钢铁的冶炼工艺 ppt课件

• 高炉炼铁目的： • 将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为
六. 转炉冶炼工艺流程简介
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高炉炼铁主要工艺设备简介
• 高炉是炼铁的主要设备。 • 高炉热风炉是为高炉加热鼓风的设备。 • 铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫
铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。 • LF精炼炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极
钢铁是怎样炼成的？
（钢铁冶炼工艺）
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材料122 王鸿达
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一. 钢铁的相关知识
• 钢铁: 是以Fe和C为主要组成元素，同时还含有Si、Mn、P、S等 杂质元素的合金。包含生铁与钢。
• 生铁: 碳质量分数较高（wc>2.11%），杂质元素的含量也较高的 铁碳合金，生铁硬度高、性脆，很少直接使用。 炼钢生铁：硅的质量分数较低（wSi<1.25%），断口呈银白 色，主要用于炼钢。 铸造生铁：硅的质量分数较高（wSi>1.25%~3.2%），断口呈 灰黑色，用作铸造的原料。
磁铁矿选矿：主要有多级磁选或干湿磁选联合。
赤铁矿选矿：主要有重选、浮选和强磁选或是多种选矿并用，也有磁化 焙烧后弱磁选。
褐铁矿选矿：主要有水洗：如广东韶关大宝山褐铁矿；重选：主要是摇 床、跳汰；磁选：电磁或永磁强磁场选矿。
菱铁矿选矿：主要有弱磁—强磁—浮选组合工艺。
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2、烧结和炼焦
• 烧结：为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀， 并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的 铁精矿制成10-25mm的块状原料。铁矿粉造块目 前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法 所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。
• 钢: 碳的质量分数较低（wc <2.11%），杂质元素的含量也较低 的铁碳合金，钢一般具有较好的强韧性，是常用的金属材料。
• 钢材: 钢锭或钢坯经压力加工成各种形状规格的钢材
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二. 铁矿的相关成分
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三. 钢铁的生产概述
钢铁生产流程大致分为：选矿、烧结、炼 焦、高炉(炼铁)、电炉或转炉(炼钢)、连铸、轧 制等过程；辅助系统有：制氧/制氮、循环水系 统、烟气除尘及煤气回收等。这里将分别介绍 这些流程以及各流程里所用到的主要设备，还 有这些设备的基本控制要求，主要用到的自动 化产品等等。希望通过这些内容，能让大家对
• 炼焦：高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结 矿和球团矿）外，还需要准备好必需的燃料--焦 炭。焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前 燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程 中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反 应得以进行。
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3、高炉炼铁
• 高炉炼铁生产： • 是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的
跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下， 用于高炉或混铁炉等出铁。 • 高炉系统常用到的自动化设备： 组态软件、 变频器、工控机、总线及通讯产品等。
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转炉炼钢
• 转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧 化的过程中放出大量的热量 （含1%的硅可使生铁的温度升高200摄 氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使 用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气 体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、 氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温 度）。 采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。
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转炉炼钢主要工艺设备简介
• 转炉 :炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板 制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热， 不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。
• AOD精炼炉:即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。 • VOD精炼炉 :是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼
钢铁行业的流程及产业链有个大概的了解。
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四. 钢铁生产的工艺流程
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五. 高炉炼铁生产工艺流程
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1、选矿
铁矿石： 是主要的炼铁原料，有磁铁矿“Fe3O4”、赤铁矿“Fe2O3”、褐铁矿 “2Fe2O3．3H2O”、菱铁矿“FeCO3”。铁矿石中除铁的化合物外， 还含有硅、锰、磷、硫等的化合物。
连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶 装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石 在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成 铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。 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。
• 转炉炼钢目的： 将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化， 产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。
• 炼钢方法：目前炼钢方法主要有氧气顶吹转炉炼钢和电炉炼钢等；
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转炉炼钢原理简介
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉 侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。 开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量 的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧 烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的 钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩 下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。 炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化 并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫 化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三 铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水 平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分 钟左右。如果氧气是从炉底吹 入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就 是顶吹转炉。