炼铁知识大全
化学九年级铁的冶炼知识点
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化学九年级铁的冶炼知识点在化学领域中,冶炼是指将矿石中的金属元素提取出来的过程。
铁是我们日常生活中广泛使用的一种金属,了解铁的冶炼知识对我们理解铁的特性以及应用具有重要作用。
本文将介绍铁的冶炼过程及相关的知识点。
1. 铁的矿石铁的主要矿石为铁矿石,常见的铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)和菱铁矿(FeCO3)等。
这些矿石中含有不同比例的铁元素,通常还伴随着其他的杂质。
2. 块矿和粉矿铁矿石根据粒径的大小可以分为块矿和粉矿。
块矿是指粒径较大的矿石,粉矿是指粒径较小的矿石。
冶炼过程中通常选择不同粒径的矿石进行处理。
3. 铁的冶炼过程铁的冶炼主要包括矿石的破碎、矿石的选矿、矿石的烧结和还原、高炉冶炼和精炼五个步骤。
首先,将矿石通过破碎机进行破碎,使其达到适合冶炼的颗粒大小。
然后,通过选矿的步骤,将矿石中的有用物质与无用物质分离。
接下来,对矿石进行烧结,即在高温下加热矿石,使其颗粒结合成团。
进入高炉冶炼阶段后,将烧结矿与燃料和熔剂一同加入高炉中。
燃料常使用焦炭,而熔剂则是用于降低矿石的熔点和帮助分离杂质的物质。
在冶炼过程中,矿石中的铁氧化物被还原成金属铁。
还原反应有两种方式:直接还原和间接还原。
直接还原指的是将矿石中的铁氧化物与燃料直接反应生成金属铁,而间接还原则是通过在高炉中注入热风,使煤气与矿石中的铁氧化物进行反应。
最后,通过精炼的过程,用于去除冶炼中产生的杂质,使得铁的纯度更高。
精炼过程包括基本炼钢和氧顶吹炼钢两种方法。
4. 高炉冶炼的化学反应高炉冶炼过程中涉及到多种复杂的化学反应。
其中,最重要的反应是还原反应和熔融还原反应。
还原反应的具体化学方程式为:Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2熔融还原反应的具体化学方程式为:2Fe2O3 + 3C → 4Fe +3CO2这些反应使矿石中的铁氧化物转化为金属铁。
同时,高炉中还会发生其他的副反应,如矿石中的硫化物与石灰石的反应等。
炼铁讲义

一、炼铁的实质:炼铁的过程实质上是将铁从铁矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
二、炼铁的方法:主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等。
三、高炉炼铁的冶炼原理:其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。
生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。
生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。
四、炼铁的原料:高炉冶炼用的原料主要铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和熔剂。
1、铁矿石及其代用品:包括天然矿和人造富矿。
一般含铁量超过50%的天然富矿,可以直接入炉;而含铁量低于30%~50%的矿石直接入炉不经济,须经选矿和造块加工成人造富矿后入炉。
铁矿石代用品主要有:高炉炉尘、氧气转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣以及一些有色金属选矿的高铁尾矿等。
这些原料一般均加入造块原料中使用。
锰矿石一般只在生产高炉锰铁时才使用。
2、焦炭:高炉冶炼过程中对焦炭质量要求:(1)为了保证高炉冶炼过程的顺利和获得良好的生产指标,焦炭质量必须满足以下几个方面的要求:固定碳含量要高,灰分要低。
一般经验是,焦炭灰分增加1%,焦比升高2%,产量降低3%。
(2)含S、P杂质要少。
高炉冶炼过程中的S,80%以上来自焦炭,因此,降低焦炭含S量对降低生铁含S量具有重大意义。
焦炭中含P较少,对生铁质量无大影响。
我国焦炭含P一般都低于0.05%。
(3)焦炭的机械强度要好。
焦炭在高炉下部高温区作为支撑料柱的骨架随着上部料柱的巨大压力,如果焦炭的机械强度不大,则形成大量碎焦,恶化炉缸透气性,破坏高炉顺利运行,严重时无法进行正常生产。
另外,强度不好的焦炭,在运输过程中产生大量的粉末,造成损失。
(4)粒度要均匀,粉末要少。
气体力学研究表明,大小粒度不均匀的散料,空隙度最小,透气性差。
而粒度均匀的散料,空隙度大,煤气阻力小。
因此,为了改善高炉透气性、保证煤气流通合理和高炉顺利运行,不仅要求焦炭粒度合适,而且要求粒度均匀,粉末少。
炼铁知识简介
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高炉炼铁知识简介
一、炼铁的原理(怎样从铁矿石中炼出铁)用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
铁氧化物(Fe2O3、Fe3O4、FeO)+还原剂(C、CO、H2)铁(Fe)
二、炼铁的方法
(1)直接还原法(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)提供铁元素。
冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。
(2)焦碳:
冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。
提供热量;提供还原剂;作料柱的骨架。
(3)熔剂:(石灰石、白云石、萤石)
使炉渣熔化为液体;去除有害元素硫(S)。
(4)空气:为焦碳燃烧提供氧。
四、高炉炼铁设备
(1)高炉内型
(2)高炉结构五、高炉炼铁过程
炉喉
1、上料: 高炉储料槽 ─→装料 ─→ 料车 ─→ 炉顶─→布料器布料 ─→炉内炉缸(熔化、还原) 铁水炉渣
2、鼓(送)风空气 风机 热风炉 热风围管 风口 炉缸燃烧区(热量还原剂CO ) 煤气
3、炉内冶炼过程及高炉操作
运 动 :铁矿石下降(炉喉) (炉缸)炉渣、铁水 高炉煤气(炉喉) (炉缸风口) 煤 气上升 4、渣铁处理渣铁处理的任务
渣铁处理的设备渣铁处理处理的设施渣铁处理的过程
六、高炉炼铁的几个名词高炉有效容积:高炉利用系数:焦比:休风: 加 热
还 原
加 热
还 原。
工业炼铁知识点总结归纳
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工业炼铁知识点总结归纳一、炼铁的基本原理1、炼铁的定义:炼铁是指将铁矿石经过高温还原过程,得到纯度较高的铁的过程。
炼铁是冶金工业的重要部分,铁的质量和生产成本直接影响到钢铁的品质和价格。
2、炼铁的原理:炼铁的原理是将铁矿石通过高温还原,使其中的氧化铁和杂质被还原成纯度较高的铁。
炼铁的过程通常包括炼铁炉的炼炉冶炼,焦碳还原和高炉反应等环节。
二、炼铁的工艺流程1、原料准备炼铁的原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石。
在炼铁过程中,铁矿石是主要原料,焦炭是还原剂,石灰石是用来与炼铁中的硅和磷结合,形成渣浆。
2、焦碳还原焦炭是炼铁的关键原料,它主要是用来还原炼铁矿石中的氧化铁成为纯铁。
在高温条件下,焦炭中的碳气化反应会释放大量的热量,提供炼铁的温度。
3、高炉反应高炉是炼铁的主要设备,通过高炉反应,将原料中的铁还原成铁水。
炼铁的过程中,高炉内的空气通过喷嘴喷入高炉,与焦炭发生氧化反应,释放热量,使得炼铁温度升高。
4、炼铁炉的炼炉冶炼炼铁炉是炼铁的关键设备,其主要作用是在高温条件下,将原料中的铁还原成为铁水。
炼铁炉的炼炉冶炼是炼铁过程中的重要环节,需要合理控制炉温和炉内气氛,以确保炼铁的顺利进行。
5、铁水处理在炼铁的过程中,产生的铁水需要经过处理,去除其中的不纯物质。
铁水处理通常包括渣浆处理、脱硫、脱磷等环节,以提高铁水的质量和纯度。
6、成品收集经过炼铁过程后,得到的成品主要是生铁和炉渣。
生铁是炼铁的最终产品,炉渣则是生铁的副产品,通常用于建筑材料等领域。
三、炼铁的工艺条件1、高温条件炼铁的过程需要高温条件,以确保原料中的铁得以还原成为铁水。
通常需要在1500-1700摄氏度的高温下进行炼铁,以保证炼铁的顺利进行。
2、还原条件炉内的还原条件对炼铁的影响很大,需要合理控制还原剂的投入量和原料的配比,以确保还原反应的顺利进行。
3、氧化条件在炉内需要合理控制炉内的氧化条件,以保证还原反应和氧化反应的平衡,确保炼铁的顺利进行。
2024年炼铁厂安全教育基础知识(3篇)
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2024年炼铁厂安全教育基础知识第一章:炼铁厂工作环境和安全意识1.1 炼铁厂工作环境的特点- 高温、高压、高粉尘环境- 高风险操作- 大型设备和机械设备- 强磁场和高电压设备1.2 炼铁厂常见的安全事故- 热伤害和烧伤- 跌落与坠物- 机械伤害- 化学品泄漏和中毒- 火灾和爆炸- 电击伤害- 物料堆积引发的倒塌事故1.3 炼铁厂员工的安全意识- 了解和认识自身工作环境的特点- 高度重视个人防护措施- 遵守操作规程和工作流程- 参与安全培训和演习- 积极汇报安全隐患和问题第二章:炼铁厂个人防护装备与使用2.1 个人防护装备的分类与功能- 头部防护:安全帽、防护面罩等- 眼部防护:护目镜、防化眼镜等- 呼吸道防护:防尘口罩、防毒面具等- 手部防护:防高温手套、耐化学手套等- 身体防护:防护服、绝缘服等- 脚部防护:安全鞋、防滑鞋等2.2 个人防护装备的正确使用方法- 熟练穿戴各类防护装备- 定期检查和维护防护装备的完好性- 适当调整防护装备的位置和紧固度- 根据工作环境选择合适的防护装备- 在必要的情况下,配带其他专用防护器材第三章:炼铁厂危险现象和安全工作措施3.1 温度过高的危险现象及预防措施- 热伤害:保持工作环境通风,佩戴透气性好的防护服,定期休息,保持饮水量充足- 烧伤:严格遵守操作规程,使用防护设备,定期维修和检测设备3.2 坠落与坠物的危险现象及预防措施- 坠落事故:正确使用防护带、安全网等防护设备,定期检查设备的可靠性- 坠物事故:严禁从高处抛掷物品,注意存放和固定物品,增加防护措施3.3 机械伤害的危险现象及预防措施- 正确使用和维护机械设备,保持设备清洁和油润- 遵守操作规程,不擅自拆卸和修复设备- 使用防护装置和扶手,保持工作区整洁3.4 化学品泄漏和中毒的危险现象及预防措施- 定期培训员工有关化学品的知识和操作方法- 配备合适的个人防护装备,使用专用容器和包装- 支持设备维保和设施改进,减少事故发生的机会3.5 火灾和爆炸的危险现象及预防措施- 禁止在禁火区吸烟和使用明火- 定期检查和维修火灾报警器、灭火器等设备- 建立灭火应急预案,合理配置灭火器材和逃生通道3.6 电击伤害的危险现象及预防措施- 使用绝缘工具,穿戴绝缘防护装备- 避免接触裸露的电缆和导线- 定期检查电气设备的绝缘性能,发现问题及时修复3.7 物料堆积引发的倒塌事故的危险现象及预防措施- 合理规划和组织物料堆放区域- 定期检查和维护物料堆积设备和结构- 加强堆积物料的固定和稳定性第四章:炼铁厂安全培训和应急预案4.1 炼铁厂安全培训的内容和形式- 安全规章制度和操作规程- 安全意识和技能培训- 事故案例和分析培训- 紧急撤离和灭火演练4.2 炼铁厂应急预案的制定和执行- 设立应急领导小组和责任人- 制定应急响应流程和通讯方式- 定期进行应急演练和评估- 持续改进应急预案和应急设施第五章:炼铁厂事故报告与统计分析5.1 事故报告的目的和内容- 了解事故的原因和过程,以便采取有效的措施进行纠正和预防- 了解事故的影响和损失,为管理层和决策者提供决策依据5.2 事故统计分析的方法和意义- 根据事故发生的类型和原因进行分类和定量分析- 分析事故发生的趋势和规律,找出问题的症结和根本原因- 提出改进和预防措施,提高炼铁厂的安全管理水平结语:炼铁厂是一个具有高风险性的工作环境,员工的安全意识和正确的防护措施至关重要。
工业炼铁知识点总结
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工业炼铁知识点总结一、炼铁的基本概念和流程1.1 炼铁的定义炼铁是利用高温高压条件下将铁矿石还原成铁的工艺过程,通过熔炼的方式将铁和其他杂质分离,得到纯净的铁。
1.2 炼铁的原理炼铁的原理是利用还原剂将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁,然后通过熔炼过程将铁和其他杂质分离。
1.3 炼铁的流程炼铁的流程包括炼矿、熔炼和铸造三个步骤。
炼矿是指将原料铁矿石中的有用成分提纯出来,熔炼是指将铁矿石还原成金属铁,铸造是指将熔化的金属铁注入模具中,制成铁件。
二、炼铁的基本原料2.1 铁矿石铁矿石是炼铁的主要原料,主要包括赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等。
铁矿石中含有大量的氧化铁和其他杂质,需要经过还原才能提炼出纯净的铁。
2.2 还原剂还原剂是指用于还原铁矿石中的氧化铁的物质,通常使用焦炭、焦煤和木炭等作为还原剂。
2.3 熔剂熔剂是指用于熔化铁矿石和其他杂质的物质,通常使用石灰石、萤石和硅石等作为熔剂。
2.4 辅助原料辅助原料包括石灰石、硅石、熟料等,用于调节炼铁过程中的化学反应和熔化温度。
三、炼铁的主要工艺过程3.1 筛分和破碎铁矿石在炼铁过程中需要经过筛分和破碎,将其分成不同粒径的颗粒,并破碎成适合炼铁炉的颗粒大小。
3.2 炼矿炼矿是指将铁矿石中的有用成分提纯出来,通常采用磁选、浮选等物理和化学方法来实现。
3.3 还原还原是指将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁的过程,通常使用高温高压的条件,通过焦炭等还原剂使氧化铁发生还原反应。
3.4 熔炼熔炼是指将炼制好的金属铁注入炼铁炉中,通过高温使其熔化,并利用熔剂将铁和其他杂质分离。
3.5 铸造铸造是指将熔炼好的金属铁注入模具中,使其凝固成型,得到各种铁件。
四、炼铁的主要设备4.1 高炉高炉是炼铁的主要设备,利用焦炭和铁矿石的还原反应来生产铁水。
4.2 炼铁炉炼铁炉是利用高温将铁矿石熔化并分离出金属铁的设备,主要包括转炉、电炉等不同类型。
4.3 热风炉热风炉是利用燃料燃烧产生高温高压的热风,用于提供高温还原反应的设备。
钢铁冶金学(炼铁部分)
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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。
铁的冶炼知识点总结
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铁的冶炼知识点总结1. 铁的矿石铁矿石是指含有铁元素的矿物或矿石。
主要的铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(Fe2O3·nH2O)等。
铁矿石的质量和成分对冶炼过程的效率和质量有重要影响。
2. 矿石的预处理铁矿石在冶炼过程中需要经过预处理,包括选矿、粉碎、浮选等步骤,以便提高矿石中的金属铁含量和去除杂质。
3. 高炉冶炼高炉是最常见的铁的冶炼设备。
高炉冶炼过程中,将预处理好的矿石和焦炭放入高炉中,加热熔化,并通过还原反应将铁从矿石中提取出来。
高炉冶炼是一种中到大规模的工业化冶炼方法。
4. 铁的熔炼铁矿石经过高炉冶炼后,得到的铁块称为生铁。
生铁含有较多的碳和其他杂质,需要经过熔炼,将碳含量和其他杂质降低,得到质量更纯净的金属铁。
5. 炼铁的辅助设备在炼铁的过程中,需要使用一些辅助设备,如鼓风机、焦炉、热风炉等,以提供热能和氧气,并控制冶炼的温度和气氛。
6. 炼铁的环保措施炼铁过程中会产生大量的废气、废水和固体废物,对环境造成污染。
因此,炼铁厂需要采取一系列的环保措施,如烟气脱硫、废水处理、固体废物回收等,以减少对环境的影响。
7. 其他炼铁方法除了传统的高炉炼铁方法外,还有其他一些炼铁方法,如直接还原炼铁、电弧炉炼铁、气相炼铁等。
这些方法各有优缺点,适用于不同类型的铁矿石和生产规模。
8. 铁的合金铁是一种重要的合金元素,与其他金属和非金属元素合金化后可以获得各种不同性能的合金,如不锈钢、合金钢、铸铁等。
通过合金化可以改善铁的机械性能、化学性能和耐腐蚀性能。
总结铁的冶炼知识点可以帮助我们更好地理解铁的生产过程、工业应用和环保措施,对于任何学习金属冶炼和工业制造的人士来说都是非常有用的。
同时,随着科技的进步和环保意识的提高,铁的冶炼技术也在不断发展和完善,希望未来能出现更加高效、环保的铁的冶炼方法。
炼铁的有关知识点总结
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炼铁的有关知识点总结1. 炼铁的历史炼铁的历史可以追溯至公元前1500年左右,最早的炼铁方法是地窑炼铁。
这种方法是将铁矿石和木炭放入一个地下的坑中,然后点燃木炭,使其产生高温,最终将铁矿石中的铁粉还原成铁。
地窑炼铁过程繁杂,效率低下,而且对环境的污染也很严重。
随着时间的推移,人们逐渐发展出了更加高效的炼铁方法,例如高炉、转炉和直接还原炼铁法等。
2. 炼铁的原理炼铁的原理是利用高温将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
一般而言,铁矿石主要是以氧化铁的形式存在的,例如赤铁矿和磁铁矿等。
在高温下,木炭、焦炭或其他还原剂会和铁矿石发生化学反应,使氧化铁脱氧,生成金属铁。
这个过程需要高温和一定程度的还原条件,所以通常是在高炉或还原炉中完成的。
3. 炼铁的工艺炼铁的工艺主要有高炉法、直接还原炼铁法和电炉法等。
高炉法是最常用的炼铁方法,其原理是将炼铁生料(铁矿石、焦炭和石灰石)从高炉的上部装入,然后从下部喷入高炉煤气或煤粉,使其在高炉内燃烧,产生高温和还原气体,使铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
直接还原炼铁法是将铁矿石和还原剂(如天然气、发电厂废气等)直接放入还原炉中,通过燃烧产生的热量和还原气体将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
电炉法是利用电力将铁矿石还原成金属铁的方法,这种方法通常适用于石墨炉和电弧炉等。
4. 炼铁原料炼铁的原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石。
铁矿石是炼铁的主要原料,根据成分和性质的不同,可以分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
焦炭是还原剂和燃料,可以提供高温和还原气体。
石灰石的作用是将高炉中产生的硅酸盐和磷酸盐等非金属杂质转化为易于分离的渣,同时也可以吸收炉内的二氧化硫等有害气体。
5. 炼铁的环保技术炼铁工艺产生的废气和炉渣对环境造成了很大的污染,所以炼铁企业必须采取一系列的环保措施来减少污染。
其中,主要的技术包括炉顶除尘、烟气脱硫和脱氮、烟尘、CO2等废气的回收利用等。
另外,炼铁企业也可以采用先进的清洁生产技术和设备,例如高炉炼铁的热风炉燃烧技术、高炉余热发电技术、高炉煤气干法除尘技术等,来降低炼铁过程中的能耗和污染物排放。
工业炼铁全部知识点总结
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一、炼铁的基本原理1. 矿石的结构与成分:炼铁的原料主要是铁矿石,常见的铁矿石包括赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿和菱铁矿等。
这些矿石中含有的主要元素是铁和非铁金属元素,如锰、铬、钒等。
2. 冶炼反应:炼铁的冶炼过程主要包括矿石的还原、熔化和分离等过程。
在高温条件下,矿石中的氧化铁会被还原成金属铁,同时与其他金属元素形成合金,在熔融状态下分离出来。
3. 炉渣的形成:在冶炼过程中,产生的金属铁与矿石中的其他杂质和氧化物混合在一起形成炉渣。
炉渣是一种玻璃状物质,包括氧化物和硅酸盐等,具有降低炉内温度、减少炉料的磨损和提高炉炼的灵活性等作用。
4. 炼铁的目的:炼铁的目的是生产出高品质的生铁,以满足钢铁工业的需求。
生铁是含有大量碳和其他合金元素的铁合金,是制造钢材和铸铁的重要原料。
二、工业炼铁的工艺流程1. 炼铁炉型:工业炼铁的常用炉型包括高炉、直接还原炉和电弧炉等。
其中,高炉是最常用的炼铁设备,具有产能大、炉温高和炉料利用率高等优点。
2. 炉料的制备:炼铁的炉料主要包括铁矿石、焦炭和炉渣等。
在高炉冶炼中,炉料的配比和质量对冶炼的效果有重要影响,需要进行精确控制。
3. 高炉炼铁的工艺流程:高炉炼铁的工艺流程包括装料、点火、炉料下降、冶炼、出铁和出炉渣等过程。
在整个冶炼过程中,需要对高炉的温度、压力、气流速度和化学成分等进行精确控制,以保证炼铁的质量和产量。
4. 炼铁废气处理:炼铁过程中产生大量的废气和炉渣等固体废物,需要采取有效的环保措施进行处理。
常见的废气处理方法包括烟气脱硫、除尘和烟气脱氮等技术。
三、工业炼铁的设备设施1. 高炉设备:高炉是炼铁的主要设备,包括高炉本体、风口、喷口、炉缸、颈管、炉身和炉帽等。
高炉的运行状态对炼铁的质量和产量有重要影响,需要进行定期的维护和检修。
2. 钢铁质量分析设备:炼铁生产中需要对生铁和炉渣的化学成分进行分析,以保证产品质量的合格。
常见的质量分析设备包括光谱仪、化学分析仪和显微镜等。
炼铁知识点1
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高炉炼铁学绪论一、高炉:从上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、死铁层。
见图发展趋势为:大型化、胖型二、高炉原料:1、铁矿石:烧结矿、球团矿、天然块矿2、熔剂:石灰石、白云石3、燃料:焦炭、煤粉4、空气:N2、O2三、高炉产品:1、生铁:成分有Fe、C、Si、Mn、S、P、V、Ti等分为炼钢生铁、铸造生铁(Si高S低)、铁合金,铁与钢区别是C2、炉渣:成分有、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、FeO、TiO2、MnO、V2O5等3、煤气:成分有 CO、CO2、N2、H2、H2O四、高炉辅助设备:1、供料系统2、送风系统3、除尘系统4、渣铁处理系统5、燃料喷吹系统五、高炉冶炼的概况:分为五带1、块状带:间接还原、CaCO3=CaO+CO2、部分FeO+C=Fe+CO2、软熔带:CaO+SiO2+Al2O3=硅酸盐渗碳反应:3Fe+2CO=Fe3C+CO23、滴落带:(FeO)+C=、(MnO)+C=、(SiO2)+C=、(P2O5)+C=4、风口燃烧带:2C+O2=2CO5、炉缸部分:脱硫反应:FeS+CaO=CaS+FeOFeO+C=Fe+CO- + ------------------------------FeS+CaO+C =CaS+ Fe+CO六、高炉技术经济指标:1、有效容积:铁口中心线至大钟下降下沿或溜槽垂直下沿 V u工作容积2、有效容积利用系数:ηu=P/V u t/m3d,可达3以上3、焦比:K=Q/P,kg/t,最低250 kg/t左右综合焦比:燃料比:最低450 kg/t左右4、冶炼强度:I=Q/ V u t/m3d,ηu=I/K综合冶炼强度:5、生铁合格率:一级品率6、休风率:有计划休风和非计划休风,应控制在2%以下。
7、高炉一代寿命:无中修,表示有日历时间(8至10年);单位容积产量(5000t/m3)第一章高炉用原燃料第一节高炉用燃料高炉燃料有焦炭和煤粉两种Ⅰ、焦炭一、焦炭的作用1、发热剂;2、还原剂;3、骨架作用;4、渗碳剂二、焦炭的质量要求1、C高;2、灰分低:灰分中70%左右是SiO2和Al2O3,含量为11%至20%。
工业炼铁全部知识点归纳
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工业炼铁全部知识点归纳引言工业炼铁是将铁矿石经过一系列的冶金过程转化为纯净的铁的过程。
本文将从原料准备、高炉冶炼、炼铁过程以及产品产出等方面全面介绍工业炼铁的知识点。
一、原料准备1.1 铁矿石的选择铁矿石是工业炼铁的主要原料。
常用的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等。
选择铁矿石时需要考虑矿石的成分、质量以及产地等因素。
1.2 燃料的选择在高炉冶炼过程中需要燃料提供热量。
常用的燃料有焦炭、煤炭等。
燃料的选择需要考虑燃烧性能、灰份含量以及价格等因素。
1.3 熔剂的选择熔剂在高炉冶炼过程中用于降低矿渣的熔点,促进金属的还原。
常用的熔剂包括石灰石、白云石等。
二、高炉冶炼2.1 炉蜕的装料在高炉开始冶炼前,需要将铁矿石、焦炭、熔剂等装入高炉内。
装料的顺序和方式需要根据炉蜕的设计要求进行操作。
2.2 炉蜕的点火装料完成后,需要进行点火使装料燃烧起来。
点火后,焦炭开始燃烧产生高温,炉蜕开始升温。
2.3 炉蜕的还原在高炉冶炼过程中,焦炭的燃烧产生的一氧化碳会与铁矿石中的氧化铁反应,使其还原为金属铁。
这个过程称为还原反应。
2.4 炉蜕的熔化经过还原反应后,金属铁开始熔化,与熔剂和其他杂质形成矿渣。
矿渣会浮在金属铁上方,便于后续的分离。
三、炼铁过程3.1 炼铁炉的操作炼铁炉是将高炉产出的铁水进行再加工得到纯净铁的设备。
炼铁炉的操作包括铁水的引入、温度的控制、氧化物的去除等。
3.2 铁水的净化铁水中的杂质对最终产品的质量有很大影响,因此需要对铁水进行净化。
常用的净化方法有氧气吹炼、脱磷、脱硫等。
3.3 铁水的浇铸经过净化后的铁水可以进行浇铸得到各种形状的铸件。
浇铸的方法有连铸、浇铸成型等。
四、产品产出4.1 铸件的加工铸件在产出后需要进行后续的加工,包括切割、热处理、机加工等,以达到设计要求。
4.2 炉渣的利用在炼铁过程中产生的矿渣可以进行综合利用。
常见的利用方式有水泥生产、填埋等。
结论工业炼铁是将铁矿石转化为纯净铁的过程,涉及到原料准备、高炉冶炼、炼铁过程以及产品产出等多个环节。
炼铁知识
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④缩小一个或少量几个风口直径时,风口出口风速降低,其临近风口出口风速增加。
⑤全部或大部分风口直径缩小时,平均风速才会增加。
⑥围管与主管接触处截面积缩小可使整个系统风量均匀,风口面积缩小幅度应在不超过5% 左右为好。
⑦适当加长风口对风量分布均匀有利。
(2)鼓风动能大小是否合适判断
7、提高炉顶压力前的风量/提高炉顶压力后的风量=[(提高炉顶压力前的顶压+风压)/(提高炉顶压力后的顶压+风压)]^(1/1.8)
8、炉体冷却水带走的热量(4.18*10^6kJ/h)=0.12风口数+0.0045有效容积
二、主要数据
1、定量调剂
(1)定量调剂表
品味提高1%,焦比降低1-1.5%,产量提高2-2.5%;
位矿石过于偏向中心,所以中心通路不理想。新的布料理念是加大(It角,特别是加大仅矿,使炉喉布料的矿石环带整体外移。较理想的矿石环带布在炉喉外沿“半径之半”以外。也就是所有的矿石角位分布在距炉喉中心1/2半径以外的环带内。一般最靠近中心的布矿点与炉喉中心的距离达到炉喉半径的60-65%。在这种情况下,炉喉中心无矿石落点的区域,占炉喉面积的36-42%。考虑到矿石会从堆尖向中心滚落,炉喉中心没有矿石的区域可能占炉喉面积的20-25%左右。
煤粉(灰分>20%):0.6
沥青煤焦油:1.0
天然气:1.1
焦炉煤气:0.5
木炭、石油焦:1.0
型焦或硫焦:0.8
(2)不同煤比置换比(鞍钢,阳泉煤,无烟煤,灰分<15%)
煤比<40,置换比0.85-0.90
煤比40-60,置换比0.8-0.85
烧结炼铁知识汇总
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一、铁矿石基本知识1、矿石的概念钢铁企业的产品离不开铁,铁是元素周期表上第26位元素,原子量为55.85,在大气压下于1534℃熔化,2740℃气化。
铁元素约占地壳4%,固态铁的密度是7870Kg∕m³。
矿石是受地壳中天然的物理化学作用和生物作用而产生的自然化合物为主的矿物,所谓铁矿石是指在现有的技术条件下,能从中提取铁金属之矿物。
所谓岩石是指在现有的技术条件下,不能从中提取金属或有用之矿物。
因此,矿石和岩石的概念是相对的。
2、种类一般铁矿石常见的铁矿物有:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(nFe2O3·mH2O,n=1~3,m=1~4)、菱铁矿(FeCO3)等。
通常实际品位低于理论品位,其原因是矿石中含有相当数量的脉石矿物,这些脉石矿物主要是石英、各种硅酸盐和碳酸盐等矿物以及数量不等的S、P等杂质和CO2、结晶水等在高温下分解的物质。
绝大多数矿石的脉石是酸性的。
磁铁矿:含铁一般在45~70%,S、P高,坚硬,致密难还原。
很少直接入炉,大多进行选矿。
Fe3O4Fe72.4%,O27.6%;Fe3O4中FeO31.03%,Fe2O368.97%颜色呈黑色,有磁性,结构致密坚硬,还原性差。
(钒钛磁铁矿)2)赤铁矿:含铁一般在55~65%,S、P少,软易破碎,易还原。
例如:巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等Fe2O3Fe69.94%,O30.06%颜色呈红色,暗红色,还原性较好褐铁矿(针铁矿FeO(OH)Fe62.9%):含铁一般在37~62%,疏松,大部松软易还原。
例如:扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。
Fe2O3.n H2O颜色呈黄褐色,吸湿性强,烧失量高,孔隙率大,还原性能好褐铁矿是统称,实际上它不是一个矿物种,而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以含水氧化硅、泥质等的混合物,化学成分变化大,含水量变化也大。
通常表达式褐铁矿是Fe2O3·nH2O,nH2O就称做结晶水,n数值变化大小说明结晶水含量的多少。
化学炼铁的知识点总结
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化学炼铁的知识点总结1. 炼铁工艺炼铁工艺主要包括高炉法和直接还原法两种主要方法。
(1)高炉法高炉法是一种以焦炭为还原剂,热量和炭素源的炼铁方法。
其主要工艺过程包括炉料装填、预热、还原、熔融和排渣等阶段。
在高炉内,矿石和焦炭在高温条件下反应生成熔融铁和炉渣,通过不同密度的分层,完成铁和炉渣的分离。
(2)直接还原法直接还原法是指利用气体还原剂(如CO和H2)直接将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁的方法。
这种方法可分为煅烧法和气相还原法两种。
在煅烧法中,将粉末状的铁矿石在高温下加热,使氧化铁被还原为金属铁。
而气相还原法则是通过气体还原剂直接将氧化铁还原为金属铁,常见的设备有旋转窑等。
2. 反应原理炼铁过程中涉及的主要反应包括还原反应、煅烧反应和熔融反应等。
(1)还原反应还原反应是指将金属氧化物还原为金属的反应。
在炼铁过程中,主要的还原反应包括Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2和Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2等。
这些反应是高炉法和煅烧法中最主要的反应过程,通过这些反应,使氧化铁逐步还原为金属铁。
(2)煅烧反应煅烧反应是指在高温下,金属氧化物发生分解或变化的反应。
在炼铁过程中,铁矿石的煅烧反应主要包括FeCO3 → FeO + CO2和Fe3O4 → Fe2O3 + O2等。
这些反应主要发生在高温条件下,为后续的还原反应提供条件。
(3)熔融反应熔融反应是指物质在高温下融化的反应过程。
在高炉法中,熔融反应主要发生在铁和炉渣之间,形成两相分离的现象。
而在直接还原法中,熔融反应则是指将金属铁从矿石中提取出来,并形成合金的过程。
3. 设备及其应用炼铁过程涉及的设备主要包括高炉、煅烧炉、还原炉等。
(1)高炉高炉是用于进行高炉法炼铁的主要设备。
它由炉体、风口、出铁口、出渣口等部分组成,通过炉料装填、炉料预热、还原和熔融等过程,从铁矿石中提取出高品质的铁。
高炉的主要应用领域包括冶金工业和金属加工工业等。
九年级上册铁的冶炼知识点
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九年级上册铁的冶炼知识点铁的冶炼知识点一、铁的冶炼历史悠久铁是人类历史上最早被利用的金属之一,它的冶炼技术可以追溯到公元前3000年左右。
然而,在那个时候,人们只能通过简单的烧制和磨制方法获得铁质道具,远不如现代冶炼技术先进。
二、铁的冶炼原理铁的冶炼主要基于高温还原反应。
在冶炼过程中,需要将含有铁矿石矿石的氧化物还原成金属铁。
这可以通过将矿石与还原剂(如焦炭)加热到高温来实现。
在高温的条件下,还原剂释放出大量的碳气,与矿石中的氧气反应,生成二氧化碳气体,从而将铁矿石中的氧化物还原成金属铁。
三、铁的炼铁方法目前常用的炼铁方法有高炉法和直接还原法。
1. 高炉法高炉法是目前主要采用的炼铁方法之一。
其工作原理是将铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例放入高炉中,在高温和高压的条件下进行还原反应。
通过高炉内底部喷吹空气,焦炭燃烧产生高温的热量,使炉内达到所需温度,从而使铁矿石中的金属铁与其他杂质分离,最终得到纯净的铁。
2. 直接还原法直接还原法是一种相对较新的炼铁方法,它通过高温和化学反应将矿石中的氧化铁还原成金属铁。
与高炉法不同,直接还原法无需石灰石和焦炭,减少了环境污染和能源消耗。
它主要采用的方法有直接还原—热值法、直接还原—波纹炉法和直接还原—顶吹炉法等。
四、铁的冶炼技术的发展和进步近些年来,铁的冶炼技术取得了巨大的进步。
新技术的引入不仅提高了生产效率,还减少了对环境的污染。
1. 回收利用随着对环保意识的增强,铁矿石冶炼过程中产生的废渣和废气也成为了一个重要的问题。
因此,回收利用废渣和废气的技术成为了一项关键的技术。
通过控制和回收废气中的有害气体,可以最大程度地减少对大气的污染。
而废渣的回收利用,则可以减少对土地和水资源的浪费。
2. 能源利用传统的高炉法消耗大量的焦炭作为还原剂。
近年来,随着对能源资源的限制和价格的上涨,人们开始寻找代替焦炭的还原剂,以及优化传统方法。
例如,通过将铁矿石预处理成颗粒状,可以减少焦炭的用量,并提高冶炼效率。
炼铁的重点知识..
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第二章炼铁原燃料课时:2学时授课内容:第一节铁矿石及其分类第二节高炉冶炼对铁矿石的要求第三节铁矿石冶炼前的准备和处理目的要求:1.知道常用的铁矿石的分类及主要特性;2.掌握高炉冶炼对铁矿石的要求;3.了解铁矿石冶炼前的准备和处理。
重、难点:1.铁矿石的分类和主要特性;2.高炉冶炼对铁矿石的要求。
教学方法:利用多媒体以课堂讲授为主,结合实际范例进行课堂讨论。
讲授重点内容提要第一节铁矿石及其分类一、矿物、矿石和岩石1. 矿物的概念及特点地壳中的化学元素经过各种地质作用,形成的天然元素和天然化合物称为矿物。
它具有较均一的化学成分和内部结晶构造,具有一定的物理性质和化学性质。
2.矿石和岩石的概念◆矿石和岩石均由矿物所组成,是矿物的集合体。
◆矿石是在目前的技术条件下能经济合理地从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质。
◆矿石由有用矿物和脉石矿物所组成。
能够被利用的矿物为有用矿物,目前尚不能利用的矿物为脉石矿物。
二、铁矿石的分类及主要特性根据含铁矿物的主要性质和矿物组成,铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。
1.磁铁矿磁铁矿化学式为Fe3O4,结构致密,晶粒细小,黑色条痕。
具有强磁性,含S、P较高,还原性差。
2.赤铁矿赤铁矿化学式为Fe2O3,条痕为樱红色,具有弱磁性。
含S、P较低,易破碎、易还原。
3.褐铁矿褐铁矿是含结晶水的氧化铁,呈褐色条痕,还原性好,化学式为nFe2O3²mH2O(n= 1~3,m=1~4)。
褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3²3H2O的形式存在的。
4.菱铁矿菱铁矿化学式为FeC03,颜色为灰色带黄褐色。
菱铁矿经过焙烧,分解出C02气体,含铁量即提高,矿石也变得疏松多孔,易破碎,还原性好。
其含S低,含P较高。
各种铁矿石的分类及其主要特性列于表2-1。
表2—1 铁矿石的分类及其特性第二节高炉冶炼对铁矿石的要求一、铁矿石品位高铁矿石品位是指铁矿石的含铁量,以TFe%表示。
炼铁知识

2.什么叫矿石
所谓矿石就是在现在的技术条件下,能用工业方 法从中提取金属及其他化合物的岩石。必须指出: 矿石的定义是相对的,它不仅取决于现代技术条 件,而且还要根据一个国家的具体资源和国民经 济的需要而定。 在矿石中只含有一种矿物或金属的称为单一矿石, 如含铜矿石,含二种以上叫复合矿石,如铅锌矿 石、铜钴镍矿石。
2.磁铁矿
磁铁矿是最常见的铁矿,化学式为Fe3O4 ( Fe2O3 · FeO )。其理论含铁量为72.4%,其中 Fe2O3为69%, FeO为31%。磁铁矿石的组织一般都 很致密坚硬,还原性差。呈块状或粒状,其外表有 金属光泽,颜色呈钢灰色或黑灰色,有磁性,比重 4.9~5.2吨/米3。磁铁矿中含有较多的钛叫钛磁铁矿, 这种矿中一般还含有0.2~0.4%的钒。·
二.铁矿的基本化学、物理特性
(一).高炉生产用哪些原料? 1.铁矿石:包括天然矿(块矿)、人造富矿(烧结 矿,球团矿)、碎铁 2.铁矿石代用品:高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、 硫酸渣(主要用于烧结)。 3.焦炭 4.煤粉 5.石灰石、白云石(熔剂)
(二)下面对主要矿种作介绍
1.赤铁矿: Fe2O3在铁的氧化物中最稳定,所以赤铁矿广泛分布于自 然界。我国鞍山、宣化、海南岛等地,储量可观在。 赤铁矿亦是最常见的铁矿石,俗称“红矿”,化学式为 Fe2O3。其含铁量为70%,含氧为30%。 赤铁矿由非常致密的结晶组织到分散的粉状。其晶形呈片! 板状。片状等。表面有金属光泽,明亮如镜的叫镜铁矿; 外表呈云母片状赤铁矿;质地松软,呈粉红粉末状、无光 泽的叫红土赤铁矿。 赤铁矿的比重为4.8~5.3一般较磁铁矿易还原和破碎。 赤铁矿石含的杂质(如硫、磷、砷)较磁铁矿石、褐铁矿石 少,其主要脉石少,其主要脉石成分为SiO2、Al2O3、 CaO、MgO。 赤铁矿在自然界中大量存在,但纯净的较少,常与磁铁矿厂、 褐铁矿共生。
炼铁基础知识
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炼铁基础知识一、高炉生产概述1、生铁的定义及种类?生铁与熟铁、钢一样,都是铁碳合金,它们的区别是含碳量的多少不同。
一般把含碳量小于0.2%的叫熟铁,含碳量0.2—1.7%的叫钢,含碳1.7%以上的叫生铁。
生铁一般分三类:炼钢铁、铸造铁以及作铁合金用的高炉锰铁和硅铁。
2、高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成?在高炉炼铁的生产中,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,最后生成液态保护渣和生铁,它的工艺流程系统除高炉主体外,还有上料系统、装料系统、送风系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统。
3、上料系统包括哪些部分?包括:贮矿场、贮矿仓、焦仓、仓上运料皮带、矿石与焦碳的槽下筛分设备、返矿和返焦运输皮带、入炉矿石和焦碳的称量设备、将炉料运送至炉顶的设备等。
4、装料系统包括哪些部分?受料罐、上下密封阀、截流阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置和液压传动设备等。
高压操作的高炉还有均压阀和均压放散阀。
5、送风系统包括哪些部分?鼓风机、冷风管道、放风阀、混风阀、热风炉、热风总管、环管、支管、直到风口。
6、煤气回收与除尘系统包括哪些部分?包括炉顶煤气上升管、下降管、煤气截断阀或水封、重力除尘器、布袋除尘器。
7、高炉生产有哪些产品和副产品?高炉生产的产品是生铁,副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘(瓦斯灰)。
8、高炉煤气用途?高炉煤气一般含有20%以上一氧化碳、少量的氢和甲烷,发热值一般为2900—3800kJ/m3,是一种很好的低发热值气体燃料,除用来烧热风炉以外,还可供炼焦、均热炉和烧锅炉用。
9、高炉炉尘有什么用途?炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料。
一般含铁30—50%,含碳10—20%,经煤气除尘器回收后,可用作烧结原料。
10、高炉炼铁有哪些技术经济指标?1)高炉有效容积利用系数η:指每立方米高炉有效容积一昼夜生产炼钢铁的吨数,即高炉每昼夜生产某品种的铁量(P)乘以该品种折合为炼钢铁的折算系数(A)后与有效容积(V )的比值:η=P*A/V,t/(m3.d)2)冶炼强度I:现已分为焦碳冶炼强度和综合冶炼强度两个指标。
《铁的冶炼》 知识清单
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《铁的冶炼》知识清单一、铁在生活中的重要性铁,是我们日常生活中不可或缺的重要金属。
从建筑结构中的钢材,到交通工具的零部件,从厨房用具到各类机械工具,铁制品无处不在。
它的强度、韧性和可加工性使得它成为了现代工业和生活的基础材料之一。
想象一下,如果没有铁,我们的世界将会是怎样?高楼大厦难以矗立,汽车、火车无法奔驰,甚至连简单的厨具都无法制造。
正因如此,了解铁的冶炼过程显得尤为重要。
二、铁的存在形式在自然界中,铁并不是以纯铁的形式存在的,而是主要以铁矿石的形式存在。
常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分是三氧化二铁)、磁铁矿(主要成分是四氧化三铁)等。
这些铁矿石通常与其他杂质混合在一起,需要经过一系列的处理才能得到我们所需的纯铁。
三、铁的冶炼原理铁的冶炼实际上是一个还原过程。
简单来说,就是把铁矿石中的氧去掉,让铁原子得以聚集。
以赤铁矿为例,其化学反应方程式为:Fe₂O₃+ 3CO = 2Fe +3CO₂。
在这个反应中,一氧化碳(CO)充当了还原剂,从三氧化二铁(Fe₂O₃)中夺取氧原子,从而得到金属铁(Fe)。
四、铁的冶炼原料1、铁矿石这是铁的主要来源,前面已经提到了常见的铁矿石种类。
2、焦炭焦炭在冶炼过程中主要有两个作用。
一是提供热量,维持反应所需的高温;二是与氧气反应生成一氧化碳,作为还原剂参与铁的还原反应。
3、石灰石石灰石的作用是除去矿石中的杂质,比如二氧化硅等。
它在高温下分解生成氧化钙,氧化钙与杂质反应生成炉渣,从而实现杂质的去除。
五、铁的冶炼设备——高炉高炉是进行铁冶炼的主要设备,它就像一个巨大的“反应釜”。
高炉从上到下可以分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸等部分。
原料从炉顶加入,经过一系列的反应,铁水和炉渣从出铁口和出渣口分别排出。
六、铁的冶炼过程1、加料将铁矿石、焦炭和石灰石等按一定比例从高炉顶部加入。
2、预热和还原在高炉的上部,原料逐渐被预热,同时铁矿石开始被一氧化碳还原。
3、熔炼和造渣在高炉的中部和下部,温度逐渐升高,铁矿石进一步被还原,同时焦炭燃烧提供大量的热量。
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炼铁知识大全高炉的主要组成部分高炉炉壳:现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳,只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。
炉壳的作用是固定冷却设备,保证高炉砌体牢固,密封炉体,有的还承受炉顶载荷。
炉壳除承受巨大的重力外,还要承受热应力和内部的煤气压力,有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击,因此要有足够的强度。
炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。
炉喉:高炉本体的最上部分,呈圆筒形。
炉喉既是炉料的加入口,也是煤气的导出口。
它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。
炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。
炉喉高度要允许装一批以上的料,以能起到控制炉料和煤气流分布为限。
炉身:高炉铁矿石间接还原的主要区域,呈圆锥台简称圆台形,由上向下逐渐扩大,用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱,并减小炉料下降阻力。
炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。
炉腰:高炉直径最大的部位。
它使炉身和炉腹得以合理过渡。
由于在炉腰部位有炉渣形成,并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化,为减小煤气流的阻力,在渣量大时可适当扩大炉腰直径,但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系,比值以取上限为宜。
炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著,一般只在很小范围内变动。
炉腹:高炉熔化和造渣的主要区段,呈倒锥台形。
为适应炉料熔化后体积收缩的特点,其直径自上而下逐渐缩小,形成一定的炉腹角。
炉腹的存在,使燃烧带处于合适位置,有利于气流均匀分布。
炉腹高度随高炉容积大小而定,但不能过高或过低,一般为3.0~3.6m。
炉腹角一般为79~82 ;过大,不利于煤气流分布;过小,则不利于炉料顺行。
炉缸:高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域,呈圆筒形。
出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位,因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位,对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。
炉底:高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力,而且受到1400~4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。
只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度,并且表面生成渣皮(或铁壳),才能阻止其进一步受到侵蚀,所以必需对炉底进行冷却。
通常采用风冷或水冷。
目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底,大大改善了炉底的散热能力。
炉基:它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层,因而其形状都是向下扩大的。
高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10~18倍(吨)。
炉基不许有不均匀的下沉,一般炉基的倾斜值不大于0.1%~0.5%。
高炉炉基应有足够的强度和耐热能力,使其在各种应力作用下不致产生裂缝。
炉基常做成圆形或多边形,以减少热应力的不均匀分布。
炉衬:高炉炉衬组成高炉的工作空间,并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。
炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。
炉衬的损坏受多种因素的影响,各部位工作条件不同,受损坏的机理也不同,因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素,选用不同的耐火材料。
炉喉护板:炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下,工作条件十分恶劣,维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。
为此,在炉喉设置保护板(钢砖)。
小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状;大高炉的炉喉护板则用100~150mm厚的铸钢做成。
炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。
变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。
高炉解体为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象,就要切实了解炉内状况。
在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后,对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行的细致的解体调查,称为高炉解体调查。
它虽不能完全了解高炉生产的动态情况,但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。
高炉冷却装置高炉炉衬内部温度高达1400℃,一般耐火砖都要软化和变形。
高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的,用以使炉衬内的热量传递出动,并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮,按结构不同,高炉冷却设备大致可分为:外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。
高炉灰也叫炉尘,系高炉煤气带出的炉料粉末。
其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外,还与炉料的性质有很大关系。
炉料粉末多,带出的炉尘量就大。
目前,每炼一吨铁约有 10~100kg的高炉灰。
高炉灰通常含铁40%左右,并含有较多的碳和碱性氧化物;其主要成分是焦末和矿粉。
烧结料中加入部分高炉灰,可节约熔剂和降低燃料消耗。
高炉除尘器用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。
高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。
粗粒灰尘(>60~90um),可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘;细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备。
高炉鼓风机高炉最重要的动力设备。
它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气,而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。
现代大、中型高炉所用的鼓风机,大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。
近年来使用大容量同步电动鼓风机。
这种鼓风机耗电虽多,但启动方便,易于维修,投资较少。
高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气,以保证燃烧一定的碳;其所需风量的大小不仅与炉容成正比,而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1~2.5m3/min的风量配备。
但实际上不少的高炉考虑到生产的发展,配备的风机能力都大于这一比例。
铁矿石烧结过程中二氧化碳的生成机理及控制1 前言铁矿粉烧结是将含铁粉或细粒料进行高温加热,在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。
它是许多物理化学变化的综合过程,这个过程错综复杂,在几分钟甚至更短时间内,烧结料就因强烈的热交换从70℃以下被加热到1200~1400℃,与此同时,它还要从固相中产生液相又被迅速冷却而凝固。
硫化物的氧化和去除是烧结生产中必须考虑的一个重要的环节。
硫化物中的硫是以硫的气态氧化物形式(如SO2、SO3、)释放到烟气中的,烟气则是通过风箱和风箱支管在主烟道汇集,经电除尘器后由烟囱高空排放。
长期以来,二氧化硫的直接排放加剧了酸雨形成,对环境造成了破坏。
因此,对烧结过程中二氧化硫的控制已提升了议事日程。
二氧化硫其根本是对烧结原料和烧结过程的控制,而烧结烟气脱硫是当前最常用的二氧化硫减排措施之一。
2 烧结过程中二氧化硫浓度分布特征由于烧结过程物理化学反应的复杂性,导致了烧结过程中硫元素存在形态的多样性和含硫物质分布不均匀性。
二氧化硫经历了析出,,被吸收和再析出的复杂过程,呈现出烧结工艺特有的二氧化硫其他硫化物的分布特性。
按照物料的烧结状态烧结料层从上到下分成烧成区、燃烧熔融带、干燥预热带以及湿润带。
热量从烧结料层的上层向下层传递。
湿润带上平面温度‹100℃,且含自由水,此处距燃烧熔融带低面(1 000℃以上)仅有几厘米.处于上述两个带之间的干燥预热带被自上而下流动的高温烟气急速加热,干燥预热带的停留时间约为2min左右。
在干燥预热带之后,燃料颗粒开始燃烧通过燃烧放出热进一步加热物料,使温度达到1300℃左右,部分物料熔融流动。
停止燃烧后床层开始冷却,熔融物再次固化,,从而完成烧结过程,若按烧结烟气中二氧化硫的行为来区分,整个过程自上而下可以分为二氧化硫扩散析出区,二氧化硫燃烧析出区和二氧化硫吸收区三个区域。
二氧化硫燃烧析出区是产生二氧化硫气体的主要区域,它与干燥预热带和燃烧熔融带相对应。
以单质和硫化物形式存在的硫在干燥预热带发生的氧化反应中也以气态硫化物的形式释放;以硫酸盐存在的硫在烧结熔带发生的分解反应中也已气态硫化物的形式释放。
大部分二氧化硫直接扩散到烟气中去,少部分被液相或固相颗粒包纳或被碱性助剂再吸收成稳定的物质(如CaS)。
二氧化硫扩散析出区对应烧成区,在该区域不存在生成二氧化硫的化学反应,主要是烧结块中已生成的二氧化硫向烟气中的扩散。
二氧化硫吸收区与湿润相对应,在该区域由于烧结原料中碱性物质和液态水的存在,大部分二氧化碳被吸收,但随着烧结过程的推进,该区域的上端面下移,使其吸收能力和容纳能力逐步降低,在烧结末期该区域消失。
二氧化硫在该区域被吸收后生成的亚硫酸盐在通过干燥预热带和烧结熔带时会发生分解,再次释放出二氧化硫。
3 烧结过程中二氧化硫的产生铁矿石中的硫通常以硫化物和硫酸盐形式存在,矿物有以硫化物存在的矿物有FeS2、CuFeS2、CuZS、PbS等;以硫酸盐形式存在的有:BaSO4、CaSO4、和MgSO4等。
而固体燃料(如煤粉)带入的硫则以单质硫或者有机硫的形式存在。
在烧结过程中以单质和硫化物形式存在的硫通常在氧化反应中以气态硫化物的形式释放,而以硫酸盐形式存在的硫则在分解反应中以气态硫化物的形式释放。
黄铁矿(FeS2)是铁矿石经常遇到含硫矿物,它具有较大的分解压,在空气中,在空气中加热到565℃时很容易就分解出一半的硫,因此,在烧结条件下可以分解出硫元素。
黄铁矿的氧化在更低的温度(280℃)就开始了,当温度较低时,从黄铁矿着火(366~437℃)到556℃,硫的蒸气分解压还比较小。
固体燃料中的硫大多以有机硫的形式存在,这种硫的分解需要在较高的温度下进行。
一般焦粉中含硫量比无烟煤低,且焦粉中的硫主要为无机硫,易于除去。
在干燥预热带锋上面焦粉经历迅速升温的热解过程,相当量的硫已经析出。
其中一部分有机硫以CS2和H2S类气体析出,一部分无机硫以元素哩的形式随着焦粉烧时的碳晶阵的破坏而同步析出,然后和O2马上反应变为SO2气体。
而其余一部分有机硫和一部分无机硫则较稳定地存在与焦粉中。
几乎90%以上的硫化物在干燥预热和烧结熔带被氧化成硫的气态化合物而释放,在85%左右的硫酸盐在热分解过程中被脱除。
4二氧化硫的再吸收由于烧结机上空气是自上而下地通过整个烧结料层,携带二氧化硫的烟气不可避免的要通过每个区域,在这些区域内也不可避免的发生烧结原料与助剂对二氧化硫的再吸收,。
其中以润湿带对二氧化硫的吸收作用最强。
湿润带中村在大量的的可在湿润条件下与二氧化碳硫反应的碱性溶剂(生石灰CaO)和弱酸盐(石灰石CaCO3、白云石CaCO3.MgCO3菱美石MgCO3)。
二氧化碳和这些物质所处气氛不同,,导致它们之间反应的不同,以生石灰(CaO)、硫化钙(CaS)和硫酸钙(CaSO4)的存在条件和转化条件为例。
一定温度下,由于O2的分积压和SO2的浓度不同,可使CaO极其固硫产物以下三种不同的稳态出现。
由于烧结过程是许多物理化学变化的综合过程,这个过程错综复杂,在不同反应带中有不同的反应气氛。
且存在多种可以影响反应速率的金属氧化物,故在实际烧结过程中,三相图各区域分界会更加复杂。