下载文档原格式
1—1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。
炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。
组成除高炉本体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、液压系统、回收煤气与除尘系统、喷吹系统、动力系统1—2 高炉炼铁有哪些技术经济指标？答案：综合入炉品位(%)炼铁金属收得率(%)生铁合格率(%)铁水含硅(%)铁水含硫(%)风温(℃)顶压(KPa)熟料比(%)球矿比(%)高炉利用系数(t/m3.d)综合焦比(Kg/t)入炉焦比(Kg/t)焦丁比(Kg/t)喷煤比(Kg/t)1—3 高炉生产有哪些特点？答案：一是长期连续生产。
高炉从开炉到大修停炉一直不停地连续运转，仅在设备检修或发生事故时才暂停生产（休风）。
高炉运行时，炉料不断地装入高炉，下部不断地鼓风，煤气不断地从炉顶排出并回收利用，生铁、炉渣不断地聚集在炉缸定时排出。
二是规模越来越大型化。
现在已有5000m3以上容积的高炉，日产生铁万吨以上，日消耗矿石近2万t，焦炭等燃料5kt。
三是机械化、自动化程度越来越高。
为了准确连续地完成每日成千上万吨原料及产品的装入和排放。
为了改善劳动条件、保证安全、提高劳动生产率，要求有较高的机械化和自动化水平。
四是生产的联合性。
从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机地协调联合工作。
从钢铁联合企业中炼铁的地位来说，炼铁也是非常重要的一环，高炉体风或减产会给整个联合企业的生产带来严重影响。
因此，高炉工作者要努力防止各种事故，保证联合生产的顺利进行。
1—5 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。
（1)生铁。
按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。
(2)炉渣。
生铁一般指含碳量在2~4.3%的铁的合金。
又称铸铁。
生铁里除含碳外，还含有硅、锰及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。
根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
炼钢生铁里的碳主要以碳化铁的形态存在，其断面呈白色，通常又叫白口铁。
这种生铁性能坚硬而脆，一般都用做炼钢的原料。
铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。
由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。
但它的抗位强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造各种机床床座、铁管等。
球墨铸铁里的碳以球形石墨的形态存在，其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢，它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，有一定的弹性，广泛用于制造曲轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。
此外还有含硅、锰、镍或其它元素量特别高的生铁，叫合金生铁，如硅铁、锰铁等，常用做炼钢的原料。
在炼钢时加入某些合金生铁，可以改善钢的性能。
一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量在0.2-1.7%的叫钢，含量在1.7%以上的叫生铁。
熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。
呵呵，另外说说判别：在生活中区分生铁和熟铁当然不能用含碳量来区分，因为你看不出来的。
因此我们只能用眼看和用耳听来区分：1、用眼看：生铁的断口是粗糙的，呈现出一粒粒的（因为生铁晶粒粗的缘故），而熟铁断口一般比较光洁；如果是新断口，还可看出生铁光泽较暗而熟铁较亮；生铁的断口一般是不规则的，因为生铁很脆，大多是被打断的，（当然也有是经加工的，那也是很平整的）而熟铁是不能被打断的，大多是被用一定方式加工而分开的，所以断口一般是整齐的；断口如果是被气割的，那就是熟铁的，生铁是不能被气割的；生铁表面一定会有气孔，面熟铁则不会有气孔；如果一块铁是有明显变形的（如弯曲）那是熟铁，因生铁塑性很差，不大会有如此变形，真要达到弯曲了，要么断了要么有很明显的裂纹且弯形也不会很大。
中国钢铁冶炼简史春秋战国钢铁的冶炼春秋时代是我国由奴隶社会向封建社会转变的阶段。
促成这一社会变革的物质因素，是社会生产力的发展。
劳动工具是社会生产力发展的重要标志。
铁制工具的广泛使用，促进了我国由奴隶制向封建制的过渡。
商代用陨铁制作了铁刃铜钺，说明对铁的性质和锻打嵌铸的技术已经有了一定的认识和掌握，但当时尚不知人工炼铁。
春秋时期，铁器已经在农业、手工业生产中使用。
农业生产中使用铁锄、铁斧等。
铁器坚硬、锋利，胜过木石和青铜工具。
晋国用铁铸刑鼎，铸鼎的铁是作为军赋向民间征收的，可见晋国民间铁已不少。
在江苏六合县程桥、湖南长沙龙洞坡等地出土了春秋时的铁器。
战国初或稍早已发明铸铁技术，这是我国劳动人民对冶金技术的重大贡献，比外国早一千八百年左右。
河北兴隆县寿王坟出土了大量战国时的铁范，其中有较复杂的复合范和双型腔，还采用了难度较大的金属型芯，反映了当时的铸造工艺已有较高水平。
战国时发明的用柔化退火制造可锻铸件的技术和多管鼓风技术是冶金技术的重要成就，比欧洲早二千年左右。
战国时还掌握了块炼铁固态渗碳制钢的方法和淬火技术。
块炼铁的方法也就是“固体还原法”。
由于块炼铁是铁矿石在较低温度下从固体状态被木炭还原的产物，所以质地疏松，还夹杂有许多来自矿石的氧化物，例如氧化亚铁和硅酸盐。
这种块炼铁在一定温度下若经过反复锻打，便可将夹杂的氧化物挤出去，机械性能就改善了。
从江苏六合县程桥东周墓出土的铁条，就是块炼铁的产品。
春秋末期和战国初期的一些锻造铁器也是以块炼铁为材料。
在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。
从河北易县武阳台村的燕下都遗址44号墓中曾出土79件铁器，经分析鉴定，它们的大部分都是由块炼钢锻成的，这证明至迟在战国后期块炼渗碳钢的技术已在应用，块炼铁质柔不坚，块炼钢虽经渗碳处理，变得较坚硬，但在生产上仍嫌不足。
人们在生产实践中又摸索出块炼钢的淬火工艺，这就进一步提高了块炼钢的机械性能。
上述燕下都出土的锻钢件，大部份是经过淬火处理的，这又表明在当时，人们对淬火工艺也较熟悉了。
串讲概述一、炼铁生产的方法:1.高炉法炼铁.2.非高炉法炼铁:直接还原法,熔融还原法.二、钢和铁的区分：以含碳量区分:熟铁:C<0.02% 钢:C=0.02%～1.7% 生铁:C>1.7%三、炼铁生产工艺流程：1.高炉炼铁生产工艺流程: 简图2.高炉本体：内型：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。
外壳为金属结构，内衬耐火材料，中间是冷却设备。
3.除本体外，高炉还有以下几大系统：(1)上料系统：职责：储存、混匀、筛分、称量原、燃料，并运到炉顶受料漏斗。
(2)装料系统：职责：按要求将炉料装入炉内和煤气密封。
(3)送风系统：职责：提供和加热空气，并送入炉内，保证足够的风量和风温。
(4)喷吹系统：职责：将煤粉或重油送入炉内。
(5)煤气清洗系统：职责：收集和清洗煤气。
(6)渣铁处理系统：职责：定期排放炉内渣铁并运走，保证高炉连续生产。
(7)动力系统：职责:为高炉的正常生产提供"风、水、电、气"等能源.是高炉正常生产的保障.四、高炉炼铁主要经济技术指标：1.高炉利用系数：指每昼夜每立方米高炉有效容积生产的合格炼钢生铁量。
2.冶炼强度：指每昼夜、每立方米高炉有效容积消耗的干焦量。
干焦耗用量冶炼强度＝—————————————（t/(m3.d)）有效容积×实际工作日3.综合冶炼强度：除干焦外，还考虑有喷吹的其他类型的辅助燃料。
综合干焦耗用量综合冶炼强度＝————————————（t/(m3.d)）有效容积×实际工作日4.焦比：冶炼一吨铁消耗的干焦量。
干焦耗用量（kg）入炉焦比＝————————合格生铁产量（t）5．综合焦比：生产每吨生铁所消耗的干焦数量以及各种辅助燃料折算为干焦之总和。
干焦数量＋Σ喷吹燃料×折算系数综合焦比= —————————————————（kg/t）合格生铁产量综合干焦耗用量= ——————————（kg/t）合格生铁产量6.休风率：高炉休风停产时间占规定日历作业时间的百分数。
我国古代几种冶炼技术的浅释高中教材对我国冶铁技术的发展作了部分记述：①春秋战国时期，发明了铸铁柔化处理技术，是世界冶铁史的一大成就，比欧洲早两千多年；②西汉时，有了高炉炼铁和炒钢技术，煤成为冶铁的燃料，人们还发明了淬火技术；③东汉时，低温炼钢技术发明并得到推广。
④魏晋南北朝时期，百炼钢技术已相当成熟，又发明了把生铁和熟铁合炼成钢的灌钢法。
大多数同学们对这几个冶炼方面的专有名词不甚了解，致使理解记忆出现困难。
现在我就以上几种技术做点简单的解释，希望对同学们学习本专题有所帮助。
1、铸铁柔化技术：早期的铸铁是白口铁，质地脆而硬，容易折断，不耐用。
战国时期人们已经掌握了铸铁柔化技术。
它分为两种工艺：一种是在氧化气氛下对白口铸铁件进行退火脱碳处理，使之成为白心可锻铸铁；另一种是在中性或弱氧化气氛下，对白口铸铁件进行长时间高温退火处理，使之成为黑心可锻铸铁。
铸铁柔化处理技术的发明，有着非常重要的意义，通过它得到的可锻铸铁，既有较高的硬度，又有较好的韧性，这使生铁广泛用作生产工具成为可能。
2、高炉炼铁技术：也叫竖炉炼铁技术，竖炉炼铁是一种经济而有效的炼铁方法，从上边装料，下部鼓风，形成炉料下降，和煤气上升的相对运动。
燃烧产生的高温煤气穿过料层上升把热量传给炉料。
其中所含一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。
这样燃烧的热能和化学能同时得到比较充分的利用。
下层的炉料被逐渐还原以至溶化，上层的炉料便从炉顶徐徐下降，炉料被预热而能达到更高的温度。
中国是世界最早使用竖炉炼铁的国家。
春秋末年已经使用竖炉冶铸生铁了，开始一般采用木炭用原料。
汉代可能使用煤炭作治铁燃料，然而用煤冶炼缺点很多，容易堵塞炉硝，并把煤中硫、磷等杂质带入铁中。
16世纪时我国发明了炼焦技术，焦炭炼铁不仅解决了燃料问题，而且焦炭质地坚硬，可以承受较大的压力，使炉子能够加高、增大，产量大幅度增长。
焦炭又是多孔的，有利于炼铁过程中化学反应进行，所以是极为理想的燃料和还原剂，自那时起一直使用至今。
生铁一般指含碳量在2~4.3%的铁的合金。
又称铸铁。
生铁里除含碳外，还含有硅、锰及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。
根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
炼钢生铁里的碳主要以碳化铁的形态存在，其断面呈白色，通常又叫白口铁。
这种生铁性能坚硬而脆，一般都用做炼钢的原料。
铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。
由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。
但它的抗位强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造各种机床床座、铁管等。
球墨铸铁里的碳以球形石墨的形态存在，其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢，它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，有一定的弹性，广泛用于制造曲轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。
此外还有含硅、锰、镍或其它元素量特别高的生铁，叫合金生铁，如硅铁、锰铁等，常用做炼钢的原料。
在炼钢时加入某些合金生铁，可以改善钢的性能。
一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量在0.2-1.7%的叫钢，含量在2%以上的叫生铁。
熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。
反应原理：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2铁铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。
铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。
土壤中也含铁1%～6%。
铁是活泼的过渡元素，是一种光亮的银白色金属，常温下呈体心立体晶格。
常见的化合价为+2和+3价。
纯铁相对较软，有良好的延展性和导热性，能导电，能被磁化，又可去磁。
纯铁化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。
古代炼铁的方法
中国古代炼铁铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。
1、我国炼铁始于春秋时代。
那时候的炼铁方法是块炼铁，即在较低的冶炼温度下，将铁矿石固态还原获得海绵铁，再经锻打成的铁块。
2、冶炼块炼铁，一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。
我国在掌握块炼铁技术的不久，就炼出了含碳2%以上的液态生铁，并用以铸成工具。
战国初期，我国已掌握了脱碳、热处理技术方法，发明了韧性铸铁。
3、战国后期，又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。
4、西汉时期，出现坩埚炼铁法。
同时，炼铁竖炉规模进一步扩大。
1975年，在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址，场址面积达12万m2，发掘出两座并列的高炉炉基，高炉容积约50m3。
西汉时期还发明了“炒钢法”，即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺，产品称为炒钢。
同时，还兴起“百炼钢”技术。
5、东汉(公元25～220年)，光武帝时，发明了水力鼓风炉，即“水排”。
我国古代水排的发明，大约比欧洲早1100多年。
6、汉代以后，发明了灌钢方法。
《北齐书·綦母怀文传》
称为“宿钢”，后世称为灌钢，又称为团钢。
这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。
炼钢和炼铁的区别
（1）原料不同。
炼铁原料为铁矿石、焦炭等，炼钢原料为生铁和废钢。
（2）设备不同。
通常炼铁用的设备是高炉，炼钢用的是转炉、电炉等。
（3）工艺不同。
炼铁是钢铁生产的上游工艺，炼铁得到的生铁是炼钢工艺的原料，即炼铁在前，炼钢在后。
（4）产品不同。
炼铁的产品是生铁（铁水）或铸铁，炼钢的产品是钢（注：生铁经过脱碳等处理后即成为钢，钢铁的区别在于含量不同）。
炼钢就是杂质氧化的过程。
炼铁就是还原的过程。
炼钢是将铁里面的碳置换出来,降低铁的含碳量;炼铁是将三氧化二铁里面的氧置换出来,形成单质铁。
炼铁是用还原剂将铁从矿石中还原出来：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
炼钢是用氧化剂将生铁中多余的碳氧化掉：C+O2=CO2。
