炼铁与炼钢的工艺区别

思考与练习答案
1、D 2、B 3、无 4、B 5、B 6、AD

高炉操作示意图
高 炉 操 作 示 意 图
氧气转炉
氧气顶吹转炉
平炉
平炉
电弧炉
电炉
五、炼铁过程
1、原理：高温下用还原剂（主要是一 氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。 2、主要原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
3、主要设备：高炉
4、主要反应
（1）还原剂的形成
C＋O2＝CO2＋Q 高温 CO2＋C＝2CO－Q （2）铁的还原 高温 Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 （3）炉渣的形成 CaCO3＝CaO＋CO2↑
B、赤铁矿 化学式：Fe2O3 性质：条痕为樱红色，具有弱磁性，含S、 P较低，易破碎，易还原。
C、褐铁矿
化学式：nFe2O3. mH2O 性质：呈褐色条痕，还原具性好。高温下分解，疏松 多孔，易破碎。
D、菱铁矿
化学式：FeCO3 性质：颜色为灰色带黄 褐色。经过焙烧分解。 CO2 ,疏松多孔， 易破碎，还原性好
思考题：4、为什么要用纯氧来代替空气炼 钢？ 5、炼钢过程中产生的大量棕色烟气其主成 分是什么？能否直接排放？
答4：因为用纯氧代替空气可以克服由于空气里 的氮气的影响而使钢质变脆以及痰气排出时带 走热量的缺点。
5：主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的CO气体等。 不能直接排放，必须净化回收，综合利用。
思考题：6、炼铁和炼钢的主要
4、主要反应（分三个阶段）
（1）氧化造渣 高温 2Fe＋O2＝2FeO＋Q 高温 2FeO＋Si＝SiO2＋2Fe＋Q 高温 FeO＋Mn＝Fe＋MnO＋Q 高温 FeO＋C＝CO＋Fe－Ｑ 生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生 石灰相互作用成为炉渣。
（2）去硫、磷 高温 FeS+CaO＝FeO+CaS 高温 2P+5FeO+3CaO＝5Fe+Ca3(PO4)2 （3）脱氧 用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的 少量FeO 高温 2FeO+Si＝SiO2+2Fe 高温 3FeO+2Al＝3Fe+Al2O3 高温 FeO+Mn＝Fe+MnO
3、请根据课本实验－CO还原Fe2O3，回答下列 问题： （1）如何确知反应已经开始发生？ （2）应如何处理尾气，请设想两法？ （3）实验结束时的操作应注意的事项是什么？ （4）现有铁的某种氧化物1g被CO完全还原后 在石灰水中可过滤出沉淀，经干燥称量为1.72g 是确定该铁的氧化物的分子式。
4、下列有关炼铁和炼钢的说法中，错误的 是（ B ） A.炼铁是铁矿石被还原的过程 B.炼钢是生铁被氧化的过程 C.炼铁高炉中加入石灰石的目的是除脉石 D.炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂 5、下面工业的废气经处理可作为气体燃料 的是①硫酸厂的尾气②硝酸厂尾气③高炉 煤气④氧气顶吹转炉产生的棕色烟气⑤玻 璃工业的废气（ B ） A. ① ③ B. ③ ④ C. ④ ⑤ D. ③ ④ ⑤
炼铁与炼钢
北京科技大学
第一节 炼铁
一、铁合金 生铁 碳素钢 低碳钢 钢 合金钢 钨钢 锰钢
炼钢生铁 （白口铁） C%<0.3% 铸造生铁（灰口 中碳钢 0.3%-0.6% 铁、铸铁） 球墨铸铁 高碳钢
>0.6%
钨铬钢
镍铬钢
合金生铁： 如锰铁、硅铁
二、生铁与钢的比较 项目 区别 一、含炭量 生铁 钢
2%－4.3%
0.03%－2%
Si、Mn、S、P （较少） 冶炼时添加
（锰、镍、铬、钨等）
二、其它杂质 Si、Mn、S、P （较多） 三、有益元素 冶炼时不添加 （无） 机械性能 质硬而脆、 （其他） 无韧性 机械加工 （其他） 可铸不可锻
坚硬、韧性大、 可塑性好。 可铸、可锻、 可压延
三、铁的合金
2、答：生铁主要含铁，除此之外还含有2%-4.3%的 碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。 3、高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综 合利用。
六、小结：
1、炼铁的原理 2、主要原料及设备 3、主要反应 4、产物
第二节 炼钢
一、炼钢原理
1、反应原理 高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和 其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。 2、目的： 降碳、调硅锰、去硫磷。 3、主要反应（分三个阶段）
四、炼铁
1、铁的存在及分布
地壳中的铁都以化合态存在，游离态的 铁只能从陨石中得到。
2、CO还原氧化铁 现象：固体由红变黑,石灰水变浑浊。
Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 方程式：
高温
(1)、自然界中铁以化合物存在 A、磁铁矿 化学式：Fe3O4 性质：结构致密，晶粒细小，黑色条纹。 具有强磁性，含S、P较高，还原性差。
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生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而 除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整 钢的成分。钢水合格后，可以浇成钢的 铸件或钢锭，钢锭可以再轧成各种钢材。
二、炼钢的方法、
方法：转炉炼钢、电弧炉炼钢、平炉炼钢。
一、氧气顶吹转炉炼钢法 （1）转炉的构造 （2）原料：生铁（液态）、氧气、适量的 造渣材料（如生石灰等）、脱氧剂。 （3）热源：依靠熔融铁水中的杂质等被氧 气氧化所放出的热量，不需要燃料。
反应原理有什么异同？
相同点：都是利用氧化还原反应。 不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿 石中还原出来（侧重还原），而炼钢主 要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其它 杂质氧化而除去（侧重氧化）。
思考与练习：
1、为了初步确定某铁矿石的种类，取该铁 矿石用盐酸溶解，有一种气体放出。该 铁矿石是（ D ） A.磁铁矿 B.赤铁矿 C.褐铁矿 D.菱铁矿 2、炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中， 都需要的原料是（ B ） A.纯碱 B.石灰石 C.石英 D.粘土
高温
点燃
CaO＋SiO2＝CaSiO3
高温
思考题：1：原料中焦炭和石灰石的作用是 什么？
答：焦炭的作用是作燃料和生成还原剂。 石灰石的作用是作熔剂，除杂质（脉 石）。
5、产物 （1）生铁 （2）高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰 尘等。 （3）炉渣：主要是CaSiO3
思考题：2、生铁含那些成分？ 3、高炉煤气能否直接排放？怎么处理？
6、在炼铁和炼钢中都有碳参加反应。下列 有关碳参加反应的说明错误的是（AD ） A.两个过程中碳都是被氧化,都只起着提供 热量的作用 B.炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作 用,又起产生CO的作用 C.炼钢过程中碳被氧化,从而达到降低含碳 量的目的 D.炼铁过程中碳参加反应,只起着产生CO 的作用