冶金小论文-钢铁冶金概论

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。按照形状，连铸坯分为方坯、板坯和圆坯。在轧钢厂，方坯分为被棒材、线材和型材轧机轧成制成棒材、线材和型材；板坯被轧制成中厚板、薄板；圆坯被穿孔、轧制成无缝钢管。

钢铁联合企业的正常运转，除了上述主体工序外，还需要其他辅助行业为它服务，这些辅助行业包括耐火材料和石灰生产，机修、动力、制氧、供水供电、质量检测、通讯、交通运输和环保等等。

矿床开采分为露天开采和地下开采和海洋开采。露天开采又分为原生矿床开

采和砂矿床开采。选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使用有用矿物相对富集的过程。选矿的基本过程包括：矿石选前的准备作业、选别作业、选后的脱水作业所组成的连续生产过程。

采矿和选矿是重要的第一步，接下来是炼焦。煤在焦炉内隔绝空气加热到1000度，可获得焦炭、化学产品和煤气。此过程称高温干馏或高温炼焦，一般简称炼焦。焦炭主要用于高炉炼铁。煤气可以用来合成氨，生产化学肥料和用作加热燃料。炼焦所得化学产品种类很多，主要有硫胺、苯、二甲苯、酚、等。炼焦主要产品焦炭，是炼铁材料，所以炼焦是伴随钢铁工业发展起来的。初期炼铁是用木炭，由于木材逐渐缺乏，使炼铁发展受到限制，人们才开始寻求焦炭炼铁。初期焦炉，都是结焦和加热在一起进行，有一部分煤被烧掉。为了使结焦和加热分开，缩短结焦时间，出现了倒焰式焦炉。由于炼焦化学产品焦油和氨找到了用途，促使人们设计出了燃烧室和炭化式完全隔开的焦炉。即所谓副产品回收焦炉。燃烧室出来的废气温度很高，此部分废热没有回收，有的用来加热废热锅炉，这种没有废热回收的焦炉，称为废热式焦炉。为了少耗热量，省出焦炉煤气，由废热式进一步发展到回收废热的蓄热式焦炉。蓄热式焦炉在每个炭化室下方均有一个或两个蓄热室，蓄热式填有蓄热用的格子砖。当废气经过蓄热室时，废气将格子砖加热，格子砖蓄寸了热量，气流方向换向后，格子砖把蓄寸的热量再传给冷的空气，使蓄寸热量又带回燃烧室。

接下来是铁矿粉造块。自然界中存在的铁矿石，按矿物组成大致可分为：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、和菱铁矿等。目前大中型高炉炼铁生产所使用的含铁物料主要是品味高于55%的块状铁矿石。烧结矿是不能直接加入高炉冶炼的粉矿、精矿、二次含铁粉尘与石灰石白云石等溶剂和燃料混合均匀后经烧结机烧结，得到具有一定粒度组成的人造富矿。球团矿是由铁精矿粉加粘结剂经混匀，造球、干燥和燃烧固结后得到的粒度均匀的球形人造富矿。铁矿粉混均作业经一次料场、混均配料槽、混均料场完成。铁矿石烧结生产使用的原料是铁物料和溶剂和燃料。溶剂主要是石灰石，白石灰粉、蛇灰石粉等。烧结矿种类主要是非溶剂性烧结矿、自熔性烧结矿、高碱度烧结矿。烧结矿生产有鼓风烧结和抽风烧结两种方法，但目前大多采用的是带式抽风烧结法。主要由铺地料器、布料器、点火器、行走台车、传动装置、风箱、破碎机、震动筛、降尘管、除尘器、抽风机等组成。烧结矿质量评价一般包括化学成分，筛分指数和粒度组成、转鼓指数、还原性、低温还原粉化指数和熔滴性能。高炉炼铁使用的球团矿是还原性好的氧化球团，氧化球团的生产方法主要有竖炉工艺、连算机一回砖窑工艺和带式熔烧工艺。目前我国主要采用的是竖炉和链算机一回砖窑生产氧化球团矿。

高炉炼铁在现代钢铁联合企业中占据极为中极为重要的地位。首先，高炉炼铁的产品—生铁是炼钢的原料，其次，高炉炼铁生产的煤气是钢铁联合企业中的二次能源。高炉是铁矿石、焦炭和能源的巨大消耗者。现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，除高炉本体外，还有供料系统、炉顶装料系统、送风系统、喷吹系统、煤气净化系统、渣铁处理系统。高炉使用的原料包括铁矿石、焦炭、煤粉、鼓风、和少量溶剂；产品包括铁水、高炉煤气和高炉渣。高炉内行是用耐火材料砌筑而成的，供高炉冶炼的内部空间的轮廓。现代高炉都是五段式的炉形，从下至上分别为炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉。高炉本体是高炉炼铁的核心设备，现代大型和超大型高炉一代炉龄在不中修的情况下可达到15—20年，单位炉容量可达到12000吨以上。高炉本体主要由钢结构、炉衬、冷却设备、送风装置、和检测仪器等组成。炉顶装料设备的任务是将铁矿石和焦炭按冶炼工艺有规律的从炉顶装进高炉。目前大多数中小型高炉使用无料钟炉装料设备。对高炉炼铁来说，热风炉是高炉体本体以外最重要的设备之一，热风炉肩负着向高炉连续地输送热风。

钢具有很好的物理化学性能与力学性能，可以进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，因此钢比铁的用途广泛。钢是国民经济发展的十分重要的原材料，其产量仅次于水泥。现代炼钢工艺主要的流程有两种，即：以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程和以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程。长流程工艺：从炼铁原燃料准备开始，原料入高炉经还原冶炼得到液态铁水，经铁水顶燃料兑入顶底复吹氧气转炉，经吹炼去除杂质，将钢水导入高包中，经二次精炼使钢水纯净化，然后钢水经凝固成型成为钢坯，再经轧制工序最后成钢材。由于这种工艺生产单元多，生产周期长，规模庞大，因此称之为钢铁生产的长流程工艺。将回收再利用的废钢经破碎，分选加工后，经预热加入到电弧中，电弧炉利用电能作为能源熔化废钢，祛除杂质后出钢，再经二次精炼获得合格钢水，后续工序同长流程工序。由于这种工艺流程简捷，高效节能，生产环节少，生产周期短，因此称为钢铁生产的短流程工艺。

中国已经在2001年加入了世界贸易组织，入世后我国钢铁冶金市场将全面融入钢铁冶金市场体系。我国钢铁冶金联合企业将在更大范围内和更深层次上融入全球经济体系。钢铁作为世界各国争相获取的一种重要战略资源，它在多种经济和非经济因素影响下，价格波动相当频繁。高价位也会通过各种途径很大程度影响我国的经济，对价格水平的影响将最直接最显著。因此，必须把钢铁对外依存度控制在尽可能的安全范围之内，以确保经济的良性健康运行。国际市场现货交易价是在国际市场供求中形成的。我国出口钢铁能源日益增多，中国的出口量已成为影响国际市场钢铁价格的重要因素—“中国因素”。随着我国进出口贸易