下载文档原格式
高炉炼铁工艺流程一、高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。
生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。
高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。
这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。
尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。
炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。
原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。
同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
二、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。
通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。
生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。
高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。
生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。
1、高炉炼铁的冶炼原理（应用最多的）
1）炼铁的原理:用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
铁氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO）+还原剂（C、CO、H2）铁（Fe）
2) 炼铁的方法
（1）直接还原法（非高炉炼铁法）
（2）高炉炼铁法（主要方法）
3）高炉炼铁的原料及其作用
（1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供铁元素。
（2）焦碳：提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。
（3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）
使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）。
（4）空气：为焦碳燃烧提供氧。
2、工艺流程
生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。
下面分别简单予以介绍。
高炉生产是连续进行的
从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。
在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，。
直接还原铁回转窑铁磷还原法生产工艺一、直接还原铁是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。
二、直接还原铁生产工艺概述1、什么是直接还原炼铁法？直接还原炼铁法是在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺过程。
2、常用的直接还原炼铁法有哪些？在工业上应用较多的有铁磷还原法，铁精矿粉还原法等，即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后，装入焙烧管进窑焙烧，生产出了优质还原铁。
直接还原铁经粗破（将直接还原铁锭破成块状）中破（将块状直接还原铁破碎成0～15mm的颗粒状）后，再经过磁选，去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。
用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒，使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。
直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性（压缩性、成型性、堆比重g/cm3）对特钢生产起到至关重要的作用。
三、铁磷还原法概述1、什么是铁磷？铁鳞又称氧化铁皮、氧化皮。
在钢材加热和轧制过程中，由于表面受到氧化而形成氧化铁层，剥落下来的鱼鳞状物。
铁鳞可用作氧化剂和制铁粉的原料。
轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中，其表面氧化层自行脱落而产生的。
2、为什么用氧化铁磷？有什么注意事项？还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料，因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量，能满足还原海绵铁生产的技术要求。
在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。
3、什么是铁磷还原法？有哪些类型？铁鳞还原法就是以铁鳞为原料的直接还原法生产工艺。
铁鳞还原法生产过程可分为粗还原与精还原。
在粗还原过程中，铁氧化物被还原，铁粉颗粒烧结与渗碳。
增高还原温度或延长保温时间皆有利于铁氧化物还原、铁粉颗粒烧结，但会生产部分渗碳。
鉴于在精还原过程中脱碳困难，在粗还原过程中，控制铁氧化物还原到未渗碳的程度是必要的。
九年级化学铁的冶炼知识点铁是一种重要的金属，在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
为了了解铁的冶炼过程和相关的知识点，本文将从以下几个方面进行介绍。
1. 铁的产地和储量铁的主要产地分布在世界各地，包括澳大利亚、巴西、中国、印度等国家。
其中，中国是世界上最大的铁矿石生产国之一。
铁矿石是铁的主要原料，其储量的高低直接影响着铁的冶炼能力。
2. 铁的冶炼方法铁的冶炼主要有两种方法，分别是高炉法和直接还原法。
高炉法是目前应用最广泛的冶炼方法，它将铁矿石与焦炭、石灰石等搅拌在一起，并通过高温燃烧将铁从矿石中提取出来。
而直接还原法则是通过还原剂将铁矿石直接还原为金属铁。
3. 高炉法的冶炼过程高炉法的冶炼过程可以分为焙烧、还原和熔融三个阶段。
首先，将铁矿石在高温下进行焙烧，将其中的水分和杂质除去。
接着，在还原剂的作用下，将矿石中的氧气还原为金属铁。
最后，通过高温熔融，使得金属铁达到液态，从而可以进行进一步的处理。
4. 铁的纯度与炼铁渣经过高炉冶炼的铁并不是十分纯净的金属，其中包含有一定比例的碳、硅、锰等杂质。
为了提高铁的纯度，需要进行进一步的炼铁渣处理。
炼铁渣是一种由焦炭、石灰石等原料制成的混合物，它能够与冶炼过程中产生的杂质物质发生化学反应，从而将杂质分离。
5. 铁的加工与应用经过冶炼和炼铁渣处理后的铁可用于各种领域。
首先，铁可以被加工成钢材，用于建筑、制造机械等领域。
其次，铁还可以用于制造铁器、铁路轨道等。
另外，铁还可以通过其他化学反应制取合金，如不锈钢和铸铁。
总结：铁的冶炼是一项复杂的工艺过程，涉及到多个环节和知识点。
本文对铁的产地和储量、冶炼方法、高炉法的冶炼过程、铁的纯度与炼铁渣以及铁的加工与应用进行了简要介绍。
通过了解这些知识点，我们可以更好地理解铁的冶炼过程及其在我们生活中的重要作用。
我国应适度发展直接还原与熔融还原技术近代高炉已有数百年历史，其工艺已达到相当完善的地步。
但是在它日益完善和大型化的同时，也带来了流程长、投资大以及污染环境等问题。
随着世界上废钢铁积累日益减少，电炉流程迅速发展，这就要求采用直接还原新工艺，生产出的海绵铁供电炉炼钢。
此外，由于炼焦煤资源日渐短缺，焦炉逐渐老化以及人们对焦炉污染日益关注，八十年代以来，各发达国家纷纷谋求开发另外的无焦炼铁工艺——熔融还原，其中Corex流程已实现工业化生产。
综合起来看，当前炼铁工艺正朝着少焦或无焦炼铁方向发展，而直接还原与熔融还原技术正适合这种发展方向。
所以说我国应适度发展直接还原与熔融还原技术。
直接还原与熔融还原工艺的技术特点1 直接还原产品是固态海绵铁，供电炉炼钢用。
分为气基和煤基直接还原两大类。
气基直接还原是用天然气经裂化产出的H2和CO作为还原剂在竖炉那将铁矿石中的氧化铁在固态温度下还原而成海绵铁。
目前主要方法有Midrex和HYL 法两种。
煤基直接还原是用煤作还原剂在回转窑或循环流化床将铁矿石中氧化铁在固态温度下还原成海绵铁，其中回转窑是已经成熟的方法。
气基直接还原效率高，产量大，单体设备能力可达50－100万t/a，在直接还原中占主导地位：煤基直接还原中的主体工艺——回转窑效率低，目前单体设备最大年产量不超过20万t。
直接还原的优点是流程短；没有焦炉，污染较少，缺点是对原料要求严，高品味、脉石少、熔点高，有害元素低，高温下不爆裂，还原性好不易粉化。
2 熔融还原它是一种发展中的新炼铁技术，其目的是以煤代焦和直接用粉矿炼铁，因而既无炼焦又无烧结或球团厂，使炼铁流程简化。
受到许多国家的重视。
当今引起人们注意的是Corex工艺，已经或正在进行工业试验的有日本DIOS法等。
熔融还原的目的是取代高炉。
目前熔融还原流程多采用二步法，即先在竖炉（块矿）或流化床（粉矿）内将矿石进行预还原，然后再进入终还原炉。
向终还原炉内加入煤和氧气，煤燃烧产生热和H2、CO等还原性气体，将经过预还原流程的矿熔化和进一步还原生成铁水和炉渣，H2和CO则供还原炉作还原剂。
炼铁的化学方程式
炼铁的化学方程式，是指铁从含铁矿石中分离出来的过程。
炼铁是一种重要的冶金工艺，它将含铁矿石中的铁元素转化为纯净的金属铁。
在炼铁的过程中，通常会使用高炉法或直接还原法。
下面将分别介绍这两种方法的化学方程式。
1. 高炉法
高炉法是一种将铁矿石在高温条件下还原、熔化的方法。
以下是高炉法的化学方程式：
铁矿石（Fe2O3）+ 焦炭（C）+ 石灰石（CaCO3）→ 稀释剂 + 高炉炉渣（SiO2 + Al2O3）+ CO2 ↑
2Fe2O3 + 3C + 3CaCO3 → 稀释剂 + 2SiO2 + 2Al2O3 + 3CO2 ↑ +2Fe
在高炉法中，铁矿石经过还原反应，其中铁被还原为金属铁，同时产生大量的二氧化碳气体。
除了生成金属铁外，还会生成炉渣，其中包含二氧化硅和氧化铝等杂质。
2. 直接还原法
直接还原法是一种将铁矿石在高温条件下与还原剂直接反应的方法。
以下是直接还原法的化学方程式：
铁矿石（Fe2O3）+ 焦炭（C）→ 稀释剂+ CO2 ↑ +
2Fe
2Fe2O3 + 3C → 稀释剂+ 3CO2 ↑ + 4Fe
在直接还原法中，铁矿石的氧化铁被还原为金属铁，同时产生二氧化碳气体。
与高炉法相比，直接还原法省略了炉渣
的生成步骤，直接得到金属铁。
总结：
炼铁的化学方程式主要包括高炉法和直接还原法。
高炉
法将铁矿石在高温条件下与焦炭和石灰石反应，生成金属铁和炉渣。
直接还原法则是将铁矿石与焦炭直接反应，生成金属铁。
这两种方法都是将含铁矿石中的铁元素转化为金属铁的过程。
铁的提取与制备随着工业和科学技术的发展，铁作为一种重要的金属材料，被广泛应用于建筑、制造、交通等众多领域。
铁的提取与制备是指从铁矿石中分离出纯铁的过程，本文将探讨铁的提取与制备的方法和过程。
一、铁的提取方法1.1 高炉法高炉法是目前最常用的铁的提取方法之一。
该方法将铁矿石与焦炭、石灰石等原料一同放入高炉中，并通过加热使其发生化学反应。
在高炉内，铁矿石经过还原反应生成铁的熔融物质，再通过净化和冶炼等工艺步骤，最终得到纯铁。
1.2 直接还原法直接还原法是另一种常用的铁的提取方法。
该方法主要采用煤炭或天然气等还原剂直接将氧化铁还原成金属铁。
直接还原法相对于高炉法而言，工艺简单，能耗低，适用于小规模生产。
1.3 湿法冶金法湿法冶金法是一种将铁矿石进行湿法分解、浸出和沉淀等处理，提取出铁的方法。
该方法通常应用于难以通过干法处理的矿石类型。
湿法冶金法的优势在于可分离出高纯度的铁。
二、铁的制备过程2.1 铁的提取铁的提取是指将铁矿石中的铁元素分离出来的过程。
根据不同的提取方法，如高炉法、直接还原法或湿法冶金法，进行相应的操作，以得到铁的熔融物质或溶液。
2.2 炼铁炼铁是将铁的熔融物质或溶液经过净化和冶炼等步骤，得到纯铁的过程。
在高炉法中，熔融物质经过除杂、炼化等工艺处理，最终产出高品质的铁。
在直接还原法中，通过除杂和提纯等工艺，得到纯度较高的金属铁。
2.3 铁的制备铁的制备是指将得到的纯铁材料进行加工和处理，以满足不同工业领域的需求。
包括铸造、热处理、锻造等工艺，以及根据具体应用需要的切割、焊接等加工操作。
三、铁的用途铁作为一种基础金属材料，在各个领域中具有广泛的应用。
以下是铁的几个主要用途：3.1 建筑和基础设施铁结构广泛应用于建筑、桥梁、道路和其他基础设施的构造中。
它的高强度和耐久性使其成为承受重力和外部压力的理想选择。
3.2 制造业铁在制造业中有着重要的地位。
它被用于制造机械设备、汽车、船舶和飞机等重要工业产品。
铁合金冶炼工艺的研究一、概述铁合金是由铁、铬、锰、钨等元素组成的以铁为基础的合金。
铁合金冶炼工艺的研究，是指将含有铁、锰、铬、钨等元素的原料进行熔炼、还原，获得合金产品的一种工艺。
铁合金是冶金行业中重要的材料之一，它具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于航空、航天、建筑、交通、机械制造、电动车等领域。
二、熔炼工艺铁合金熔炼的主要工艺路线分为两类：电炉法和高炉法。
（一）电炉法电炉法主要是通过电加热将原料熔融，产生的一系列的还原反应，使得铁合金逐渐形成。
电炉法又分为直接还原法和间接还原法两种：1.直接还原法：将铁矿石、镁质石灰石、硼铝土等原料熔融，用电极加热或火焰喷嘴燃烧的方式，进行直接还原。
这种方式简单，工艺流程短，但适用范围较窄，只适合生产铁素体铬铁和锰合金。
2.间接还原法：将原料预先在还原炉内还原，然后将还原后的铁渣和还原剂一起加入电炉中熔融制得铁合金。
这种方式适用范围较广，可生产多种铁合金，包括硅铁、锰铁、铝锰铁、铝硅铁等多种铁合金。
（二）高炉法高炉法主要是将铁矿石、生铁、焦炭等原料放入高炉内进行还原熔炼，获得铁合金。
高炉法适用范围广，成熟稳定，对废旧材料的利用率高，制造成本低。
但高炉法也存在一些问题，例如操作过程复杂，工厂设备体积庞大，含硫量高，热量损失大等，需要进一步研究、改进。
三、铁合金品种铁合金的类型繁多，以下列举几种主要的铁合金。
（一）硅铁硅铁是一种铁合金，是在高温下由石英和生铁熔炼制得，其主要成分是铁和硅。
硅铁具有较高的硅含量，可以提高钢的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
硅铁广泛应用于钢铁行业、铸造行业、非金属矿物行业和电子行业等领域，其市场需求量也非常大。
（二）锰铁锰铁是由锰矿石和焦炭等原料经高温还原熔融得到的铁合金。
锰铁主要成分为铁、锰、硅等，主要用于钢铁生产中作为添加剂。
锰铁能够提高钢铁的硬度、韧性和耐磨性，广泛应用于制造高耐久的钢铁产品，如轮船和机车的弹簧、转轮和齿轮等。
（三）铬铁铬铁是一种含铬铁合金，主要包括铬铁92、铬铁82、铬铁70等。
炼铁产品分类炼铁产品按其生产方法、用途及类型分，可分为生铁、直接还原铁、熔融还原铁、炼铁副产品、球墨铸铁和铸铁管等几大类。
生铁生铁是高炉冶炼生产的一种产品。
高炉冶炼生产的产品不仅仅有生铁，还有锰铁等铁合金产品。
生铁不包括这些铁合金产品，也不包括化铁炉重熔铁。
生铁主要化学成分是铁、硅、锰、磷、硫、碳及其它元素。
其中含碳量达到饱和程度，是生铁与钢在化学成分的根本区别。
根据生铁中各化学成分含量与用途的不同，在统计上通常将生铁划分为以下几种：（一）炼钢生铁。
化学成分的主要特点是含硅量较铸造生铁低，含硅量一般小于1.2%，是炼钢的主要原料。
（二）铸造生铁。
含硅量较炼钢生铁高，一般含硅量大于1.2％，有多种牌号，主要用于铸造生产。
铸造生铁可分为球墨铸铁用生铁和普通铸造用生铁（其它铸造用生铁）。
球墨铸铁用生铁中锰、硫、磷的含量要求更低一些，各项性能优于普通铸造用生铁，主要用于铸造球墨化铁铸件（在铸造时还要加入金属镁或稀土铁合金）。
球墨铸铁用生铁不包括用生铁冶炼的球墨铸铁。
（三）含钒生铁。
是指用含钒钛铁矿石冶炼的含钒钛的生铁。
冶炼时大量钛金属富集到高炉渣里、钒留在生铁里。
含钒生铁在提钒后还可以炼钢。
含钒生铁属高耐磨生铁，因此还可用于铸造，用其铸出的铸件，耐磨性特别好。
直接还原铁直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下从铁矿石中还原出的金属铁。
按生产方法可分为气基直接还原铁和煤基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁(DRI)和压块铁(HBI)。
熔融还原铁熔融还原铁是指用熔融还原法从铁矿石中还原出的液态金属铁。
按生产方法可分为一步法产熔融还原铁和二步法产熔融还原铁；按用途可分为炼钢用熔融还原铁和其它用熔融还原铁。
炼铁副产品炼铁副产品包括出格生铁、炼铁水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
球墨铸铁球墨铸铁分高炉生铁产球墨铸铁和其它球墨铸铁。
铸铁管铸铁管分铸铁直管和异形管及管件。
铸铁直管中按其生产方式可分为连续式生产、离心式生产和其它方式生产。
铁在工业上的制备原理
铁在工业上的制备原理主要包括矿石矿物的选矿和冶炼两个过程。
1. 选矿：选矿是指将混杂在矿石中的其他无用物质分离出来，使得矿石中的铁含量达到工业需要的标准。
选矿经过劣化、干燥、粉碎、磁选等流程，可得到高铁品位的铁矿石。
2. 冶炼：冶炼是将选矿后的铁矿石转化成铁锭的过程。
钢铁冶炼一般分为高炉法和直接还原法两种：
(1) 高炉法：高炉法是指利用高炉将铁矿石进行还原和融化，制成铁水和渣。
高炉内先预热并脱除杂质，再加入焦炭和铁矿石，通过还原反应生成铁水和渣。
最后将铁水从高炉底部取出，经过熔炼和砸锭加工即可制得铁锭。
(2) 直接还原法：直接还原法是指将粉末状的铁矿石和煤粉混合后，利用高温还原气体（如CO、H2等）直接将铁矿石还原成铁。
这种方法适用于低品位铁矿石的冶炼，工艺简单、占地少，但对工业环境要求高。
以上是铁在工业上的制备原理的简介。
直接还原铁非高炉法炼铁主要包括直接还原铁和熔融还原铁两种冶炼法。
所谓熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。
开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。
与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：（1）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。
（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。
如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。
（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。
（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。
（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。
从以上特点可以看出，熔融还原炼铁法作为一种用煤和矿生产热铁水的新工艺，其最大优点是不使用焦煤，能避免因焦煤资源日趋稀缺造成的高炉炼铁成本的大幅上升，可不建焦炉，直接使用非炼焦煤及含铁原料就可生产出基本合格的炼钢铁水；在环保方面也具有明显优势，由于没有焦化带来的污染，故对环境污染减少，属清洁生产工艺。
资料表明，熔融还原炼铁法排放的污染物量仅为焦炉一高炉工艺的1%一10%，并能进行能源的综合循环利用。
此外，熔融还原炼铁工艺流程短、占地少，操作容易且操作人员少，生产和投资成本也较低，相当于传统高炉法的80%；而且在生产能力及生产的开、停方面具有高度的灵活性。
在众多熔融还原工艺中，只有奥钢联所开发的Corex工艺真正实现了以煤代焦生产出铁水，并实现了商业化生产。
它是在奥地利和德国政府的财政支持下，于20世纪70年代开始研发，1989年实现商业生产。
第一代实现商业化生产的无高炉炼铁COREX-1000工厂年产能40万吨。
1995年至1999年间，世界上又先后建成四座年产能60万～80万吨的第二代COREX-2000生产厂，分别位于韩国的浦项、南非的撒丹那和印度的两个城市。
Corex工艺的生产流程由上下两部分组成。
上部是还原竖炉，下部是熔化气化炉。
上部装入的炉料（块矿、球团或烧结矿等块状物）还原成金属化率为90%~95%的海绵铁，然后分别由多台水冷螺旋输送机连续供给下方的熔化气化炉并在此进行熔化和终还原。
直接还原法生产生铁与熔融还原法生产生铁（一）直接还原法生产生铁直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。
该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
直接还原法分气基法和煤基法两大类。
前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。
主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。
后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。
主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。
进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。
其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。
（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。
（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。
当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。
我国天然气主要供应化工和民用，不可能大量用于钢铁工业。
由于我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。
炼铁的基本原理炼铁是将铁矿石经过高温还原反应，使其转化为纯铁的过程。
在这个过程中，需要掌握一系列的基本原理和技术，以确保生产出高品质的铁产品。
本文将从以下几个方面介绍炼铁的基本原理。
一、原料准备1.1 铁矿石种类及特点铁矿石是指含有铁元素的岩石或矿物，常见的有赤铁矿、褐铁矿、黑钛铁矿等。
不同种类的铁矿石在化学成分和物理性质上有所不同，因此在选择和混合原料时需要考虑到它们之间的相互作用。
1.2 焙烧与还原焙烧是指将含水量较高的铁精粉或其他氧化物加入到高温环境中进行加热处理，使其失去一部分水分和挥发性物质。
还原则是指将焙后得到的氧化物与还原剂（如焦碳）进行反应，使其转化为金属铁。
二、熔融还原法2.1 熔融还原法原理熔融还原法是指将焙后的铁精粉与石灰石、焦炭等混合物加入到高温的电炉中进行加热，通过还原反应将铁元素从氧化物中还原出来，并与其他杂质元素形成不同的化合物，最终得到纯铁。
2.2 熔融还原法工艺流程（1）原料准备：将焙后的铁精粉与石灰石、焦炭等按一定比例混合。
（2）装料：将混合好的原料装入电炉中。
（3）加热：通过电能或其他方式将电炉加温至高温状态。
（4）还原反应：在高温环境下，焦碳与氧化物发生还原反应，将铁元素从氧化物中还原出来。
（5）冷却：待反应结束后，将电炉冷却至室温状态。
三、高炉法3.1 高炉法原理高炉法是指将焙后的铁精粉与废钢等混合物加入到高大的高炉中，在高温和高压下进行加工。
在这个过程中，通过多次反复的还原和氧化反应，将铁元素从矿石中还原出来，并与其他杂质元素形成不同的化合物，最终得到纯铁。
3.2 高炉法工艺流程（1）原料准备：将焙后的铁精粉与废钢等按一定比例混合。
（2）装料：将混合好的原料装入高炉中。
（3）加热：通过风口向高炉中注入大量的空气，使其达到高温状态。
（4）还原反应：在高温环境下，焦碳与氧化物发生还原反应，将铁元素从氧化物中还原出来。
（5）冷却：待反应结束后，将高炉冷却至室温状态。
不同金属的冶炼方法不同金属的冶炼方法金属是人类历史上重要的材料之一，它们在建筑、交通、电子、医疗等领域都有广泛应用。
然而，金属并不是天然存在于地球上的，它们需要经过冶炼才能得到。
不同的金属具有不同的物理和化学性质，因此需要采用不同的冶炼方法。
本文将介绍几种主要金属的冶炼方法。
一、铜的冶炼方法铜是一种重要的有色金属，在建筑、电子、通讯等领域广泛应用。
常见的铜矿物有黄铜矿、赤铁矿和闪锌矿等，其中黄铜矿是最常见的。
1. 火法冶炼火法冶炼是最早也是最古老的铜冶炼方法之一。
这种方法利用高温将含铜物质加热至融化状态，再通过化学反应将铜分离出来。
2. 湿法冶炼湿法冶炼主要利用溶液中含有较高浓度的铜离子来进行。
这种方法需要将铜矿物研磨成粉末，然后加入一定量的酸或氧化剂，使其溶解成铜离子。
接着通过电解或还原反应将铜离子还原成金属铜。
3. 电解法冶炼电解法冶炼是一种高效、环保的冶炼方法。
这种方法利用电流将含有铜离子的溶液中的铜离子还原成金属铜。
这种方法不仅能够提高冶炼效率，同时还可以减少对环境的污染。
二、铁的冶炼方法铁是一种重要的金属，在建筑、交通、机械等领域都有广泛应用。
常见的铁矿物有赤铁矿、黑钨锰矿和褐铁矿等。
1. 高炉法冶炼高炉法是最主要也是最常用的一种铁冶炼方法。
这种方法利用高温将含有大量氧化物和杂质的生铁加入到高温高压下进行还原反应，从而得到纯净的金属铁。
2. 直接还原法冶炼直接还原法是一种低温还原法，它通过在高温下将铁矿物和还原剂混合在一起进行反应，从而得到纯净的金属铁。
这种方法不仅能够提高冶炼效率，同时还可以减少对环境的污染。
3. 熔融法冶炼熔融法是一种常用的铁冶炼方法之一。
这种方法利用高温将含有大量氧化物和杂质的生铁加入到高温下进行熔融，从而得到纯净的金属铁。
这种方法不仅能够提高冶炼效率，同时还可以减少对环境的污染。
三、锌的冶炼方法锌是一种重要的有色金属，在建筑、电子、通讯等领域广泛应用。
常见的锌矿物有闪锌矿、菱锌矿和硫酸盐型锌矿等。
化学炼铁的知识点总结1. 炼铁工艺炼铁工艺主要包括高炉法和直接还原法两种主要方法。
（1）高炉法高炉法是一种以焦炭为还原剂，热量和炭素源的炼铁方法。
其主要工艺过程包括炉料装填、预热、还原、熔融和排渣等阶段。
在高炉内，矿石和焦炭在高温条件下反应生成熔融铁和炉渣，通过不同密度的分层，完成铁和炉渣的分离。
（2）直接还原法直接还原法是指利用气体还原剂（如CO和H2）直接将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁的方法。
这种方法可分为煅烧法和气相还原法两种。
在煅烧法中，将粉末状的铁矿石在高温下加热，使氧化铁被还原为金属铁。
而气相还原法则是通过气体还原剂直接将氧化铁还原为金属铁，常见的设备有旋转窑等。
2. 反应原理炼铁过程中涉及的主要反应包括还原反应、煅烧反应和熔融反应等。
（1）还原反应还原反应是指将金属氧化物还原为金属的反应。
在炼铁过程中，主要的还原反应包括Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2和Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2等。
这些反应是高炉法和煅烧法中最主要的反应过程，通过这些反应，使氧化铁逐步还原为金属铁。
（2）煅烧反应煅烧反应是指在高温下，金属氧化物发生分解或变化的反应。
在炼铁过程中，铁矿石的煅烧反应主要包括FeCO3 → FeO + CO2和Fe3O4 → Fe2O3 + O2等。
这些反应主要发生在高温条件下，为后续的还原反应提供条件。
（3）熔融反应熔融反应是指物质在高温下融化的反应过程。
在高炉法中，熔融反应主要发生在铁和炉渣之间，形成两相分离的现象。
而在直接还原法中，熔融反应则是指将金属铁从矿石中提取出来，并形成合金的过程。
3. 设备及其应用炼铁过程涉及的设备主要包括高炉、煅烧炉、还原炉等。
（1）高炉高炉是用于进行高炉法炼铁的主要设备。
它由炉体、风口、出铁口、出渣口等部分组成，通过炉料装填、炉料预热、还原和熔融等过程，从铁矿石中提取出高品质的铁。
高炉的主要应用领域包括冶金工业和金属加工工业等。
制备铁的技巧制备铁的技巧是一个与冶金学紧密相关的领域，下面将介绍一些关于制备铁的技巧和步骤。
铁的制备主要有两种方法：直接还原法和间接还原法。
直接还原法是通过将铁矿石与还原剂在高温条件下进行反应，直接得到金属铁。
这种方法的原理是利用还原剂还原铁矿石中的氧化铁，从而获得金属铁。
以下是直接还原法的制备铁的技巧和步骤：1. 选择合适的铁矿石：铁矿石主要有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
根据矿石的特性和含铁量选择合适的铁矿石。
2. 矿石的破碎和磨细：将选取的铁矿石进行破碎和磨细，使其颗粒度达到制备要求。
矿石的颗粒度对于后续的冶炼工艺有重要影响。
3. 熟料的混合：将细碎的铁矿石与一定比例的燃料、熔剂等原料进行混合，并加入一定量的结合剂。
4. 熟料的烧结：将混合好的矿石放入高温烧结炉中，在高温条件下进行烧结。
烧结过程中，铁矿石颗粒之间发生了结合，形成了烧结块，为后续的冶炼提供了便利。
5. 高炉冶炼：烧结块通过提炼炉或者高炉中的冶炼过程，被加热至高温，与内加入的还原剂如焦炭反应。
在还原剂的作用下，氧化铁被还原为金属铁，同时与其他杂质产生相应的反应，从而得到粗铁。
6. 精炼：通过重复多次冶炼过程，可以逐渐去除粗铁中的杂质和非金属元素，提高铁的纯度。
常见的精炼方法有脱硫、除磷、氧吹等。
间接还原法是通过先将铁矿石熔炼为铁合金，然后通过进一步的精炼来得到纯铁。
以下是间接还原法的制备铁的技巧和步骤：1. 矿石的选矿和破碎：与直接还原法相似，选择合适的铁矿石，并对其进行破碎和磨细。
2. 熔炼铁合金：将选取的铁矿石与煤焦煤、石灰石等一起放入冶炼炉中进行熔炼，得到铁合金。
3. 精炼：对铁合金进行精炼，去除其中的杂质和非金属元素。
常用的精炼方法包括碱炼法、加碳法等。
4. 规格的调节：经过精炼的铁合金通过调节成合适的成分，以符合特定的要求。
通常需要加入合适的合金元素和合金化剂。
5. 铸造：将得到的合金液体浇铸成特定的形状，得到铁铸件。
当然，制备铁的技巧还有很多其他方面，比如矿石的预处理、熔炼过程的控制等等。
直接还原法生产生铁与熔融还原法生产生铁
（一）直接还原法生产生铁
直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。
该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
直接还原法分气基法和煤基法两大类。
前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。
主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。
后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。
主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有：
（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；
（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；
（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；
（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原法的缺点有：
（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。
进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。
其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。
（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。
（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。
当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。
我国天然气主要供应化工和民用，不可能大量用于钢铁工业。
由于我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。
直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。
按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。
目前国内直接还原铁没有国家统一标准生产规格，只有行业内的不成文的标准，
最终元素含量仍是根据客户需求。
规格如下：
一类化学成分为：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。
二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
另外，含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上，价格也相应较高。
（二）熔融还原法生产生铁
熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。
开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。
与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：
（1）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。
（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。
如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。
（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。
（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。
（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。
目前世界上熔融还原法很多，其中只有Corex法技术比较成熟并已形成工业生产规模，其它诸法仍在发展和工业化过程中。
熔融还原法在我国尚未得到很大发展，目前处于实验室试验和半工业试验阶段。
