鐵礦石煉鋼方法

匿名用戶 | 2017-05-23 02:26

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  • 煉鋼的方法,一般可分為轉(zhuǎn)爐煉鋼、平爐煉鋼和電爐煉鋼三種方法。現(xiàn)分別介紹如下:1.轉(zhuǎn)爐煉鋼法這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里,使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量(含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度),可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨,內(nèi)壁有耐火磚,爐側(cè)有許多小孔(風(fēng)口),壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi),又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時(shí),轉(zhuǎn)爐處于水平,向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng),使鐵、硅、錳氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成爐渣,利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用,使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后,當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí),碳開始氧化,生成一氧化碳(放熱)使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后,磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣,一起成為爐渣。當(dāng)磷于硫逐漸減少,火焰退落,爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí),表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)立即停止鼓風(fēng),并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置,把鋼水傾至鋼水包里,再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過程只需15分鐘左右。如果空氣是從爐低吹入,那就是低吹轉(zhuǎn)爐。隨著制氧技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已普遍使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(也有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐)。這種轉(zhuǎn)爐吹如的是高壓工業(yè)純氧,反應(yīng)更為劇烈,能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和鋼的質(zhì)量。2.平爐煉鋼法(平爐煉鋼法也叫馬丁法)平爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物,(廢鐵,廢鋼,鐵礦石)。反應(yīng)所需的熱量是由燃燒氣體燃料(高爐煤氣,發(fā)生爐煤氣)或液體燃料(重油)所提供。平爐的爐膛是一個(gè)耐火磚砌成的槽,上面有耐火磚制成的爐頂蓋住。平爐的前墻上有裝料口,裝料機(jī)就從這里把爐料裝進(jìn)去。熔煉時(shí)關(guān)上耐火磚造成的門。爐膛的兩端都筑有爐頭,爐頭各有兩個(gè)孔道,供導(dǎo)入燃料與熱空氣,或從爐里導(dǎo)爐氣之用。平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑(石灰石和生石灰)。開始冶煉時(shí),燃料遇到導(dǎo)入的熱空氣就在燃料面上燃燒,溫度高達(dá)1800攝氏度。熱量直接由火焰?zhèn)鹘o爐料,使?fàn)t料迅速熔化(鐵的熔點(diǎn)是1535攝氏度,鋼略低)。同時(shí)有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵,生鐵里的雜質(zhì)硅、錳被氧化亞鐵氧化,聲成爐渣。由于爐里放有過量的石灰石,磷與硫等雜質(zhì)就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進(jìn)行氧化,生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出,好象金屬在沸騰一樣。反應(yīng)快要進(jìn)行完畢的時(shí)候,加入脫氧劑并定時(shí)把爐渣扒出。在冶煉將完成時(shí)要根據(jù)爐前分析(用快速分析法,幾分鐘可完成)來檢驗(yàn)鋼的成分是否合乎要求。煉锝的鋼從出鋼口流入鋼水包里,再從鋼水包注入模子里鑄成制品或鋼錠。為了提高爐溫,氣體燃料要在蓄熱室(如圖I,II,III,IV)里進(jìn)行預(yù)熱。在平爐里不但可加入液態(tài)生鐵,而且可以加入固態(tài)的生鐵以及夾攻以后的廢鐵和鐵礦石等。另外,在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風(fēng),同時(shí)在熔化的金屬里吹入氧氣,可使生產(chǎn)率提高80%,冶煉的時(shí)間縮短2~4小時(shí),并可節(jié)約燃料,富氧空氣也不需要預(yù)熱。3.電爐煉鋼法鋼還可以在以電能為熱源的電爐里冶煉。使用電爐煉鋼可以煉出優(yōu)質(zhì)的合金鋼。電爐的種類很多,應(yīng)用最廣泛的是電弧爐。煉鋼原理就是在高溫條件下,用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過量的碳和其它雜質(zhì)轉(zhuǎn)為氣體或爐渣而除去。把生鐵冶煉成鋼的實(shí)質(zhì),就是適當(dāng)?shù)亟档蜕F里的含碳量,除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì),調(diào)整鋼里合金元素含量到規(guī)定范圍之內(nèi)。煉鋼的主要反應(yīng)原理,也是利用氧化還原反應(yīng),在高溫下,用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它雜質(zhì)氧化成為氣體或爐渣除去。因此,煉鋼和煉鐵雖然都是利用的氧化還原反應(yīng),但是煉鐵主要是用還原劑把鐵從鐵礦石里還原出來,而煉鋼主要是用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它雜質(zhì)氧化而除去。煉鋼時(shí)常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵。主要化學(xué)方程式:大量鐵變成氧化亞鐵:2Fe+O2==2FeO+熱量調(diào)整硅、錳:Si+2FeO==SiO2+2Fe+熱量Mn+FeO==MnO+Fe+熱量降低碳量:C+FeO==CO+Fe-熱量脫氧(除FeO因它會使鋼具有熱脆性)電爐煉鋼:電爐煉鋼法主要利用電弧熱,在電弧作用區(qū),溫度高達(dá)4000℃。冶煉過程一般分為熔化期、氧化期和還原期,在爐內(nèi)不僅能造成氧化氣氛,還能造成還原氣氛,因此脫磷、脫硫的效率很高。以廢鋼為原料的電爐煉鋼,比之高爐轉(zhuǎn)爐法基建投資少,同時(shí)由于直接還原的發(fā)展,為電爐提供金屬化球團(tuán)代替大部分廢鋼,因此就大大地推動(dòng)了電爐煉鋼。世界上現(xiàn)有較大型的電爐約1400座,目前電爐正在向大型、超高功率以及電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制等方面發(fā)展,最大電爐容量為400噸。國外150噸以上的電爐幾乎都用于冶煉普通鋼,許多國家電爐鋼產(chǎn)量的60~80%均為低碳鋼。我國由于電力和廢鋼不足,目前主要用于冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼。
    匿名用戶 | 2017-05-23 02:26

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