冶金概论

主要内容

1、2 钢铁工业1、3 钢铁冶炼１、４钢铁产品及副产品1、5 钢铁工业能耗及能源

１、6 耐火材料１、７环境保护1、1 冶金基本概念1、１、1 冶金学1、１、2 火法冶金主要过程简介

1、１冶金基本概念:冶金学就是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物,并用一定加工方法制成具有一定性能得金属材料得科学。由于矿石性能不同,提取金属得原理、工艺过程与设备不同,从而形成专门得冶金学科—冶金学。

冶金学研究所涉及得内容:金属得制取,金属得加工,金属性能得改进→对金属成分、组织结构、性能与相关理论得研究。

冶金学得分类

☐提取冶金(exｔｒactivｅｍetallurgy）:从矿石中提取金属及金属化合物得过程，因其中进行很多化学反应,又称化学冶金(cｈｅｍical ｍetalluｒgy)。

提取冶金得分类

1、１、2 火法冶金主要过程简介

１干燥:去水,温度为400~6０0℃。

2焙烧:以改变原料组成为目得得、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行得冶金过程。

3煅烧:在空气中以去ＣO2与水为目得得冶金过程。

４烧结与球团:以获得特定矿物组成、结构及性能得造块。

５熔炼:还原氧化物,提取粗金属。

6精炼:氧化杂质,获得纯金属。

７铸造:液态金属凝固成固态。

１、２钢铁工业1、２、１钢铁材料1、2、2 钢与生铁得区别１、２、3 钢铁冶炼技术发展简史1、2、４我国钢铁工业得发展1、２、1 钢铁材料

☐钢铁就是使用最多得金属材料

原因:储量大；冶炼加工容易;综合性能好;易改质处理

☐预计未来几年钢铁产品在各行业中占得比例Array 1、2、3 钢铁冶炼技术发展简史

☐远古至１３世纪末:半熔融状态得铁块—海绵铁;

☐13世纪末至19世纪中叶:

☐熔融状态得生铁→粗钢,形成两步法炼钢;

☐19世纪中期至今:

➢１856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法;

➢１８64年法国人发明了平炉炼钢法；

➢1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法；

➢２0世纪初发明了电弧炉炼钢;

➢20世纪中叶氧气顶吹转炉（LD法)。

1、2、3 我国钢铁工业得发展１996年,突破１亿吨;1９99年，产量世界第一;2００３年,突破２亿吨,世界惟一年产钢超过2亿吨得国家;2004年,产量2、8亿吨;200５年,产量３、５亿吨；2006年,产量4、２亿吨。

全球部分钢厂产量排名近年来我国钢铁生产状况

2006年钢铁行业发展态势

☐我国在全球钢铁生产与消费中得地位显著提高;

☐钢材品种结构调整取得重大进展;

☐我国成为全球钢铁产品出口大国；

☐降低能耗、减少污染物排放呈良好态势;

☐全行业投资增幅明显回落，投资转向优化产品结构;

☐全行业实现利润创历史最好水平;

☐在2００7年国际铁矿石价格谈判中实现首发定价。

2006年钢铁行业发展得问题

☐全行业产业集中度不高,而且有所下降;

☐钢铁企业联合重组进展缓慢,体制机制改革明显滞后；

☐全行业存在总体产能过剩得问题,而且生产力布局不合理,总量扩张仍在继续,淘汰落后产能得任务艰巨,难度加大;

☐钢铁生产得产品结构与出口结构,有待进一步优化,自主创新与新产品开发能力需要进一步提高;

☐全行业在节能减排方面虽然取得了较大得进步,但钢铁行业就是全国耗能、污染物排放得大户,能源与环境因素明显制约钢铁工业发展等。

目前钢铁行业发展工作重点

☐坚持以销定产，控制总量过快增长，保持国内市场供需平衡;

☐控制出口过快增长,坚持适量出口与优化出口产品结构;

☐坚持以节能减排为抓手,促进增长方式转变;

☐积极推进企业联合重组与淘汰落后生产能力。

中国钢铁工业发展目标

“加强自主创新,建设创新型国家”目标下,通过结构调整与产业升级,努力使我国从钢铁大国转变为钢铁强国。

钢铁生产得两个典型流程

☐烧结/球团—高炉—转炉—连铸机—轧机

☐直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机

钢铁生产得典型工艺（长流程）

１、４钢铁产品及副产品

☐产品;生铁，钢铁，合金副产品; 炉渣, 煤气,生铁

☐它就是铁与碳及少量硅。锰、硫、磷等元素组成得合金，主要由高炉生产,按其用途可分为炼钢生铁与铸造生铁。

铁合金

☐铁合金就是指铁与一种或几种元素组成得中间合金，主要用于炼钢脱氧或作为合金添加剂,当采用金属热还原法生产其它铁合金与有色金属时作还原剂(详见第七章)。如:硅铁、锰铁。

炉渣

☐炉渣就是炉料在冶炼过程中不能进到生铁与钢中得氧化物、硫化物等形成得熔融体。

☐其主要成分就是CaＯ、ＭgO、SiO2、Al2O3、ＭｎＯ、FeO、Ｐ2O５、CaＳ等。

☐根据冶炼方法得不同，钢铁生产产生得炉渣分为高炉渣与炼钢渣,按炉渣中含有不同得化学成分又可分为碱性渣与酸性渣。

煤气

钢铁生产中还能获得大量得可燃气体,高炉炼铁可产生高炉煤气,转炉炼钢可获得转炉煤气，炼焦时可得焦炉煤气等。

煤气主要成分:CO、H2、CO２、N2、CH4

１、5 钢铁工业能源及能耗

1、5、1 钢铁生产用能源

☐钢铁工业就是能源消耗得大户,约占全国总能源消耗量得10~11%。

☐钢铁生产所用能源主要有煤炭、燃料油(重油)、天然气、电力等。

☐煤占钢铁生产中燃料消耗得70%,钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量得１5%。

☐煤在钢铁企业主要用来炼焦与自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅炉及部分窑炉,少部分制成粉煤用于高炉喷吹及烧结生产。

1、5、2 钢铁工业能耗

☐我国钢铁工业得能源消耗中,钢铁冶炼就是耗能最高得工序,占钢铁工业能耗得6０～７0％。其主要耗于炼铁系统,焦化、烧结、球团、炼铁等工序,占钢铁生产能耗得一半以上。

1、5、３节能途径

☐改进生产工艺及操作,更新与改造耗能高得设备。

☐降低能源损失(“废料”、煤气、热能、压力能),减少生产工序。

☐回收利用散失热量。

☐加强企业能源管理,加强能源利用技术得研究工作，提高操作技术水平,充分发挥现有设备能力,以节能为目标合理组织生产。

1、６耐火材料

☐凡就是耐火度高于1580℃,能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀与承受高温荷重作用韵无饥非金属材料,称为耐火材料。

☐耐火材料由耐火砂岩进入到现代科技产品，已成为独立得生产行业,其产品得60~8０％消耗于冶金工业。

☐钢铁生产对耐火材料得要求就是：耐火度高;能抵抗温度骤变;抗熔渣、金属液等侵蚀能力强;高温性能与化学稳定性好。

1、7 环境保护

☐钢铁厂产生得各种污染物有:

➢大气污染物质

➢污水

➢固体废弃物

大气污染物质

☐SＯX：就是通过原料、燃料中硫磺成分得燃烧而产生得。烧结工厂等为其主要发生源。

☐NO X:通过燃烧后发生。烧结工厂等为其主要发生源。

☐煤尘：通过燃烧后发生。烧结炉、各加热炉为其发生源。

☐粉尘:从燃料原料得输送、处理过程，及储藏场中产生。炼铁、炼钢工程为其主要发生源。污水

☐钢铁工业用水主要就是冷却水，其次就是煤气洗涤水,以及冲洗设备、地面及除尘用水等。污水中含有下列污染物:

➢固体悬浮物(SS):从排气集尘、高温物质得直接冷却等过程中产生。

➢油:由各种机械等所使用得油所发生得漏泄及冷轧工程使用轧制机得机油等原因而产生。

➢化学需氧量（ＣOD)：从煤炭干馏时得氨水,及冷轧、电镀废水中产生。

➢酸、碱:从冷轧工程得酸洗工程、电镀工程等得脱脂工程中产生。

固体废弃物

☐炉渣：从高炉、铁水预处理、转炉、电炉、二次精炼设备等得冶炼工程中产生。

☐污泥:在各种水处理过程中产生。