钢铁冶金-炼钢用原材料

钢冶金学重庆科技学院：王宏丹气体：氧气、氩气、氮气金属料——铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%~100%；铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源。

对铁水温度的要求：●铁水温度是铁水含物理热多少的标志，铁水物理热占转炉热量收入的50％左右。

●铁水温度过低，会导致炉内热量不足，影响熔池升温和元素氧化进程，同时不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。

●我国企业一般规定铁水入炉温度应大于1250℃，并且保持稳定。

高炉出铁温度在1350～1450℃。

金属料——铁水金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Si]：发热元素，是铁水化学热的主要提供者。

通常铁水中的硅含量为0.50%-0.80%为宜。

现在的普遍观点：[Si]是有害的，应尽可能地降低铁水中的Si含量，原因如下：少渣冶炼，减少转炉冶炼过程的造渣量。

铁水预处理脱磷的需要！要脱磷，得先脱硅！金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Mn]：锰是弱发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。

同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可减少合金化时所需的锰铁合金，有利于提高钢水纯净度。

金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[P]：来源于矿石，100%还原进入铁水，是应该严格控制的元素，目前采取预处理、转炉脱磷等方式解决低P钢的冶炼问题。

高P 矿石的利用，是当今资源利用的主要研究方向，应予以密切关注！一般要求铁水 [P]≤0.20%。

●[S]：是高炉造渣操作应尽量降低的，脱硫率应高！高炉铁水炉外预处理脱硫是“解放高炉”的方向！我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。

金属料——铁水对铁水带渣量的要求：●高炉渣中含S 、SiO 2、Al 2O 3量较高；●过多的高炉渣进入转炉内会导致石灰消耗量增多，转炉渣量增大，容易造成喷溅，金属收得率降低，降低炉衬寿命；●兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%；●铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前应进行扒渣。

钢铁冶金生产流程
1. 原料准备：钢铁冶金生产的主要原料包括铁矿石、焦炭、石灰石和废钢等。

这些原料需要经过筛选、破碎、混合等处理，以满足生产需要。

2. 炼铁：将铁矿石还原为铁的过程称为炼铁。

炼铁过程包括矿石的烧结、高炉冶炼、炼钢炉前处理等环节，最终产生铁水和炉渣。

3. 炼钢：将铁水中的杂质去除，以得到纯净的钢材。

炼钢的方法有多种，如转炉、电炉、氧气炉等。

4. 连铸：将炼好的钢液通过连铸机成型为钢坯。

连铸机将钢液注入铸模中，冷却凝固后形成钢坯。

5. 热轧：将钢坯加热至适宜的温度，然后通过轧机进行轧制，使其变形成所需的形状和尺寸。

6. 冷轧：将热轧后的钢材进行冷加工，以改善其机械性能和表面质量。

7. 镀锌：将钢材表面涂上一层锌，以防止其腐蚀和氧化。

8. 加工和制品制造：将钢材进行切割、焊接、折弯等加工，制成各种钢制品，如钢管、钢板、钢轨、钢筋等。

1 转炉炼钢用原材料有哪些，为什么要用精料炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。

氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢(生铁块)。

炼钢用辅原料通常指造渣剂(石灰、萤石、白云石、合成造渣剂)、冷却剂(铁矿石、氧化铁皮、烧结矿、球团矿)、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。

炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。

原材料是炼钢的物质基础，原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。

国内外大量生产实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化、改善各项技术经济指标、提高经济效益的重要途径。

根据所炼钢种、操作工艺及装备水平合理地选用和搭配原)I身料可达到低费用投入，高质量产出的目的。

转炉入炉原料结构是炼钢工艺制度的基础，主要包括三方面内容：一是钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理配比；二是造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配比制度；三是充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果，即钢铁料和造渣料的科学利用。

炉料结构的优化调整，代表了炼钢生产经营方向，是最大程度稳定工序质量，降低各种物料消耗，增加生产能力的基本保证。

2 转炉炼钢对铁水成分和温度有什么要求铁水是炼钢的主要原材料，一般占装入量的70％～100％。

铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。

因此，对入炉铁水化学成分和温度必须有一定的要求。

A 铁水的化学成分氧气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定，这样才能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。

(1)硅(Si)。

硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。

硅含量高，会增加转炉热源，能提高废钢比。

有关资料表明，铁水中wSi每增加％，废钢比可提高约％。

铁水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。

但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属的收得率降低。

Si含量高使渣中Si02含量过高，也会加剧对炉衬的冲蚀，并影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。

通常铁水wSi=％～％为宜。

【本章学习要点】本章学习炼钢金属原料的种类及对铁水、废钢、铁合金的要求，常用的铁合金的作用，非金属料的种类、作用及其要求。

原材料的质量和供应条件直接影响炼钢的技术经济指标。

保证原材料的质量，既指保证原材料化学成分和物理性质满足技术要求，还指原材料化学成分和物理性质保持稳定，这是达到优质、高产、低耗的前提条件。

炼钢原材料可分为金属料和非金属料两大类。

第一节金属料炼钢用的金属料主要有铁水、废钢、生铁、原料纯铁、海绵铁、中间合金材料和铁合金。

一、铁水铁水是转炉炼钢最主要的金属料，一般占转炉金属料70％以上。

铁水的成分、温度是否适当和稳定，对简化、稳定转炉操作，保证冶炼顺行以及获得良好的技术经济指标都十分重要。

转炉炼钢对铁水有如下要求：1)温度：温度是铁水带入炉内物理热多少的标志，是转炉炼钢热量的重要来源之一。

铁水温度过低，将造成炉内热量不足，影响熔池升温和元素的氧化过程，不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。

一般要求入炉铁水温度不低于l250℃，而且要稳定。

2) 硅：铁水中硅的氧化能放出大量的热量，生成的Si02是渣中主要的酸性成分，是影响熔渣碱度和石灰消耗量的关键因素。

铁水含硅高，则转炉可以多加废钢、矿石，提高钢水收得率，但铁水含硅量过高，会因石灰消耗量的增大而使渣量过大，易产生喷溅并加剧对炉衬的侵蚀，影响石灰熔化，从而影响脱磷、脱硫。

如果铁水含硅量过低，则不易成渣，对脱磷、脱硫也不利。

因此，要求铁水含硅质量分数在0.2％～0.6％。

3)锰：锰是钢中有益元素，对化渣、脱硫以及提高炉龄都是有益的。

但冶炼高锰生铁将使高炉焦比升高，为了节约锰矿资源和降低炼铁焦比，一般采用低锰铁水，锰质量分数为0.2％～0.4％。

4)磷：磷是一个强发热元素。

一般讲磷是有害元素，但高炉冶炼中无法去除磷。

因此，只能要求进入转炉的铁水含磷量尽量稳定，且铁水含磷越低越好。

5)硫：硫也是有害元素。

炼钢过程虽然可以去硫，但会降低炉子生产率，增加原材料消耗。

炼钢原材料可分为金属料和非金属料两大类。

第一节金属料炼钢用的金属料主要有铁水（转炉）、废钢、生铁、原料纯铁、海绵铁、中间合金材料和铁合金。

二、废钢废钢是电炉炼钢最主要的金属料，其用量约占金属料的70％～90％。

按来源，废钢分为返回废钢、拆旧废钢、加工工业的边角余料及垃圾废钢等。

返回废钢属于优质炉料。

它是在炼钢、轧钢与锻压或精整过程中产生的，如炼钢车间的短尺、废锭、汤道、注余和轧钢或锻压车间的切头、切尾及其他形式的废品等。

返回废钢的加工准备工作量小，并均按元素及其含量的多少分类分组保管，因此可随时随地回炉使用。

在电炉钢生产上，使用返回废钢具有很大的经济意义，这是因为利用返回废钢作为炉料，可采用不氧化法或返吹法进行冶炼，不仅能够大量地回收贵重合金元素，而且也能降低成本、缩短冶炼时间，进而提高电炉的生产率。

返回废钢的种类繁多，各个厂家根据钢种、成分、用途等均进行严格的分类分组。

从合理使用的角度出发，分得越细越好，这样才能保证冶炼能够顺利的进行。

拆除各种废旧机器、汽车、轮船、报废的钢轨与建筑物的构件、各种废旧武器及工具等所获的废钢称为拆旧废钢。

工业越高度发达的国家或地区，拆旧废钢占废钢总量的比例越大，然而它的返回周期较长，往往需要几年，甚至几十年才能回炉使用。

在钢铁制品的制造过程中，产生的各种边角余料、车屑及料头等，也是废钢的主要来源之一。

除车屑外，加工工业的废钢如果没有混入其他杂质及有害元素，只要经过简单的打包、压块等处理，就可很快的回炉使用。

垃圾废钢主要是从城市的垃圾中回收罐头筒轻薄料，它们之中含有较高的Sn或Zn；在使用前须将其分离。

废钢按形状、尺寸和对它的成分及密度的要求，可粗略地分为重型废钢、中型废钢、小型废钢、轻型废钢、渣钢和车屑等类。

不同性质的废钢应分类存放。

为了准确掌握外来废钢的化学成分。

通常是采用多点取样进行分析，并以分析的平均成分作为配料计算的依据。

试样的分析方法有火花鉴别和手提光谱仪及化学分析等多种。

钢铁冶金的主要流程
钢铁冶金是一项涉及重要金属的生产过程，其主要流程包括以下几个步骤：
## 1. 炼铁
炼铁是钢铁冶金的第一步，其目的是将铁矿石转化为铁。

这个过程通常涉及到高温和高压，需要使用大量的燃料和氧化剂。

炼铁主要有两种方法：高炉法和直接还原法。

高炉法是将铁矿石和焦炭一起送入高炉中，在高温下进行还原反应，使铁矿石中的铁转化为铁水。

直接还原法则是将铁矿石和还原剂一起进行还原反应，直接得到固态的铁。

## 2. 炼钢
炼钢是将铁水转化为钢的过程。

在这个过程中，需要将炉料中的杂质除去，同时控制铁水的成分和温度，以获得所需的钢种。

炼钢的主要方法有三种：转炉炼钢、电炉炼钢和氧气转炉炼钢。

其中，转炉炼钢和电炉炼钢是比较传统的方法，而氧气转炉炼钢则是近年来发展起来的新技术。

## 3. 进一步加工
在炼钢之后，还需要进行一系列的加工步骤，以获得所需的产品。

这些步骤包括轧制、锻造、拉拔、淬火等。

通过这些加工步骤，可以将钢材加工成不同形状和规格的产品，如钢板、钢管、钢筋等。

总的来说，钢铁冶金的主要流程可以分为炼铁、炼钢和进一步加工三个步骤。

这个过程需要使用大量的能源和原材料，同时也需要考虑环境保护和资源利用的问题。

钢铁冶金学炼钢部分一、填空1.出钢的方法有挡渣出钢、钢渣混出。

2.炼钢中五大危害元素有：S、P、O、H、N。

3.转炉和平炉的不同点有：供氧源（转炉：鼓入空气；平炉：氧化铁）、热来源（转炉：反应热；平炉：蓄热炉）4.钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。

在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。

5.炼钢的基本任务包括：（1）脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；（2）去除有害气体和夹杂；（3）.提高温度；（4）.调整成分6.完成炼钢任务的工艺手段：供氧，造渣，升温，加脱氧剂、合金化操作。

7.钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低。

8.硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。

9.硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。

硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。

硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

10.一般测定的是钢中的全氧，即氧化物中的氧和溶解的氧之和。

11.钢中气体主要是指氢与氮，它们可以溶解于液态和固态纯铁和钢中。

12.在钢材的纵向断面上，呈现出圆形或椭圆形的银白色斑点称之为“白点”。

13.钢中的氮是以氮化物的形式存在，它对钢质量的影响体现出双重性。

14.钢中氮含量高时，在250-4500C温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。

15.钢中非金属夹杂按来源分可以分成外来夹杂和内生夹杂。

16.平炉冶炼的发明人：西门子、马丁。

17.夹杂物按成分可以分为：氧化物夹杂、氮化物夹杂、硫化物夹杂、各种钙铝的复杂氧化物。

夹杂物按加工性能可以分为：塑性夹杂、脆性夹杂、点状不变形夹杂。

18.从钢的性质可看出碳也是重要的合金元素，它可以增加钢的强度和硬度，但对韧性产生不利影响。

钢铁冶炼流程钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、交通运输等领域。

钢铁的生产过程包括冶炼、铸造、热处理等多个环节，其中冶炼是最为关键的步骤之一。

下面将介绍钢铁冶炼的流程。

首先，钢铁冶炼的原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石。

铁矿石是钢铁的主要原料，其中含有丰富的铁元素。

焦炭是一种煤炭制品，用作还原剂，能够将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。

石灰石主要用于吸附炉内的硫和磷等杂质，以保证冶炼出的钢铁质量。

其次，钢铁冶炼的主要设备是高炉。

高炉是一种巨大的冶炼设备，内部温度高达数千摄氏度。

冶炼过程中，铁矿石、焦炭和石灰石通过高炉顶部的料斗依次投入高炉内。

在高炉内，焦炭先被点燃，产生的高温煤气将铁矿石还原成铁，同时石灰石吸附杂质，最终冶炼出熔融的铁水。

随后，熔融的铁水流出高炉，进入连铸机。

连铸机是一种重要的铸造设备，能够将熔融的铁水连续浇铸成方坯或圆坯。

通过连铸机，铁水在冷却过程中逐渐凝固成坯料，为后续的加工提供了基础。

最后，钢铁冶炼的最后一道工序是热处理。

热处理是通过加热和冷却的方式，改变钢铁的组织结构，提高其硬度和强度。

常见的热处理工艺包括淬火、回火、正火等，可以使钢铁材料具备不同的力学性能，满足不同工程需求。

总的来说，钢铁冶炼是一个复杂的过程，需要严格控制原料配比、冶炼温度、热处理工艺等多个环节，才能保证冶炼出高质量的钢铁产品。

钢铁冶炼流程的优化和改进，对于提高钢铁生产效率、降低能耗、减少环境污染具有重要意义，也是钢铁行业持续发展的关键之一。

通过对钢铁冶炼流程的了解，我们可以更加深入地了解钢铁生产的复杂性和精密性，也能够更加珍惜钢铁资源，推动钢铁行业的可持续发展。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。

钢的冶炼工艺流程
《钢的冶炼工艺流程》
钢是一种重要的金属材料，广泛用于建筑、机械制造、船舶建造等领域。

它的生产需要经过一系列复杂的冶炼工艺流程。

首先，钢的生产原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石。

这些原料在高炉中被加热，其中焦炭将铁矿石还原成铁，石灰石则用来吸收硫和磷等杂质。

在高炉中产生的熔融铁水被称为生铁，含有较高的碳含量。

接下来，生铁被送入转炉或电炉中进行炼钢。

在转炉中，将生铁与废钢材料一起放入炉内，通入熔化的废钢液体。

通过吹氧和搅拌炉内气流，去除杂质和调整成分，最终得到符合要求的钢水。

在电炉中，生铁和废钢被放入炉内，并通过加热电极产生电弧，使废钢和铁水熔化。

然后通过氧气吹混、搅拌、加入合金等操作，进行精炼和合金化，最终获得所需的钢水。

最后，钢水被浇铸成各种形状的钢锭或钢坯，然后经过轧制、锻造、拉拔等加工工艺，得到符合不同需要的钢材产品。

总的来说，钢的冶炼工艺流程经历了高炉炼铁和转炉或电炉炼钢两个阶段，包括原料处理、熔炼、精炼和成形等多个环节。

这些工艺流程的优化和改进，对于提高钢的质量和生产效率具有重要意义。

炼钢原料选择原则在炼钢过程中，原料的选择至关重要，它直接影响到最终产品的质量和成本。

以下是炼钢原料选择时应遵循的原则：一、原料的化学成分原料的化学成分是决定钢质量的主要因素。

炼钢原料应含有炼钢所需的必要元素，如铁、碳、硅、锰等，同时要尽量减少不必要的杂质元素，如硫、磷等。

在选择原料时，要对其化学成分进行严格检测，以确保其满足炼钢的化学要求。

二、原料的纯净度原料的纯净度对炼钢过程和产品质量有重要影响。

纯净度高的原料可以减少杂质元素对钢质量的影响，同时也可以提高炼钢效率和产品质量。

在选择原料时，要尽量选择纯净度高的原料，并对其杂质含量进行严格控制。

三、原料的来源和稳定性原料的来源和稳定性也是选择炼钢原料的重要因素。

稳定的原料来源可以保证炼钢生产的连续性和稳定性，降低生产风险。

同时，要选择信誉良好、质量稳定的供应商，以保证原料的质量和供应的稳定性。

四、原料的经济性原料的经济性是选择炼钢原料时必须考虑的因素。

在满足炼钢要求的前提下，应选择价格合理、性价比高的原料，以降低生产成本。

同时，要注意避免过度依赖高价原料，可通过研发和应用新技术来降低原料消耗和生产成本。

五、原料的环境影响在选择炼钢原料时，应考虑其对环境的影响。

应优先选择可再生、低污染或无污染的原料，以降低炼钢生产对环境的负担。

同时，在原料使用过程中，应采取有效措施减少污染物排放，提高资源利用效率，推动绿色炼钢的发展。

综上所述，选择合适的炼钢原料需要综合考虑多个因素，包括化学成分、纯净度、来源和稳定性、经济性和环境影响等。

通过合理的原料选择和管理，可以提高炼钢效率、产品质量和经济效益，同时降低对环境的负面影响。