶炼的容易性（高炉→转炉或电炉）具有良好的物理、机械性能性能的可调性（通过钢的热处理）我国钢铁企业与国际发达国家相比存在的主要问题1)设备陈旧;2)生产技术水平不高;3)产品品种与质量不能满足其它行业的需要;4)能源消耗高;5)环境污染严重。
钢铁工业的基本生产过程钢铁工业生产基本过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,然后在炼钢炉中把生铁炼成钢水,再铸成钢锭或连铸坯,经轧钢等方法加工成各种用途的钢材。
宝钢钢铁生产概况宝钢是我国从国外引进的第一个大规模现代化钢铁联合企业,具有大型化、高速化、自动化、连续化的特点。
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。
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７、焦炭冶炼强度：每M3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/Ｍ3.d)。通常为0．8～1.0t/M3.ｄ。
８、综合冶炼强度:每M３高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数(ｔ/M3．ｄ）。一般为0.９~１.15t/Ｍ3.ｄ。
质量的要求:粒度适中、足够的强度、灰分少、硫含量少、挥发成分含量合适、反应性弱(C+Ｃ粉的质量要求。
答:１、灰分含量低、固定碳量高；２、含硫量少;３、可磨性好;4、粒度细;5、爆炸性弱，以确保在制备及输送过程中的人身及设备安全；6、燃烧性和反应性好。
7、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
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。
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。⑦粒度分布合适。太大,对还原不利；太小，对顺行不利。
注：
1、把铁矿石炼成合格的钢: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。
2、高炉原料:①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。)：天然富矿、人造富矿（烧结矿、球团矿）;②熔剂：碱性熔剂(石灰、石灰石、白云石）、酸性熔剂(硅石）、特殊熔剂（萤石)；③其他含铁代用品(要求含铁梁高、杂质少、有一定的块度):高炉和转炉炉尘、残铁、轧钢铁皮、硫酸渣。
5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。
答:焦炭在高炉内的作用：（1）热源：在风口前燃烧,提供冶炼所需的热量;（2）还原剂:固体碳及其氧化产物CO是氧化物的还原剂；(3)骨架作用：焦炭作为软融带以下唯一的以固态存在的物料，是支撑高达数十米料柱的骨架，同时又是煤气得以自下而上畅通流动的透气通路；（4）铁水渗碳。
4、高炉燃料:气体燃料（焦炉煤气、高炉煤气)用于热风炉;固体燃料(焦炭、煤粉)用于高炉本体。
第二章铁矿粉造块
1、试述高炉冶炼对含铁原料的要求，如何达到这些要求？
答：贫矿经选矿后的精矿粉经造块(烧结或球团过程）,可改善矿石的冶金性能,脱去某些杂质（S、P、K、Ｎａ等),并综合利用大量粉尘和烟尘。
2、简述固相反应的特点及对烧结反应的影响。
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。
3、铁矿石的分类:赤铁矿(Ｆe２O3),理论含Ｆe70%，红条痕，较软，易还原;铁矿(Ｆe3O4)，理论含Ｆｅ72.4％,黑条痕,较硬,难还原；褐铁矿(xFｅ2O３.ｙH2O),黄褐条痕,疏松多孔,易还原；菱铁矿(ＦeCO3),理论含Fe48.2％,灰黄条
痕，焙烧后易还原。由于地表的氧化作用，自然界中纯磁铁矿少见。磁铁矿变成：半假象赤铁矿(Fe/FeO在３.５-７）或假象赤铁矿(Ｆe/FeO>７)。所谓假象:化学成分：Fe3O4 ，结晶构造不变，保持磁铁矿特征。
答：在一定温度下，某些离子克服晶格结合力，进行位置交换，并扩散到与之相邻的其它晶格内的过程,称为固相反应。
特点：反应温度远低于固相反应物的熔点或它们的低共熔点;温度高有利于固相反应的进行;固相反应受化学组成的影响，虽不能形成有效的固相连接,但为液相的生成提供了前提条件(低熔点的固相反应产物)。
9、利用系数、焦比及冶炼强度三者关系：纯焦冶炼时，利用系数=焦炭冶炼强度／焦比;喷吹燃料时:利用系数＝综合冶炼强度/综合焦比。
10、燃烧强度：每Ｍ3炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数(t／M３.d)
11、工序能耗Ｃi=(燃料消耗+动力消耗-回收二次能源)/产品产量(吨标准煤/T)，1kg标准煤的发热量为２93１０ｋJ（7０00千卡）。
钢铁冶金学（炼铁部分）
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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。
答:１、有效容积利用系数 :每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量(Ｔ／M３.d)。
2、焦比:冶炼每吨生铁所消耗焦炭的千克数(kｇ／Ｔ）。
3、煤比：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数(kg/T)。
4、燃料比(焦比+煤比+油比):冶炼每吨生铁所消耗的固体和液体燃料的总和（ｋg/T）。5、综合焦比(焦比+煤比×煤焦置换比)