北京科技大学 钢铁冶金学(炼铁部分)知识点复习.doc

炼铁学炼铁知识点复习第一章概论 1 、试述 3 种钢铁生产工艺的特点。答:钢铁冶金的任务:把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程:①还原熔化过程(炼铁):铁矿石?去脉石、杂质和氧?铁;②氧化精炼过程(炼钢):铁?精炼(脱 C、 Si、 P等) ?钢。高炉炼铁工艺流程:对原料要求高,面临能源和环保等挑战,但产量高,目前来说仍占有优势,在钢铁联合企业中发挥这重大作用。直接还原和熔融还原炼铁工艺流程:适应性大,但生产规模小、产量低,而且很多技术问题还有待解决和完善。 2 、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。答:特点:①在逆流(炉料下降及煤气上升)过程中,完成复杂的物理化学反应; ②在投入(装料)及产出(铁、渣、煤气)之外,无法直接观察炉内反应过程, 只能凭借仪器仪表简介观察;③维持高炉顺行(保证煤气流合理分布及炉料均匀下降)是冶炼过程的关键。三大过程:①还原过程:实现矿石中金属元素(主要是铁)和氧元素的化学分离;②造渣过程:实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离;③传热及渣铁反应过程:实现成分与温度均合格的液态铁水。 3 、画出高炉本体图,并在其图上标明四大系统。答:煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。 4 、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。答: ①高的含铁品位。矿石品位基本上决定了矿石的价格,即冶炼的经济性。②矿石中脉石的成分和分布合适。脉石中 SiO2 和 Al2O3 要少, CaO 多, MgO 含量合适。③有害元素的含量要少。 S、 P、 As 、 Cu 对钢铁产品性能有害, K、 Na 、 Zn 、 Pb 、 F 对炉衬和高炉顺行有害。④有益元素要适当。 Mn 、 Cr、 Ni、 V、 Ti 等和稀土元素对提高钢产品性能有利。上述元素多时,高炉冶炼会出现一定的问题,要考虑冶炼的特殊性。⑤矿石的还原性要好。矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。褐铁矿大于赤铁矿大于磁铁矿,人造富矿大于天然铁矿,疏松结构、微气孔多的矿石还原性好。⑥冶金性能优良。冷态、热态强度好,软化熔融温度高、区间窄。⑦粒度分布合适。太大,对还原不利;太小,对顺行不利。 5 、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。答:焦炭在高炉内的作用:( 1)热源:在风口前燃烧,提供冶炼所需的热量;( 2) 还原剂:固体碳及其氧化产物 CO 是氧化物的还原剂;( 3)骨架作用:焦炭作为软融带以下唯一的以固态存在的物料,是支撑高达数十米料柱的骨架,同时又是煤气得以自下而上畅通流动的透气通路;( 4)铁水渗碳。质量的要求:粒度适中、足够的强度、灰分少、硫含量少、挥发成分含量合适、反应性弱( C+CO 2 =2CO )、固定 C高等。 6 、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。答: 1、灰分含量低、固定碳量高; 2、含硫量少; 3、可磨性好; 4、粒度细; 5、爆炸性弱,以确保在制备及输送过程中的人身及设备安全; 6 、燃烧性和反应性好。 7 、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。答:1、有效容积利用系数 u?:每M 3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量(T/M ) 。炼铁学 2、焦比:冶炼每吨生铁所消耗焦炭的千克数(kg/T) 。 3、煤比:冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数(kg/T) 。 4 、燃料比( 焦比+ 煤比+ 油比) :冶炼每吨生铁所消耗的固体和液体燃料的总和(kg/T) 。 5、综合焦比(焦比+煤比×煤焦置换比))()( )()(t kg产量折算合格生铁干焦耗用量入炉焦比折算?)()( )()(t kg产量折算合格生铁综合干焦耗用量综合焦比折算? 6、煤焦置换比:喷吹 1kg 煤粉所能替代的焦炭的 kg数。一般为 ~ ( 不包括褐煤)。 7 、焦炭冶炼强度:每 M 3 高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/M ) 。通常为 ~ 。 8、综合冶炼强度:每 M 3 高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数(t/M ) 。一般为 ~ 。 9 、利用系数、焦比及冶炼强度三者关系:纯焦冶炼时,利用系数=焦炭冶炼强度/焦比;喷吹燃料时:利用系数=综合冶炼强度/综合焦比。 10、燃烧强度:每 M 3炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数(t/M ) 11 、工序能耗 Ci= ( 燃料消耗+ 动力消耗- 回收二次能源)/ 产品产量( 吨标准煤/T) , 1kg 标准煤的发热量为 29310 kJ(7000 千卡)。注: 1 、把铁矿石炼成合格的钢: ①还原熔化过程(炼铁) :铁矿石?去脉石、杂质和氧?铁; ②氧化精炼过程(炼钢):铁?精炼(脱 C、 Si、 P等) ?钢。 2 、高炉原料: ①铁矿石(凡是在当前的技术条件下,可经济地提取出金属铁的岩石,称为铁矿石。地壳中 Fe 元素居