2020年兰州理工大学钢铁冶金学第一章炼铁部分参照模板可编辑

炼铁部分※<第一章>1．试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。

2．简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。

3．画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。

4．试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。

5．高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？6．熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。

※<第二章>1、高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？2、烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？3、简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。

5、烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？6、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。

7、简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。

8、从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。

※<第三章>1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。

2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。

5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？6.从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？7.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？9.造渣在高炉冶炼过程中起何作用？10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。

12.何谓液态炉渣的“表面性质”？表面性能不良会给冶炼过程造成哪些危害？13.与炼钢过程比较，高炉冶炼的条件对炉渣去硫反应的利弊如何？5※<第四章>1.风口前焦炭循环区的物理结构如何？风口前碳的燃烧在高炉过程中所起的作用是什么？2.什么叫鼓风动能？它对高炉冶炼有什么影响？3.什么叫理论燃烧温度？它在高炉冶炼中起何作用？4.什么叫水当量？沿高炉高度方向水当量的变化特征？5.高炉内三种传热方式各自进行的条件如何？在不同条件下哪一种方式为控制性环节？5※<第五章>1.写出欧根公式，说明式中各因子的物理意义，指出该式对高炉作定性分析时适用的区域，并从炉料和煤气两方面分析影响ΔP的因素及改善炉内透气性的主要途径。

钢铁冶金学炼铁部分第三版（原创实用版）目录一、钢铁冶金学炼铁部分的概述二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势正文一、钢铁冶金学炼铁部分的概述钢铁冶金学炼铁部分是钢铁冶金学的一个重要组成部分，主要研究炼铁的原理、方法、设备和工艺。

炼铁是钢铁生产的第一步，其任务是将含铁的矿石通过高温还原的方法转化为铁。

炼铁部分的研究内容不仅包括传统的高炉炼铁，还包括直接还原法、熔融还原法等新型炼铁技术。

二、钢铁冶金学炼铁部分的主要内容钢铁冶金学炼铁部分的主要内容包括以下几个方面：1.矿石的准备和预处理：包括矿石的选择、破碎、筛分、混合等过程。

2.高炉炼铁：研究高炉的结构、原理、操作和控制，以及高炉炼铁的副产品（如炉渣、煤气等）的处理和利用。

3.直接还原法：研究使用一氧化碳、氢气等还原剂直接将矿石还原成铁的方法。

4.熔融还原法：研究在高温下将矿石和熔剂混合熔融，然后通过还原反应生成铁的方法。

5.铁的冶炼：研究铁的熔炼、铸造和连铸等过程，以及铁中的杂质控制和质量管理。

三、钢铁冶金学炼铁部分的重要性钢铁冶金学炼铁部分对于我国钢铁工业的发展具有重要意义，主要表现在以下几个方面：1.提高钢铁产量：炼铁是钢铁生产的第一步，其产量和质量直接影响到钢铁的总产量和质量。

2.降低生产成本：研究炼铁过程中的节能、减排和资源综合利用等技术，有助于降低钢铁生产的成本。

3.提高钢铁质量：研究炼铁过程中的杂质控制和质量管理技术，有助于提高钢铁的质量和性能。

4.保护环境：研究炼铁过程中的环保技术和副产品利用，有助于减少污染，实现绿色生产。

四、钢铁冶金学炼铁部分的未来发展趋势随着科技的进步和社会的发展，钢铁冶金学炼铁部分将面临以下发展趋势：1.绿色发展：加大对环保技术和副产品利用的研究，实现炼铁过程的绿色化和可持续发展。

2.智能化：借助大数据和人工智能技术，实现炼铁过程的智能化控制和优化，提高生产效率和质量。

钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要：一、钢铁冶金概述二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁2.直接还原炼铁3.熔融还原炼铁三、炼铁原料与配料四、高炉操作与管理1.炉料准备2.炉内过程控制3.炉况判断与调整4.休风与焖炉五、炼铁环境保护与节能六、炼铁新技术与发展趋势正文：一、钢铁冶金概述钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程，将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。

钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。

其中，炼铁是钢铁冶金的基础，其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。

二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热，使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。

高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。

2.直接还原炼铁直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。

与高炉炼铁相比，直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。

3.熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融，然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。

熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。

三、炼铁原料与配料炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。

铁矿石是炼铁的主要原料，其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。

焦炭作为还原剂，在炼铁过程中起到关键作用。

熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。

四、高炉操作与管理1.炉料准备炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。

合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。

2.炉内过程控制炉内过程控制是高炉炼铁的关键，主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。

通过炉内过程控制，可以使高炉达到最佳状态，提高金属回收率。

3.炉况判断与调整炉况判断与调整是根据高炉运行参数，判断高炉内发生的问题，并采取相应措施进行调整。

合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。

4.休风与焖炉休风是指高炉在短时间内停止煤气供应，以清理炉内积料和调整炉内气氛。

钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要：一、钢铁冶金学炼铁部分的概述二、炼铁的原理和过程三、炼铁的设备和操作四、炼铁的环保和节能五、炼铁的发展趋势正文：一、钢铁冶金学炼铁部分的概述《钢铁冶金学炼铁部分第三版》是一本关于钢铁冶金学的专业书籍，主要介绍了炼铁的基本原理、过程、设备和操作。

本书在继承前两版的基础上，对炼铁技术进行了全面更新，以适应现代钢铁工业的发展。

书中还强调了炼铁的环保和节能，以及炼铁技术的发展趋势，为我国钢铁工业的持续发展提供了重要的理论支撑。

二、炼铁的原理和过程炼铁的原理是通过高温下的还原反应，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。

炼铁的过程主要包括原料准备、烧结、焦化、炼铁炉炼铁等环节。

在原料准备阶段，将铁矿石、焦炭、石灰石等原料进行混合和粉碎。

烧结是将混合好的原料进行高温烧结，形成烧结矿。

焦化是利用焦炭对铁矿石进行还原，生成一氧化碳和金属铁。

炼铁炉炼铁是将焦炭和烧结矿放入高炉，在高温下进行还原反应，生成金属铁。

三、炼铁的设备和操作炼铁的主要设备包括烧结炉、焦炉、高炉等。

烧结炉用于将原料进行烧结，形成烧结矿。

焦炉用于焦化，生成焦炭。

高炉用于炼铁，将铁矿石通过还原反应生成金属铁。

炼铁的操作主要包括原料配比、烧结矿破碎、烧结、焦化、高炉炼铁等环节。

四、炼铁的环保和节能炼铁过程中会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物，需要采取相应的环保措施进行治理。

目前，我国炼铁企业普遍采用除尘、脱硫等技术，有效降低了污染物排放。

此外，炼铁企业还通过提高资源利用率、降低能耗等措施，实现了炼铁过程的节能减排。

五、炼铁的发展趋势随着我国钢铁工业的转型升级，炼铁技术也在不断发展。

未来，炼铁技术将朝着绿色、高效、智能化的方向发展。

具体表现在：提高炼铁矿利用率，降低能耗；推广绿色炼铁技术，降低污染物排放；应用智能化技术，提高炼铁生产效率。

冶金一班炼铁Revised on November 25, 2020 高炉冶炼的主要技术经济指标:高炉有效容积利用系数；入炉焦比、综合焦比;煤比和油比；生铁合格率；衡量辅助燃料喷吹作业的指标：喷吹率、置换比；冶炼强度、综合冶炼强度I二Q/Vu在无喷吹的辅助燃料时n\=I综/K综；休风率(作业率+休风率=100%)；炉龄；生铁成本焦炭的理化性质：冷态指标M10表示磨损强度。

M40破碎强度。

热态指标：CRI焦炭反应性；CSR焦炭反应后强度：衡量焦炭经受CO2和碱金属侵蚀状态下，保持高温强度的能力。

烧结矿液相体系烧结过程形成的液相体系:Fe—O体系一些固溶体Fe—SiO2体系；铁橄榄石(2FeO-SiO2) CaO—SiO?体系；硅灰石(2CaO-SiO?) CaO—Fe2O*体系；铁酸钙(2CaO-Fe2Oj CaO—SiO2—FeO 体系；钙铁橄榄石(CaO—FeO—SiO2)；以铁酸钙为主。

烧结过程为什么能脱硫(配炭)：烧结过程中的有机硫直接挥发掉或燃烧除去；硫化物 FeS2、FeS 进行氧化反应：2 FeS2+=Fe2O3+4SO2,2FeS+=Fe2O3+2SO2.反应进行的条件是氧化气氛，主要是有适当的配碳量。

配碳量过高会造成还原气氛，不利于脱硫。

硫的氧化是放热的，也允许降低配碳；极少情况下矿石中以硫酸根离子形式存在，此时需要适当提高配碳量以弥补硫酸钙、硫酸领等分解吸收的热量及提高温度以满足硫酸钙、硫酸顿等的分解要求：硫酸钙+Fe2O3=CaOFe2O3+SO2+O2;硫酸®+SiO2=BaOSiO2+ SO2+O2 球团矿生球爆裂温度:在生球干燥过程中，由于体积收缩或干燥后结成硬壳造成蒸汽压超过表面硬壳所受压力发生爆裂时的温度。

低温还原粉化率:矿石在高炉上部的低温区域严重裂化粉化，使料柱空隙度降低一般以粉化后小于3mm的比率为低温还原粉化率。

高炉有效容积利用系数：每高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（T/）；SFCA :复合铁酸钙，烧结矿中强度和还原性均较好的矿物；高炉炉料结构炉料结构的要求:炉料成分满足造渣要求，不另加溶剂；具有优良的冶金性能；在炉料中的人造富矿占大多数高碱度烧结矿的冶金性能：1具有良好的还原性2具有较好的冷强度和较低的还原粉化率3具有较高的荷重软化温度4具有良好的高温还原性和熔滴特性酸性氧化球团矿的冶金性能：生球爆裂温度高，焙烧区间宽，易于生产，而且成品球铁含量高，强度好；还原性好。

炼铁生产概论第一讲绪论冶金的定义和分类金属的分类钢铁工业的基本生产过程课程介绍：通过本课程培训使学员系统了解和掌握冶金生产的基本概念,高炉生产的原料,高炉生产工艺、设备及基本原理等。

整个课程分为三讲。

第一讲绪论冶金的定义和分类冶金就是从矿石或其它原料中提取金属的过程；就金属的冶炼或提取方法而论，由于原料不同而有很大差异，按其特点可分为三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。

火法冶金以燃料为能源，在高温下，使矿石和其它原料熔化提取成金属，它包括干燥、焙烧、熔炼、精炼等。

湿法冶金一般在常温下，使矿石浸入某种溶液，这种溶液能够溶解有用金属，而不溶解其它杂质，然后再从溶液中提取出金属，它包括浸出、净化和置换、沉积等。

电冶金以电能提取金属，按电能性质不同分为电热冶金和电化学冶金。

电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法，其本质与火法冶金相同；电化学冶金是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的水溶液或熔体中析出，前者称为水溶液电解，可列为湿法冶金；后者称为熔盐电解，可列为火法冶金，它不仅利用电能的化学效应，而且还利用电能转变热能。

金属的分类1)黑色金属（铁、锰、铬和它们的合金）2)有色金属（除黑色金属以外）材料的分类金属材料、有机高分子材料如工程塑料、纤维、橡胶、无机非金属如陶瓷以及它们的复合材料。

钢铁广泛使用的原因原料蕴藏丰富（约7800亿吨铁矿石）存在相对集中（O、Si、Al、Fe）冶炼的容易性（高炉→转炉或电炉）具有良好的物理、机械性能性能的可调性（通过钢的热处理）我国钢铁企业与国际发达国家相比存在的主要问题1)设备陈旧;2)生产技术水平不高;3)产品品种与质量不能满足其它行业的需要;4)能源消耗高;5)环境污染严重。

钢铁工业的基本生产过程钢铁工业生产基本过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,然后在炼钢炉中把生铁炼成钢水,再铸成钢锭或连铸坯,经轧钢等方法加工成各种用途的钢材。

宝钢钢铁生产概况宝钢是我国从国外引进的第一个大规模现代化钢铁联合企业,具有大型化、高速化、自动化、连续化的特点。

大学钢铁冶金学教案大学钢铁冶金学教案教学课程：大学钢铁冶金学教学时长：36学时教学目标：通过学习，使学生了解钢铁冶金学领域的基本概念、基本理论和基本知识，掌握有关钢铁生产的流程、工艺和技术原理，培养学生的分析、解决问题的能力和实践运用技能；引导学生掌握本领域的前沿发展现状和趋势。

教学内容：第一章钢铁冶金学概论1.1 钢铁冶金学的基本概念和历史1.2 钢铁冶金学领域的基本结构和发展趋势1.3 钢铁生产的现状和发展第二章钢铁原料和炼铁2.1 钢铁原料的分类和性质2.2 炼铁过程和工艺2.3 炼铁技术的发展第三章赤铁和精铁的制备3.1 赤铁制备的工艺3.2 赤铁的品质和应用3.3 精铁制备的工艺和设备第四章钢的制备4.1 炼钢原料和特点4.2 碳素钢和合金钢的制备4.3 炼钢过程和工艺4.4 炼钢技术的发展第五章钢铁材料的处理和加工5.1 热处理和热加工5.2 冷处理和冷加工5.3 钢铁材料的表面处理和涂层第六章钢铁质量控制6.1 钢铁材料化学成分的分析6.2 钢铁材料理化性能的检测6.3 钢铁质量控制的方法和技术教学方法：本课程采取讲授与讨论相结合的教学方法。

以理论为主，加强实践、应用与综合能力的融合教学，通过课堂讲解、学生讨论、实验和案例分析等方式，使学生更深入地理解和掌握相关知识。

教学资源：本课程的教学资源主要包括图书、网络资源和实验室设备。

在教学中将引导学生积极参与自主学习，积极使用相关资源，以提高学习效果。

评价方式：根据学生的出勤率、课堂表现、作业完成情况、实验室成绩等方面进行评价。

同时，鼓励学生主动参与课堂讨论和小组项目的开展，以培养学生的自主学习能力、创新能力、团队协作能力等。

教学建议：本课程是钢铁冶金学领域的重要学科，对于学生掌握相关领域的基本概念和理论，以及习得实践技能和应用能力都具有较高的重要性。

教师将以渐进式教学方式展开课程，为学生提供充分的支持与指导，在鼓励学生多思考、多动手的同时，使学生在本领域领域接受更全面、深入的知识培养，以更好地适应未来的职业发展。