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钢铁冶金概论期末复习（炼铁部分）1比较说明不同钢铁生产工艺流程铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱S、P、Si等）→钢还原熔化过程氧化精炼过程（炼铁）（炼钢）1.绘制高炉本体内型结构说明各部分名称（画白色部分即可：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、风口、渣口、铁口）高炉五大附属系统名称及作用（1）原料供应系统：保证及时、准确、稳定地将合格原料从贮矿槽送上高炉的炉顶；（2）送风系统：保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和保证足够温度的热风；（3）渣铁处理系统：及时处理高炉排放出的渣铁，保证高炉生产正常运行，获得合格的生铁和炉渣产品；（4）煤气清洗系统：保证回收高炉煤气，使其含尘量降到15mg/m3左右，以便利用；（5）燃料喷吹系统：保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭消耗。
高炉内按物料变化五个区域的划分，并简单了解各部分的变化过程（1）块状区主要特征：焦与炭呈交替分布层状，皆为固体状态主要反应：矿石间接还原，碳酸盐分解（2）软熔区主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大主要反应：矿石的直接还原，渗碳和焦炭的气化反应（3）滴落区主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴主要反应：非铁元素还原，脱碳、渗碳、焦炭的气化反应（4）焦炭回旋区主要特征：焦炭作回旋运动主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应（5）炉缸区主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此主要反应：最终的渣铁反应熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式1有效容积利用系数ημ定义：每立方米高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/m3·d）我国ημ=1.6~2.4（t/m3·d）日本ημ=1.8~2.8（t/m3·d）2焦比定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（kg/t）我国焦比为250~650（kg/t）3煤比定义：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数（kg/t）我国煤比为50~220（kg/t）4燃料比（焦比+煤比）定义：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和（kg/t）我国燃料比为450~700（kg/t）5综合焦比（焦比+煤比×煤焦置换比）6煤焦置换比定义：喷吹1kg煤粉所能替代的焦炭的千克数，一般为0.8左右7焦炭冶炼强度定义：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数（t/m3·d）8综合冶炼强度定义：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数（t/m3·d），一般为0.9~1.15t/m3·d利用系数、焦比及冶炼强度三者关系纯焦冶炼时：利用系数=焦炭冶炼强度/焦比喷吹燃料时：利用系数=综合冶炼强度/综合焦比（5）休风率定义：指高炉休风时间占规定作业时间的百分比（6）焦炭负荷指每批炉料中铁矿石的重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平和调节配料四种天然铁矿石的名称和分子式及特点（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4 特点：理论含铁量72.4%，红条痕，较软，易还原。
1. 绪论1.1钢铁冶金基本概念冶金是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成一定性能的金属材料的科学。
冶金方法：1)火法冶金：是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。
2)湿法冶金：是常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。
3)电冶金：是利用电能提取和精炼金属的方法。
1.2钢铁工业在国民经济中的地位评价一个国家的工业发达程度↓工业化水平国民生活水准↓↓工业生产所占比重↓工业机械化自动化程度交通工具市政设施工业化水平的标志民用住宅生活用品↓↓劳动生产率提高需要大量的基础材料↓↓需要大量的机械设备↓钢铁产品↓1) 价格低廉2) 有较高的强度和韧性3) 易于加工制造4) 所需原料资源丰富5) 冶炼工艺成熟、效率高1.3钢铁工业的发展1856年英国人H.Bessemer发明底吹酸性空气转炉炼钢法。
1864年法国人Martin发明酸性平炉法炼钢。
1878年英国人S.G.Thomas发明碱性底吹空气转炉炼钢法1899年法国人Heroult发明三相交流电弧炉。
1948年德国人Robert成功进行氧气顶吹转炉炼钢试验。
2007年11月24日世界最大的Corex熔融还原炉在我国宝钢投产。
国内最大转炉⑴底吹空气转炉的发明⑵平炉时代⑶电弧炉的发明⑷氧气转炉时代⑸直接还原和熔融还原二次世界大战后的四十多年中，钢铁工业获得重大发展新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国钢铁工业有了重大发展中国既是钢铁大国，也是钢铁穷国1、从1996年中国大陆钢产量首次超过一亿吨大关，并跃居世界第一位以后，中国钢产量连年快速增长，并一直保持钢产量世界排名第一的位臵，中国钢产量已经连续13年居世界第一位。
2008年中国钢铁产量5.02亿吨，相当于日美俄印韩德乌巴等8国的总和。
钢铁是怎样炼成的摘要：中国是世界上最早生产钢的国家之一。
考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验结果证明是钢制的。
这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。
它说明从春秋晚期起中国就有【炼钢】生产了，炼钢生产在中国已有2500多年的历史。
关键字：炼钢简单工艺流程转炉炼钢法钢材的种类和用途1.炼钢简单工艺流程炼钢就是将铁水冶炼成钢水，而钢与铁的区别就在于含碳量不同，只要将铁里边的含碳量降低到一定程度就是我们所需要的钢了，所以要想炼钢首先便要炼铁。
这里一般有两个流程：长流程：选矿→烧结（球团）→高炉→铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧钢短流程：废钢→电炉→精炼→连铸→轧钢这里说的选矿，烧结，球团，是高炉冶炼的原料准备阶段，当完成烧结，造球后进入高炉利用高炉内的还原性环境将铁水从铁矿石从还原出来，为下一阶段的炼钢提供原料供给。
而接下来的铁水预处理就是脱去硫等杂质。
接着就是利用转炉内的氧化性环境将铁水中过量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳，达到钢水要求的碳含量。
转炉出钢后的钢水精炼（LF或LF+RH或LF+VD，VOD等），完成精炼后用行车调运至连铸机的大包回转台，进行连铸浇铸的工序环节，为后续的轧钢厂提供钢坯原料。
实际中，整个联合钢铁厂的工艺流程为：原料码头（各种原料集中卸载存放区域）——烧结（矿石造块或造球团）——高炉（炼铁）——炼钢（铁水预处理-转炉或电炉-精炼-连铸）-轧钢。
其流程图如下：2．转炉炼钢法现在普遍使用的是转炉炼钢法，这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。
把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。
因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。
转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。
开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。
1、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。
特点：1）在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；2）在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程；3）维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。
三大主要过程：1）还原过程实现矿石中金属元素（主要是Fe）和氧元素的化学分离；2）造渣过程实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；3）传热及渣铁反应过程实现成分及温度均合格的液态铁水。
2、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。
焦炭的三大作用：1）热源→在风口前燃烧，提供冶炼所需热量；2）还原剂→本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂；3）骨架和通道→矿石高温熔化后，焦炭是唯一以固态存在的物料。
有支撑数十米料柱的骨架作用有保障煤气自下而上畅流的通道作用作用3）是任何固体燃料所无法替代的。
4）生铁渗碳的碳源。
对焦炭的质量要求：1）强度高；2）固定C高；3）灰分低；4）S含量低；5）挥发份合适；6）反应性弱（C＋CO2→2CO）；7）粒度合适为矿石平均粒度的3～5倍为宜，d小/d大≈0.73、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
1）、有效容积利用系数ημ定义：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/ m3.d）。
我国ημ＝1.6～2.4 t/ m3.d ；日本ημ＝1.8～2.8 t/ m3.d2）、焦比定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（Kg/t）。
我国焦比为250～650Kg/t3）、焦炭冶炼强度定义：每m3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数（t/ m3.d）。
一般为0.8～1.0t/ m3.4）Co利用率3.烧结矿和球团矿有什么区别？1）．富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿。
这种过细精矿不益于烧结，透气性不好，影响烧结矿产量和质量的提高，而用球团方法处理却很适宜，因为过细精矿易于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团强度愈高。
钢铁冶金概论考题(A)一、选择题(15分)1．高炉生产的产品有：A、B、C、DA）生铁B）炉渣C）高炉煤D）炉尘2．高炉干式除尘的方法有：B、CA）文氏管B）布袋除尘C）电除尘D）洗涤塔3．高炉内对煤气阻力最大的区域为：CA）块状带B）滴落带C）软熔带D）风口回旋区4．炼钢过程的主要反应是： AA）碳的氧化B）硅的氧化C）锰的氧化D）磷的氧化5．常用的氧枪喷头类型为：BA）直孔型B）拉瓦尔型C）螺旋型D）扇型6．炼钢终点控制主要控制： A BA）钢水成分B）钢水温度C）冶炼时间D）终渣量7．碱性电弧炉炼钢按工艺方法可分为：B、CA）双渣留渣法B）返回吹氧法C）氧化法D）不氧化法8．氧枪的常用冷却保护介质为：AA）水B）气态碳氢化合物C）燃料油D）植物油9．采用顶吹氧底复合吹炼时，底部吹入的可能是：A、B、CA）N2B）Ar C）O2D）H210高炉中配加焦炭的作用是：A、B、CA）作还原剂B）燃烧后产生热量C）作料柱骨架，起支撑料柱作用D）氧化剂二、填空题(25分)1、冶金学按研究的领域分为提取冶金学（化学冶金学）和_物理冶金学____；提取冶金过程按冶炼的金属不同分为_有色冶金____和__黑色冶金两类。
2、生产烧结矿时先经过__配料____、__混合____、__布料____、_烧结____等工序，然后对烧结矿进行破碎、筛分、冷却及整粒处理。
3、高炉炼铁中，可以通过喷煤代替_焦炭____的部分作用。
4、某大型高炉有效容积4000m3，年（365天）产370万吨炼钢生铁，消耗105万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉200kg，此高炉有效容积利用系数为_2.53 t/(d·m3) _，燃料比为__483.78 kg/t Fe ___。
5、高炉炼铁时热风是由热风炉产生的，目前用得最多的热风炉是__内燃式热风炉__。
6、顶底复吹转炉炼钢工艺包括_装料_____、_供氧____、_底部供气____、_造渣____、__温度及终点控制___、__脱氧及合金化___等内容。
钢铁冶金概论考试重点——By 材控1004班(一)绪论（1）生铁概念：是含碳量大于1.7％的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%-4%，并含C、Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。
（2）钢的概念：指含碳量0.2-2％的铁碳合金。
根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢，根据性能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢，高强高韧是钢的重要特征（3）钢铁生产的两个典型流程：a.长流程(高炉炼铁):烧结/球团—高炉—转炉—连铸机—轧机.b短流程:直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机.（4）钢与生铁的区别:（5）钢铁生产的典型工艺（长流程）:(二)高炉炼铁工艺流程与主要设备（1）高炉炼铁：高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁的过程。
（2）矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量。
（3）脉石：矿石中没有用的成分称为脉石，一般在冶炼过程中需要去除。
（4）烧结的定义：将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结机上点火烧结。
在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。
冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。
这一过程叫烧结，所得到的块矿叫烧结矿（5）抽风烧结原理：布在烧结机台车上的混合料经点火和抽风，气流自上而下通过料层，料层中燃料燃烧产生高温，引起一系列的物理化学反应，物料局部软熔生成一定的液相。
随后，由于温度降低，液相冷凝结块，形成气孔率高，矿物组成与天然矿不同的烧结矿，这就是整个烧结过程。
（6）（冶金）焦炭的作用：燃烧产生热量；燃烧后产生CO作为还原剂；支撑料柱，使料层透气。
（7） 有效容积：对钟式炉顶高炉指从铁口水平中心线至大钟下降位置下沿所包括的容积；对于无钟炉顶高炉指从铁口水平中心线至炉喉上沿（一般把该标高设为料线零位）之间的容积。
（8） 有效容积利用系数：高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（t/m3·d ）（9） 焦比（K ）：冶炼一吨生铁消耗的干焦或综合焦炭量（kg/t ）。
