冶金工程概論結(jié)課論文

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1、冶金工程概論結(jié)課論文任課教師：高逸鋒作者：王毅學(xué)號(hào)：2011440262班級(jí)：人文藝術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)2011級(jí)7班一．關(guān)于鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要過(guò)程、主要設(shè)備、生產(chǎn)方法及特點(diǎn)1．冶煉原料原料是高爐冶煉的物質(zhì)基礎(chǔ)，精料是高爐操作穩(wěn)定順行，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗及長(zhǎng)壽的基本保證。原料主要是鐵礦石，鐵礦石的開(kāi)采方式主要有露天開(kāi)采、地下開(kāi)采和液體開(kāi)采。鐵礦石的富選過(guò)程包括破碎、磨碎、篩分和分級(jí)和選別作業(yè)。鐵礦粉造塊的方法主要分為燒結(jié)法和球團(tuán)法。高爐冶煉用的原料主要有鐵礦石(天然富礦和人造富礦)、燃料(焦炭與噴吹燃料)

2、、熔劑(石灰石和白云石等)。冶煉一噸生鐵大概需要品位為63%的鐵礦石1.60~1.65噸，0.3~0.6噸焦炭，0.2~0.4噸熔劑。2.煉鐵目前最常用的方法有高爐煉鐵，直接還原和熔融還原鐵三種方法。高爐煉鐵是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法。它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相配合，是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法。高爐煉鐵的這種主導(dǎo)地位預(yù)計(jì)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期之內(nèi)不會(huì)改變。高爐煉鐵的本質(zhì)是鐵的還原過(guò)程，即焦炭做燃料和還原劑，在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵，從氧化物或礦物狀態(tài)(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等)還原為液態(tài)生鐵。高爐煉鐵的主要

3、過(guò)程如下：a)爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)。b)從爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。c)在高溫下焦炭（也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過(guò)程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。d)煉出的鐵水從鐵口放出。e)鐵礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。f)產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。冶煉過(guò)程中，爐料(礦石、熔劑、焦炭)按照確定的比例通過(guò)裝料設(shè)備分批地從爐頂裝入爐內(nèi)。從下部風(fēng)口鼓入的高溫?zé)犸L(fēng)與焦炭發(fā)生反

4、應(yīng)，產(chǎn)生的高溫還原性煤氣上升，并使?fàn)t料加熱、還原、熔化、造渣，產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化，最后生成液態(tài)渣、鐵聚集于爐缸，周期地從高爐排出。上升過(guò)程中，煤氣流溫度不斷降低，成分逐漸變化，最后形成高爐煤氣從爐頂排出。高爐煉鐵特點(diǎn)（1）高爐冶煉是在爐料與氧氣氣流逆向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成各種錯(cuò)綜復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的，爐內(nèi)主要是還原性反應(yīng)。（2）高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無(wú)法直接觀察到反應(yīng)過(guò)程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察爐內(nèi)狀況。（3）高爐是連續(xù)的、大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過(guò)程，機(jī)械化和自動(dòng)化水平較高。3.煉鋼鋼與生鐵都是

5、以鐵元素為主，并含有少量碳、硅、錳、磷、硫等元素的鐵碳合金，二者差別就是C元素的含量。煉鋼的基本任務(wù)：a)脫碳并將其含量調(diào)整到一定范圍。b)去除雜質(zhì)，主要包括：脫磷（冷脆）、脫硫（熱脆）、脫氧、去除氣體（氫、氮）和非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）c)調(diào)整鋼液成分和溫度d)將鋼液澆注成質(zhì)量好的鋼錠或鋼坯。煉鋼工藝主要包括：1）鐵水預(yù)處理；2)轉(zhuǎn)爐或電弧爐煉鋼；3)爐外精煉(二次精煉)；4)連鑄。煉鋼過(guò)程是個(gè)氧化過(guò)程，其去除雜質(zhì)的主要手段是向熔池吹入氧氣并加入造渣劑形成熔渣出來(lái)。脫碳反應(yīng)是煉鋼過(guò)程的主要手段，硅、錳、磷、硫

6、等元素也通過(guò)氧化反應(yīng)去除。煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑(石灰石等)、脫氧劑(硅鐵、錳鐵、鋁等)、合金料等。煉鋼方法---轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼和平爐煉鋼?(一)轉(zhuǎn)爐煉鋼利用吹入空氣或氧氣對(duì)熔融的鐵水進(jìn)行氧化脫碳，煉出合格成分的鋼錠。按爐襯材料性質(zhì)有酸性、堿性之分，按吹入氧氣的方式有底吹、頂吹、側(cè)吹之分。???1）原料：高爐經(jīng)鋼包送來(lái)的鐵水，<10％的冷鐵錠，調(diào)整用冷廢鋼，造渣用石灰石、螢石，脫氧和合金化用的鐵合金及純度≥99.5％氧氣。???2）操作：傾斜爐體，順序加入石灰石、熔劑、廢鋼、鐵水，插入水冷噴嘴，噴射高純氧產(chǎn)生反應(yīng)：2Fe+O

7、2→FeO，F(xiàn)eO進(jìn)入熔體擴(kuò)散，完成脫碳、氧化吹煉。脫碳→CO→熔體沸騰，氧化加速?；鹧嬗牲S褐色→暗紅色→長(zhǎng)而明亮火焰→明顯減少→液面平靜→脫碳氧化結(jié)束。（二)電爐煉鋼：有電弧爐、感應(yīng)電爐煉鋼之分。??（1）電弧爐煉鋼：依靠插入金屬爐料間的電極通電后，產(chǎn)生的電弧熔化爐料。隨著爐料不斷熔化，池面上升，電極上升，到最高點(diǎn)時(shí)，爐料已完全熔化。此時(shí)，先后進(jìn)入熔化、氧化期、還原期。???熔化期：???金屬液體與爐氣接觸：2Fe+O2→2FeO???爐渣中：FeO+O2→Fe2O3或Fe3O4???渣界面上：Fe2O3或Fe3O4被Fe重新還原成

8、FeO，一部分按分配定律進(jìn)入鋼液的FeO與硅、錳、磷氧化并與CaO生成爐渣，放熱,使?fàn)t溫上升到1590℃???氧化期??T>1590℃?????反應(yīng)：　　a[C]+[O]→CO???上升的氣泡會(huì)不斷吸收鋼液中的H2、N2