钢铁冶炼原料知识

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钢铁冶炼原料知识

一、钢和铁的不同

钢和铁的不同：通常总是把“钢”和“铁”联系在一起称为“钢铁”。由科学的眼光来看，钢和铁构成都是铁碳合金，主要成份都是铁元素，只是所含的碳元素量不同。钢是指含碳量在0.02％-2.11％之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7％。

通常以碳的含量在1.7％以上的叫“生铁”，低于这个数值的叫“钢”。生铁含碳高，比较脆，而钢有很好的韧性，机械强度高。钢比铁要硬，具有良好的延展性和弹性，机械性能好，可以锻轧和铸造加工。钢的性能比生铁优越，使用范围远超过生铁，因此需要将大部分生铁冶炼成钢。

二、钢的分类

钢大致可分为碳素钢和合金钢两大类；根据含碳量，碳素钢又可分为：

低碳钢（含碳量低于0.3%）

中碳钢（含碳量为0.3%—0.6%）

高碳钢（含碳量高于0.6%）

含碳量越低，钢的韧性就越好；含碳量越高，钢的硬度越大。低碳钢和中碳钢常用来制造机械零件、钢管等；高碳钢常用来制造刀具、量具和模具等。合金钢是在碳素钢

中加入一种或几种其它元素而制成有特殊性能的钢。加入镍、铬可制成抗腐蚀性能好的不锈钢，加入锰可制成韧性好、硬度大的锰钢。

三、主要的炼钢原料

1、铁水：高于熔化温度的铁（生铁、铁水），是转炉炼钢最重要的热装原料（占炉料的65%～80%），也是由铁冶炼成钢过程中的燃料，温度在1500oC以上；入炉铁水的碳、硅、锰、磷、硫含量，及稳定的铁水温度，应满足炼钢过程的要求；铁水含Si0.6%-1.6%，S＜0.07%，约占生铁产量80-90%

通常加入炼钢炉之前，需要对铁水进行脱硫、脱磷预处理。

2、生铁块：当钢厂没有前道炼铁工序、或高炉生铁产量不足时，要外购生铁块，做为炼钢原料。生铁块是有高炉炼铁的铁水铸造而成，与废钢一样，都是在冷态下加入炼钢炉。

3、废钢：废钢铁具有矿物资源属性，回收的资源称为“第二矿业”，一直是钢铁工业的主要原料之一。

地球上钢铁蓄积量不断增加，资源逐年递增，不断产生的废钢铁通过简便的回收、加工就可以回炉熔炼、并反复使用，是一个无穷无尽的铁资源。使用废钢代替生铁炼钢，可节约生铁生产所需能源消耗（每吨生铁大约需消耗0.8吨标煤），理想情况下，用废钢炼钢所需能量仅为从矿石冶炼的1／3，可以减少气体污染86％、水污染76％、耗水量40％，减少采矿废弃物97％。

废钢来源：90%外购，10%来自钢厂内部生产回收。

4 直接还原铁和铁合金

铁合金的用途和种类：铁合金是炼钢和机械铸造业的主要原料之一，在炼钢和铸造时用作脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂。常见种类有：硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等。

5、锰铁：锰铁是以锰矿石为原料，在高炉或电炉中熔炼而成的。锰铁也是钢中常用的脱氧剂，锰还有脱硫和减少硫的有害影响的作用。因而在各种钢和铸铁中，几乎都含有一定数量的锰。锰铁还作为重要的合金添加剂，广泛地用于结构钢、工具钢、不锈耐热钢、耐磨钢等合金钢中。

除硅铁、锰铁外，还有其它多种铁合金，例如铬铁、钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、铌铁、硼铁、硅钙合金、电解镍、镍铁、磷铁等，有的元素比较稀贵或由于生产工艺比较复杂，所以使用过程中虽然脱氧能力较强，但并不用作脱氧剂，主要用作合金添加剂。

6、硅铁：硅铁是以焦炭、钢屑、石英（或硅石）为原料，用电炉冶炼制成的。硅和氧很容易化合成二氧化硅。所以硅铁常用于炼钢作脱氧剂，同时由于SiO2生成时放出大量的热，在脱氧同时，对提高钢水温度也是有利的。硅铁作为合金元素加入剂，广泛用于低合金结构钢、合结钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，此外硅铁在铁合金生产及化学工业中，常用作还原剂。

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