北京科技大学 钢铁冶金学(炼铁部分)知识点复习
钢铁冶金概论复习资料
钢铁冶金概论期末复习（炼铁部分）1比较说明不同钢铁生产工艺流程铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱S、P、Si等）→钢还原熔化过程氧化精炼过程（炼铁）（炼钢）1.绘制高炉本体内型结构说明各部分名称（画白色部分即可：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、风口、渣口、铁口）高炉五大附属系统名称及作用（1）原料供应系统：保证及时、准确、稳定地将合格原料从贮矿槽送上高炉的炉顶；（2）送风系统：保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和保证足够温度的热风；（3）渣铁处理系统：及时处理高炉排放出的渣铁，保证高炉生产正常运行，获得合格的生铁和炉渣产品；（4）煤气清洗系统：保证回收高炉煤气，使其含尘量降到15mg/m3左右，以便利用；（5）燃料喷吹系统：保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭消耗。
高炉内按物料变化五个区域的划分，并简单了解各部分的变化过程（1）块状区主要特征：焦与炭呈交替分布层状，皆为固体状态主要反应：矿石间接还原，碳酸盐分解（2）软熔区主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大主要反应：矿石的直接还原，渗碳和焦炭的气化反应（3）滴落区主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴主要反应：非铁元素还原，脱碳、渗碳、焦炭的气化反应（4）焦炭回旋区主要特征：焦炭作回旋运动主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应（5）炉缸区主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此主要反应：最终的渣铁反应熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式1有效容积利用系数ημ定义：每立方米高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/m3·d）我国ημ=1.6~2.4（t/m3·d）日本ημ=1.8~2.8（t/m3·d）2焦比定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（kg/t）我国焦比为250~650（kg/t）3煤比定义：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数（kg/t）我国煤比为50~220（kg/t）4燃料比（焦比+煤比）定义：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和（kg/t）我国燃料比为450~700（kg/t）5综合焦比（焦比+煤比×煤焦置换比）6煤焦置换比定义：喷吹1kg煤粉所能替代的焦炭的千克数，一般为0.8左右7焦炭冶炼强度定义：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数（t/m3·d）8综合冶炼强度定义：每立方米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（5）休风率定义：指高炉休风时间占规定作业时间的百分比（6）焦炭负荷指每批炉料中铁矿石的重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平和调节配料四种天然铁矿石的名称和分子式及特点（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4 特点：理论含铁量72.4%，红条痕，较软，易还原。
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题第二章一．思考题1.炼钢的任务;1脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素,同时也是控制性能最主要的元素,一般来用向钢中供养,利于碳氧反应去除;2脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说,硫磷为有害元素,硫则引起钢的热脆,而磷将引起钢的冷脆,因此要求炼钢过程尽量去除;3脱氧：在炼钢中,用氧去除钢中的杂质后,必然残留大量氧,给钢的生产和性能带来危害,必须脱除,减少钢中含氧量叫做脱氧;合金脱氧,真空脱氧4去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮,非金属夹杂物包括氧化物,硫化物以及其他化合物,一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段;5升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行,同时为保证钢水能浇成合格的钢锭,也要求钢水有一定的温度,铁水最温度很低,1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6合金化：为使钢有必要的性能,必须根据钢中要求加适量的合金元素;7浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯,采用作为轧材的原料,同时要求质量良好,一般有模铸和连铸两种方式;的危害原因和控制方式;（1）产生热脆;硫的最大危害2形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在;降低塑性,危害各向同性采用Mn抑制S的热脆,影响深冲性能和疲劳性能,夹杂物的评级,强度S对钢的影响不大3改善切削性能这是硫的唯一有用用途（2）控制措施有两种方法：1提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS量生成量少,提高了钢的热塑性,减少了钢裂纹倾向;2降低S含量：过高的S会产生较多的MnS夹杂,影响钢的性能;控制S的危害的原理,要求值;Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶,在晶界处与S反应生产MnS;Mns的熔点高,在轧制和连铸过程中仍处于固态,因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象;Mn\S:Mn对S的控制力,一般用Mn 和S的质量百分数的比值表示,称为“锰硫比”;一般认为Mn\S>7即可消除热脆,但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹;含量与性能的关系;1产生冷脆2降低抗裂纹性能3影响强度和塑性4改善钢的特殊性能;5.为什么脱氧;1影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞2铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体,气量小时在铸坯中产生气泡3影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO,与FeS形成共晶体4形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行,形成凝固夹杂;6.O和TO的意义和区别;溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧,以O表示;全氧：钢中包括液态和固态所有的氧元素称为全氧,以TO表示;包括溶解氧和夹杂物中的所有氧元素;7.减少气体含量的措施;减少入炉原料带入的气体元素;2控制温度、裸露时间和面积;3改善脱气条件;4真空脱气;5保护浇注;和N的来源;N的来源：铁水,氧气,空气电炉空气电离增N,转炉倒炉时增N,浇注时从空气中增N,合金料,H的来源：氧气,石灰,耐火材料,铁水和废钢;二．名词解释：热脆：钢在某一略高的温度范围内产生断裂的现象;溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧,以O表示;全氧：钢中包括液态和固态所有的氧元素称为全氧,以TO表示;第三章一．思考题1.脱碳反应对炼钢的影响;1降低熔池中的C含量2搅拌熔池,均匀熔池温度和成分3促使形成乳化液和泡沫渣4清除杂质,改善钢水质量5影响熔池温度6导致吹炼过程中的喷溅;2.钢液增碳的热效应;错误!碳溶解是吸热反应;错误!增碳剂由室温升高到钢水温度也要吸热,因此碳量增大,出钢温降较大;3.铁水Si含量对炼钢的影响;过低：1钢水温度低2废钢用量小,产量低3渣量少,脱S、P困难;过高：1渣量大容易喷溅2石灰消耗高3吹损大,金属收得率低4侵蚀炉衬,降低炉龄5铁水成本高;4.脱碳反应的产物;脱碳反应的产物大多数石CO,含少量的CO2;5.脱碳反应的控制环节;气泡生成环节气泡生成过程并不是脱碳反应的控制环节,化学反应环节表现活化性,C和O扩散环节是整个脱碳反应速度的控制环节6.气体溶解的热效应;气体溶解是吸热反应,其溶解度随温度升高而增加;7.常用的三种脱气方式;脱碳气泡真空,改善传质,扩大气液界面,吹氩脱气,真空脱气;8.降低钢中气体含量的措施;1减少入炉原料带入的气体元素;2控制温度、裸露时间和面积;3改善脱气条件;4真空脱气;5保护浇注;9.脱C对脱气的影响方式;1气泡真空：CO气泡对氧气、氮气来说是一个真空室;2改善传质：CO气泡溢出对钢液形成强烈搅拌,改善了N和O的扩散传质;3扩大气液界面,减少了传质距离：钢中大量CO气泡扩大了气液界面;10.脱S,脱P的热力学条件;脱P的热力学条件:高碱度,高氧化铁,大渣量,低熔池温度,脱S的热力学条件: 高碱度,高温,大渣量,低氧化铁11.冶炼低P钢的措施;减少原料含P量,优化脱P工艺,减少回P;12.钢铁脱S的方式;脱硫形式：元素脱硫、碱性氧化物、汽化脱硫和炉渣脱硫; 二．名词解释：碳氧积,过剩氧;碳氧积：在平衡条件下,钢液中的%C和%O的乘积成为碳氧积.过剩氧：与熔池中%C平衡氧含量%O和熔池内实际氧含量O之差称为”过剩氧”.平衡台阶形曲线：整个脱碳过程中脱碳速度变化的曲线;临界碳含量：吹炼过程中脱碳速度开始下降的碳含量;第四章思考题一．名词解释冶炼周期：冶炼一炉钢的时间,或相邻俩炉钢的间隔时间;拉碳：根据操作因素和钢种要求,确定结束吹炼时机,提起氧枪停止吹氧,倒炉,测温,取样化验钢水成分,这个过程为拉碳;补吹：在拉碳后,熔池成分或温度未达到出钢要求,需补充吹氧进行调整;供氧时间：在一炉刚冶炼过程中,纯吹氧所用的时间;装入量：每炉装入铁水和废钢的数量称为装入量;炉龄：从开新炉到停炉的整个炉役期间炼钢的总炉数;即炉衬寿命;炉役：从开新炉到停炉的整个期间;氧气流量：单位时间内向熔池内供氧的量;供氧强度：单位时间内每吨钢液的供氧量;氧压：氧气入口前测定点的氧气压力,也称工作氧压;氧枪高度枪位：氧枪喷头出口端距静止金属液面的高度;冲击深度：氧气射流冲击区的凹坑深度;冲击面积：氧气射流冲击区在熔池表面的面积;硬吹：低枪位或高氧压的吹炼模式;软吹：高枪位或低氧压的吹炼模式;返干：在冶炼中期向乳化液中提供的FeO减少,而乳化液内部的FeO消耗增加,结果导致渣中FeO减少,炉渣内液体部分消失,炉渣重新变得粘稠和干燥,这种现象叫返干;拉碳法：在吹炼终点时,不但熔池的P、S、符合出钢要求,而且熔池中的C加上铁合金带入的C 能够达到钢种要求,不需要再向钢包内加增碳剂增碳,这种操作工艺叫做~增碳法：在冶炼碳含量>%的钢种时,把终点碳吹炼到%左右,然后根据钢种要求,再用增碳剂在钢包内增碳,这种操作工艺叫增碳法;合金收得率：在脱氧合金化中,合金元素被钢水吸收的量占总加入量的百分比; 二思考题1.夹杂物对钢性能的影响和机理;非金属夹杂物对钢性能的影响1危害：错误!降低塑性错误!降低韧性错误!恶化疲劳性能错误!不利于冷加工性能错误!扩大各向异性2作用：易切削钢、细化晶粒、沉淀硬化、促进晶粒取向;机理：夹杂物不溶于钢基体,以独立相存在,从而破坏了钢基体的连续性,造成了钢组织的不均匀和应力集中;2内生夹杂与外来夹杂的特点;外来夹杂物特点1成分复杂2形状不规则3颗粒大,属于大型夹杂4随机存在,分布无规律5含量少;内生夹杂物特点1颗粒细小2分布均匀有规律3含量多4形状与性质有关5位置依形成时间而定;3影响夹杂排除的因素;1脱氧能力2夹杂物尺寸3夹杂物形态4夹杂物性质5钢液温度：温度降低,夹杂物上浮阻力增加6钢液流动7夹杂物吸附4减少夹杂物的措施;1减少和排除脱氧产物2防止钢水二次氧化3减少卷渣4降低耐火材料熔损钢的特点;1冶炼时间短,生产率高2可冶炼钢种多,品种范围广3原料适应性强4基建投资少,建设速度快5生产节奏均衡,有利于与连铸工艺匹配6气体含量少7杂质含量低8成本低;7LD冶炼中FeO的变化规律;1.初期渣中%FeO较高,20~30% 2.中期脱碳加速,渣中FeO消耗增加,含量逐渐降低3.后期C%降低,铁氧化量增加,且脱碳消耗减少,%FeO 增加;8装入量对生产的影响;1过大：反应空间减少,喷溅增加；限制供氧强度；冶炼时间增加；造渣困难；钢水无法出净,影响兑铁安全和溅渣护炉等;2过小：降低产量；损坏炉底：熔池深度小,炉底容易受到氧气射流冲击；影响炉外精炼：LF无法加热等9冲击深度对冶炼的影响;冲击深度过大：1.熔池搅动曾加2.熔池升温速度快3.熔池吸氧程度大脱碳速度高4.渣中FeO含量低,不利于化渣,甚至引起炉渣返干;5.反应速度快,喷溅曾加6.易损坏炉底;冲击深度过小：1.熔池搅动弱2.熔池升温慢3.熔池吸氧减少,脱碳速度慢4.渣中FeO含量高,有利于化渣和脱P;10吹炼模式对炉渣氧化性的影响软吹：氧流与炉渣接触面积大,直接传给炉渣的氧多,炉渣氧化性增强;硬吹：氧直接传给炉渣的氧减少,%FeO减低11LD转炉的主要氧化方式;直接氧化,间接氧化,炉渣氧化12三相乳化液产生动力;氧气射流和CO溢出13氧枪操作方式以及目前使用的主要方式：恒枪变压,变压变枪,恒压变枪目前采用的方式14枪位对冶炼的影响1熔池搅拌;低枪位形成硬吹模式,搅拌力大,枪位低熔池搅拌充分2渣中FeO;低枪位使渣中FeO降低,高枪位使渣中FeO升高3熔池温度：低枪位使熔池温度升高;15FeO在不同时期应达到的水平;前期20%~30%;中期10%~15%16LD对造渣的要求;1快速造渣;2适当的物理性质;3合理的反应性能;4有利于保护炉衬;5避免喷溅等操作事故;6控制终渣氧化性;17萤石和白云石对造渣的作用;白云石用于提高渣中氧化镁的含量促使石灰融化,保护炉衬萤石是最常用的助溶剂,具有很好的化渣能力18生烧石灰对炼钢的危害;1石灰用量大;2化渣时间长;3降低熔池温度,减少废钢用量;4影响冶炼操作;19LD转炉内石灰融化机理;1熔渣受到冷却在石灰表面形成渣壳,其熔化后石灰才开始溶解;2炉渣渗透到石灰内部,与石灰间产生化学反应形成熔渣;3防止和破坏C 2S 致密层,保持石灰继续熔化;20改善石灰融化的措施;1改善石灰质量2适当提高枪位,增加熔渣内FeO3采用适量助溶剂4提高熔池温度5加强熔池搅拌,改善传质和传热条件21FeO 加速石灰融化的原因;1显着降低炉渣粘度,加速熔渣传质;2改善炉渣对石灰的润湿性能,提高炉渣向石灰孔隙中的渗透能力;3FeO 与氧化钙同是立方晶系,并且离子半径小,有利于FeO 向石灰晶格中迁移和扩散;4FeO 能减少C 2S 的生成,同时也能穿透C 2S 层使其疏松,有利于C 2S 溶解;22成渣途径有哪几个；及其优缺点;1钙质成渣途径；优点：炉衬侵蚀小,喷溅可能性小;缺点：前期化渣不利,脱P,S 困难,容易粘枪2铁质成渣途径；优点：脱磷和脱硫效果好,能够实现高拉碳;缺点：容易喷溅,操作困难；高FeO 炉渣容易侵蚀炉衬;3全程化渣；两个途径的折中方法;23常见的造渣方法;单渣法,双渣法,留渣法24留渣法的优缺点;优点：转炉终渣具有较高的R 和FeO,熔点低流动性好,具有大量的物理热错误!提高初期的成渣速度；错误!提高前期的脱S 和脱P 效果；错误!节省石灰用量；错误!提高转炉的热效率；缺点：在兑铁时容易引起大喷事故; 25抑制喷溅的主要途径;抑制泡沫渣的形成是控制喷溅的主要途径26防止喷溅的措施;1控制熔池温度平稳上升;2采用全程化渣工艺;3合理加料工艺,防止炉温产生大的波动,4控制中期枪位适中,避免喷溅和返干;5合理装入制度,减少超装量;6采用合理压渣工艺处理喷溅;低P 铁水内对温度影响最大的影响;低磷铁水中C 含量变化不大,Si 含量和铁水温度是影响的主要因素冷却效果最好的冷却剂;废钢过程温度的控制要求;1满足快速造渣：保证尽快形成成分和性质符合要求的炉渣2顺利脱磷脱硫：在不同时期保证不同的精炼要求3维持温度平稳上升：满足吹炼过程平稳和顺利进行的要求,防止喷溅4保证选择性氧化：如高温脱碳保铬5达到终点温度要求：协调熔池升温和脱碳,准确控制终点;废钢融化机理;1铁水在废钢上凝固2废钢表面的凝固铁熔化3废钢升温和渗碳熔化4废钢熔化终点控制的基本要求;在吹炼结束时,熔池内钢水的化学成分和温度同时满足出钢要求;具体来讲,一般是C,S,PT四个指标同时满足出钢要求;由于S,P去除困难,生产中尽可能在终点钱使其达到目标要求;出钢温度包括哪三个部分;钢种的液相线温度,过程温度,中间包过热温度;出钢温度对生产的影响;1温度过低：不利于浇注,甚至水口冻结回炉2温度过高1加剧炉衬侵蚀,降低炉龄2增加终点氧含量,恶化钢质量3钢铁料和合金消耗增加4降低氧枪和出钢口寿命降低出钢温度的措施;1维护出钢口2钢包烘烤3减少出钢时间4合金料烘烤5改善钢包保温层6减少钢包数量7钢包清洁、无包底8钢包加盖9钢包和中间包液面保温10减少钢水的等待时间拉碳法和增碳法的优点;拉碳法的优点：直接优点石终点碳含量高;拉碳法的缺点：与增碳法有点对立;增碳法的优点：1.操作简单,控制稳定；2.终点命中率高；3.减小冶炼周期,供养强度高,减少拉碳和补吹次数；4.化渣好,脱S,P率高；5.喷溅小：不要求提前化渣；6.废钢用量大：Fe氧化增加热量多;增碳法的缺点：与拉碳法对立拉碳发最常用挡渣的目的;1减少回磷2降低合金料消耗3 稳定脱氧操作和成分4减少对精炼影响5减少夹杂物6增加出钢口寿命7减轻钢包衬侵蚀出钢时间对生产的影响;1时间长：刚水温度降大；冶炼周期长；搅拌力弱；吸气量大2时间短：搅拌不充分；下渣量大；影响合金加入控制影响转炉终点氧含量的措施;终点高拉碳,2增大供氧强度;3采用多孔喷头,4消除和减少补吹次数,5终点前适当降低枪位,6保证炉内一定的镇静时间;终点氧化对生产的影响;1直接影响脱氧元素的收得率2钢水成分的命中率3夹杂物含量4炉衬寿命降低氧含量的措施;错误!终点高拉碳,错误!增大供氧强度;错误!采用多孔喷头,错误!消除和减少补吹次数,错误!终点前适当降低枪位,错误!保证炉内一定的镇静时间; 脱氧的四种方式;1沉淀脱氧2钢渣界面脱氧3渣中脱氧4真空脱氧沉淀脱氧的优缺点;优点：脱氧速度快；缺点：脱氧产物容易滞留在钢液中形成夹杂物;影响合金收得率的因素;1终点氧含量;氧含量高吸收率低;2脱氧能力;脱氧能力高吸收率低;3钢种元素含量：元素含量高吸收率多;4下渣量：下渣量多元素收得率低;5其他脱氧元素：其他脱氧元素高,合金收得率高;6出钢时间：时间长收得率低;7钢流状态：钢流圆滑,吸氧量少,合金收得率高;钢包底吹Ar的作用;均匀成分、均匀温度、夹杂上浮、精炼中加快传质;复吹转炉的优点和冶金特点;复吹冶金特点：错误!由于增加底部供气,与LD相比,加强熔池搅拌,是熔池更加均匀;错误!熔池搅拌增强,改善了钢——渣反映条件使其更接近平衡,过氧化现象降低;错误!底吹惰性气体,使气泡中CO的分压低,有利于脱碳反映;错误!通过改变顶枪位置和底吹炼制度,可以控制化渣,有利于充分发挥炉渣的作用;错误!采用复吹方法,使熔池富余热量减少,降低了废钢比喷吹燃料和炉气燃料除外;复吹冶金优点：错误!吹炼平稳,喷溅减少,金属收得率高；错误!降低夹杂提高质量.延长炉龄；错误!合金收得率高；错误!脱磷能力强,石灰消耗降低；极限终点碳降低,有利于炼超低C钢；错误!提高生产率底吹供应的种类;Ar、 N2、 CO2、 O2和空气;。
钢铁冶金学炼钢部分总结(知识点)
1、钢和生铁的区别？答：C<2.11%的Fe-C合金为钢；C>1.2%的钢很少实用；还含Si、Mn等合金元素及杂质。
生铁硬而脆，冷热加工性能差，必须经再次冶炼才能得到良好的金属特性；钢的韧性、塑性均优于生铁，硬度小于生铁长流程：以铁矿石为原料，煤炭为能源-高炉-铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢短流程：以废钢为原料，电为能源-电炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢2、炼钢的基本任务？答：钢铁冶金的任务是由生产过程碳、氧位变化决定的。
炼钢的基本任务分为脱碳，脱磷，脱硫，脱氧，脱氮、氢等，去除非金属夹杂物，合金化，升温（1200°C→1700°C），凝固成型，废钢、炉渣返回利用，回收煤气、蒸汽等。
高炉——分离脉石，还原铁矿石铁水预处理——脱S,Si,P转炉——脱碳，升温炉外精炼——去杂质，合金化3、钢中合金元素的作用？答：C：控制钢材强度、硬度的重要元素，每1％[C]可增加抗拉强度约980MPa；Si：增大强度、硬度的元素，每1％[Si]可增加抗拉强度约98MPa；Mn：增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等；Al：细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构；Nb：细化钢材组织，增加强度、韧性等；V：细化钢材组织，增加强度、韧性等；Cr：增加强度、硬度、耐腐蚀性能。
4、钢中非金属夹杂物来源？答：5、主要炼钢工艺流程？答：炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。
主要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
与电炉相比，氧气顶吹转炉炼钢生产率高，对铁水成分适应性强，废钢使用量高，可生产低S、低P、低N的杂质钢，可生产几乎所有主要钢品种。
顶底复吹工艺过氧化程度低，熔池搅拌好，金属-渣反应快，控制灵活，成渣快。
现代炼钢流程：炼铁，炼钢（铁水预处理、炼钢、炉外精炼），连铸，轧钢，主要产品。
6、铁的氧化和熔池的基本传氧方式？答：火点区：氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。
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。
钢铁冶金复习资料
钢铁冶金第一章1.高炉炼铁生产工艺流程炉料（铁矿石 溶剂 焦炭）通过上料机装入炉内，空气通过鼓风机和热风炉生成热风鼓入炉内，喷吹燃料罐将燃料装入炉内，它们在高炉内反应生成炉渣 生铁和煤气；炉渣分为水渣（建筑材料）和渣棉（绝热材料）；生铁分为铸造生铁 炼钢生铁和特殊生铁；煤气通过除尘产生净煤气加入热风炉或者其他用途。
2.高炉炼铁有哪些技术经济指标（1）有效容积利用系数uu V p=η其中P 为生铁日产量，u V 为高炉有效容积 （2）焦比；PQ K = Q 为焦炭日消耗量 1）燃料比）（重油煤粉焦炭燃 +++=K K K K2）综合焦比干综K K K +=(3)冶炼强度u V QI =由此得出K I u =η（4）焦炭负荷 （5）生铁合格率 （6）休风率 (7)生铁成本 （8）炉龄3.高炉区域划分从上到下依次是块状带，软熔带，滴落带，燃烧带，渣铁盛聚带。
第二章1.高炉常用的铁矿石有哪几种？各有何特点？赤铁矿：红矿，主要成分为三氧化二铁，硫磷含量低，质软，易碎，易还原磁铁矿：黑色，有磁性，四氧化三铁，硫磷含量高，致密，坚硬，难还原褐铁矿：含水氧化铁，褐色，磷含量高，质软疏松，易还原菱铁矿：碳酸铁矿石，灰色 浅黄色，褐色，碳酸亚铁，易破碎，焙烧后易还原2.评价铁矿石质量的标准有哪些？A 成分：矿石品位 脉石成分 有害杂质和有益元素的含量B 粒度和强度C 还原性D 化学成分稳定性3.烧结和球团有哪些区别？（1）球团矿更始于处理细精矿粉。
粒度越细，成球性越好，球团强度越高（2）成品矿的形状不同。
球团矿较烧结矿粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度高，且易于贮存，有利于强化高炉生产。
（3）适用于球团法处理的原料来源较宽，产品种类多。
（4）固结成块的机理不同。
烧结矿是靠液相固结的，混合料中必须有燃料;而球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的，混合料中不加燃料（5）生产工艺不同。
烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成球不完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。
钢铁冶金学知识点总结
钢铁冶金学知识点总结一、钢铁冶金学概述钢铁是一种重要的金属材料，广泛用于建筑、机械、汽车、电子、航空航天等行业，对于国民经济的发展起着至关重要的作用。
钢铁冶金学是研究如何通过冶炼和加工原料来生产各种类型钢铁的学科。
本文将系统地介绍钢铁冶金学的相关知识，涉及原料、冶炼工艺、合金设计、热处理等内容。
二、原料1. 铁矿石铁矿石是钢铁冶金的原料，常见的有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等，其中以赤铁矿和磁铁矿为主要产状。
从原料稀缺角度来看，赤铁矿资源相对较丰富，但使用赤铁矿需要高温还原，而且其资源储量日益减少。
而磁铁矿则容易熔化，且熔点低，深受炼铁企业的喜爱。
2. 焦炭和燃料焦炭是冶金煤炭经高温干馏后得到的一种多孔性炭质燃料，是高炉炼铁的原料之一。
燃料也是冶金中常用的燃烧材料，其中包括煤、焦炭、天然气等。
3. 废金属资源钢铁冶金中还需要利用废钢、废铁等废弃金属资源进行熔炼，以提高资源利用率，降低能源消耗。
三、冶炼工艺1. 高炉冶炼高炉是一种用于生产铁水、生铁或合金铁的设备。
高炉内的冶炼过程较为复杂，主要包括炉料下料→还原→熔融→炉渣→收得铁水等步骤。
2. 炼钢炉冶炼炼钢炉冶炼采用的设备主要有转炉炼钢炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢炉和底吹熔融锅炉等，是将生铁或铸铁通过熔化、脱碳、脱磷、分别半湿废气、装料等工艺，生产出合格钢的过程。
4. 电炉冶炼电炉冶炼是利用电能将废钢、废铁、生铁等熔化成合格的熔铁或合金。
其主要特点是能耗低、操作简便、保护环境等。
四、合金设计1. 合金元素合金元素是各种金属或非金属元素的混合物。
在钢材中，合金元素可以显著改变钢的组织和性能。
主要的合金元素有碳(C)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)等。
2. 合金设计合金设计即根据钢材的使用要求和生产条件，选取合适的合金元素和比例，调整钢的成分和组织结构，以获得理想的性能和工艺性。
3. 合金设计的原则合金设计应根据具体用途确定设计要求。
完整版北京科技大学钢铁冶金学炼铁部分知识点复习
完整版北京科技大学钢铁冶金学炼铁部分知识点复习第一章概论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，而且很多技术冋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A12O3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。
北京科技大学钢铁冶金学（炼铁部分）知识点复习
炼铁知识点复习第一章概论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。
冶金炼铁学重点
高炉有效容积利用系数：每m3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/m3.d）焦比：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（Kg/T）CO煤气利用率：煤气中CO2体积与co和co2体积总和的比值ηCO = CO2 ⁄ (CO+CO2)，表明煤气利用程度的好坏。
管道行程：高炉中各种炉料的粒度和密度各不相同且分布不均匀，在炉内局部出现气流超过临界速度的状态，气流会穿过料层形成局部通道而逸走，压差下降，在高炉中形成管道行程。
COREX炼铁工艺：CO REX炼铁工艺：典型的二步法熔融还原炼铁工艺，由奥钢联（V AI）于70年代末合作开发，其目的是以煤为燃料，由铁矿石直接生产液态生铁。
由预还原竖炉和熔融气化炉组成。
高炉渣溶化性温度：炉渣可自由流动的最低温度。
高炉的硫负荷：冶炼每吨生铁炉料带入硫的千克数称为硫负荷。
高炉冶炼强度是高炉冶炼过程强化的程度，以每昼夜（d）燃烧的干焦量来衡量：冶炼强度(I)=干焦耗用量/有效容积×实际工作日[t/(m3·d)]高炉渣熔化温度：炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
燃烧强度：每昼夜、每平方米炉缸截面积上每昼夜燃烧的干焦量。
水当量：单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃时所吸收或放出的热量。
提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明其原因。
答：（1）风口前燃烧碳量减少，风温提高，焦比下降；（2）高炉内温度场发生变化：炉缸温度升高，炉身上部、炉顶温度下降，中温区（900～1000℃）扩大，由于每升高100℃风温，风口理论燃烧温度上升60～80℃，风口前燃烧碳减少，煤气量降低，导致炉身上部温度降低；（3）直接还原度略有升高，生成的CO减少，炉身温度降低；（4）炉内压损增大，焦比下降，炉内透气性变差，高炉下部温度升高，煤气流速度增大，同时SiO的挥发增加，堵塞料柱孔隙；（5）有效热消耗减少，焦比降低，渣量减少，S负荷降低，脱硫耗热减少；（6）改善生铁质量，焦比降低，S负荷降低，炉缸热量充沛，易得到低S生铁；炉温升高，可控制Si的下限，生产低Si铁。
北京科技大学炼钢考试资料
1、工业中常用的铁水脱硫剂有哪些？〔答错1个扣1分〕答：CaC2，Mg，CaO，Na2O2、有利于脱磷反响的工艺条件？〔答错1个扣1分〕答：有利于脱磷反响的工艺条件主要为：1)进步炉渣碱度，2)增加炉渣氧化铁含量，3)增加渣量，4) 降低冶炼温度。
3、常用的脱氧方法有哪些？答：沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧〔1×3分〕4、电炉炼钢为什么要造泡沫渣，如何造好泡沫渣？×3点＝1.5分，答3个算对〕1. 采用长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率，进步功率因数及热效率；2. 降低电炉冶炼电耗，缩短了冶炼时间；3. 减少了电弧热辐射对炉壁及炉盖的热损失；4. 泡沫渣有利于炉内化学反响，特别有利于脱P、C及去气〔N、H〕×3点＝1.5分，答3个算对〕1)适宜〔加大〕吹氧量。
2)保证熔池有一定含碳量。
有一定的粘度、外表张力。
3) 适宜的FeO、碱度。
4) 适宜熔池温度及适宜的渣量。
5、铁水“三脱〞预处理工艺？〔1×3分〕铁水“三脱〞预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进展的处理。
普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。
6、钢中非金属夹杂物的主要危害？答：铸坯缺陷：外表夹渣；裂纹；〔1分〕钢材缺陷：热轧钢板(夹渣、翘皮、分层、超声波检查不合等〕；冷轧钢板(裂纹、灰白线带、起皮、鼓包等〕；〔1分〕钢材性能：加工性能(冲压、拉丝、各向异性等〕；机械性能(延性、韧性、抗疲劳破坏性能等〕；耐腐蚀性能、焊接性能、抗HIC性能等。
〔1分〕7、炼钢炉渣有哪些主要作用？〔1×3分〕答：炼钢炉渣的主要作用包括：〔1〕脱除磷、硫，〔2〕向金属熔池传氧，〔3〕减少炉衬侵蚀等。
8、什么是转炉的静态模型控制？〔答3个算全对，1×3〕〔1〕静态控制是动态控制的根底，依靠物料平衡和热量平衡；〔2〕先确定出终点的目的成份和温度及出钢量，并选择适当的操作条件，进展装入量的计算；〔3〕确定物料收支和热收支的关系输入计算机；〔4〕可计算需要的氧气量，从所需的氧量可计算出所需要的冶炼时间。
冶金学钢铁部分重点(部分)
第1章现代高炉炼铁工艺习题一、名词解释1、有效容积利用系数？每昼夜每立方米高炉生产的生铁量，P/t.d。
2、焦比？生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。
3、燃料比？每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。
K燃＝(焦炭+煤粉+重油+…)。
4、综合焦比？喷吹燃料按对置换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用的焦炭量(焦比K)之和称为综合焦比(K综)。
5、矿石焙烧？焙烧是在适当的气氛中，使铁矿石加热到低于其熔点的温度，在固态下发生的物理化学过程。
6、主要的焙烧方法？焙烧的方法有：氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧。
7、选矿？选矿是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的过程。
8、精选铁矿石的主要选矿方法？（1）重选；（2）磁选；（3）浮选。
9、焦炭负荷？每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，10、高炉一代寿命（炉龄）？（1）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）每m3炉容在一代炉龄期内的累计产铁量。
三、简答题1、高炉炼铁生产流程及附属系统？答：高炉炼铁生产除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。
2、高炉内型及有效容积？答：高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，五部分容积总和为高炉的有效容积。
3、根据物料存在形态的不同，高炉分为几个区域？答：可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣铁聚集区。
4、生铁的种类？答：生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁、铁合金三种。
5、天然铁矿石的分类？答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。
6、褐铁矿的化学成分及含铁量？答：褐铁矿的化学成分是nFe2O3·mH2O，含铁量55～66%。
7、铁矿石的焙烧主要有几种方法？答：铁矿石的焙烧主要有氧化焙烧和还原焙烧。
8、焦炭在高炉冶炼过程中具有的作用？答：焦炭在高炉冶炼过程中具有(1)燃料，燃烧后发热，产生冶炼所需热量。
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。
钢铁冶金学炼钢部分总结知识点
答：有利于脱磷的工艺条件:降低温度；提高炉渣碱度；增加炉渣氧化铁活度；增加渣量;增加[P］活度系数。
炉渣的重要性:通过造碱性炉渣能够降低P2Ｏ５的活度系数，同时,碱度CaO/ＳiO2越高，磷分配比越大，有利于脱磷;渣量增大有利于脱磷。
回磷的原因:吹炼中期炉渣“反干”，炉渣FｅxO含量减少（炼钢过程)；出钢带渣量多，炉渣碱度降低,[O]含氧量降低（脱氧过程)。
高炉——分离脉石，还原铁矿石铁水预处理——脱S,Si,P
转炉——脱碳,升温炉外精炼——去杂质,合金化
3、钢中合金元素的作用？
答:C:控制钢材强度、硬度的重要元素,每1%[C]可增加抗拉强度约980MPa；Si：增大强度、硬度的元素，每1％[Si]可增加抗拉强度约98MＰa；Mn：增加淬透性,提高韧性，降低S的危害等；Aｌ:细化钢材组织,控制冷轧钢板退火织构;Nb：细化钢材组织,增加强度、韧性等；V:细化钢材组织,增加强度、韧性等;Cｒ：增加强度、硬度、耐腐蚀性能。
乳化:在氧流强冲击和熔池沸腾作用下,部分金属微小液滴弥散在熔渣中；乳化的程度和熔渣粘度、表面张力等性质有关。乳化可极大增加渣－铁接触面积,因而可加快渣－铁间反应。
杂质的氧化方式：直接氧化:气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。
间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，待生成FexO以后再同其他杂质进行反应。
氧气转炉炼钢以间接氧化为主：氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中；氧流直接作用区附近温度高,Si和Mn对氧的亲和力减弱；从反应动力学角度来看,C向氧气泡表面传质的速度比反应速度慢，在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子,所以首先应当同Ｆe结合成FeO。
有利于脱硫的因素：
硫容量:
炉渣的作用:FexO过高不利于脱硫，碱性还原渣有利于脱硫,增大渣量有利于脱硫。
炼铁基础知识点总结
炼铁基础知识点总结
炼铁的基本流程可以分为矿石选矿、烧结、炼铁和精炼四个阶段。
首先，通过选矿厂将矿石中的杂质和有用的矿石分离出来；然后，采用烧结工艺将矿石进行烧结，使其成为适合高炉使用的团矿；接着，在高炉中进行还原反应，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁；最后，对冶炼后得到的生铁进行精炼，去除杂质，制成合格产品。
具体来说，炼铁的主要过程包括矿石的破碎、除尘、选矿、热风炉煤气的预处理、烧结、高炉冶炼等。
在这些过程中，需要用到很多设备和材料，例如高炉炉料、石灰石、焦炭、风口、鼓风机、炉渣、渣铁、矿尘等。
炼铁工艺的发展经历了漫长的历史，现代炼铁工艺已经非常成熟，可以达到高效、低能耗和环保的要求。
随着科技的发展和材料的进步，炼铁工艺将不断地得到改进和完善。
总的来说，炼铁是冶金工业中的一个重要环节，其工艺水平将直接影响到冶金产品的质量和产量。
因此，炼铁工艺的研究和应用是冶金领域的一个重要课题，对于提高工业生产效率，节约能源，减少污染具有重要的意义。
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。
钢铁冶金复习资料1
钢铁冶金期末复习小结第一章 绪论1：冶金方法：火法冶金，湿法冶金，电冶金。
2：新一代钢铁材料主要特征：超精细；高洁净度；高均匀性。
3：生铁与钢的区别：含碳量，含碳量高于2%的为生铁；含碳量低于2%的为钢。
4：高炉冶炼的主要产品是生铁，副产品为炉渣和高炉煤气。
第二章 高炉炼铁原料2：高炉冶炼用的原料主要有铁矿石，燃料，溶剂。
3：天然铁矿石分为：磁铁矿，赤铁矿，褐铁矿，菱铁矿。
4：磁铁矿（43O Fe ）：S,P 高，坚硬，致密，难还原。
颜色为灰色或黑色。
赤铁矿（32O Fe ）,S,P 低，较软，易碎，易还原。
色泽为赤褐色到暗红色。
褐铁矿（O H O Fe 23232∙），S 低，P 高低不等，疏松，易还原，带黄条横。
菱铁矿（3FeCO ）,S 低P 高,易破碎，焙烧后易还原，颜色为灰色带黄褐色。
5：铁矿石质量评价：①含铁品味（高）；②脉石成分（脉石少，且脉石分布均匀）；③杂质元素（有害元素少，有益元素多）；④还原性；⑤矿石高温性能。
7：铁矿石的准备处理：①破碎筛分②混匀③焙烧④选矿。
8：精选铁矿石的方法：①重选②磁选③浮选。
9：高炉溶剂的作用：①降低熔点②脱硫。
10：溶剂的种类：①碱性溶剂：常用碱性溶剂有：石灰石，白云石；②酸性溶剂：常用酸性溶剂有石灰石；③中性溶剂：也称高铝质溶剂。
11：对碱性溶剂的质量要求：①碱性氧化物)(MgO CaO +ω含量高，酸性氧化物)(322O Al SiO +ω越少越好，否则冶炼单位生铁的溶剂消耗量增加，渣量增大，焦比升高；②有害杂质硫，磷含量少；③要有较高的机械强度，粒度要均匀，大小适中。
12：高炉燃料————焦炭。
13：以高炉喷煤代替焦炭做还原剂和提供热量，其意义在于：降低成本。
14：喷吹燃料还可以是：甲烷，天然气，石油气，重油，柴油，焦油。
15：烧结过程概述：①烧结矿层：厚度为40-50mm ；②燃烧层：燃烧温度可达1100！1500度，厚度为15-50mm ； ③预热层和干燥层：厚度为20-40mm ；④过湿层（冷料层）16：烧结过程主要化学反应：①燃料燃烧反应,燃料主要是焦粉或无烟煤粉，主要反应为22CO O C =+②分解反应：23CO CaO CaCO +=（750度以上）23CO MgO MgCO +=（720度）； ③还原与再氧化反应：232225.52SO O Fe O FeS +=+ 232225.32SO O Fe O FeS +=+. 17:烧结矿强度和粒度：烧结矿强度好，粒度均匀；%10020-20⨯=A 烧结矿的转鼓指数（A 为试样中小于5mm 部分的质量，kg ）。
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炼铁知识点复习第一章概论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。
⑦粒度分布合适。
太大，对还原不利；太小，对顺行不利。
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。
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+CO2=2CO）、固定C高等。
6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。
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。
η：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量答：1、有效容积利用系数u(T/M 3.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))()()()(t kg 产量折算合格生铁干焦耗用量入炉焦比折算= )()()()(t kg 产量折算合格生铁综合干焦耗用量综合焦比折算=6、煤焦置换比：喷吹1kg 煤粉所能替代的焦炭的kg 数。
一般为0.8～1.0(不包括褐煤)。
7、焦炭冶炼强度：每M 3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/ M 3.d)。
通常为0.8～1.0t/M 3.d 。
8、综合冶炼强度：每M 3高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数(t/M 3.d)。
一般为0.9～1.15t/M 3.d 。
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M 3炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数(t/ M 3.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29310 kJ(7000千卡)。
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SiO 2、Al 2O3、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。
3、铁矿石的分类：赤铁矿(Fe 2O 3)，理论含Fe70％，红条痕，较软，易还原；铁矿(Fe 3O 4)，理论含Fe72.4％，黑条痕，较硬，难还原；褐铁矿(xFe 2O 3.yH 2O)，黄褐条痕，疏松多孔，易还原；菱铁矿(FeCO 3)，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：Fe 3O 432e O F →，结晶构造不变，保持磁铁矿特征。
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。
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)。
3、简述烧结矿的固结机理，何种液相利于烧结矿质量的提高？答：固结机理：烧结物料中主要矿物是高熔点的，当被加热到一定温度时，各组分间有了固相反应，生成新的能与原组分形成具有低共熔点的化合物，使得它们在较低的温度下生成液相，开始熔融。
熔融的液态物质冷却时成为那些尚未溶入液相的颗粒的坚固的连接桥，从而实现固结。
粘结相由铁酸钙组成。
可使烧结矿的强度和还原性同时得到提高。
这是因为：①铁酸钙(CF)自身的强度和还原性都很好;②铁酸钙是固相反应的最初产物，熔点低，生成速度快，超过正硅酸钙的生成速度，能使烧结矿中的游离CaO和正硅酸钙减少，提高烧结矿的强度;③由于铁酸钙能在较低温度下通过固相反应生成，减少Fe2O3和Fe3O4的分解和还原，从而抑制铁橄榄石的形成；改善烧结矿的还原性。
4、改善烧结料层透气性的对策如何？5、试述烧结生产中“自动蓄热现象”扬长避短的技术对策。
答：扬长：厚料层烧结技术正是基于自动蓄热技术的，为降低固体燃料提供了可能，也为低温烧结技术创造了有利条件。
同时对改善烧结矿质量亦有好处。
避短：自动蓄热现象导致烧结料层上下热量不均匀，上部热量不足，下部过剩。
所以应该控制燃料在料层高度上的分布，以降低燃料消耗，节约能量。
6、试述低温烧结理论的要点。
答：高碱度下生成的钙的铁酸盐——铁酸钙，不仅还原性好，而且强度也高。
铁酸钙主要是由Fe2O3和CaO组成。
烧结温度超过1300℃后，Fe2O3易发生热分解，形成Fe3O4和FeO，而Fe3O4是不能与CaO结合的。
相反，FeO的出现会导致2FeO•SiO2，CaO•FeO•SiO2的生成，从而恶化还原性。
不同形态的铁酸钙组成的烧结矿，其质量是不同的；而烧结温度对铁酸钙的形态影响显著。
为了生成铁酸钙矿物，需要实现低温烧结工艺。
7、归纳影响烧结矿强度的因素。
8、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。
9、简述铁精矿粉的成球机理，并讨论其影响因素。
答：铁精粉粒度小，表面能大，存在着以降低表面张力来降低表面能的倾向，易发生吸附现象。
含铁粉料多为氧化矿物，易吸附水。
其中部分水在微细空隙中产生凹液面，具有将细粒了挤向水滴而凝聚的作用。
即毛细水对成球过程的主导作用。
加水润湿的同时，机械滚动作用使靠水润湿产生的母球被挤压，毛细结构变化，挤出毛细水，过湿表面又吸附分矿使母球长大。
形成母球。
母球是造球的核心，靠加水润湿产生母球长大(机械力＋润湿作用)。
滚动中压紧→毛细结构变化→挤出毛细水→过湿表面又粘附粉矿→母球长大生球压实(机械力作用)。
使矿粉颗粒以最紧密方式排列，最大限度发挥水的分子引力、毛细管力以及物料的摩擦阻力，使生球强度大大提高。
10、简述氧化球团矿的焙烧固结机理。
答：1）Fe2O3的微晶键连接：磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～300℃就开始氧化形成Fe2O3微晶。
由于新生的Fe2O3微晶中原子迁移能力较强，在各个颗粒的接触面上长大成“连接桥”（又称Fe2O3微晶键），使颗粒互相连接起来。
在900℃以下焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。
但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这种形式连接起来的球团矿强度是不够。
2）Fe2O3的再结晶：当磁铁矿生球在氧化性气氛下继续加热到1000～1300℃时，磁铁矿可全部转变成赤铁矿，而由磁铁矿氧化形成的Fe2O3微晶开始再结晶，使一个个相互隔开的微晶长大成连成一片的赤铁矿晶体，使球团矿具有很高的氧化度和强度。
3)在缺乏氧气的地方温度达到一定水平时，磁铁矿颗粒也能够通过扩散产生Fe3O4晶键连接，然后再更高温度下，发生Fe3O4的再结晶和晶粒长大，使磁铁矿颗粒结合成一个整体。
4）液相粘结：两颗矿粒被液相粘结起来，如果生产酸性球团矿，在氧化气氛中，可能产生的液相为低熔点的脉石矿物或添加剂藻土等。
在中性或弱还原性气氛中焙烧，则磁铁矿与脉石中的二氧化硅反应，产生2FeO.SiO2液相。
注：1、烧结矿—加入CaO，还原性；球团矿—加入MgO，软熔性能。
2、散粒物料聚结现象是颗粒间相互联结力与相互排斥力作用的结果，结合力＝联结力－排斥力(重力)。
3、烧结过程矿层分布：烧结矿层—上冷下热，约40～50 mm为脆性层(T低、急冷)，冷烧结矿层和热烧结矿层；燃烧层—即烧结层，厚度约为15～50mm，温度为1100～1400℃，主要反应为燃烧反应；预热层—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；冷料层—即过湿层，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；垫底料层—为保护烧结机炉篦子不因燃烧带下移而烧坏。