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1、鋼鐵冶金概論緒論1.1冶金基本概念1.2鋼鐵生產工藝流程簡介1.3鋼鐵產品及副產品1.4鋼鐵工業(yè)能耗及主要污染冶金基本概念冶金:一門研究如何經濟地從礦山或其它原料中提取金屬或金屬化合物,并用各種方法加工制成具有一定性能的金屬材料的科學。冶金學:提取冶金:研究如何從礦石中提取金屬或金屬氧化物的過程,由于該過程伴有化學反應,故又稱化學冶金。物理冶金:通過成型加工制備有一定性能的金屬或合金材料。又分鋼鐵冶金(也叫黑色冶金)和有色冶金。冶金方法:火法冶金:在高溫下礦石經熔煉與精練反應及熔化作業(yè)使其中的金屬和雜質分開,獲得較純金屬的過程。濕法冶金:在常溫或低于100°C下,用溶劑處理礦
2、石或精礦,使所要提取的金屬溶解于溶液中,而其它雜質不溶解,然后再從溶液中將金屬提取和分離出來的過程。電冶金:利用電能提取和精練金屬的方法。電能冶金:利用電能轉變成熱能,在高溫下提煉金屬。本質上與火法冶金相同。電化學冶金:主要冶金過程干燥:除去水份,干燥溫度400~600°C。焙燒:將礦山置于適當的氣氛下,加熱至低于它的熔點溫度,發(fā)生氧化、還原或其它化學變化的過程。煅燒:燒結和球團:將粉礦經加熱焙燒,固結成多孔塊狀或球狀的物料。熔煉:在高溫下通過氧化還原反應使礦山中金屬和雜質分離為兩個液相,即金屬液和熔渣的過程,也叫冶煉。精練:進一步處理所得到含有少量雜質的粗金屬,以提高其純度
3、。鋼鐵生產工藝流程簡介礦石精礦分燒結礦球團礦鐵水Fe3O4,Fe2O3磨礦,篩分燒結,球團還原磁選,浮選,重選選礦造塊高爐煉鐵礦山開采轉爐爐外精煉加熱爐軋機電爐連鑄機鋼水鋼水連鑄坯燃煤氣重油煤鋼材鐵水廢鋼鋼鐵產品及副產品產品:生鐵,煉鋼生鐵占90%;鑄造生鐵占10%;鋼副產品:爐渣:高爐渣:300~600Kg/t鐵,可用于制造水泥添加料,隔熱材料等;煉鋼(轉爐)渣:120~150Kg/t鋼,可用于燒結,煉鐵,制造水泥,制磚,鋪路等。煤氣:成分及性能表:成分,%發(fā)熱值產量利用率COH2CO2N2CH4KJ/m3m3/t產品%高爐煤氣26~301~3.010~1456~580.2
4、~0.63300~42002000~300080轉爐煤氣50~700.5~2.014~1510~20-7500~1100015070鋼鐵工業(yè)能耗及主要污染能耗:占全國總能耗的10~11%.對全國能源供應平衡有著舉足輕重的影響。能源結構:煤70.5%,電力21.6%,重油6.7%,天然氣1.1%。主要污染:廢水污染:鋼鐵工業(yè)用水量占全國工業(yè)用水量的19%,廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放量的11.3%,廢水中含多種污染物:揮發(fā)酚,氰化物,石油類,懸浮物,耗氧,六價鉻,砷,鉛??諝馕廴荆簾Y廠廢氣4000~6000m3/t,SO2,500~1500mg/m3,含塵量:機頭1~5g/m
5、3,機尾5~10g/m3。高爐煤氣:2000~3000m3/t,含塵量5~40g/m3,含CO26~30%。煉鋼廠:轉爐粉塵10kg/t,轉爐爐氣150m3/t,含塵量80~150g/m3,電爐粉塵2~19kg/t。鋼鐵渣污染:從礦石開采、冶煉倒加工都有廢渣產生,其中高爐渣300~600kg/t鐵,轉爐渣120~150kg/t鋼。第二章高爐冶煉用原料2.1鐵礦石2.2鐵礦石的開采2.3鐵礦石的富選2.4鐵礦石造塊***2.5燃料及熔劑2.1鐵礦石2.1.1礦物、礦石及脈石礦石與巖石都是礦物的集合體,可由單一礦物或多種礦物組成。按所含有用礦物礦石可分為簡單礦石和復合礦石兩種。礦
6、石有金屬礦石和非金屬礦石之分。金屬礦是指在現(xiàn)代技術型機條件下可從中提取金屬的礦石,且以所含金屬種類來命名,如銅礦石……根據寬石品位不同,一般分為富礦石呵貧礦石.2.1.2鐵礦石分類及對其評價目前鐵礦石主要有磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石和菱鐵礦石等。各種礦石的組成見表2-1(課本22頁)。對鐵礦石的評價:(1)鐵礦石品位(含鐵量)。他決定著冶煉的經濟性,是衡量鐵礦石質量的重要指標。礦石品位越高,脈石含量越少,冶煉時所需熔劑量和形成渣兩就少,因而能耗相應降低,產量增加。(2)脈石成分。(3)雜質元素。有害元素如:S、P、K、F、Na、Zn等。有益元素如:Mn、Cr、Ni、V、Ti
7、、Nb等。(4)礦石的還原性。礦石中與鐵結合的氧被還原劑奪取的難易程度,稱為還愿性。冶煉易還原的礦石,可降低碳素燃料的消耗量。它與礦物組成、致密程度、氣孔率等有關。(5)礦石的高溫性能。要求礦石具有較高的荷重軟化溫度和熔融滴下溫度,且兩者的溫差要小。(6)礦石的強度與粒度組成。(7)礦石成分的穩(wěn)定性。從礦山開采了出的礦石,其含量和化學成分波動很大,粒度大小相差懸殊,有的大至幾百毫米,有的則成粉末。從物理和化學性質來看,大部分礦石都不能滿足高爐冶煉的要求,入爐前須經過一系列的加工處理,其處理工藝流程如圖2