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1、鋼鐵冶煉疑難解答學(xué)習(xí)須知學(xué)習(xí)策略職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成警示錄課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)引導(dǎo)文第二課堂行業(yè)動(dòng)態(tài)課程疑難解析課程疑難解析您現(xiàn)在的位置：首頁>學(xué)習(xí)指南>課程疑難解析《高爐冶煉操作與控制》課程疑難解析發(fā)布日期：2009-4-209:45:09 瀏覽次數(shù)：571、高爐原料中的游離水對(duì)高爐冶煉有何影響？答：游離水存在于礦石和焦炭的表面和空隙里。爐料進(jìn)入高爐之后，由于上升煤氣流的加熱作用，游離水首先開始蒸發(fā)。游離水蒸發(fā)的理淪溫度是100℃，但是要料塊內(nèi)部也達(dá)到100℃，從而使?fàn)t料中的游離水全部蒸發(fā)掉，就需要更高的溫度。根
2、據(jù)料塊大小的不同，需要到100℃，或者對(duì)大塊來說，甚至要達(dá)到200℃游離水才能全部蒸發(fā)掉。一般用天然礦或冷燒結(jié)礦的高爐，其爐頂溫度為100~300℃，因此，爐料中的游離水進(jìn)入高爐之后，不久就蒸發(fā)完畢，不增加爐內(nèi)燃料消耗。相反，游離水的蒸發(fā)降低了爐頂溫度，有利于爐頂設(shè)備的維護(hù)，延長其壽命。另一方面，爐頂溫度降低使煤氣體積縮小，降低煤氣流速，從而減少爐塵吹出量。2、高爐原料中的結(jié)晶水對(duì)高爐冶煉有何影響？答：爐料中的結(jié)晶水主要存在于水化物礦石（如褐鐵礦和高嶺土）中間。高嶺土是黏土的主要成分，有些礦石中含有
3、高嶺土。試驗(yàn)表明，褐鐵礦中的結(jié)晶水從200℃開始分解，到400~500℃才能分解完畢。高嶺土中的結(jié)晶水從400℃開始分解，但分解速度很慢，到500~600℃迅速分解，全部除去結(jié)晶水要達(dá)到800~1000℃?？梢?，高溫區(qū)分解結(jié)晶水，對(duì)高爐冶煉是不利的，它不僅消耗焦炭，而且吸收高溫區(qū)熱量，增加熱消耗，降低爐缸溫度。3、高爐內(nèi)碳酸鹽分解的規(guī)律如何？對(duì)高爐冶煉有何影響？答：爐料中的碳酸鹽主要來自熔劑（石灰石或白云石），有時(shí)礦石也帶入一少部分。爐料中的碳酸鹽在下降過程中逐漸被加熱發(fā)生吸熱分解反應(yīng)。它們的開始分
4、解溫度和激烈分解溫度（即化學(xué)沸騰溫度）是由各自的分解壓（即分解反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)分壓）與高爐內(nèi)煤氣中分壓和煤氣的總壓決定的。碳酸鹽的分壓隨溫度升高而增大的，當(dāng)分解壓超過高爐內(nèi)煤氣的分壓時(shí)，它們就開始分解，而分解壓超過煤氣的總壓時(shí)就激烈分解，即化學(xué)沸騰。由于高爐冶煉條件不同，不同高爐內(nèi)的總壓力和分壓也有差別，碳酸鹽在不同高爐內(nèi)開始分解和化學(xué)沸騰分解溫度也有差別。碳酸鹽分解一般都發(fā)生在低溫區(qū)，對(duì)高爐冶煉無大影響。而石灰石就不一樣，它的開始分解溫度在700℃以上，而沸騰分解溫度在960℃以上，而且分解速度
5、受到物料粒度影響很大，一方面是分解出的CO2向外擴(kuò)散制約分解；另一方面反應(yīng)生成的CaO的導(dǎo)熱性很差，阻擋外部熱量向中心部位傳遞，石灰石塊中心不易達(dá)到分解溫度，這樣石灰石總有部分進(jìn)入高溫區(qū)分解。此時(shí)分解反應(yīng)產(chǎn)物CO2就會(huì)與焦炭發(fā)生碳素溶解損失反應(yīng),此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。這樣進(jìn)入高溫區(qū)分解的CaCO3會(huì)消耗自身分解的熱和部分分解出的CO2與C反應(yīng)熱，生產(chǎn)實(shí)踐表明，高爐煉鐵每使用100Kg石灰石，焦比要升高30~40Kg。因此生產(chǎn)中要求去除高爐配料中的石灰石。其途徑是將石灰石加入燒結(jié)配料生產(chǎn)自熔性或高堿度燒結(jié)
6、礦。在用天然礦冶煉時(shí)，小高爐上可用生石灰代替石灰石；大高爐上控制其粒度在25~30mm以改善石灰石分解條件。4、什么是高爐煉鐵的還原過程？使用什么還原劑？答：自然界中沒有天然純鐵，在鐵礦石中鐵與氧結(jié)合在一起，成為氧化物，高爐煉鐵就是要將礦石中的鐵從氧化物中分離出來。鐵氧化物失氧的過程叫還原過程，而用來奪取鐵氧化物中的氧并與氧結(jié)合的物質(zhì)就叫還原劑。凡是與氧結(jié)合能力比鐵與氧結(jié)合能力強(qiáng)的物質(zhì)都可以做還原劑，但從資源和價(jià)格考慮最佳還原劑是C、CO和H2，C來源于煤，將它干餾成焦炭作為高爐煉鐵的主要燃料，煤磨
7、成粉噴入高爐成為補(bǔ)充燃料。CO來自于C，在高爐內(nèi)氧化形成，H2則存在于燃料中的有機(jī)物和揮發(fā)分，也來自于補(bǔ)充燃料的重油和天然氣。5、在高爐煉鐵過程中鐵礦石所含氧化物哪些可以被還原？哪些不能被還原？答：高爐煉鐵選用碳作為還原劑，判斷鐵礦石中氧化物能否在高爐冶煉條件下被還原，就要較該氧化物中元素與氧的親和力同碳與氧親和力誰大誰?。呵罢叽笥诤笳呔筒荒苓€原，前者小于后者則能還原。判別元素與氧親和力大小最常用的手段之一是氧化物的分解壓po2和標(biāo)準(zhǔn)生成自由能△G。所謂氧化物的分解壓就是氧化物分解為元素和氧的反應(yīng)達(dá)
8、到平衡時(shí)氧的分壓。氧化物的分解壓越大，元素與氧結(jié)合能力越小，氧化物的穩(wěn)定性越小，就越易被還原劑還原，一般來說隨溫度升高分解壓增大，氧化物變得越易還原。所謂氧化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能是熱力學(xué)的函數(shù)之一，用作判斷冶金過程中反應(yīng)的方向及平衡狀態(tài)的依據(jù)。對(duì)大多數(shù)元素的氧化物來說，標(biāo)準(zhǔn)生成自由能的負(fù)值數(shù)越大，它的穩(wěn)定性越高，越難還原。一般來說隨溫度升高氧化物的自由能的負(fù)值數(shù)變小，即氧化物的穩(wěn)定性變差，只有CO例外，隨溫度升高CO的△G負(fù)值數(shù)變大，也就是CO變得更穩(wěn)定，即C與O2的結(jié)
