钢铁冶金工艺流程论文.docx

《冶金工程概论》课程考核（课程论文）题目：钢铁冶金工艺流程钢铁冶金工艺流程引言：研究创新、核心技术竞争力、产业化、产业链、产业集群等理论的基础上，分析了当前我国钢铁装备产业化的主要目标和核心技术，在此基础上总结钢铁装备制造产业的演化路径和产业化主要影响因素，就如何把握钢铁装备制造良好的发展机遇,如何合理的进行技术创新,在关注钢铁企业的研发动态的同时，合理规划企业经营管理方式，形成拥有自主知识产权的科研成果，打造我国钢铁装备品牌，制定适合钢钢铁冶金工艺流程：铁矿石--炼铁，提取铁--制取钢。一、钢铁冶金过程的热力学原理：1，氧化物的（1）位置低的金属氧化物较位置高的金属氧化物稳定，位置低的元素能还原位置高的元素，钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是CaO，Al2O3，SiO2，MnO，FeO，P2O5FeO、P2O5最不稳定，几乎可全部被还原；MnO大部分被还原，SiO2小部分被还原；Al2O3、CaO几乎不会被还原。（2）大多数氧化物的稳定性随温度升高而降低。2，应用：还原剂选择：金属类、碳质类。（1）金属类：用位置低的元素还原位置高的氧化物时，两者位置相距愈远愈好，因为反应的G负值愈大，反应进行得愈彻底。所以Mn、Si、Al能还原FeO，其中Al效果最好，Si次之，Mn最弱。（2）碳质类：中，大部分氧化物的稳定性随温度升高而降低，而2C+O2=2CO反应直线显示：温度升高，生成物CO的稳定性增加，这相反的变化趋势使其与其他氧化反应直线均会相交。交点对应温度为该氧化物还原碳的最低温度Tmin。T>Tmin时，CO稳定，碳可以作为该氧化物的还原剂；相反时，CO则成为该元素的氧化剂。实际生产中高炉温度仅能还原MnO、FeO，电炉温度才能还原Al2O3，SiO2。二、炼铁：目前最常用的方法有高炉炼铁，直接还原和熔融还原铁三种方法。（一）炼铁原料：1，铁矿石：一种或几种含铁矿物和脉石组成2，燃料：焦炭，并作为还原剂3，熔剂：有酸、碱之分，多选用碱性石灰石（二）炼铁前处理：1.铁矿石：破碎，筛分，选矿，烧结，造块（1）破粹，各式破粹机（2）选矿：水选，磁选（3）烧结，造块2．焦炭燃料炼焦的煤粉或几种煤粉混合物在煤焦炉内，隔绝空气加热至1000～1100℃，干馏后留下多孔块状产物。基本要求：含炭量多，控制S、P、水、挥发物含量，有足够发热量，坚固，以及气孔率大和粒度均匀。（三）高炉生产炉料：铁矿石，焦炭，熔剂从顶部加入，向下运行，顶部200℃区：铁矿+CO→部分铁间接还原2CO+O2→CO2与粉状、烟状的游离碳中部1100℃区：游离碳进入矿石中，将残存Fe2O3直接还原成Fe，剩余的Fe2O3溶解于Fe中，使Fe熔点降低，由固态变成海绵铁。石灰石高温分解成CaO+酸性脉石，并进入炉渣。增碳带T＞1000℃区：Fe2O3→FeO风口处T＞1500℃区：Fe2O3→铁，熔融的铁水与炉渣一起进入炉缸，并分层次分布，轻的渣浮在铁水表层，分别从两口排出。A.炉渣：其它工业原料、制水泥、造砖、铺路。B.铁水：浇铸生铁锭[W（C）=2%，并含Fe、Si、Mn、P、S]。品种有：a.铸造生铁（灰铸铁）：含Si较多，C以游离石墨形式存在，灰色断面。b.炼钢生铁（白口生铁）：碳以Fe3C形式存在，银色断口。c.高锰、高硅特种生铁：炼钢用作脱氧剂或炼制合金钢附加材料。（四）高炉冶金的理化过程：燃料的燃烧，铁的还原，铁的增碳，其它元素还原，去硫、造渣。1燃料的燃烧：焦碳自炉顶下落至风口时与空气相遇，燃烧，进行放热反应。C+O2→CO2+1600～1750℃CO2上升，遇赤热焦碳，被还原成COCO2+C→2CO-ΔCO热气继续上升，遇热矿石，发生还原反应，将Fe还原出来2铁的还原：直接或间接还原两种1）直接还原：950℃以上，固体碳呈烟状进入矿石孔隙内完成反应。FeO+C→Fe+CO2CO→CO2+C2）间接还原：开始于炉口（250℃－350℃）终止于950℃。顺序地利用CO，将高价的铁氧化物还原成低价的铁氧化物。3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO22Fe3O4+2CO→6FeO+2CO26FeO+6CO→