内容发布更新时间 : 2024/5/22 5:27:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

钢铁冶金概论期末复习

（炼铁部分）

1比较说明不同钢铁生产工艺流程

铁矿石→ 去脉石、杂质和氧→ 铁 铁→ 精炼（脱S、P、Si等）→ 钢

还原熔化过程 氧化精炼过程 （炼铁） （炼钢）

1.绘制高炉本体内型结构说明各部分名称（画白色部分即可：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、风口、渣口、铁口）

高炉五大附属系统名称及作用

（1）原料供应系统：保证及时、准确、稳定地将合格原料从贮矿槽送上高炉的炉顶； （2）送风系统：保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和保证足够温度的热风；

（3）渣铁处理系统：及时处理高炉排放出的渣铁，保证高炉生产正常运行，获得合格的生铁和炉渣产品；

（4）煤气清洗系统：保证回收高炉煤气，使其含尘量降到15mg/m3左右，以便利用； （5）燃料喷吹系统：保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭消耗。 高炉内按物料变化五个区域的划分，并简单了解各部分的变化过程 （1）块状区 主要特征：焦与炭呈交替分布层状，皆为固体状态 主要反应：矿石间接还原，碳酸盐分解 （2）软熔区 主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大

主要反应：矿石的直接还原，渗碳和焦炭的气化反应 （3）滴落区 主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴

主要反应：非铁元素还原，脱碳、渗碳、焦炭的气化反应 （4）焦炭回旋区 主要特征：焦炭作回旋运动

主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应 （5）炉缸区 主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此 主要反应：最终的渣铁反应

熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式

1有效容积利用系数 ημ 定义：每立方米高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/m3·d） 我国ημ=1.6~2.4（t/m3·d） 日本ημ=1.8~2.8（t/m3·d）

2焦比 定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（kg/t）我国焦比为250~650（kg/t） 3煤比 定义：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数（kg/t）我国煤比为50~220（kg/t） 4燃料比（焦比+煤比）定义：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和（kg/t）我国燃料比为450~700（kg/t）

5综合焦比（焦比+煤比×煤焦置换比）

6煤焦置换比 定义：喷吹1kg煤粉所能替代的焦炭的千克数，一般为0.8左右 7焦炭冶炼强度 定义：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数（t/m3·d）

8综合冶炼强度 定义：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数（t/m3·d），一般为0.9~1.15t/m3·d

利用系数、焦比及冶炼强度三者关系

纯焦冶炼时：利用系数=焦炭冶炼强度/焦比 喷吹燃料时：利用系数=综合冶炼强度/综合焦比

（5）休风率 定义：指高炉休风时间占规定作业时间的百分比 （6）焦炭负荷 指每批炉料中铁矿石的重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平和调节配料

四种天然铁矿石的名称和分子式及特点

（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4 特点：理论含铁量72.4%，红条痕，较软，易还原。 （2）赤铁矿：主要含铁矿物为Fe2O3 特点：理论含铁量为 70%。黑条痕，较硬，难还原。 （3）褐铁矿：主要含铁矿物为含结晶水的氧化铁，mFe2O3· nH2O

特点：理论含铁量为55.2~66.1%，黄褐条痕，疏松多孔，易还原。 （4）菱铁矿：主要含铁矿物化学式为FeCO3

特点：理论含铁量为48.2%，灰黄条痕，焙烧后易还原。

焦炭在高炉冶炼中的作用如何？论述高炉冶炼对焦炭质量的要求 三大作用：（1）热源→在风口前燃烧，提供冶炼所需能量；

（2）还原剂→本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂；

（3）骨架和通道→矿石高温熔化后，焦炭是唯一以固态存在的物料。

对焦炭的质量要求：（1）强度高；（2）固定C高；（3）灰分低；（4）S含量低；（5）挥发份合适；（6）反应弱（C+CO2→2CO）（7）粒度合适（为矿石平均粒度的3~5倍为宜，d小/d大≈0.7）

2.归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求

（1）含Fe品位高：即铁矿石含铁量高，有利于增产节焦

（2）脉石少和分布均匀：SiO2要少、CaO要多、MgO要合适、 Al2O3要少。 （3）有害杂质少：如S、 P、 Pb、等

（4）有益元素合适：如Mn、 Cr、 Ni、 V、 Ti、 Nb等 （5）还原性好：高，有利。

（6）软熔性：指矿石的软化熔滴性，要求荷重软化点 高且熔滴性好。 （7）冶金性能优良

（8）粒度分布合适：影响透气性和还原性，要适中、均匀。 3.人造富矿的种类名称 烧结矿和球团矿

4.铁氧化物还原特点（逐级还原），写出以H2/CO还原铁氧化物的方程式 还原特点：遵循逐级还原的原则

T＞570℃：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe T＜570℃：Fe2O3→Fe3O4→Fe （1）用CO还原铁氧化物

T＞570℃：Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO→FeO+CO2 FeO+CO→Fe+CO2 T＜570℃：Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO→Fe+CO2 用H2还原铁氧化物 T＞570℃：Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O Fe3O4+H2→FeO+H2O FeO+H2→Fe+H2O T＜570℃：Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O Fe3O4+H2→Fe+H2O 5.高炉内间接还原和直接还原的定义和区别

直接还原和间接还原的定义：还原剂是固体C，产物是CO的反应，成为直接还原。

还原剂是气态以CO和H2，产物为CO2和H2O的铁各级氧化还原反应，称为间接还原。 区别：1还原剂和气体产物不同

2直接还原为强吸热反应，间接还原为弱吸热反应或放热反应 3直接还原发生在高温区，间接还原发生在中、低温区

4直接还原时一个C原子可以夺取氧化物中的一个氧原子，而间接还原需要过量CO+H2 6.掌握高炉冶炼炉渣的来源、主要成分、形成过程以及造渣的目的和作用

炉渣的主要来源：（1）矿石中的脉石；（2）焦炭灰分；（3）熔剂；（4）侵蚀的炉衬 炉渣的基本成分： CaO、MgO、SiO2、Al2O3。 高炉渣中还有少量FeO和硫化物 炉渣的形成过程：

（1）初渣：矿石软熔过程中（在软熔带内），渣和金属铁分离，各自聚合，形成初渣 （2）中间渣：软熔带以下到风口燃烧带（滴落带）之间的渣 （3）终渣：在炉缸形成而排出炉外的渣

造渣的目的及作用：（1）性能良好的炉渣，可以实现金属与氧化物脉石的有效分离

（2）渣铁间热量及质量的交换是决定金属成品最终成分及温度的关键 （3）炉渣对炉衬起保护作用