钢铁冶金工艺流程论文
炼钢的生产流程及原理
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级论文题目:炼钢的生产流程及原理专业班级姓名学号指导教师日期炼钢的生产流程及原理摘要本文概述了炼钢生产的现状及发展趋势,介绍了炼钢生产的流程、原理及现代炼钢方法。
炼钢生产之初的造渣对钢的冶炼起到决定性作用,而碳、磷、硫、氧等成分的含量对钢的冶炼起着关键性作用,除此之外,钢中所含的气体和夹杂物对钢的质量也有影响。
本文就造渣过程及脱碳、脱磷、脱硫、脱氧过程进行了详细的阐述。
总之,炼钢的生产过程可归纳为:“四脱”(脱碳、脱磷、脱硫、脱氧),“二去”(去气和去夹杂)“二调整”(调整成分和温度)。
关键词:目录摘要第一章引言 (1)第二章现代炼钢方法简介 (3)2.1 氧气转炉炼钢 (3)2.1.1 氧气顶吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.2 氧气底吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.3 复合炼钢法特点 (4)2.2电弧炉炼钢 (4)第三章炼钢的生产流程及原理 (6)3.1炼钢的基本任务 (6)3.2 炼钢原材料的来源 (7)3.3 装料 (7)3.4 炼钢炉渣 (7)3.4.1 造渣 (8)3.4.2 炼钢炉渣的作用 (10)3.4.3 炼钢炉渣的来源 (11)3.4.4 炼钢炉渣的分类与组成 (11)3.4.5 炼钢炉渣的主要性质 (11)3.5 炼钢过程的基本反应 (13)3.5.1 碳的氧化 (13)3.5.2 硅的氧化和还原 (14)3.5.3 锰的氧化和还原 (15)3.5.4 脱磷反应 (15)3.5.5 脱硫反应 (17)3.5.6 脱氧 (18)3.6 去除钢中的气体 (21)3.7降低钢中的非金属夹杂物 (22)3.8 出钢 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章引言(三号黑体)我国有丰富的铁矿石、有色金属、煤炭和水力资源等,是发展钢铁工业的基本条件。
我国是世界上钢铁冶金起源最早的国家之一,早在春秋战国时代(公元前8世纪~5世纪)就出现了生铁冶炼,制造出了很锋利的宝剑和其他用具,在历史上有着极其辉煌的成就。
钢铁冶金工艺流程论文
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《冶金工程概论》课程考核(课程论文)题目:钢铁冶金工艺流程钢铁冶金工艺流程摘要:近年来虽然我国的钢铁工业取得了长足的发展,但钢铁技术装备制造水平不高,尤其是对钢铁工业中具有标志性意义、高附加值的核心装备:如连轧成套设备、连铸连轧成套设备、大口径无缝管设备、100吨以上超高功率电炉等装备及技术仍以引进为主。
国内钢铁装备制造以结构和质量档次较低的初级产品为主,缺乏核心技术,使我国钢铁装备制造在整个钢铁装备制造价值链中仍处于加工组装的位置,只能获得较低的利润,而钢铁强国则以高技术含量、高附加值技术装备制造技术为主,利用发展中国家工业化阶段,获取大量利润。
关键字:钢铁的生产流程;炼铁原料;高炉冶金Steel metallurgical process flowAbstract: in recent years, although the steel industry in China has achieved great development, but steel technology equipment manufacturing level is not high, especially in steel industry in a landmark significance and high added value of the core equipment: such as rolling equipment, slab continuous casting and rolling equipment, large diameter seamless tube equipment, 100 tons of equipment and high power electric furnace and the introduction of technology is still primarily. Domestic steel equipment manufacturing to structure and low quality and grade of primary products, lack of core technology, and to make our country steel equipment manufacturing in the whole steel equipment manufacturing in the value chain of the position of the assembly is still in the processing, can only get lower profits, and steel power is to high tech content, high added value technology equipment manufacturing technology is given priority to, use of developing country industrialization stage, and gain a profit.引言:研究创新、核心技术竞争力、产业化、产业链、产业集群等理论的基础上,分析了当前我国钢铁装备产业化的主要目标和核心技术,在此基础上总结钢铁装备制造产业的演化路径和产业化主要影响因素,就如何把握钢铁装备制造良好的发展机遇,如何合理的进行技术创新, 在关注钢铁企业的研发动态的同时,合理规划企业经营管理方式,形成拥有自主知识产权的科研成果,打造我国钢铁装备品牌,制定适合钢铁装备制造发展的政策体系。
钢铁冶金小论文
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论中国钢铁冶金技术发展史姓名:杨帅班级:姓名:杨帅班级:1010级建筑工程技术一班级建筑工程技术一班 系部:材料与工程系系部:材料与工程系我虽然不是钢铁冶金专业的学生,但是通过选修本课程,不仅使我自己加深了对钢铁冶金技术的了解,在一定程度上弥补了我对钢铁冶金认识的空白,同时,使我对中国钢铁冶金技术发展史有了更具体的了解与认识。
冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物,并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。
冶金工业的发展是伴随人类活动而一步步发展起来的,可归结为:石器→青铜器→铁器→工业化石器→青铜器→铁器→工业化((钢铁) →信息社会信息社会((多种新材料多种新材料) )中国作为世界文明古国,钢铁的发展要远早于其他国家。
中国古代炼钢方法可分为两类。
一是以块炼铁为原料,采用渗碳技术使其成钢。
二是以生铁为原料,采取脱碳技术使其成钢。
钢。
二是以生铁为原料,采取脱碳技术使其成钢。
早期出现的大量钢制品主要是用第一种方法炼成,就是把块炼铁直接放在炽热的木炭上加热,渗碳木炭上加热,渗碳((在高温下活性碳原子渗入铁的表面在高温下活性碳原子渗入铁的表面 , , ,使含碳量增加使含碳量增加使含碳量增加 ) ) ),再经,再经反复锻打而成。
反复加热煅打的次数越多,钢件越硬,由十次,三十次,五十次增至近百次从而得到所谓的“百炼钢”。
这就是百炼成钢工艺的起源。
多次反复锻打可排除钢中夹杂物(铁矿石中的脉石成分)多次反复锻打可排除钢中夹杂物(铁矿石中的脉石成分),减少残留夹杂物的尺寸的尺寸 ,从而使其成分趋于均匀,组织趋于致密,细化晶粒,改善钢的性能。
古代人们虽然不知道为什么打的次数越多,古代人们虽然不知道为什么打的次数越多,钢件越硬,钢件越硬,但是这种锤炼技术却一直延续下来了。
延续下来了。
在掌握冶炼块炼铁后不久,又学会了生铁冶铸,是把炼炉加高,强化地鼓风,使竖炉里的氧化还原反应更充分,使竖炉里的氧化还原反应更充分,炼炉的温度也有相应的提高。
钢铁行业冶金工艺流程资料
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钢铁行业冶金工艺流程资料钢铁行业是现代工业经济中不可或缺的基础产业之一,而冶金工艺流程则是钢铁生产过程中不可或缺的核心环节。
本文将全面介绍钢铁行业冶金工艺流程的相关资料,以帮助读者更好地了解这一领域。
一、炼铁工艺流程炼铁是从矿石中提取铁的过程,其主要工艺流程包括矿石炼制、高炉冶炼和铁水处理。
首先,矿石炼制阶段主要涉及矿石的破碎、磨矿、矿浆制备等工序,以提高矿石的可操作性。
接着,高炉冶炼是将矿石还原为铁的过程,其中包括熔融反应、还原反应和炉渣形成等环节。
最后,在铁水处理阶段,对冶炼得到的高炉炉渣进行处理,并进行铁水调质和净化,以满足下游钢铁生产的要求。
二、炼钢工艺流程炼钢是将冶炼得到的铁水进一步加工,以提高钢的质量和性能。
一般而言,炼钢包括转炉炼钢、电弧炉炼钢和炉外精炼等工艺流程。
转炉炼钢是最常见的炼钢方法之一,其主要过程包括铁水脱硫、脱磷、调质和合金化。
电弧炉炼钢则使用电弧加热对铁水进行冶炼,具有操作灵活、适应性强等优点。
炉外精炼是在炼钢过程中对钢液进行进一步调质,通过真空、氩气等对炉内环境进行调整,以去除杂质和气体。
三、钢铁生产设备和技术钢铁行业的冶金工艺离不开相关的生产设备和技术。
其中,高炉、转炉、电弧炉等是钢铁行业常用的冶炼设备。
高炉是将矿石还原为铁的主要设备,其结构包括炉壳、炉缸、风口、排烟口等。
转炉和电弧炉则是炼钢的主要设备,其结构包括炉体、电极、底吹氧气装置等。
此外,钢铁行业还应用了一些先进的技术,如连铸技术、脱硫技术、脱磷技术等,以提高生产效率和产品质量。
四、钢铁行业的环境保护措施钢铁行业作为传统的重工业部门,其生产活动会对环境造成一定的影响。
为了减少对环境的负面影响,钢铁企业积极采取了一系列的环保措施。
例如,在炼制过程中,利用先进的排放治理设施和技术手段,控制废气、废水和固体废弃物的排放。
此外,钢铁企业还注重资源利用和能源消耗的优化,推广循环经济理念,提高工业绿色化水平。
五、钢铁行业发展趋势与前景随着经济的不断发展和工业结构的升级,钢铁行业也面临诸多挑战和机遇。
炼钢工艺技术论文
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炼钢工艺技术论文炼钢工艺技术是指在金属材料炼钢过程中,通过控制炉温、炉压、炉气等因素,使金属材料的化学成分和物理性能达到设计要求的技术方法。
本文将分析炼钢工艺技术的原理、流程和关键技术,并介绍几种常用的炼钢工艺技术。
炼钢工艺技术的原理是通过提高铁矿石的熔化率和还原率,控制炉内气氛和温度,让金属材料在特定条件下进行还原冶炼。
炼钢工艺技术的流程主要包括烧结、还原、脱硫、退碳、合金化等环节。
烧结是将铁矿石在高温下进行预处理,使其熔化成矿渣和铁水。
烧结温度、矿石粒度和矿石成分的选择是决定烧结效果的关键因素。
还原是指将矿渣中的金属氧化物还原成金属,还原剂一般为焦炭。
脱硫是使钢中的硫含量降到规定范围内,常用的方法有氧化脱硫、镁还原脱硫和吹氧脱硫等。
退碳是指将钢中的碳含量降到规定范围内,退碳的方法有一次退碳和多次退碳。
合金化是在炼钢过程中加入一定量的合金元素,以调整钢的成分和性能。
合金化一般通过添加铜、镍、铬、钒等合金元素来实现。
炼钢工艺技术的关键技术主要包括炉温控制、炉压控制和炉气控制。
炉温控制是在保证金属熔化的同时,控制炉温在合适的范围内,以保证炉温稳定和均匀性。
炉压控制是通过控制炉内气体的压力,以调整炉内气氛,保证还原和脱硫反应的进行。
炉气控制是通过调整炉内气体的成分和流量,以控制炉内气氛和温度。
几种常用的炼钢工艺技术包括转炉法、电炉法和炼钢精炼法。
转炉法是利用转炉进行炼钢,其中包括酸性转炉法和碱性转炉法。
电炉法是利用电炉进行炼钢,其中包括直接电弧炉法和感应电炉法。
炼钢精炼法是在转炉或电炉的基础上,采用干法、湿法或渗氮法进行炼钢精炼。
总之,炼钢工艺技术是炼钢过程中的核心技术,通过合理控制炉温、炉压和炉气等因素,可以实现金属材料的化学成分和物理性能的调整。
不同的炼钢工艺技术有各自的优势和适用范围,工程技术人员应根据具体的生产需求选用合适的工艺技术。
同时,应不断探索和创新,提高炼钢工艺技术的稳定性和效率,以满足不断提升的钢材质量要求。
关于炼钢方面的论文
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本系统由地下料仓电振、皮带机、卸料车、故障报警等组成。
3.1.1工艺流程:炼钢所需原料由汽车卸入地下料仓中使用,当炉顶料仓需料时,将炉顶高位皮带卸料口对准该炉顶料仓进料口后,系统逆物料方向启动(S3皮带机→S2皮带机→S1皮带机→地下料仓电振),同时被选择的电振启动,开始向炉顶料仓供料。
当料仓料量将达到要求时,由操作人员进行储仓换料或停机(停机顺序与开机顺序方向相反)操作。
3.1.2控制原理:上料系统操作方式分三种:一、自动控制。
操作地点为地下料仓控制室。
按照操作顺序自动控制各上料设备。
二、手动控制。
操作地点为地下料仓控制室。
按照操作顺序人工控制各上料设备。
三、就地控制。
操作地点为机旁。
此方式一般试车和检修时用。
操作过程分为五步:一、高位料仓中的料位低于料位下限时,首先发出信号提示地下料仓控制室需对该料仓输送物料,同时提示炉前控制室该料仓将进行上料,并锁定主车间相应称量系统,停止振动给料、称量工作。
二、S3皮带的卸料小车准确对位,并向地下料仓控制室发出信号提示可以上料。
三、地下料仓控制室接收到卸料小车发出的给料信号扣开始上料,控制程序为:启动除尘系统后,延时2秒,启动S3皮带,延时5秒,启动S1皮带,延时5秒,启地下料仓振动给料机。
四、高位料仓位到达上限时发出信号停止供应。
五、停止上料顺序:地下料仓振动给料机停机后延时5秒,S1皮带停机,延时30秒,S2皮带停机,延时60秒,关闭除尘系统,卸料小车发出结束信号。
3.1.3 联锁要求:卸料小车无上料信号时不能上料;各皮带及振动给料机联锁;除尘系统不启动不能上料;延时时间可根据实际情况进行具体调整;石灰上料或矿石、萤石、白云石上料通过选择开关确定;出现任何故障,整个系统停止运行。
3.2转炉炼钢本体自动控制系统说明:本系统由倾动本体、烟罩升降、氧枪升降、氧枪横移、氧枪水路、氧枪气路、下料系统等各部分组成。
3.2.1 工艺流程:按照炼钢工艺的要求,装料后,转炉主令控制器发出信号或人工指令,风机由低速转高速。
钢铁冶金专业毕业论文精品论文炼钢...
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钢铁冶金专业毕业论文 [精品论文] 炼钢-连铸优化排程的基础研究关键词:炼钢工艺连铸优化排程工件成组遗传算法模拟退火摘要:炼钢-连铸优化排程是目前的研究热点,东北大学唐立新、北京科技大学李铁克,国外的Conway、Numao等在这方面做了很多研究工作。
炼钢-连铸排程是NP完全问题,由于其计算的时间复杂性很高,解空间很大,针对该模型文献中遗传算法,模拟退火等算法的计算速度无法满足进度控制的要求。
炼钢-连铸排程问题的三约束模型含三维决策空间:任务委派,冶炼次序和冶炼时间。
当工艺路径复杂,连浇炉数多,各铸机的钢种不同时,前两个维度的组合数十分庞大。
本文提出一种维度变换方法,将任务委派和冶炼次序维度变换为承接外包的序列点和宜于外包的炉次,缩小了可行解的空间。
文中确立了日程评价指标。
连铸是一个工件成组问题(job grouping),因此连续性是首要的评价指标。
转炉是瓶颈,因此转炉负载的比例性是文中确立的第二个评价指标。
设备节奏性和工件节奏性是日程鲁棒性的支撑条件。
三个评价指标用于确立最优解。
本研究为基础研究,为B厂进度控制系统调试和改进算法提供了标杆(benchmark)。
该进度控制系统已经在B厂投入运行。
正文内容炼钢-连铸优化排程是目前的研究热点,东北大学唐立新、北京科技大学李铁克,国外的Conway、Numao等在这方面做了很多研究工作。
炼钢-连铸排程是NP完全问题,由于其计算的时间复杂性很高,解空间很大,针对该模型文献中遗传算法,模拟退火等算法的计算速度无法满足进度控制的要求。
炼钢-连铸排程问题的三约束模型含三维决策空间:任务委派,冶炼次序和冶炼时间。
当工艺路径复杂,连浇炉数多,各铸机的钢种不同时,前两个维度的组合数十分庞大。
本文提出一种维度变换方法,将任务委派和冶炼次序维度变换为承接外包的序列点和宜于外包的炉次,缩小了可行解的空间。
文中确立了日程评价指标。
连铸是一个工件成组问题(job grouping),因此连续性是首要的评价指标。
冶金行业工艺流程规范
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冶金行业工艺流程规范随着现代工业的快速发展,冶金行业作为重要的基础产业之一,发挥着重要的作用。
在冶金行业中,工艺流程规范是确保生产质量和安全的关键因素之一。
本文将从原料处理、炼铁、炼钢以及铁合金制造等方面论述冶金行业的工艺流程规范。
一、原料处理原料处理是冶金行业的第一步,对原料进行预处理可以确保后续工序的稳定和高效进行。
首先,对原料进行筛分和罗茨风机脱水,以确保原料的颗粒大小和湿度符合要求。
然后,通过磁选机将铁矿石中的磁性物质分离出来,以减少炼铁过程中的杂质。
在原料处理过程中,必须严格按照工艺要求进行操作,确保每一步都能达到预期效果。
二、炼铁炼铁是冶金行业中最基础的工序之一,具有重要的意义。
在炼铁的过程中,需要控制好炉温、燃烧速率等参数,以确保炼铁的高效率和高质量。
首先,将预处理过的原料和高品位矿石加入高炉,炉温控制在适宜的范围内。
其次,合理安排炉渣的排放,以减少对炉内反应的干扰。
在整个炼铁过程中,必须加强对设备的检修和维护,确保设备的正常运行和安全。
三、炼钢炼钢作为冶金行业中的终极工序,对于钢材的质量和性能具有直接影响。
在炼钢的过程中,首先要选择合适的钢铁原料和添加剂,以达到预期的化学成分和性能指标。
然后,通过各种炼钢方法,如转炉炼钢、电弧炉炼钢等,将原料进行精炼和调整。
在炼钢过程中,需要严格控制温度、气氛和搅拌等因素,以确保钢材的均匀性和稳定性。
同时,要加强对炉渣的处理和过滤,以减少对钢液的污染。
四、铁合金制造铁合金是冶金行业中的重要副产品,对于提高钢铁的质量和性能有着重要作用。
在铁合金制造的过程中,首先要选择合适的原料和添加剂,以达到预期的化学成分和性能指标。
然后,通过高炉、电炉等设备进行冶炼和合金化处理。
在铁合金制造过程中,需要严格控制温度和反应时间,以确保合金的均匀性和稳定性。
同时,对于废渣的处理也是一个重要的环节,要加强对废渣的回收和再利用,减少对环境的污染。
在整个冶金行业的工艺流程中,除了以上提到的几个方面,还有很多其他的环节和细节需要注意和规范。
冶金小论文-钢铁冶金概论
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钢铁冶金概论钢铁工业是基础材料工业,钢铁工业为其他制造业提供最重要的原材料,也为建筑业及民用品生产提供基础材料。
可以说,一个国家钢铁工业的发展状况间接反映了其国民经济发达的程度。
钢铁工业是一个集成度很高的工业,其发展需要很多方面的支撑。
对大型钢铁企业来说,还必须有重型机械的制造业为其服务,此外,钢铁企业的建设除了需要雄厚的资金保障,还需要工程的设计部门、设备制造商和建筑安装公司的大力协作。
可见,钢铁工业在国民经济中的地位的重要性。
钢铁生产是一项系统工程,生产基本流程如下。
选矿--烧结--炼铁--炼钢--铸坯--轧钢烧结机:将矿粉制成球团矿炼铁高炉:将球团矿熔炼成铁水转炉:对铁水进行脱碳脱硫脱磷,并加入适当的微量元素成为钢水钢坯连铸机:将钢水经过铸造成型为坯料轧机:将坯料轧制成需要的钢材首先是在矿山要对铁矿山和煤炭进行采选,将精选炼焦煤或配矿、混匀,再分别在焦化厂和烧结厂炼焦和烧结,获得符合高炉炼铁质量要求的焦炭和烧结矿,球团厂可直接建在矿山,也可建在钢铁厂,它的任务是将细粒精矿粉造球、干燥、经高温焙烧后得到球团矿。
高炉是炼铁的主要设备,使用的原料有铁矿石、焦炭和少量溶剂,产品为铁水,高炉煤气和高炉渣。
铁水送炼钢厂炼钢;高炉煤气主要用来烧热风炉,同时供炼钢厂和轧钢厂使用;高炉渣经水捽后送水泥厂生产水泥。
炼钢,目前主要有两条工艺路线,即转炉炼钢流程和电弧炉炼钢流程。
通常将“高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸”称为长流程,而将“废钢-电弧炉-精炼-连铸”称为短流程。
短流程无需庞杂的铁前系统和高炉炼铁,因而,工艺简单,投资低、建设周期短。
但短流程生产规模相对小,生产品种范围相对较窄,生产成本相对较高。
同时受废钢和直接还原铁供应的限制,目前,大多数短流程钢铁企业也开始建高炉和相应的铁前系统,电弧炉采用废钢+铁水热装技术吹氧熔炼钢水,降低了电耗,缩短了冶炼周期,提高了钢水品质,扩大了品种,降低了生产成本。
炼钢厂的最终产品是连铸坯。
冶金-连铸-炼钢-炼铁-毕业论文
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冶金-连铸-炼钢-炼铁-毕业论文毕业设计(论文)学校:重庆科技学院专业:冶金工程概论班级:2015级能化一班学生:龚禄星学号:**********指导教师:***摘要溅渣护炉技术作为一项工艺简单、综合经济效益高的新技术,正别外国许多厂家推广、使用,分析了该技术的优势及存在的问题和解决办法,以及该技术的应用现状和应用前景。
转炉溅渣护炉是在出钢后,将转炉内留渣的粘度和氧化镁含量调整到合适的范围,在车间原有的氧枪或另设专用喷枪,向氧化镁含量、高粘度的炉渣喷一定压力和流量的氮气,将粘渣吹溅到炉衬上全面涂挂、冷却、凝固成一层炉渣质的保护层,避免了在冶炼时炉衬和炉渣的直接接触,从而起到减缓耐火材料的蚀损,延长转炉炉龄的作用。
溅渣护炉作为一项实用技术,经过国内外许多钢厂实践后,对提高转炉炉龄和降低耐火材料消耗的效果非常显著。
关键词:溅渣护炉;转炉;应用目录1存在问题及解决办法 (1)2溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势 (2)3国外溅渣炉技术的发展 (3)4国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展 (5)5应用现状及应用前景 (6)致谢信 (7)参考文献 (8)1存在问题及解决办法任何一项技术的应用不可能没有缺陷,在一些早期设备上,氧枪结瘤就是一个问题。
溅渣技术使用后,往往使枪结瘤出现次数增加。
实践证明,在溅渣过程中,若炉内残留少量钢水,氧枪结瘤将更加严重。
解决这个问题,有几种方法证明是有效的。
第一,有充足冷却水的炉子不出现结瘤问题;第二,将用于吹炼的热氧枪移走,换上冷枪完成溅渣,氧枪结瘤几乎完全消除。
这表明氧枪结瘤与温度和热量的传递有关。
渣子和冷枪的表面结合并不紧密,如果在溅渣时冷凝钢不出现在氧枪上,那就不会再氧枪上形成粗糙的外壳以使炉渣粘附其上。
溅渣后将氧枪停放在支架上,形成的渣壳将冷却,并与氧枪分离,脱落。
使用底吹搅拌技术的BOF转炉对溅渣技术的应用提出了新的要求。
在溅渣时炼钢工必须小心,不能使炉底的渣太多;氮气的流速必须足够高,以便将炉渣吹离炉底;另外要调整经过透气砖喷吹气体的压力、流量。
钢铁冶金论文(DOC)
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炼钢中脱磷的研究1.前言一般情况下,磷是钢材中的有害成分,使钢具有冷脆性。
磷能溶于a-Fe中(可达1. 2%),固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒问的强度大大增高,从而使钢材的室温强度提高而脆性增加,称为冷脆。
但含磷铁水的流动性好,充填性好,对制造畸形复杂铸件有利。
此外,磷可改善钢的切削性能、易切削钢中磷含量可达0.08%一0.15%。
2.转炉的脱磷2.1转炉脱磷的基本原理通常认为,磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]的形式存在,为方便起见,均用[P]表示。
炼钢过程中的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行,首先是[P]被氧化成(P2O5),然后与(CaO)结合成稳定的磷酸钙,其反应式可表示为:2[P]+5(FeO)+4(CaO)==(4CaO·P2O5)+5[Fe]或2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO2·P2O5)+5[Fe]2.2影响脱磷的因素磷的氧化在钢渣界面进行,按炉渣分子理论的观点,反应式如下:2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5[Fe]---Q1(1)3(FeO)+(P2O5)=(3 FeO·P2O5)---Q(2)(3 FeO·P2O5)+4(CaO)= (4CaO·P2O5)+ 3(FeO)---Q(3)有式(1),(2),(3)可推导出(4):2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]---(4)式(4)表明,高碱度、高氧化性渣对脱磷有利,去磷是放热反应,故从热力学讲低温条件有利于去磷反应的进行。
(1)氧化性对炉渣去磷能力影响的理论分析由上式不难看出(FeO)在脱磷过程中起双重作用,一方面作为磷的氧化剂起氧化磷的作用;另一方面充当把(P2O5)结合成(3 FeO·P2O5)的基础化合物的作用。
可以认为渣中存在(FeO)是去磷的必要条件。
由于(3 FeO·P2O5)在高于1470℃时不稳定的,因此只有当熔池内石灰熔化后生成稳定的化合物(4CaO·P2O5)才能达到去磷的目的。
冶金技术论文(汇总8篇)
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从远古时代以来,在铜金属被提炼出来之后,人类得生活与金属及其制品得关系就变得日益密切。
在现代社会,人们得衣食住行更是离不开金属材料,生产活动得工具与设施也都要使用金属材料。
下面是搜索整理得冶金技术论文8篇,供大家参考阅读。
冶金技术论文第一篇:氧化铝、电解铝得冶炼技术问题与发展策略---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料,希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助,个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整,以符合您自己的风格,不太建议完全照抄照搬哦。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要:我国冶金工业项目呈现出全面发展得趋势,其中,氧化铝、电解铝冶炼技术发展水平逐渐提高,这篇文章主要以主要以铝冶炼技术得关键。
氧化铝、铝电解及铝加工等各主要环节,结合我国铝工业及铝资源得特点,对世界及我国铝工业发展过程中产生得突破性技术原理、存在得问题进行了系统得阐述及比较,并针对我国铝工业得现状指出了铝产业链各主要环节得解决对策,以及发展方向。
关键词:铝冶炼技术;存在问题;发展趋势;解决问题;科学技术得进步也带动着各行各业得发展,然而对于金属行业来说,也是我国不可忽视得问题之一,铝冶炼技术也是由传统技术而不断创新,然而发展形势上来说,铝产量也取得行业认可,因此,氧化铝及其整个生产技术需要不断进步,从发展中找到问题得不足,同时找到合适发展得问题,对未来发展得努力而实现。
1 氧化铝冶、电解铝行业现状我国氧化铝、电解铝行业得迅速发展,在行业集中度得提高和国际竞争力得逐渐提升中迅速发展,行业得集中度得提高和国际竞争力也逐渐提升,但同时也面临着许多严峻得考验,资源供给得不足,环境问题得危害,技术方面得改进等问题。
炼钢的生产流程及原理
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级论文题目:炼钢的生产流程及原理专业班级姓名学号指导教师日期炼钢的生产流程及原理摘要本文概述了炼钢生产的现状及发展趋势,介绍了炼钢生产的流程、原理及现代炼钢方法。
炼钢生产之初的造渣对钢的冶炼起到决定性作用,而碳、磷、硫、氧等成分的含量对钢的冶炼起着关键性作用,除此之外,钢中所含的气体和夹杂物对钢的质量也有影响。
本文就造渣过程及脱碳、脱磷、脱硫、脱氧过程进行了详细的阐述。
总之,炼钢的生产过程可归纳为:“四脱”(脱碳、脱磷、脱硫、脱氧),“二去”(去气和去夹杂)“二调整”(调整成分和温度)。
关键词:目录摘要第一章引言 (1)第二章现代炼钢方法简介 (3)2.1 氧气转炉炼钢 (3)2.1.1 氧气顶吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.2 氧气底吹转炉炼钢法特点 (3)2.1.3 复合炼钢法特点 (4)2.2电弧炉炼钢 (4)第三章炼钢的生产流程及原理 (6)3.1炼钢的基本任务 (6)3.2 炼钢原材料的来源 (7)3.3 装料 (7)3.4 炼钢炉渣 (7)3.4.1 造渣 (8)3.4.2 炼钢炉渣的作用 (10)3.4.3 炼钢炉渣的来源 (11)3.4.4 炼钢炉渣的分类与组成 (11)3.4.5 炼钢炉渣的主要性质 (11)3.5 炼钢过程的基本反应 (13)3.5.1 碳的氧化 (13)3.5.2 硅的氧化和还原 (14)3.5.3 锰的氧化和还原 (15)3.5.4 脱磷反应 (15)3.5.5 脱硫反应 (17)3.5.6 脱氧 (18)3.6 去除钢中的气体 (21)3.7降低钢中的非金属夹杂物 (22)3.8 出钢 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章引言(三号黑体)我国有丰富的铁矿石、有色金属、煤炭和水力资源等,是发展钢铁工业的基本条件。
我国是世界上钢铁冶金起源最早的国家之一,早在春秋战国时代(公元前8世纪~5世纪)就出现了生铁冶炼,制造出了很锋利的宝剑和其他用具,在历史上有着极其辉煌的成就。
冶金工艺流程
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冶金工艺流程
《冶金工艺流程》
冶金工艺流程是指通过一系列的原料处理、熔炼、精炼和成型等技术过程,将各种金属矿石和合金经过一定的加工工艺,转化成为各种金属产品的技术过程。
冶金工艺流程的发展,对于金属材料的生产和应用起到至关重要的作用。
在冶金工艺流程中,首先需要进行矿石的选矿和破碎,然后通过熔炼将矿石中的金属成分分离出来,再经过精炼和成型等工艺,最终制成金属产品。
不同的金属材料需要使用不同的冶金工艺流程,以满足产品的材质和性能要求。
冶金工艺流程在全球范围内得到了广泛的应用,从黄铜、铁、铜、铝等常见金属的生产,到稀有金属如钨、锂等的提取和加工,都离不开冶金工艺流程。
随着科技的发展和对金属材料性能要求的不断提高,冶金工艺流程也在不断创新和完善。
随着工业化的进程和金属材料需求的增加,冶金工艺流程在现代社会中扮演着至关重要的角色。
通过不断的技术创新和流程优化,冶金工艺流程的效率和产品质量得到了不断提高,为各行各业的发展提供了坚实的支撑。
总之,《冶金工艺流程》在金属材料的生产和加工中具有重要的地位和作用,它的发展不断推动着金属材料产业的进步,为现代工业和科技的发展做出了重要贡献。
钢铁冶炼工艺流程
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钢铁冶炼工艺流程
《钢铁冶炼工艺流程》
钢铁是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、汽车、机械制造等领域。
而钢铁的冶炼工艺流程则是非常复杂的,需要多道工序才能将铁矿石转化为成品钢铁。
首先,钢铁冶炼的第一步是选矿和破碎。
合适的铁矿石需要通过破碎设备破碎成小颗粒,以便后续的处理。
接下来是矿石的烧结和还原。
烧结是将铁矿石和其他原料在高温下烘烤,使其粘结成颗粒状物料;还原则是利用还原剂将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
随后是高炉冶炼。
烧结后的物料被装入高炉中进行冶炼,其中焦炭和石灰石是必需的原料。
在高炉中,物料在高温下被还原成铁,与石灰石和焦炭产生反应,形成炼铁渣。
最后是钢铁的炼制。
通过炼铁渣和其他原料的进一步处理,如炼钢炉中的加热冶炼,可以得到不同种类和牌号的钢铁。
这个过程包括炼化、除杂和合金化等工序。
整个钢铁冶炼工艺流程需要复杂而精密的设备和技术,其中包括高炉、炼铁炉、炼钢炉等设备。
通过这些工序和设备,铁矿石最终被转化为各类优质的钢铁,为社会提供了重要的金属材料支持。
钢铁是怎样炼成的-冶金工艺全流程
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焦炭
焦炭用低硫煤(肥煤和气煤)作原料 焦化工艺流程:
煤破碎、研磨、混匀—在焦炉旳碳化室内 900-1200摄氏度干镏炭化16-20小时成 焦碳—推焦机将焦炭推动焦车—送到冷 却塔急冷(干熄焦) —筛选后分级使用
焦炉图
炼铁报告p28
焦炭在高炉中旳作用
高炉冶炼旳还原剂
球团矿比块矿具有颗粒范围小、质量相对均衡、含 铁品位>60%,冷强度高耐压2800-3600n/球,透气 性好,高温还原性好,具有热膨胀性。
Φ6m旳圆盘造球机
球团厂图
炼铁报告p24
球团厂主要设备;圆盘造球机及链算机---回 转窑---环冷机
1.1 黑色金属材料
1.1.2 废钢 转炉炼钢消耗废钢比约10% 电炉炼钢消耗废钢比约100% 废钢是载能体,它有效地节能和推动co2 减排 废钢需要加工后,才适于使用
脱S是喷入硫酸钙/碳酸镁 脱Si是添加氧化铁 脱P是添加含碳酸钙旳辅料
鱼雷罐车图
p76
第一部分 冶炼-从矿石到钢(目录)
1 原、燃料 2 铁矿还原 3 炼钢
3 炼钢
钢由生铁炼成,钢有较高旳机械强度和韧性,还 具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能
钢与生铁旳区别首先是在碳旳含量中得到体现, 理论上一般把碳含量不大于2.11%称之为钢,它旳 熔点在1450-1500℃,而生铁旳熔点在1100-1200℃ 在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,伴随 碳含量旳增长,其强度、硬度增长,而塑性和冲击 性降低
我国现要求淘汰450m³下列高炉,新建必须> 1000m³
高炉流程及主要设备图
炼铁报告p37
高炉炼铁工艺 料柱连续由上而下,煤气由下而上,其反应如下:
向炉内送进1200℃行成CO
冶金工程--冶金过程强化论文[5篇范例][修改版]
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第一篇:冶金工程--冶金过程强化论文冶金过程强化论文学院:冶金科学与工程学院专业班级:冶金工程姓名:学号:铜冶炼及过程强化(中南大学冶金科学与工程学院内容摘要:目前国内的铜冶炼技术有了很大的提高,厂房的建设规模扩大,生产设备也逐渐走向机械化、自动化、大型化,在铜锍熔炼、冰铜吹炼、火法精炼、电解以及含硫烟气的回收制酸等生产工艺方面都有了很大的提高,再加上引进国外的设备使得我国目前铜的产量和生产技术都处于世界前列。
国内现在主要还是以火法炼铜为主,湿法近几年也有了很大的进步。
相比起国外我国的铜产业还有许多要改进和完善的地方,如各个流程的过程的强化以及废物、低品位资源的利用,虽然有差距但是我相信我国的铜业将来会有很好的发展前景走向世界顶尖行列。
关键词:铜铜冶炼铜冶炼过程强化一、铜矿的选取及精矿的制备世界上存在的铜矿石主要分为硫化铜矿和氧化铜矿二种,矿石中铜的品味都比较低,需要经过处理。
一般矿石从矿山采出要经过颚式破碎机破碎成大小不一的的矿石,首先经过重力选矿分出较小的矿石,把小的矿石经过浮选工艺选出,再经过洗涤过滤得到湿的精矿,然后把湿矿经过回转窑干燥即可得到颗粒较小铜品位较高的精矿了。
若硫化铜矿,回收率可达90%以上;若氧化铜矿,回收率一般只有60%~70%左右。
二、铜的造锍熔炼把得到的铜精矿和石英以及燃料一起加入炼铜的炉子中,现在大多数为闪速炉或奥斯迈特炉,燃料用来补充炉内的热量一般硫化矿的反应产生的热量足够了,此时矿料会在高温下熔化散落在已经融化的矿料上,炉底会有鼓风装置,风从风帽强力吹入熔融的矿料中,新矿被卷入熔体中形成气—固—液三相完成一系列反应,主要目的是使矿中的铁氧化并与熔剂二氧化硅造渣除去,这一过程会除去脉石并生产出铜锍,国内称作冰铜,即(Cu2SFeS),在炉内铜锍层密度大在下而渣层密度小在上,铜锍从相应的口倒出。
CuFeS2Cu2S2FeS SCu2O FeS CuS FeO2FeS3O2SiO22FeO*SiO2SO22FeO SiO2 2FeO*SiO2三、铜锍的吹炼吹炼分为两个过程:一个是造渣期,另一个是造铜期。
钢铁冶金论文
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钢铁冶金论文第一篇:钢铁冶金论文炼钢中脱磷的研究摘要:主要研究近年来脱磷的方法,一些防止回磷的措施,复吹转炉成渣过程对脱磷的影响,高磷铁水脱磷效率影响因素,以及钢渣在微波场中还原脱磷的工艺。
关键词:脱磷;回磷;炉渣碱度;还原;预熔脱磷剂;高磷铁水;炼钢工艺1.前言一般情况下,磷是钢材中的有害成分,使钢具有冷脆性。
磷能溶于a-Fe中(可达1.2%),固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒问的强度大大增高,从而使钢材的室温强度提高而脆性增加,称为冷脆。
但含磷铁水的流动性好,充填性好,对制造畸形复杂铸件有利。
此外,磷可改善钢的切削性能、易切削钢中磷含量可达0.08%一0.15%。
2.转炉的脱磷2.1转炉脱磷的基本原理通常认为,磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]的形式存在,为方便起见,均用[P]表示。
炼钢过程中的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行,首先是[P]被氧化成(P2O5),然后与(CaO)结合成稳定的磷酸钙,其反应式可表示为:2[P]+5(FeO)+4(CaO)==(4CaO·P2O5)+5[Fe] 或 2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO2·P2O5)+5[Fe] 2.2影响脱磷的因素磷的氧化在钢渣界面进行,按炉渣分子理论的观点,反应式如下:2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5[Fe]---Q1(1)3(FeO)+(P2O5)=(3 FeO·P2O5)---Q(2)(3 FeO·P2O5)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+ 3(FeO)---Q(3)有式(1),(2),(3)可推导出(4):2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]---(4)式(4)表明,高碱度、高氧化性渣对脱磷有利,去磷是放热反应,故从热力学讲低温条件有利于去磷反应的进行。
(1)氧化性对炉渣去磷能力影响的理论分析由上式不难看出(FeO)在脱磷过程中起双重作用,一方面作为磷的氧化剂起氧化磷的作用;另一方面充当把(P2O5)结合成(3 FeO·P2O5)的基础化合物的作用。
钢铁生产流程论文
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学生实习论文炼钢的生产流程实习班级:热能10-2班学生姓名:冯力一、炼钢的历史:中国是世界上最早生产钢的国家之一。
考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”,通过金相检验,结果证明是钢制的。
这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。
它说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了,炼钢生产在中国已有2500多年的历史。
二、炼钢的生产流程与设备:把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
炼钢大体可以分为以下几个步骤:加热、造渣、出渣、熔池搅拌、脱磷、电炉底吹、熔化期、氧化期、精炼期、还原期、炉外精炼、钢液搅拌、钢包喂丝、钢包处理、钢包精炼、气体处理、预合金化、成分控制、增硅、增硅、终点控制、出钢。
炼钢安全生产的主要特点:铁水中含有C、S、P等杂质,影响铁的强度和脆性等,需要对铁水进行再冶炼,以去除上述杂质,并加入Si、Mn等,调整其成分。
对铁水进行重新冶炼以调整其成分的过程叫作炼钢。
炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁以及废钢铁。
为了去除铁水中的杂质,还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料,以及铁合金等材料,以调整钢的成分。
含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后,经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序,将铁水中的杂质氧化除去,最后加入合金,进行合金化,便得到钢水。
炼钢炉有平炉、转炉和电炉3种,平炉炼钢法因能耗高、作业环境差已逐步淘汰。
转炉和平炉炼钢是先将铁水装入混铁炉预热,将废钢加入转炉或平炉内,然后将混铁炉内的高温铁水用混铁车兑入转炉或平炉,进行融化与提温,当温度合适后,进入氧化期。
电炉炼钢是在电炉炉钢内全部加入冷废钢,经过长时间的熔化与提温,再进入氧化期。
(1)融化过程。
铁水及废钢中含有C、Mn、Si、P、S等杂质,在低温融化过程中,C、Si、P、S被氧化,即使单质态的杂质变为化合态的杂质,以利于后期进一步去除杂质。
钢铁冶金工艺
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钢铁冶金工艺哎呀,说起钢铁冶金工艺,这可真是个让人头大的话题。
不过呢,我倒是有个小故事,可以跟你们聊聊,说不定能让这话题变得不那么枯燥。
记得那是一个阳光明媚的下午,我去了一个朋友工作的钢铁厂。
你可能会想,钢铁厂有啥好看的,不就是一堆铁疙瘩嘛。
但这次,我可是大开眼界了。
一进厂区,那股热浪就扑面而来,感觉像是走进了一个巨大的烤箱。
我朋友穿着厚重的工作服,戴着安全帽,看起来像个宇航员。
他带我参观了整个生产线,从铁矿石的筛选,到高炉的熔炼,再到最后的轧制,每一个环节都让我目不转睛。
首先,那些铁矿石,看起来就像是一堆堆的石头,但是你知道吗,它们里面可是藏着宝贝。
工人们得先把它们筛选出来,去掉那些没用的杂质。
这个过程,就像是在玩一个大型的筛子游戏,只不过这里的筛子比家里的大多了。
然后,这些筛选好的矿石就被送进了高炉。
高炉啊,那可是个庞然大物,站在它旁边,感觉自己就像个小蚂蚁。
我朋友告诉我,高炉里面能达到1500度的高温,那温度,能把铁矿石熔化成铁水。
我想象了一下,那得有多热啊,感觉自己的眉毛都要被烤焦了。
熔化的铁水被倒进一个巨大的模具里,然后冷却、凝固,就变成了我们常见的钢铁。
这个过程,就像是在做一块巨大的巧克力,只不过这块巧克力是铁做的。
最后,这些钢铁被送到轧制车间,经过一系列的轧制,就变成了各种形状的钢材。
我看到那些钢材被轧制出来的时候,就像是在看一个魔术表演,一块块平平无奇的铁,转眼间就变成了有用的材料。
整个参观过程,我都被这些细节深深吸引。
钢铁冶金工艺,虽然听起来很高大上,但其实它就像是生活中的点点滴滴,每一个环节都充满了智慧和汗水。
所以啊,下次再提起钢铁冶金工艺,别只想到那些冰冷的机器和铁疙瘩,想想那些在高温下辛勤工作的工人们,想想那些从石头变成钢材的奇迹。
这不仅仅是一门工艺,更是一种生活,一种艺术。
你看,钢铁冶金工艺,其实也没那么枯燥,对吧?它就像是生活中的一道菜,虽然制作过程复杂,但最后的味道,却是值得细细品味的。
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《冶金工程概论》课程考核(课程论文)题目:钢铁冶金工艺流程钢铁冶金工艺流程摘要:近年来虽然我国的钢铁工业取得了长足的发展,但钢铁技术装备制造水平不高,尤其是对钢铁工业中具有标志性意义、高附加值的核心装备:如连轧成套设备、连铸连轧成套设备、大口径无缝管设备、100吨以上超高功率电炉等装备及技术仍以引进为主。
国内钢铁装备制造以结构和质量档次较低的初级产品为主,缺乏核心技术,使我国钢铁装备制造在整个钢铁装备制造价值链中仍处于加工组装的位置,只能获得较低的利润,而钢铁强国则以高技术含量、高附加值技术装备制造技术为主,利用发展中国家工业化阶段,获取大量利润。
关键字:钢铁的生产流程;炼铁原料;高炉冶金Steel metallurgical process flowAbstract: in recent years, although the steel industry in China has achieved great development, but steel technology equipment manufacturing level is not high, especially in steel industry in a landmark significance and high added value of the core equipment: such as rolling equipment, slab continuous casting and rolling equipment, large diameter seamless tube equipment, 100 tons of equipment and high power electric furnace and the introduction of technology is still primarily. Domestic steel equipment manufacturing to structure and low quality and grade of primary products, lack of core technology, and to make our country steel equipment manufacturing in the whole steel equipment manufacturing in the value chain of the position of the assembly is still in the processing, can only get lower profits, and steel power is to high tech content, high added value technology equipment manufacturing technology is given priority to, use of developing country industrialization stage, and gain a profit.引言:研究创新、核心技术竞争力、产业化、产业链、产业集群等理论的基础上,分析了当前我国钢铁装备产业化的主要目标和核心技术,在此基础上总结钢铁装备制造产业的演化路径和产业化主要影响因素,就如何把握钢铁装备制造良好的发展机遇,如何合理的进行技术创新, 在关注钢铁企业的研发动态的同时,合理规划企业经营管理方式,形成拥有自主知识产权的科研成果,打造我国钢铁装备品牌,制定适合钢铁装备制造发展的政策体系。
钢铁冶金工艺流程:铁矿石--炼铁,提取铁--制取钢。
一、钢铁冶金过程的热力学原理:1,氧化物的(1)位置低的金属氧化物较位置高的金属氧化物稳定,位置低的元素能还原位置高的元素,钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是CaO,Al2O3,SiO2,MnO,FeO,P2O5FeO、P2O5最不稳定,几乎可全部被还原;MnO大部分被还原,SiO2小部分被还原;Al2O3、CaO几乎不会被还原。
(2)大多数氧化物的稳定性随温度升高而降低。
2,应用:还原剂选择:金属类、碳质类。
(1)金属类:用位置低的元素还原位置高的氧化物时,两者位置相距愈远愈好,因为反应的G负值愈大,反应进行得愈彻底。
所以Mn、Si、Al能还原FeO,其中Al效果最好,Si次之,Mn最弱。
(2)碳质类:中,大部分氧化物的稳定性随温度升高而降低,而2C+O2=2CO反应直线显示:温度升高,生成物CO的稳定性增加,这相反的变化趋势使其与其他氧化反应直线均会相交。
交点对应温度为该氧化物还原碳的最低温度Tmin。
T>Tmin时,CO稳定,碳可以作为该氧化物的还原剂;相反时,CO则成为该元素的氧化剂。
实际生产中高炉温度仅能还原MnO、FeO,电炉温度才能还原Al2O3,SiO2 。
二、炼铁:目前最常用的方法有高炉炼铁,直接还原和熔融还原铁三种方法。
(一)炼铁原料:1,铁矿石:一种或几种含铁矿物和脉石组成2,燃料:焦炭,并作为还原剂3,熔剂:有酸、碱之分,多选用碱性石灰石(二)炼铁前处理:1. 铁矿石:破碎,筛分,选矿,烧结,造块(1)破粹,各式破粹机(2)选矿:水选,磁选(3)烧结,造块2.焦炭燃料炼焦的煤粉或几种煤粉混合物在煤焦炉内,隔绝空气加热至1000~1100℃,干馏后留下多孔块状产物。
基本要求:含炭量多,控制S、P、水、挥发物含量,有足够发热量,坚固,以及气孔率大和粒度均匀。
(三)高炉生产炉料:铁矿石,焦炭,熔剂从顶部加入,向下运行,顶部 200℃区:铁矿+CO→部分铁间接还原2CO+O2→CO2与粉状、烟状的游离碳中部 1100℃区:游离碳进入矿石中,将残存Fe2O3直接还原成Fe,剩余的Fe2O3溶解于Fe中,使Fe熔点降低,由固态变成海绵铁。
石灰石高温分解成CaO+酸性脉石,并进入炉渣。
增碳带 T>1000℃区:Fe2O3→FeO风口处 T>1500℃区:Fe2O3→铁,熔融的铁水与炉渣一起进入炉缸,并分层次分布,轻的渣浮在铁水表层,分别从两口排出。
A.炉渣:其它工业原料、制水泥、造砖、铺路。
B.铁水:浇铸生铁锭[W(C)=2%,并含Fe、Si、Mn、P、S]。
品种有:a.铸造生铁(灰铸铁):含Si较多,C以游离石墨形式存在,灰色断面。
b.炼钢生铁(白口生铁):碳以Fe3C形式存在,银色断口。
c.高锰、高硅特种生铁:炼钢用作脱氧剂或炼制合金钢附加材料。
(四)高炉冶金的理化过程:燃料的燃烧,铁的还原,铁的增碳,其它元素还原,去硫、造渣。
1 燃料的燃烧:焦碳自炉顶下落至风口时与空气相遇,燃烧,进行放热反应。
C+O2→CO2+1600~1750℃CO2上升,遇赤热焦碳,被还原成COCO2+C→2CO-ΔCO热气继续上升,遇热矿石,发生还原反应,将Fe还原出来2 铁的还原:直接或间接还原两种1)直接还原:950℃以上,固体碳呈烟状进入矿石孔隙内完成反应。
FeO+C→Fe+CO2CO→CO2+C2)间接还原:开始于炉口(250℃-350℃)终止于950℃。
顺序地利用CO,将高价的铁氧化物还原成低价的铁氧化物。
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO22Fe3O4+2CO→6FeO+2CO26FeO+6CO→6Fe+6CO23 铁的增碳:从矿石还原出的铁,初期含碳量低,呈固态海绵状,当其下落过程与焦炭接触,不断吸收碳,并被碳饱和。
C含量增加,也降低了铁的熔点,呈熔融态。
生铁的最终碳含量决定下列元素的含量1) Mn、Cr、V、Ti等元素与碳形成碳化物溶于生铁中可提高生铁的含碳量,如锰铁 [W(Mn)=80%]的W(C)≥7%2) Si、P、S等能与铁生成化合物,减少溶解碳的铁,降低生铁含碳量,Si铁中Wc≤3.75%4 其它元素的还原:1)锰还原:矿石中带进,以MnO2形态存在。
顺序由高价还原生成低价,最终为Mn。
700℃: MnO2+C→MnO+CO>1100℃: MnO+C→Mn+CO仅有40%-80%锰被还原并溶于铁,其余或被烧损或进入炉渣与SiO2→MnSiO3若提高温度,或提高渣的碱度可将渣中锰还原出来。
2)硅的还原:存于脉石中的SiO2,在T>1100℃条件下被固体C还原出来。
SiO2+2C→Si+2CO3)磷还原:矿石中Ca3(PO4)2在1200℃条件下,被固态碳或SiO2还原。
Ca3(PO4)2+5C→3CaO+2P+5CO或 2Ca3(PO4)2+3SiO2→3CaSiO4+2P2O5P2O5+C→4P+10CO还原中,P与Fe结合成Fe2P或Fe3P溶于铁中5 去硫:以FeS存在于铁中,会降低生铁质量,可在炉料中加适量石灰石去除:FeS+CaO→CaS+FeO6 造渣:炉渣具有重要作用:1)熔化其余各种氧化物,控制生铁合格成分。
2)浮在熔融液表面,能保护金属,防止其过分氧化、热量散失或不致过热。
因添加剂不同,有酸性、碱性、中性渣。
造渣是矿石中废料,燃料中灰分与熔剂熔合过程的产物。
与熔融金属液不互熔,又比其轻,能浮在熔体表面,便于排出。
主要成分;SiO2、Al2O3、CaO,及少量MnO、FeO、CaS等。
(五)直接还原与熔融还原1)高炉炼铁的缺点:投资大、流程长,能耗高,污染大。
2)改进:不用焦碳,不用高炉,用烟煤或天然气作还原剂,采用直接还原或熔融还原生产铁,以供电炉炼钢二次精炼,连铸连轧。
3)直接还原:用煤或天然气等还原剂直接将固态铁矿石还原成固态海绵铁。
可用煤基回转窑、气基竖炉等设备直接还原。
煤基回转窑中:Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2气基竖炉中:CH4+H2O→CO+3H2+天然气裂化反应Fe2O3+3H2→2Fe+3H2OFe2O3+3CO→2Fe+3CO24)熔融还原:用铁矿石和普通烟煤作原料,在汽化炉的流化床中,将直接还原得到海绵铁进一步加热熔化,在熔融汽化炉的炉底形成铁水与炉渣的熔池。
三、炼钢一)、任务将生铁中过量的碳、硅、锰等元素氧化去除,使其含量降到规格范围,并将有害元素硫、磷造渣去除,使其含量降到规格范围以下。
主要进行脱碳、脱硅、脱锰、脱硫、脱磷及脱氧反应。
二)、炼钢过程的物理化学原理(一)脱碳:炼钢的最主要反应,是通入纯度99.5%以上的氧气,通过两种氧化方式(直接或间接)进行1、直接氧化:在温度高于1100℃条件下 2C+O2→2CO2、间接氧化:在温度低于1100℃条件下 2Fe+O→2FeOC+FeO→Fe+CO碳氧化时需要吸收大量的热。
要保证上述反应顺利进行需在较高温度下进行。
脱碳(碳氧化)时产生的CO气体有助于钢搅动“沸腾”,均匀成分,并能有效清除钢液中气体和非金属夹渣。