炼钢用原材料
《钢冶金学》_第3章 炼钢原材料
钢冶金学重庆科技学院：王宏丹气体：氧气、氩气、氮气金属料——铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%~100%；铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源。
对铁水温度的要求：●铁水温度是铁水含物理热多少的标志，铁水物理热占转炉热量收入的50％左右。
●铁水温度过低，会导致炉内热量不足，影响熔池升温和元素氧化进程，同时不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
●我国企业一般规定铁水入炉温度应大于1250℃，并且保持稳定。
高炉出铁温度在1350～1450℃。
金属料——铁水金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Si]：发热元素，是铁水化学热的主要提供者。
通常铁水中的硅含量为0.50%-0.80%为宜。
现在的普遍观点：[Si]是有害的，应尽可能地降低铁水中的Si含量，原因如下：少渣冶炼，减少转炉冶炼过程的造渣量。
铁水预处理脱磷的需要！要脱磷，得先脱硅！金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Mn]：锰是弱发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。
同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可减少合金化时所需的锰铁合金，有利于提高钢水纯净度。
金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[P]：来源于矿石，100%还原进入铁水，是应该严格控制的元素，目前采取预处理、转炉脱磷等方式解决低P钢的冶炼问题。
高P 矿石的利用，是当今资源利用的主要研究方向，应予以密切关注！一般要求铁水 [P]≤0.20%。
●[S]：是高炉造渣操作应尽量降低的，脱硫率应高！高炉铁水炉外预处理脱硫是“解放高炉”的方向！我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。
金属料——铁水对铁水带渣量的要求：●高炉渣中含S 、SiO 2、Al 2O 3量较高；●过多的高炉渣进入转炉内会导致石灰消耗量增多，转炉渣量增大，容易造成喷溅，金属收得率降低，降低炉衬寿命；●兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%；●铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前应进行扒渣。
1 转炉炼钢的原材料
1 转炉炼钢的原材料转炉炼钢是一种常用的钢铁冶炼工艺，它利用转炉进行炼钢过程。
其中涉及到的原材料有矿石、焦炭、废钢和添加剂等。
1. 矿石：矿石是转炉炼钢的基本原料之一。
矿石主要包括铁矿石和副产品矿石。
铁矿石是马来矿石、磁铁矿石和菱铁矿石的统称，它们是含有较高铁含量的岩石。
副产品矿石是指对钢铁冶炼过程有辅助作用的矿石，如锰矿、铬矿等。
2. 焦炭：焦炭是转炉炼钢中的还原剂，它是从煤炭中经过高温热解得到的固体炭质物质。
焦炭能够提供足够的热量，使矿石中的铁氧化物还原为金属铁，并提供一部分碳元素用于合成钢的碳含量。
3. 废钢：废钢是转炉炼钢中的重要原料之一。
废钢是指已经被使用过的钢材或钢制品，包括废旧钢材和钢铁生产过程中产生的废渣、废屑、废料等。
废钢可以有效地回收利用，经过预处理后可以直接用于转炉炼钢，不仅能够节约资源，还能够降低环境污染。
4. 添加剂：添加剂是为了改变钢的结构和性能而加入的辅助材料。
其中包括炉渣剂、合金剂和脱氧剂等。
炉渣剂可以调节炉渣的性质，提高炉渣的脱硫和脱磷能力，同时还能够提高炉渣的热稳定性和流动性。
合金剂是为了调节钢的成分和性能而加入的金属合金，如铬、锰、钼、钒等。
脱氧剂是为了去除钢中的氧气而加入的剂料，如铝、硅等。
总结起来，转炉炼钢的原材料主要包括矿石、焦炭、废钢和添加剂等。
这些原材料是实现转炉炼钢过程的关键，它们通过一系列的冶炼和反应过程，最终得到高质量的钢材。
通过合理的配比和控制，可以满足不同需求的钢材性能要求，实现钢铁工业的可持续发展。
简述钢材的生产过程
简述钢材的生产过程
钢材是一种重要的建筑材料，被广泛应用于各种工业和民用领域。
钢材生产过程包括了多个步骤，下面将逐一介绍。
1. 原材料准备
钢材的主要原材料是铁矿石、煤炭和废钢。
在生产过程中，这些原材料需要精细地选别、清洗和破碎，以便后续的加工操作。
2. 炼钢
炼钢是钢材生产过程中最重要的步骤之一。
在炼钢过程中，铁矿石和煤炭被加热到高温，并加入空气和其他化学物质，以将铁矿石中的铁氧化物还原成纯铁。
这个过程产生的副产物是炉渣，需要通过后续的处理才能被处理掉。
3. 精炼
在炼钢过程中，还需要进行精炼操作，以去除铁中的杂质，提高钢材的质量。
这个过程可以通过氧化、还原和流动分离等方式实现。
4. 浇铸
在精炼完毕后，钢水被注入浇铸机中，以制造成所需形状的钢材。
浇铸机通常采用连铸或钢水浇注两种工艺。
5. 热处理
在浇铸完成后，钢材进入热处理环节。
这个过程通过加热和冷却来改变钢材的物理和化学性质，以达到所需的性能要求。
6. 加工和表面处理
钢材生产过程的最后一步是加工和表面处理。
这个过程可以通过切割、切削、钻孔、磨削和表面镀层等方式实现，以适应不同的应用场景。
钢材的生产过程是一个复杂而精细的过程，需要经过多个步骤和环节的处理。
只有在每个步骤都做好了充分的准备和控制，才能生产出优质的钢材，并满足各种应用场景的需求。
炼钢金属原料的种类及对铁水、废钢、铁合金的要求
【本章学习要点】本章学习炼钢金属原料的种类及对铁水、废钢、铁合金的要求，常用的铁合金的作用，非金属料的种类、作用及其要求。
原材料的质量和供应条件直接影响炼钢的技术经济指标。
保证原材料的质量，既指保证原材料化学成分和物理性质满足技术要求，还指原材料化学成分和物理性质保持稳定，这是达到优质、高产、低耗的前提条件。
炼钢原材料可分为金属料和非金属料两大类。
第一节金属料炼钢用的金属料主要有铁水、废钢、生铁、原料纯铁、海绵铁、中间合金材料和铁合金。
一、铁水铁水是转炉炼钢最主要的金属料，一般占转炉金属料70％以上。
铁水的成分、温度是否适当和稳定，对简化、稳定转炉操作，保证冶炼顺行以及获得良好的技术经济指标都十分重要。
转炉炼钢对铁水有如下要求：1)温度：温度是铁水带入炉内物理热多少的标志，是转炉炼钢热量的重要来源之一。
铁水温度过低，将造成炉内热量不足，影响熔池升温和元素的氧化过程，不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
一般要求入炉铁水温度不低于l250℃，而且要稳定。
2) 硅：铁水中硅的氧化能放出大量的热量，生成的Si02是渣中主要的酸性成分，是影响熔渣碱度和石灰消耗量的关键因素。
铁水含硅高，则转炉可以多加废钢、矿石，提高钢水收得率，但铁水含硅量过高，会因石灰消耗量的增大而使渣量过大，易产生喷溅并加剧对炉衬的侵蚀，影响石灰熔化，从而影响脱磷、脱硫。
如果铁水含硅量过低，则不易成渣，对脱磷、脱硫也不利。
因此，要求铁水含硅质量分数在0.2％～0.6％。
3)锰：锰是钢中有益元素，对化渣、脱硫以及提高炉龄都是有益的。
但冶炼高锰生铁将使高炉焦比升高，为了节约锰矿资源和降低炼铁焦比，一般采用低锰铁水，锰质量分数为0.2％～0.4％。
4)磷：磷是一个强发热元素。
一般讲磷是有害元素，但高炉冶炼中无法去除磷。
因此，只能要求进入转炉的铁水含磷量尽量稳定，且铁水含磷越低越好。
5)硫：硫也是有害元素。
炼钢过程虽然可以去硫，但会降低炉子生产率，增加原材料消耗。
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第一部分：填空题1、耐火材料的“三高”技术是:高纯原料、高压成型、高温烧成，以得到高纯度、高密度、高强度的高效碱性耐火材料。
2、炼钢用原材料主要包括:金属料、造渣材料、氧化剂、冷却剂等。
其中金属料有铁水、废钢、铁合金；造渣材料有石灰、萤石、生白云石、合成渣料、废粘土砖;氧化剂有氧气、铁矿石和氧化铁皮。
3、钢液的脱氧方法主要有:沉淀脱氧、钢、渣界面脱氧、真空下脱氧和扩散脱氧。
4、钢中夹杂物按不同来源分为外来夹杂和内生夹杂。
5、钢液中杂质的氧化方式：直接氧化和间接氧化。
6、顶吹氧气转炉吹炼工程的操作制度:装料制度、供氧制度、造渣制度、温度制度。
7、装料顺序一般是先加废钢，后兑铁水。
目前国内外顶吹氧气转炉控制装入量的制度有定量装入、定深装入和分阶段定量装入.8、供氧制度中几个主要工艺参数是:氧气流量、供氧强度、氧压、喷枪高度。
9、氧枪操作主要的三种方式是恒枪变压、变压变枪、恒压变枪。
10、在造渣制度中,影响石灰溶解速度的因素有石灰本身的质量、铁水成分、炉渣成分和供氧操作。
11、为保证钢水成分和减少温度损失,常采用红包出钢和挡渣出钢法，（用挡渣球和挡渣帽）并在盛钢桶内投加小粒石灰或白云石稠化炉渣，防止回磷。
12、多段炼钢少渣吹炼新工艺是将炼钢过程分为三个独立的氧化阶段，分设于炼铁和连铸之间，其中,第一阶段是铁水脱硅，第二阶段是铁水脱磷（同时脱硫），第三阶段是在转炉少渣吹炼下进行脱碳和提温。
13、炉外处理的基本方法分为加热、真空、搅拌、渣洗、喷吹、喂丝。
14、顶底复合吹炼的三种类型为顶吹氧底吹惰性气体、顶底按比例复合吹氧、顶吹氧底吹氧并喷熔剂。
15、炉渣的作用：脱除磷硫、向金属熔池传氧、减少炉衬侵蚀等。
16、控制吹炼终点的方法有拉碳法(一次拉碳法，高拉补吹)和增碳法。
- 1 -17、工业中常用的铁水脱硫剂CaC2，Mg，CaO，Na2O.18、石灰融化因素：石灰质量、炉渣成分、熔池温度、比渣量、熔池搅拌。
电弧炉炼钢原材料要求讲解
电弧炉炼钢原材料要求讲解一、废钢的要求1.1化学成分要求废钢的化学成分应该符合炼钢工艺的要求，例如含有过高的硫、磷等元素会对钢的性能影响较大，因此应该控制其含量。
1.2外形和尺寸要求废钢的外形和尺寸应当便于堆放和搬运。
不同种类的废钢需要不同的处理方式，一些杂质如油漆、涂层和胶粘剂等需要被除去或者降低。
1.3温度要求废钢的温度要尽可能降低，以减少电弧炉冶炼过程中的能量损失。
通常情况下，废钢在加入炉体前需要进行预热。
二、合金材料的要求合金材料主要用于炼钢过程中对钢中成分进行调整，常见的有铁合金、废钢加矫正等。
对合金材料的要求主要包括以下几个方面：2.1化学成分要求合金材料的化学成分要符合炼钢工艺中对钢中元素含量的要求，从而实现对成品钢中元素含量的调整。
合金材料含有合适的合金元素，如铬、锰、钼、镍等，能够提高钢的强度和耐磨性等性能。
2.2温度要求合金材料进入电弧炉前应尽量降低其温度，减少能量损失。
2.3补充方式要求合金材料的补充方式应合理，能够确保在特定的炼钢工艺中被充分溶解和混合，从而实现对钢中成分的调整。
三、熔剂的要求熔剂是电弧炉炼钢过程中的重要辅助材料，其功能主要是改善钢液的流动性和去除钢液中的非金属夹杂物。
对熔剂的要求主要包括以下几个方面：3.1化学成分要求熔剂的化学成分需要符合炼钢工艺中的要求，能够有效地去除钢液中的氧化物和硫化物等非金属杂质。
3.2温度要求熔剂的温度需要在一定范围内，以确保其能够充分起到降低钢液黏度和去除钢液中夹杂物的作用。
3.3补充方式要求熔剂的补充方式需要能够保证其在钢液中充分混合和扩散，从而实现对钢液流动性和夹杂物去除的效果。
综上所述，电弧炉炼钢的原料要求主要包括废钢、合金材料和熔剂等。
废钢和合金材料的化学成分应符合炼钢工艺的要求，其外形和尺寸需要便于处理。
熔剂的化学成分需要能够提高钢液的流动性和去除非金属夹杂物。
同时，原料的温度和补充方式也需要根据炼钢工艺进行合理控制。
钢铁冶金-炼钢用原材料
2、废钢
转炉和电炉炼钢均使用废钢， 转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气顶吹转炉用废 钢量一般是总装入量的10%-30%。 钢量一般是总装入量的10%-30%。废钢分为一般废钢 10% 轧辊、次废铁、车等。 、轧辊、次废铁、车等。
转炉炼钢对废钢的要求： 转炉炼钢对废钢的要求：
1)废钢的外形尺寸和块度 1)废钢的外形尺寸和块度 应保证能从炉口顺利加入转炉。 应保证能从炉口顺利加入转炉 。 废钢的长 度应小于转炉口直径的1/2， 废钢单重一般不应 度应小于转炉口直径的 1 超过300kg。国标要求废钢的长度不大于1000 1000mm 超过 300kg。 国标要求废钢的长度不大于 1000mm 300kg 最大单件重量不大于800kg。 800kg ，最大单件重量不大于800kg。
2）废钢中不得混有铁合金 严禁混入铜、 严禁混入铜 、 锌 、 铅 、 锡等有色金属和橡 不得混有封闭器皿、 胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品 以及有毒物品。 废钢的硫 、 磷含量均不大于 以及有毒物品 。 废钢的硫、 0.050%。 050% 3）废钢应清洁干燥 不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。 不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。
海绵铁
5、铁合金
常用的铁合金种类： 常用的铁合金种类： 简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe◆ 简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe-V， Fe-Ti，Fe-Mo，FeFe-Ti，Fe-Mo，Fe-W等 ◆复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金， 复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金， 合金 合金 Mn-Si合金，Cr-Si合金 Ba-Ca-Si合金 合金， 合金， Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金， 合金 Ba-Al-Si合金等 Ba-Al-Si合金等 Ti）、Ni、 ◆纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni、Al。 纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni Al。
炼钢原材料
灰溶解，迅速改善炉渣流动性。萤石助熔的特点是作用快、 时间短，但大量使用会造成严重喷溅，加剧对炉衬的侵 蚀 。
■炼钢用萤石含CaF2要高，含Si02 、 S等杂质要低；应
具有合适的块度，转炉为5一50 mm，电炉为10一80 mm； 使用前应在100一200 ℃的低温下干燥4h以上；萤石需清
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3.2.2 镁质石灰
■镁质石灰是由白云石质石灰石或石灰石与白云石混合煅
烧生产的，其石灰成分中含有5 %一8％的MgO 3.2.3 白云石 生白云石的主要成分为CaCO3 ·MgCO3
3.2.4 萤石
■萤石的主要成分是CaF2，熔点约为930 ℃，在炼钢中作
助熔剂使用 。
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■萤石中的CaF2能与CaO组成共晶体，其熔点为1362 ℃，
强的脱磷、脱硫能力，不损坏炉衬。 对炼钢用石灰有下列基本要求： （1）石灰含CaO要高，含SiO2和S要低；
（2）石灰应保证清洁、干燥、新鲜；
（3）石灰的灼减率应控制在3％左右； （4）石灰应具有合适的块度，块度过大，溶解缓慢，甚 至到吹炼终点还来不及溶解，影响成渣速度且不能发挥作 用；过小的石灰容易被炉气带走，造成浪费。
3.3.3 增碳剂
■电炉冶炼时由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因， 造成冶炼过程中碳含量达不到预期要求，必须对钢液增碳。 ■常用的增碳剂有沥青焦粉、电极粉、焦炭粉、生铁等
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（5）石灰活性度要高。石灰的活性，是指石灰同其他物
质发生反应的能力，用石灰的溶解速度来表示，石灰在高
温炉渣中的溶解能力称为热活性，目前在实验室还没有条 件测定。因此，一般用石灰与水的反应，即石灰的水活性 来近似地反映石灰在炉渣中的溶解速度。活性度越大，石 灰溶解越快，成渣越迅速，反应能力越强 。
炼钢厂原材料和废钢安全规定
炼钢厂原材料和废钢安全规定炼钢厂是一个重要的工业生产环节，涉及到大量的原材料和废钢处理。
为了确保炼钢过程的安全和可持续性发展，必须有一系列的安全规定来指导和管理原材料和废钢的使用、储存和处理。
以下是炼钢厂原材料和废钢的安全规定的主要内容。
一、原材料的安全规定：炼钢厂的原材料主要包括铁矿石、焦炭、石灰石等。
为了确保原材料的安全使用，需要采取以下措施：1. 原材料的储存：原材料的储存需要选择合适的场所，并确保其干燥、通风和防火安全。
储存场所应远离火源和易燃物，并保持储存区域的通道畅通，以便紧急情况下的疏散和救援。
2. 原材料的运输：原材料的运输过程中需要严格遵守安全操作规程，确保货物牢固安全地固定在运输工具上，并遵守道路交通规则。
3. 原材料的装卸：原材料的装卸需要使用适当的设备和工具，并严格遵守相关的操作规程。
装卸操作人员需要经过专业培训，熟悉装卸过程中的安全要求和操作流程。
4. 原材料的使用：原材料在炼钢过程中的使用需要符合相关的工艺要求，并确保操作人员的安全意识和防护措施。
二、废钢的安全规定：废钢是炼钢厂的重要原料之一，也是一种危险废物。
为了安全处理和利用废钢，需要采取以下安全规定：1. 废钢的储存和分类：废钢需要分类储存，确保不同类型的废钢不会混合在一起。
储存场所应具备防火、防尘和防雨等安全设施，废钢的堆放需要满足安全和稳定要求，并保持通道畅通，以便紧急情况下的疏散和救援。
2. 废钢的运输和装卸：废钢的运输需要严格遵守相关的运输规定和安全操作流程，确保货物的安全固定和运输工具的稳定。
废钢的装卸过程中，需要使用适当的设备和工具，并严格遵守相关的操作规程。
3. 废钢的处理和利用：废钢的处理和利用需要严格按照环境保护和安全规定进行。
废钢的处理过程中需要合理使用防尘设施和防火设施，确保废钢的处理和利用过程中的安全和环保。
对于不能再利用的废钢，需要按照相关的废物处理规定进行妥善处置。
4. 废钢的回收利用：炼钢厂的废钢回收利用是实现资源循环利用的重要环节。
钢的冶炼工艺
钢的冶炼工艺钢冶炼是将铁矿石和其他材料加热至高温并进行化学反应，以制取钢材。
在冶炼过程中，铁矿石中的杂质被去除，同时添加适当的合金元素，使得钢材具有理想的性能。
下面将详细介绍钢的冶炼工艺。
1. 准备原材料冶炼钢材的主要原材料是铁矿石、燃料和还原剂。
铁矿石是钢材的主要来源，主要有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
燃料一般选择高热值的石油焦、冶金焦等。
还原剂主要有石灰石、焦粉等。
2. 矿石炼铁钢的冶炼过程通常需要通过炼铁来得到铁水。
矿石经过破碎、磨细被送入高炉，与燃料和还原剂一起，通过高温还原反应来获得铁、渣和煤气。
在高炉过程中，矿石的含铁部分被还原成铁，杂质以渣的形式排出。
得到的铁水通过出口孔流入铁水车，被输送到钢铁冶炼车间。
3. 炼钢炼钢是将铁水转化为钢的过程。
铁水首先被倒入转炉或电炉中。
转炉炼钢是一种主要的钢铁冶炼方法，通过高温炼钢转炉内的工作循环，将一部分铁水和废钢等原料注入炉内，在经过氧化、脱硫等反应后，获得预定成分的钢水。
电炉炼钢则是利用电弧的热量将铁水加热并进行电解反应，得到所需的钢水。
4. 精炼炼钢后的钢水还需要进行精炼工艺，以进一步提高钢的纯净度和性能。
常见的精炼方法包括氧气顶吹、真空脱气和脱磷等。
氧气顶吹是通过向钢水中吹入高纯度的氧气，利用氧气与杂质发生的反应将其氧化而去除。
真空脱气则是将钢水置于真空环境下进行处理，以脱除钢水中的氧、氮、氢等元素。
除杂的同时，精炼工艺还可以添加调合剂和合金元素，以调整钢材的性能。
5. 结晶精炼后的钢水被注入连铸机进行结晶过程。
连铸是将熔化的钢水通过结晶器冷却成坯料的过程。
结晶器内部有一套冷却水系统，可以通过冷却水的注入使钢水迅速冷却并结晶。
冷却的钢水成为钢坯，经过切割、定尺等工序，成为标准规格的钢坯。
6. 轧制经过连铸成坯后，钢坯需要进行轧制，以获得所需的钢材产品。
轧制分为粗轧和精轧两个过程。
粗轧是将钢坯经过一系列的轧制机械设备进行压制，使其形状和尺寸逐渐得到调整。
炼钢原材料
炼钢原材料可分为金属料和非金属料两大类。
第一节金属料炼钢用的金属料主要有铁水（转炉）、废钢、生铁、原料纯铁、海绵铁、中间合金材料和铁合金。
二、废钢废钢是电炉炼钢最主要的金属料，其用量约占金属料的70％～90％。
按来源，废钢分为返回废钢、拆旧废钢、加工工业的边角余料及垃圾废钢等。
返回废钢属于优质炉料。
它是在炼钢、轧钢与锻压或精整过程中产生的，如炼钢车间的短尺、废锭、汤道、注余和轧钢或锻压车间的切头、切尾及其他形式的废品等。
返回废钢的加工准备工作量小，并均按元素及其含量的多少分类分组保管，因此可随时随地回炉使用。
在电炉钢生产上，使用返回废钢具有很大的经济意义，这是因为利用返回废钢作为炉料，可采用不氧化法或返吹法进行冶炼，不仅能够大量地回收贵重合金元素，而且也能降低成本、缩短冶炼时间，进而提高电炉的生产率。
返回废钢的种类繁多，各个厂家根据钢种、成分、用途等均进行严格的分类分组。
从合理使用的角度出发，分得越细越好，这样才能保证冶炼能够顺利的进行。
拆除各种废旧机器、汽车、轮船、报废的钢轨与建筑物的构件、各种废旧武器及工具等所获的废钢称为拆旧废钢。
工业越高度发达的国家或地区，拆旧废钢占废钢总量的比例越大，然而它的返回周期较长，往往需要几年，甚至几十年才能回炉使用。
在钢铁制品的制造过程中，产生的各种边角余料、车屑及料头等，也是废钢的主要来源之一。
除车屑外，加工工业的废钢如果没有混入其他杂质及有害元素，只要经过简单的打包、压块等处理，就可很快的回炉使用。
垃圾废钢主要是从城市的垃圾中回收罐头筒轻薄料，它们之中含有较高的Sn或Zn；在使用前须将其分离。
废钢按形状、尺寸和对它的成分及密度的要求，可粗略地分为重型废钢、中型废钢、小型废钢、轻型废钢、渣钢和车屑等类。
不同性质的废钢应分类存放。
为了准确掌握外来废钢的化学成分。
通常是采用多点取样进行分析，并以分析的平均成分作为配料计算的依据。
试样的分析方法有火花鉴别和手提光谱仪及化学分析等多种。
炼钢的5种矿石
炼钢的5种矿石
炼钢是一项非常重要的工业生产过程，它的基础是矿石。
在炼钢过程中，使用不同种类的矿石可以产生不同的效果。
以下是五种常见的炼
钢用矿石。
一、铁矿石
铁矿石是最常见和最重要的用于制造钢铁的原材料之一。
其主要成分
是氧化铁，通常还含有少量杂质。
在高温下，氧化铁会与还原剂反应，从而获得纯铁。
二、锰矿
锰是一种重要的合金元素，可以增加钢铁的硬度和强度。
因此，在许
多情况下，锰被添加到钢中以改善其性能。
锰通常以锰氧化物或锰碳
酸盐的形式出现。
三、镍
镍是另一种常用于制造合金钢的元素。
它可以提高钢材的耐腐蚀性和
强度，并且具有很好的韧性和可塑性。
镍通常以镍精矿或镍氧化物等
形式存在。
四、硅
硅也是一种非常重要的合金元素，可以增加钢铁的硬度和强度。
它还
可以提高钢的耐腐蚀性和耐磨性。
硅通常以硅石或硅酸盐的形式出现。
五、铬
铬是一种重要的合金元素，可以提高钢铁的耐蚀性和耐热性。
它还可
以增加钢材的硬度和强度，并且具有很好的抗氧化性能。
铬通常以铬
铁矿或氧化铬等形式存在。
总结：
以上是五种常见的用于制造钢铁合金的矿石。
这些矿物在高温下与还
原剂反应，从而产生纯净的金属元素，这些元素随后被用于制造各种
类型的钢材。
不同种类的矿物可以产生不同种类和质量的钢材，因此，在选择原材料时需要根据所需产品特性进行选择。
炼钢用原材料描述
炼钢用原材料描述炼钢是将生铁或其他铁合金作为原料，通过一系列的冶炼和炼钢工艺，将其转化为纯净的钢材的过程。
在炼钢过程中，原材料的选择和处理至关重要，直接影响钢材的质量和性能。
本文将详细描述炼钢用原材料的选择和处理过程。
首先，炼钢工艺的首要任务是选择高质量的原材料。
炼钢用的原材料主要包括生铁、废钢和合金添加剂。
生铁是炼钢的主要原材料，可以由炼铁方法生产得到。
生铁中主要含有铁和一些杂质，如硫、磷、硅等。
废钢是指经过回收和加工后得到的废弃钢材，可以通过再生工艺成为炼钢用的原材料。
合金添加剂主要包括锰、钼、铬、钒等，用于制造特殊性能的钢材。
其次，处理原材料是炼钢的重要环节。
处理过程主要包括原料的预处理、破碎、磁选和配料。
预处理是将原材料中的杂质和有害元素去除，以保证钢材的质量。
炼钢过程中常用的预处理方法包括煤气炉直接还原、氧气炉脱磷等。
破碎是将原材料进行粉碎，使其容易进行后续的处理。
磁选则是利用磁性性质去除原材料中的铁矿石。
配料是根据炼钢工艺的要求，将不同的原材料按照一定比例进行混合。
随后，原材料进入炼钢炉进行冶炼。
炼钢炉主要分为高炉和转炉两种。
高炉是传统炼钢工艺中常用的设备，用于炼制生铁。
高炉将原材料加入到炉中，然后加热至高温使其冶炼。
转炉是现代炼钢工艺中常用的设备，通过向炉中注入氧气进行冶炼。
在冶炼过程中，原材料中的杂质会被溶解或氧化，并通过一系列的反应被排除出去。
由于不同的原材料和炼钢工艺的不同，炼钢炉的运行参数和工艺条件也不同。
最后，冶炼完成后，钢液通过连铸等工艺，将其铸造成不同形状和规格的钢材。
连铸是一种将钢液倒入预先准备好的结晶器中，通过冷却和固化形成连续的坯料的工艺。
连铸坯料经过进一步的热处理和轧制加工，最终成为标准的钢材。
总结起来，炼钢用原材料的选择和处理是炼钢工艺学中至关重要的一环。
通过合理选择高质量的原材料，并进行适当的预处理和配料，可以保证炼钢过程的顺利进行和钢材质量的优良。
同时，根据原材料的不同特点和炼钢工艺的要求，可以选择不同的冶炼设备进行钢材的生产。
1转炉炼钢的原材料
1转炉炼钢的原材料转炉炼钢是一种常用的钢铁生产方法，广泛应用于现代钢铁工业中。
在转炉炼钢过程中，原材料的选择和质量对最终产品的质量和性能起着至关重要的作用。
下面将介绍一下转炉炼钢的主要原材料及其性质。
1.生铁：生铁是转炉炼钢过程中最重要的原材料之一、生铁是由铁矿石还原冶炼而成的，通常含有大量的铁和一定量的杂质。
在转炉中，将生铁加入到炉中进行融化和转化，使其与其他原料共同炼制成钢水。
2.废钢：废钢是另一种转炉炼钢中常用的原材料。
废钢是指废旧钢材，包括废钢板、废钢筋、废旧机械设备等。
废钢可以通过熔化再生利用，减少资源浪费，同时也有利于环保。
废钢的加入可以改善转炉炼钢的熔炼参数和成分比例，提高钢水的质量。
3.废铁：废铁是转炉炼钢中的常见原材料之一、废铁是指不合格的铁制品或钢铁零件，例如废旧的汽车零件、家电、建筑结构等。
废铁的加入可以降低转炉炼钢的成本，同时也能够改善钢水的质量。
4.铁矿石：铁矿石是制钢的原材料之一，主要包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等。
铁矿石是转炉炼钢的主要原料之一，具有较高的铁含量和一定的矿物质含量。
铁矿石的种类和质量对炼钢的成分和性能有着重要的影响。
5.石灰石：石灰石是炼钢过程中常用的辅助原料之一、石灰石含有大量的氧化钙，可以用于调节转炉中的化学反应条件，促进氧化还原反应的进行，改善炼钢的过程和质量。
6.焦炭：焦炭是转炉炼钢中常用的还原剂。
焦炭是由高岭土经高温煤化得到的，含有大量的固定碳和热值高。
焦炭的加入可以提供足够的热量和还原性能，促进生铁的生成和炼钢的进行。
7.铁合金：铁合金是转炉炼钢中常用的原材料之一、铁合金一般指铬铁、锰铁、硅铁等合金，含有一定的合金元素。
铁合金的加入可以调节钢水的成分和性能，提高钢的强度、硬度和耐磨性。
8.合金元素：除了上述原材料外，转炉炼钢还需要添加一定量的合金元素，如铬、锰、钒、钼等。
这些合金元素可以改善钢的性能，提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性能，满足不同用途的需求。
炼钢基本原理及原材料
炼钢炉渣的主要性质
炉渣的碱度 炉渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总 和之比称之为炉渣碱度，常用符号R表示。熔渣 碱度的大小直接对渣钢间的物理化学反应如脱磷、 脱硫、去气等产生影响。
炉料中w[P]<0.30%时 R wCaO wSiO 2
0.30%≤w[P]＜0.60%时
R w CaO (wSiO 2 wP2O5 )
– 转炉炼钢的主要原料，占70－85％ – 转炉炼钢对铁水的要求：
• 铁水成分直接影响转炉内的炉内温度、化渣和钢水质量 – Si、Mn、Ｐ、S
• 铁水温度（要求>1250 ℃ ）
➢ 废钢
– 转炉冶炼加入一定废钢（15％－30％左右） – 电炉冶炼的主要原料
➢ 直接还原铁 ➢ 铁合金－作为脱氧剂和合金剂，调整钢水成分
炼钢原理及原材料
一、炼钢的基本任务
钢和铁都是以铁元素为基本成分的铁碳合金。生铁 和钢以在性能上有较大的差异，主要原因是由于含 碳量的不同。
生铁含碳高，硬而脆，冷热加工性能差；而钢则具 有较好的韧性，强度高，热加工性能和焊接性能比生 铁好，才能加工成各种类型的钢材而使用。生铁除含 有较高的碳外，还含有一定量的其他杂质。
直接氧化
直接向金属液吹入氧气，氧气与金属液直接接触
气体分子分解并吸附在铁液上 O2＝2[O]吸附
[O]吸附＝[O] 溶解到铁液中 [O]吸附＋[Me]=MeO 与金属反应
O2＋2[Me]＝2MeO
条件：[O]能与金属接触，高度分散在熔池中
间接氧化
O2＋Fe＝（FeO）－－在氧流区，Fe多
在熔池中， （FeO）＝Fe＋[O] [O]+[Fe]=[FeO] (FeO) 2[O]+[Si]=(SiO2) 5[O]+2[P]=(P2O5) [O]+[C]=CO
1 炼钢用原材料
1 炼钢用原材料原材料是炼钢的基础，原材料的质量对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。
倘若原材料质量不合技术要求，势必导致消耗增加，产品质量变差，有时还会出现废品，造成产品成本的增加。
国内外实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提高经济效益的基础。
炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。
1.1 主原料氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢。
1.1.1 铁水铁水一般占转炉装入量的70％～100％。
铁水的物理热与化学热是氧气顶吹转炉炼钢的基本热源。
因此，对入炉铁水温度和化学成分必须有一定要求。
1.1.1.1 铁水的温度铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占转炉热收入的50％。
因此，铁水的温度不能过低，否则热量不足，影响熔池的温升速度和元素氧化过程，也影响化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
我国规定，入炉铁水温度应大于1250℃，以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。
小型转炉和化学热量不富裕的铁水，保证铁水的高温入炉极为重要。
转炉炼钢时入炉铁水的温度还要相对稳定，如果相邻几炉的铁水入炉温度有大幅的变化，就需要在炉与炉之间对废钢比作较大的调整，这对生产管理和冶炼操作都会带来不利影响。
1.1.1.2 铁水的化学成分氧气顶吹转炉能够将各种成分的铁水冶炼成钢，但铁水中各元素的含量适当和稳定，才能保证转炉的正常冶炼和获得良好的技术经济指标，因此力求提供成分适当并稳定的铁水。
表1-1是国家标准规定的炼钢用生铁化学成分，表1-2是我国一些钢厂用铁水成分。
A 硅(Si)硅是炼钢过程的重要发热元素之一，硅含量高，热来源增多，能够提高废钢比。
有关资料认为，铁水中ωsi每增加0.1％，废钢比可提高1.3％。
铁水硅含量视具体情况而定。
例如美国，由于废钢资源多，所以大多数厂家使用的铁水ωsi=0.80％～1.05％。
Si氧化生成的SiO2是炉渣的主要酸性成分。
钢材原材料
钢材原材料钢材原材料指的是用于制造钢材的各种材料，主要包括铁矿石、煤炭和废钢。
1. 铁矿石：铁矿石是钢材生产的主要原料之一。
常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等。
其中，赤铁矿是最主要的铁矿石，铁含量高达60%以上。
铁矿石经过粉碎、烧结和还原等工艺，得到炼铁炉料，然后再进行炼铁工艺，最终得到铁水，用于制造各种钢材。
2. 煤炭：煤炭是钢材生产过程中的重要燃料之一。
煤炭主要通过燃烧释放热能，提供高温和化学反应所需的能量。
在炼铁过程中，煤炭是还原剂，与铁矿石发生化学反应，将铁矿中的氧气除去，得到纯铁。
3. 废钢：废钢是指已经使用过或者回收的废旧钢材。
废钢可以通过回收再利用的方式转化为原材料，用于生产新的钢材。
废钢经过脱漆、剪切和碎粉等处理，得到适合再炼钢的废钢块，然后再进行炼钢工艺，最终得到各种新的钢材。
钢材原材料的选择和使用对钢材的质量和性能有重要影响。
铁矿石的含铁量、硫、磷等杂质的含量，以及煤炭的品质、灰分等指标都会直接影响到钢材的成分和性能。
而废钢的回收利用可以减少对自然资源的消耗，同时降低能源消耗和环境污染，具有重要的经济和环境意义。
在钢材生产过程中，需要对原材料进行加工和处理。
铁矿石需要通过破碎、磨矿和选矿等流程，得到合适颗粒大小的矿石。
煤炭需要破碎、煤气化等工艺处理，将其分解为可燃气体。
废钢需要经过脱漆、剪切和碎粉等处理，以获取适合再炼钢的废钢块。
总而言之，钢材原材料主要包括铁矿石、煤炭和废钢。
这些原材料经过加工处理后，通过炼铁和炼钢工艺，最终得到各种不同类型和规格的钢材。
正确选择和使用原材料对钢材的质量和性能至关重要，同时废钢的回收利用也有助于保护环境和资源节约。
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炼钢用原材料
冷却剂
除废钢外，转炉炼钢常用的冷却剂有： 1.富铁矿、团矿、烧结矿、球团矿、氧化铁皮 利用它们所含的FeXOY氧化金属中的杂质时要吸收大 量的热。这部分炼铁原料可以直接炼成钢，并且利用 了其中的氧；与废钢比较，加入时可以不用装料机或 吊车，不必倒炉停吹； 同时又是助熔剂，有利于化渣。 缺点是带入的脉石使石灰的消耗量和渣量增大；一次 加入矿石过多时会产生严重喷溅。 要求含铁量高，Si02和硫的含量少，成分和块度稳定 (氧化铁皮不要求块度)，干燥。
铁水含硅量过高、过低对冶炼有什么影响？
硫 顶吹氧气转炉单渣法操作的去硫率很少超过40%，吹炼 低硫钢的铁水，要求含硫<0.015％甚至更低。 转炉用铁水的含锰量未作规定，铁水含Mn高，对化渣和延 长炉龄有作用。
炼钢用原材料
金属料—废 钢
废钢是电弧炉炼钢的基本原料，用量约占钢铁料的 70～90%。氧气转炉用铁水炼钢时，由于热量富裕，可以加 入多达30%的废钢，作为调整吹炼温度的冷却剂。 废钢入炉前应仔细检查，严防混入封闭器皿、爆炸物和毒品， 注意防止混入铅、锌、锡、铜等有色金属。尽量减少废钢带 入的泥砂、耐火材料和炉渣等。 合金钢的废料应按所含的合金元素仔细分组后分别保管。 对外形尺寸和单重过大的废钢，应预先进行解体和切割，对 轻薄料应打包或压块。 铁矿石在较低温度下还原得到的海绵铁代替废钢作为电炉炼 钢原料是一个趋势。
炼钢用原材料
造渣材料—白云石
白云石的主要成分CaCO3.MgCO3。经焙烧可成为轻烧白云石， 其主要成分为CaO.MgO。 加入一定量白云石代替部分石灰，增加渣料中MgO含量，可 以减少炉衬中的MgO向炉渣中转移，而且还能促进前期化渣， 减少萤石用量和稠化终渣，减轻炉渣对炉衬的浸蚀，延长 炉衬寿命。 溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧白云石 保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣能够做黏， 出钢后达到溅渣的要求。
中氧化铝和氧化硅含量进行分类： ✓ 当氧化铝极低，而氧化硅大于93％时，为硅质制品如硅砖； ✓ 而氧化铝含量高于90％时则为刚玉材料，常见的热电偶保护
管即是此类材料的制品； ✓ 氧化铝含量为15～30％的是半硅砖，很多天然材料属此类，
它虽没有很高的耐火度，但热稳定性和抗渣性好； ✓ 氧化铝量再高为粘土质； ✓ 氧化铝含量超过48％的称为高铝质。
炼钢用原材料
按耐火制品性质分类
普通耐火材料：1580～1770℃
耐 火
高级耐火材料：1770～2000℃
度
特殊耐火材料：＞2000℃
炼钢用原材料
按化学性质分类
酸性耐火材料：以SiO2质为主
化
学
中性耐火材料：以 Al2O3、Cr2O3和碳质为主
特
性 碱性耐火材料：以CaO、MgO质为主
炼钢用原材料
炼钢用原材料
还原剂和增碳剂
电弧炉炼钢使用的还原剂和增碳剂有石墨电 极，木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙、铝等。 它们的粒度应<0.5毫米，使用前要烘烤。
氧气转炉用增碳法冶炼中、高碳钢种时，一 般用含灰分很少的石油焦增碳。
炼钢用原材料
3.2 炼钢用耐火材料
• 耐火材料的分类 • 耐火材料的使用性能（理化指标） • 钢铁生产常用的耐火材料 • 耐火材料一般生产工艺流程 • 耐火材料的要求、损毁机理及选用原则
炼钢用原材料
金属料—铁合金
锰铁、硅铁、铬铁、硅锰合金、硅钙合金、硅锰铝合金，以 及铝、锰、镍、钴等金属用于炼钢生产的脱氧和合金化。 同一合金的不同牌号中，合金元素含量越高，碳、磷等杂质 含量越低，价格越高。按所炼钢种选用适当的牌号，可以降 低钢的成本。 铁合金必须按其成分仔细分类并加工成一定块度后使用，使 钢的成分均匀和减少烧损。 使用前还必须进行烘烤，以减少带入钢中的气体。熔点较低 和易氧化的合金，如钒铁、钛铁、铌铁、硼铁、硅钙、铝和 稀土金属等可在低温下(100～1500℃)烘烤。熔点高和不易氧 化的合金，如硅铁、铬铁、钨铁、钼铁等在高温下(≥800℃) 烘烤。含氢高的金属如电解镍、电解锰等应进行退火。
采用“活性”来衡量石灰与炉渣的反应能力，即石灰在炉
渣中熔解速度的指标。
石灰在水中的溶解速度，即石灰的“水活性”，可以近似
地反映石灰在炉渣中的熔解速度。石灰将在煅水烧中温溶度解在1快10，0℃则左
在炉渣中熔解也快；煅反烧之温亦度然过低。或煅将煅烧右温而度获过得高的或晶煅粒烧小、气
延伸知识
烧时间过短、含有时间过孔长率而高获(约得4的0％晶)、粒体积 较多未分解的CaC大O3 、气密孔度率小低(约和1体.6g积／密cm3)反
炼钢用原材料
钢铁生产常用的耐火材料
硅质材料
硅砖在600℃以上具有极好的高温性能，但在低温 时，由于晶型转化伴随着体积的巨大变化而崩裂， 因而在600℃以下抗震性能极差，使用受到限制。 使用硅砖代替高铝砖砌筑热风炉拱顶和上部格子砖。 硅砖有高的荷重软化温度，还有高的抗蠕变性能。 价格低，它含SiO2在95％以上，但仍有一定抗CaO和 FeO等的渣化能力。
• 按脱氧程度不同可分为沸腾钢（不经脱氧或微弱脱 氧）、镇静钢（脱氧充分）和半镇静钢（脱氧不完全， 介于镇静钢和沸腾钢之间）。
• 按质量水平不同可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
炼钢用原材料
按用途分类
分为三大类：结构钢，工具钢，特殊性能钢。 • 结构钢是目前生产最多、使用最广的钢种，它包括碳素
结构钢和合金结构钢，主要用于制造机器和结构的零件 及建筑工程用的金属结构等。合金结构钢根据化学成分 （主要指含碳量）热处理工艺和用途的不同，又可分为 渗碳钢、调质钢和氮化钢。 • 工具钢包括碳素工具钢和合金工具钢及高速钢。 • 特殊性能钢指的是具有特殊化学性能或力学性能的钢， 如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金钢等。
块度对石灰的熔解速度有重要影响，以5～40毫米为宜。块度过大， 熔解很慢，不能及时而充分地起作用。过于细小的石灰粒易被废气 带走。
炼钢用原材料
造渣材料—石灰
石灰容易吸水粉化，变成Ca(OH)2。应尽量使用新烧的石 灰，采用密闭的容器贮存和运输。这对电炉钢厂尤为重要。
石灰的气孔率越大、体积密度越小和晶粒越细，则石灰在 吹炼过程中熔解越快。
炼钢用原材料
造渣材料—石灰
碱性炼钢方法基本的造渣材料。它由石灰石煅烧而成，来源 广，价廉，有相当强的脱磷和脱硫能力，不危害炉衬。 要求CaO含量高，SiO2和S的含量尽可能低。 终渣碱度为3.0时，石灰中SiO2含量增加l%，有效CaO含量 将减少约3%。 石灰含硫量高，去硫能力低，有可能增硫。炼低硫的钢种， 对右灰的含硫量应有严格要求。 石灰的灼减大，表明生烧率高，而且不稳定，会使炉子热效 率显著降低，使造渣、温度控制和终点控制发生困难。应将 灼减控制在适当的范围内(4-7％)。
的石灰
度大的应石能灰力高的石灰
石灰石煅烧 生烧石灰 硬烧石灰 软烧石灰
炼钢用原材料
石灰石煅烧
石灰石在煅烧过程中的分解反应为： CaCO3→CaO+C02
CaCO3的分解温度为880～910℃。石灰石煅烧温度高于其 分解温度越多，石灰石分解越快，生产率越高。 l 煅烧温度越高，烧成的CaO的晶粒长大也越快，难以获得 细晶石灰。同样，分解出的CaO在煅烧的高温区停留的时 间越长，晶粒也长得越大。因此，要获得细晶石灰，CaO 在高温区停留的时间应该短。 l 相反，煅烧温度过低，石灰块核心部分的CaCO3来不及分 解而使生烧率增大。因此，煅烧温度一般控制在1050～ 1150℃的范围。 l 烧成石灰的晶粒大小也决定着石灰的气孔率和体积密度， 随着细小晶粒的合并长大，细小孔隙也随着减少。
炼钢用原材料
定 烧成砖：成型砖坯经烧制而成
形 耐
不烧成砖：高压成形
火 熔铸砖：配料在电炉中熔化后注入铸模制成
制
材
造
料 绝热耐火砖：有耐火和绝热性能
工
艺
不
及 形
态
定 形 耐
耐火泥浆：砌砖时用料，成分同砌砖 喷射混合料：喷补用 耐火纤维：可作绝热材料
火
材
可塑料：作喷浆、捣结用
料
固体散装料：捣结用
耐火涂层材料：涂于耐火材料表面
中合金钢和高合金钢。 一般合金元素总含量小于3%的为普通低合金钢，总含 量为3%～5%的为低合金钢，大于10%的叫高合金钢，总 含量介于5%～10%之间为中合金钢。
炼钢用原材料
按冶炼方法和质量水平分类
• 按炼钢炉设备不同可分为转炉钢、电炉钢、平炉钢。 其中电炉钢包括电弧炉钢、感应炉钢、电渣钢、电子 束熔炼及有关的真空熔炼钢等。
炼钢用原材料
2020/11/21
炼钢用原材料
钢的分类
• 按化学成分分类
按是否加入合金元素可钢分为把碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢根据碳含量的高低又可分成低碳钢（[C]≤0.25%） 中碳钢(0.25%≤[C]≤0.60%)和高碳钢([C]>0.60%) 合金钢根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，
炼钢用原材料
3.1 炼钢用原材料
金属料Байду номын сангаас
铁水（或生铁块）
石灰（活性石灰）
废钢
萤石
造渣材料 白云石
铁合金
合成造渣材料
氧气
氧化剂 铁矿石
氧化铁皮
非金属料（辅助材料）
废钢
冷却剂 铁矿石
氧化铁皮 石灰石 石墨电极
木炭
还原剂和增碳剂 焦炭
电石 硅铁、硅钙等
炼钢用原材料
金属料—铁水（生铁）
铁水是转炉炼钢的基本原料。铁水的成分和温度是否适 当和稳定，对简化和稳定转炉操作并获得良好的技术经济 指标十分重要。 温度 ＞1200～1300℃,且稳定。 硅 硅是重要的发热元素。对大中型转炉，用废钢作冷却剂 时，铁水含硅量以0.5～0.8%为宜。用矿石冷却时，由于矿 石带入SiO2，铁水含硅量应适当降低。