钢铁工艺生产流程.docx

四、钢铁行业生产工艺流程1. 炼铁铁矿石的品种分为磁铁矿 Fe3O4、赤铁矿 Fe2O3、褐铁矿 、菱铁矿 FeCO3。铁矿石中除铁的化合物外,还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼,必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理,变成铁精矿、粉矿,才能作为冶炼生铁的主要原料。将铁精矿、粉矿,配加焦炭、熔剂,烧结后,放在 100 米高的高炉中,吹入 1200 摄氏度的热风。焦炭燃烧释放热量,6 个小时后温度达到 1500 度,将铁矿融化成铁水,不完全燃烧产生的 CO 将氧从铁水(氧化铁)中分离出来,换句话说 CO 作为还原剂将铁从铁水(氧化铁)中还原出来。熔剂,包括石灰石CaCO3、荧石 CaF2,其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣,使之与铁液分离,以便获得较纯净的铁水。铁水即生铁液,然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。3. 炼钢炼钢就是把原料(铁水)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。最早的炼钢方法出现在 1740 年,将生铁装入坩锅中,用火焰加热溶化炉料,之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。1856 年,英国人亨利-贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法,第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题,从而使钢的质量得到提高,但此法不能脱硫,目前己被淘汰。1880 年,出现了第一座碱性平炉,由于其成本低,炉容大,钢水质量优于转炉,一时成为世界上主要的炼钢法。1878 年,英国人托马斯发明了碱性炉的底吹转炉法,该方法是在吹炼过程中加石灰造碱性渣,从而解决了高磷铁水的脱磷问题。但此法的缺点是炉子寿命短,钢水中氮含量低。1899 年,出现了依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法,解决了利用废钢炼钢问题。1940 年代大型空气分离机的出现,使氧气制造成本大大降低,氧气顶吹转炉得到广泛运用。由于生铁冶炼过程中要使用大量的碳来还原出金属铁,生铁中碳含量较高。钢与生铁化学成分上的主要区别在于含碳量,含碳量超过 %的就是生铁,而常用钢的含碳量一般在 1%以下。 炼钢就是将生铁在高温中进行熔化、净化(或称精炼)和合金化的一个过程。精炼过程主要包括用燃烧的方法去除掉生铁中过量的碳和硅以及锰和磷等杂质。这些杂质要么变成气体冒出去,要么变成残渣被清除掉。精炼时还可以根据需要加入某些其他元素。炼钢炉有三种:转炉、平炉和电弧炉。转炉和平炉用来炼从高炉出来的铁水加废钢,电弧炉用来将废钢熔化再炼。平炉由于能耗高、生产周期长,己经遭淘汰。转炉炼钢:转炉的炉体可以转动,用钢板做外壳,里面用耐火材料做内衬。转炉炼钢时不需要再额外加热,因为铁水本来就是高温的,它内部还在继续着发热的氧化反应(来自铁水中硅、碳及吹入氧气)。因为不需要再用燃料加热,故而降低了能源消耗。吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后,铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。这种反应本身就会发出热量来,因而铁水不但会继续保持着熔化状态,而且可能会越来越热。因此,为调整铁水的适合温度,人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。同时也要加入一些石灰、石英、萤石等,这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。因此,它们被称为造渣料。电炉炼钢:电弧炉炼钢的热源是电能。电弧炉内有石墨做成的电极,电极的端头与炉料之间可以发出强烈的电弧,具有极高的热能。在炼钢时主要