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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。
炼钢原料知识炼钢是一项重要的工业过程，用于将铁矿石转化为钢材。
而炼钢过程需要大量的原料，下面将详细介绍炼钢过程中的原料以及其作用。
1.铁矿石铁矿石是炼钢的主要原料，有许多种类，包括赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等。
铁矿石主要含有铁氧化物，如Fe2O3和Fe3O4。
在炼钢过程中，铁矿石被还原为金属铁，以提供钢材的主要成分之一。
2.焦炭焦炭是炼钢过程中的另一主要原料。
它是煤炭在高温和低氧条件下炼制而成的，主要含有碳。
焦炭在炼钢过程中的主要作用是提供高温和还原性条件，以将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。
3.石灰石石灰石是一种含有钙碳酸盐的矿石，含有大量的CaCO3。
在炼钢过程中，石灰石主要用于调节炉渣的碱度。
炉渣的碱度是指炉渣中碱性物质的含量，它对炼钢过程中的冶炼温度、炉渣流动性和脱硫性能等方面都有重要影响。
4.废钢废钢可以是来自废旧钢铁制品的回收材料，也可以是剩余的炼钢废料。
废钢在炼钢过程中的作用是回收利用，以减少资源消耗和环境污染。
废钢经过预处理后，可以作为回炉料或添加到炉料中，以提高钢材的品质和节约原料消耗。
5.合金元素除了以上提到的主要原料外，炼钢过程中还需要添加一些合金元素，以调整钢材的化学成分和性能。
常用的合金元素包括铬、镍、钼、锰和钒等。
这些元素可以改善钢材的强度、耐磨性、耐蚀性等性能。
以上是炼钢过程中常用的原料，它们在炼钢过程中各自扮演重要的角色。
铁矿石提供了钢材的主要成分；焦炭提供高温和还原性条件；石灰石调节炉渣的碱度；废钢回收利用；合金元素调整钢材的化学成分和性能。
炼钢原料的选择和使用对于钢材的品质和成本都有重要影响。
因此，在炼钢过程中，需要根据钢材的要求和生产工艺的需求，选择合适的原料，并确保其质量和数量的稳定供应。
同时，还需要对原料进行合理的配比和预处理，以确保炼钢过程的稳定性和高效性。
这样才能生产出优质的钢材，满足不同领域和行业的需求。
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。
1炼钢⽤原材料1 炼钢⽤原材料原材料是炼钢的基础，原材料的质量对炼钢⼯艺和钢的质量有直接影响。
倘若原材料质量不合技术要求，势必导致消耗增加，产品质量变差，有时还会出现废品，造成产品成本的增加。
国内外实践证明，采⽤精料以及原料标准化，是实现冶炼过程⾃动化的先决条件，也是改善各项技术经济指标和提⾼经济效益的基础。
炼钢⽤原材料⼀般分为主原料、辅原料和各种铁合⾦。
1.1 主原料氧⽓顶吹转炉炼钢⽤主原料为铁⽔和废钢。
1.1.1 铁⽔铁⽔⼀般占转炉装⼊量的70 %?100 %。
铁⽔的物理热与化学热是氧⽓顶吹转炉炼钢的基本热源。
因此，对⼊炉铁⽔温度和化学成分必须有⼀定要求。
1.1.1.1铁⽔的温度铁⽔温度的⾼低是带⼊转炉物理热多少的标志，铁⽔物理热约占转炉热收⼊的50%。
因此，铁⽔的温度不能过低，否则热量不⾜，影响熔池的温升速度和元素氧化过程，也影响化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
我国规定，⼊炉铁⽔温度应⼤于1250C，以利于转炉的热⾏，成渣迅速，减少喷溅。
⼩型转炉和化学热量不富裕的铁⽔，保证铁⽔的⾼温⼊炉极为重要。
转炉炼钢时⼊炉铁⽔的温度还要相对稳定，如果相邻⼏炉的铁⽔⼊炉温度有⼤幅的变化，就需要在炉与炉之间对废钢⽐作较⼤的调整，这对⽣产管理和冶炼操作都会带来不利影响。
1.1.1.2铁⽔的化学成分氧⽓顶吹转炉能够将各种成分的铁⽔冶炼成钢，但铁⽔中各元素的含量适当和稳定，才能保证转炉的正常冶炼和获得良好的技术经济指标，因此⼒求提供成分适当并稳定的铁⽔。
表1-1 是国家标准规定的炼钢⽤⽣铁化学成分，表1-2是我国⼀些钢⼚⽤铁⽔成分。
A 硅(Si) 硅是炼钢过程的重要发热元素之⼀，硅含量⾼，热来源增多，能够提⾼废钢⽐。
有关资料认为，铁⽔中 3 si每增加0.1 %，废钢⽐可提⾼1.3%。
铁⽔硅含量视具体情况⽽定。
例如美国，由于废钢资源多，所以⼤多数⼚家使⽤的铁⽔ 3 si=0.80%?1.05%。
Si氧化⽣成的SiO2是炉渣的主要酸性成分。
炼钢用原材料描述炼钢是将生铁或其他铁合金作为原料，通过一系列的冶炼和炼钢工艺，将其转化为纯净的钢材的过程。
在炼钢过程中，原材料的选择和处理至关重要，直接影响钢材的质量和性能。
本文将详细描述炼钢用原材料的选择和处理过程。
首先，炼钢工艺的首要任务是选择高质量的原材料。
炼钢用的原材料主要包括生铁、废钢和合金添加剂。
生铁是炼钢的主要原材料，可以由炼铁方法生产得到。
生铁中主要含有铁和一些杂质，如硫、磷、硅等。
废钢是指经过回收和加工后得到的废弃钢材，可以通过再生工艺成为炼钢用的原材料。
合金添加剂主要包括锰、钼、铬、钒等，用于制造特殊性能的钢材。
其次，处理原材料是炼钢的重要环节。
处理过程主要包括原料的预处理、破碎、磁选和配料。
预处理是将原材料中的杂质和有害元素去除，以保证钢材的质量。
炼钢过程中常用的预处理方法包括煤气炉直接还原、氧气炉脱磷等。
破碎是将原材料进行粉碎，使其容易进行后续的处理。
磁选则是利用磁性性质去除原材料中的铁矿石。
配料是根据炼钢工艺的要求，将不同的原材料按照一定比例进行混合。
随后，原材料进入炼钢炉进行冶炼。
炼钢炉主要分为高炉和转炉两种。
高炉是传统炼钢工艺中常用的设备，用于炼制生铁。
高炉将原材料加入到炉中，然后加热至高温使其冶炼。
转炉是现代炼钢工艺中常用的设备，通过向炉中注入氧气进行冶炼。
在冶炼过程中，原材料中的杂质会被溶解或氧化，并通过一系列的反应被排除出去。
由于不同的原材料和炼钢工艺的不同，炼钢炉的运行参数和工艺条件也不同。
最后，冶炼完成后，钢液通过连铸等工艺，将其铸造成不同形状和规格的钢材。
连铸是一种将钢液倒入预先准备好的结晶器中，通过冷却和固化形成连续的坯料的工艺。
连铸坯料经过进一步的热处理和轧制加工，最终成为标准的钢材。
总结起来，炼钢用原材料的选择和处理是炼钢工艺学中至关重要的一环。
通过合理选择高质量的原材料，并进行适当的预处理和配料，可以保证炼钢过程的顺利进行和钢材质量的优良。
同时，根据原材料的不同特点和炼钢工艺的要求，可以选择不同的冶炼设备进行钢材的生产。
钢铁冶金概论6.3 炼钢用原材料炼钢用原材料濮耐技术陈勇2009年10月原材料是炼钢的基础，原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技术经济指标产生重要影响。
对炼钢原料的基本要求：既要保证原料具有一定的质量和相对稳定的成分，又要因地制宜充分利用本地区的原料资源，不宜苛求。
炼钢原料分为金属料，非金属料和气体。
●金属料：铁水、废钢、铁合金●辅助材料：¾造渣剂：石灰、活性石灰、萤石、白云石、合成造渣材料¾冷却剂：废钢、富铁矿、氧化铁皮、烧结矿、团矿、石灰石¾燃料：焦炭、石墨籽、煤块、重油¾氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮¾还原剂和增碳剂：石墨电极、木炭、焦炭、电石、硅铁、硅钙、铝等入炉原料结构是炼钢进程及各项指标结构产生重要影响:◆钢铁料结构，即铁水和废钢及废钢种类的合理分配；◆造渣料结构，即石灰、白云石、萤石、铁矿石等的配比制度；◆充分发挥各种炼钢原料的功能使用效果，即钢铁料和选渣料的合理利用。
一、金属料1、铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%-100%。
是转炉炼钢的主要热源。
对铁水要求有：（1）成分；（2）带渣量；（3）温度。
1）硅（Si）是重要的发热元素，铁水中含Si量高，炉内的化学热增加，铁水中Si量增加0.10%，废钢的加入量可提高1.3%-1.5%。
铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。
硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，，也会加剧对金属收得率降低，同时渣中过量的SiO2炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。
通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
2）锰（Mn）锰是发热元素，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，从而可以减少合金化时所需的锰铁合金，有利提高钢水纯净度。
转炉用铁水对锰与硅比值要求为0.8-1.0，目前使用较多的为低锰铁水，锰的含量为0.20%-0.80%。
3）磷（P）磷是高发热元素，对一般钢种来说是有害元素，因此要求铁水磷含量越低越好，一般要求铁水[P]≤0.20%。
4）硫（S）除了含硫易切削以外，绝大多数钢种要求去除硫这一有害元素。
氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有30%-40%。
我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。
对铁水带渣量的要求：高炉渣中含硫、SiO、和Al O量较高，过多223的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰消耗增加，造成喷溅，降低炉衬寿命，因此，进入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。
对铁水温度的要求：铁水温度是铁水含物理量多少的标志，铁水物理热得占转炉热收入的50%。
应努力保证入炉铁水的温度，保证炉内热源充足和成渣迅速。
我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃，并且要相对稳定。
2、废钢转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气顶吹转炉用废钢量一般是总装入量的10%-30%。
废钢分为一般废钢、轧辊、次废铁、车等。
转炉炼钢对废钢的要求：1)废钢的外形尺寸和块度应保证能从炉口顺利加入转炉。
废钢的长度应小于转炉口直径的1/2，废钢单重一般不应超过300kg。
国标要求废钢的长度不大于1000mm ，最大单件重量不大于800kg。
2）废钢中不得混有铁合金严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。
废钢的硫、磷含量均不大于0.050%。
3）废钢应清洁干燥不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。
4）不同性质的废钢分类存放非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起，不得混有合金废钢和生铁。
合金废钢要单独存放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费。
3、生铁主要在电炉炼钢中使用，其主要目的在于提高炉料或钢中的碳含量，并解决废钢来源不足的困难。
由于生铁中含碳及杂质较高，因此电炉钢炉料中生铁配比通常为10%-25%，最高不超过30%。
电炉炼钢对生铁的质量要求较高，一般S、P 含量要低，Mn不能高于2.5%，Si不能高于1.2%。
生铁4、海绵铁海绵铁是用氢气或其他还原性气体还原精铁矿而得。
一般是将铁矿石装入反应器中，通入氢气或CO气体或使用固体还原剂，在低于铁矿石软化点以下的温度范围内反应，不生成铁水，也没有熔渣，仅把氧化铁中的氧脱掉，从而获得多孔性的金属铁即海绵铁。
海绵铁中金属铁含量较高，S、P含量较低，杂质较少。
电炉炼钢直接采用海绵铁代替废钢铁料，不仅可以解决钢铁料供应不足的困难，而且可以大大缩短冶炼时间，提高电炉钢的生产率。
此外，以海绵铁为炉料还可以减少钢中的非金属夹杂物及氮含量。
由于海绵铁具有较强的吸水能力，因此使用前须保持干燥或以红热状态入炉。
海绵铁5、铁合金常用的铁合金种类：◆简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe-V，Fe-Ti，Fe-Mo，Fe-W等◆复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金，Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金，Ba-Al-Si合金等◆纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni、Al。
1）对块要求加入钢包中的尺寸为5-50mm，加入炉中的尺寸为30-200mm。
往电炉中加Al时常将其化成铝饼，用铁杆穿入插入钢液。
2）烘烤温度锰铁、铬铁、硅铁应≥800℃，烘烤时间应＞2小时；钛铁、钒铁、钨铁加热近200℃，时间大于1小时。
Fe-Si合金高碳中碳低碳Fe-Mn 合金Fe-Cr合金Fe-Mo合金Si-Mn合金SiMn锭金属Ti戒指稀有金属Ni金属铝锭海绵钛二、非金属料1、 造渣剂（1）石灰碱性炼钢方法的造渣料，主要成分为CaO，由石 灰石煅烧而成，是脱P、脱S不可缺少的材料，用量 比较大。
其质量好坏对吹炼工艺、产品质量和炉衬寿命 等产生主要影响。
因此，石灰CaO含量高，SiO2和S 含量低，生过烧率低，活性高，块度适中，此外， 石灰还应保持清洁、干燥和新鲜。
石灰石→石灰对石灰的具体要求：CaO ≥ 85%, SiO2 ≤ 3.0% (电炉 < 2%）MgO ≤ 5%, % Fe2O3 + Al2O3 ≤ 3%, % S ≤ 0.15%, , H 2O ≤ 0.3%.对转炉石灰块度为20-50mm，电炉为20-60mm。
石灰的活度也称水活度是石灰反应能力的标志，也是衡量石灰质 量的重要参数。
常用盐酸滴定法来测量水活性，当盐酸消耗大于300ml 时才属优质活性石灰。
通常把在1050-1150℃温度下焙烧的 石灰，具有高反应能力的体积密度小，气孔率高，比表面 积大，晶粒细小的优质石灰叫活性石灰，也称软性石灰。
活性石灰的水活性度大于310ml，体积密度1.7-2.0g/ ㎝3，气孔率高达40%，比表面积为0.5-1.3cm2/g。
活性石灰能减少石灰、萤石消耗量和转炉渣量，有利 于提高脱S，脱P效果，减少转炉热损失和对炉衬的侵蚀。
（2）萤石萤石的主要成分是 CaF2，焙烧约930℃。
萤石能使CaO和阻碍石灰溶解的2CaO.SiO2外 壳的熔点显著降低，生成低熔点3CaO·CaF2·2SiO2 （熔点1362℃），加速石灰溶解，迅速改善炉渣 动性。
萤石助熔的特点是作用快，时间短。
但大量 使用萤石会增加喷溅，加剧炉衬侵蚀，污染环境 。
转炉用萤石要求:CaF2 ≥ 85%, SiO2 ≤ 5.0%, S ≤ 0.10%, P ≤ 0.06%,块度在5-50mm，且要干燥，清洁。
近年来，萤石供应不足，各钢厂从环保角 度考虑，使用多种萤石代用品，如铁锰矿石， 氧化铁皮，转炉烟尘，铁矾土等。
萤石（3）白云石白云石的主要成分CaCO3.MgCO3。
经焙烧可成为轻烧 白云石，其主要成分为CaO.MgO。
转炉采用生白云石或轻烧白云石代替部分石灰造渣 。
可减轻炉渣对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命具有明显效 果。
溅渣护炉操作时，通过加入适量的生白云石或轻烧 白云石保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和，使终渣 能够做黏，出钢后达到溅渣的要求。
对生白云石的要求:%%%。
，块度为烧结mm SiO CaO MgO 40~5%47%,0.2%,29%,202≤≤≥>白云石（4）火砖块火砖块是浇铸系统的废弃品，它的作用是改善熔渣的流动性，特别是对含MgO高的熔渣，稀释作用优于萤石。
火砖块中含有约30%的Al2O3，易使熔渣起泡并具有良好的透气性。
但火砖块中还含有55%—70%的SiO2，能大大降低熔渣的碱度及氧化能力，对脱磷、脱硫极为不利。
因此，在电炉炼钢的氧化期应绝对禁用。
在还原期要适量少用，只用在冶炼不锈钢或高硫钢时才稍用多一些。
火砖（5）合成造渣剂合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等熔剂，在低温下预制成型。
合成渣剂熔点低、碱度高、成分均匀、粒度小，且在高温下易碎裂，成渣速度快，因而改善了冶金效果，减轻了转炉造渣负荷。
高碱度烧结矿或球团矿也可做合成造渣剂使用，其化学成分和物理性能稳定，造渣效果良好。
2、增碳剂在冶炼过程中，由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因，有时造成钢中碳含量没有达到预期的要求，这时要向钢液中增碳。
常用的增碳剂有增碳生铁、电极粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。
转炉冶炼中，高碳钢种时，使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。
对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高，灰分，挥发分和硫，磷，氮等杂质含量要低，且干燥，干净，粒度适中。
其固定碳C≥96%，挥发分≤1.0%，S≤0.5%，水分≤0.5%，粒度在1-5mm。
石墨电极3氧化剂3 、氧化剂z氧气是转炉炼钢的主要氧化剂，其纯度达到或超过99.5%，氧气压力要稳定，并脱除水分。
z铁矿石中铁的氧化物存在形式是Fe2O3、Fe3O4和FeO其氧含量分别是30.06%，27.64%和22.28%。
在炼钢温度下，Fe2O3不稳定，在转炉中较少使用。
铁矿石作为氧化剂使用要求高（全铁>56%），杂质量少，块度合适。
z氧化铁亦称铁磷，是钢坯加热，轧制和连铸过程中产生的氧化壳层，铁量约占70%-75%。
氧化铁皮还有助于化渣和冷却作用，使用时应加热烘烤，保持干燥。
完。
