【正文】 度好的塊狀焦炭是高爐煉不可缺少的燃料。然后將基本上都是小球的混合料鋪在有箅子的燒結臺車上，厚度在 400700mm。 ? (3)褐鐵礦石 常為含不同分子結晶水的赤鐵礦，褐鐵礦吸附著大量水分，加熱時失去結晶水和游離水，使礦石氣孔率增加，故還原性好，同時，由于去掉了水分，相應提高了礦石的品位。 ? （ 1） 含鐵原料 ? 鐵礦石種類較多，在自然界中已發(fā)現的有 300多種含鐵礦物。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。 ? (3)19世紀中期至今，以生鐵為原料在高溫下精煉成鋼，一直是鋼鐵生產的主要方法。在世界各國鐵產量中，大部分是作為煉鋼原料，而只有 10%左右用于鑄造各種部件和零件。為什么非常古老的鋼鐵有這樣強的生命力呢？這首先決定于鋼鐵的基體特性。本文主要講述有關鋼鐵冶煉的基本知識。 ? 鋼與生鐵都是以鐵為主，并含有少量碳，硅，錳，硫等元素的鐵碳合金，根據碳和其它元素含量的不同而區(qū)分為鋼和生鐵，特別是碳含量的差別，引起鐵碳合金在不同溫度下所處的狀態(tài)和結構的變化，因而使鋼和生鐵具有不同的性能和用途。由于爐容增大，采用鼓風技術，使單位時間內燃燒的燃料量增加了，爐內溫度提高，能得到熔融狀態(tài)的生鐵，這種生鐵冷卻后很脆，不能鍛造成器具。含鐵比較多的、并且具有冶煉價值的礦物稱為鐵礦石?，F代巨型高爐的爐容積已有 40005000m3,年產生鐵達 250萬 300萬噸。顏色呈紅色或紅褐色，故又稱為紅礦。由于高爐煉鐵需要氣流通暢，所以只能加入塊礦，精礦粉要通過燒結的辦法制成燒結礦或通過球團的辦法焙燒成球團礦。這種圓球經過干燥、焙燒成為強度很高的球團礦。 ? （ 3）熔劑 ? 礦石中的脈石與焦炭中的灰分，其主要成分是酸性氧化物，它們的熔點均較高（ SiO2 1713℃ ,Al2O3 2050℃ ），在高爐冶煉條件下很難熔化，為使其形成低熔點物質，需加入一定數量助熔劑（簡稱熔劑），以形成許多低熔點的化合物和共熔體，即所謂的爐渣，并能達到完全熔化，且具有良好的流動性，使渣鐵容易分離。 ? 3 主要設備 ? 高爐是用焦炭、鐵礦石和熔劑煉鐵的一種豎式的反應爐（如圖 23）。在風口和鐵口之間還設有渣口以排放部分爐渣，減輕鐵口負擔。 ? 從風口鼓入的熱風溫度高達 10001300℃ ，爐料中焦炭在風口前燃燒，迅速產生大量的熱，使風口附近爐腔中心溫度高達 1800℃ 以上。上升的高爐煤氣流，由于將能量傳給爐料而溫度不斷下降，最終形成高爐煤氣從爐頂導出管排出。 ? （ 2）造渣過程 ? 造渣過程是物料尚處在固體狀態(tài)下就開始的。隨著爐料從還原地帶向下方運動，煤氣中 CO分解形成的碳黑具有很高的活性，它附著或覺積在海綿鐵表面的孔隙里，使其滲 C，形成鐵的碳化物。 ? 直接還原煉鐵法已有百余年的歷史，先后提出各種不同的工藝方法 400余種，但是真正成為工業(yè)生產方法的只有少數幾種，而且是到 20世紀 60年代才有重大突破，這是因為： ? （ 1）冶金焦的價格大幅度上漲，而石油、天然氣大量開發(fā)使用，特別是高效率天然氣轉化法的應用，提供了直接還原煉鐵法需要的還原煤氣，解決能源的來源和價格問題。海綿鐵的穩(wěn)定增長和電爐煉鋼的增長有顯著關系。 ? 3 幾種主要的直接還原煉鐵法 ? 根據使用的燃料不同，直接還原煉鐵法分為兩大類：用煤氣作氣體還原劑和載熱體的氣基法；以固體煤作為還原劑和熱源的煤基法。圖 24是它的生產流程示意圖。煤基法使用的煤還要求灰分含量低（ 25%）和含硫量低 (%)。 ? 沿窯長方向分兩個區(qū)：預熱區(qū) 煤燃燒將原料的混合物加熱至還原溫度；還原區(qū) 煤進一步燃燒為生產海綿鐵提供熱量。形成的廢氣則由窯尾排出。 ? 熔融還原煉鐵法與直接還原煉鐵法不同，熔融還原的發(fā)展目標是代替高爐煉鐵法，產品是與高爐鐵水性質相近的液態(tài)生質，仍是轉爐煉鋼的原料；而直接還原煉鐵法產品是海綿鐵，代替廢鋼供電爐煉鋼使用。 ? Corex 法是奧地利和德國于 20世紀 70年代末聯合開發(fā)的，是目前惟一已形成生產能力的熔融還原煉鐵法，而且其投資、生產成本、鐵水質量等幾個方面已經基本上可以與傳統的焦炭高爐煉鐵法相竟爭。還原的金屬鐵滲碳，爐料熔化而使渣鐵分離。碳含量不但是引起生鐵和鋼性能差異的決定性因素，同樣也是控制鋼性能的最主要元素。 ? 3 調整鋼液成分和溫度。此時，鋼液中剩余相當多的 FeO，因此要在煉鋼爐中和盛鋼桶中加入適量的錳鐵、硅鐵和鋁等脫氧劑進行脫氧，來還原鋼液中的 FeO，以改善鋼的力學性能。 ? 氧氣煉鋼法分為氧氣斜吹轉爐煉鋼法、臥式轉爐雙管吹氧法、純氧頂吹的轉爐煉鋼法等。各部分用鋼板成型后再焊接成整體。為此，轉爐有兩根旋轉耳軸，一側耳軸與傾動機構相連而帶動爐子旋轉。 ? 內層管通氧氣，上端用壓緊密封裝臵牢固地裝在槍尾，下端焊接在噴頭上。如圖 210所示。隨著氧化的進行，熔池溫度升高，火焰亮度增加，爐渣起泡，并有小鐵粒從爐口噴濺出來，此時應適當降低氧槍高度。在出鋼過程中，向盛鋼桶內加入鐵合金，進行脫氧和合金化。 ? 1864年法國人馬丁改造了爐體，又采用了威廉 雖然平爐冶煉的時間比較長（一般為 24小時），但熔池很大，一爐便可煉百噸鋼水，產量較高。由爐底、前后墻及爐頂等耐火材料砌體所組成，并用鋼結構加固。 ? 廢鋼礦石法的熔煉過程分為：補爐、裝料、熔化、精煉、脫氧和出鋼。為縮短熔化期，應向平爐供給最大熱量，并采用吹氧強化措施。電弧爐根據爐襯性質不同，分為酸性爐和堿性爐，酸性電弧爐因對爐料要求很嚴格，一般只有少數機械廠采用。爐體是電爐的最主要裝臵，用來熔化爐料和進行各種冶金反應。為了保證正常冶煉和延長爐襯壽命，每次出鋼后必須進行補爐。大塊難熔爐料裝在下部，使下部爐料比上部密實，有助于消除“搭橋”現象。開始通電時，電極下降觸及到爐料，使變壓器二次側發(fā)生短路。這個階段用中級電壓、減少輸入功率，可吹氧助熔。 ? 脫碳反應是煉鋼過程極其重要的化學反應。 ? 2 擴散脫氧 又叫間接脫氧，是通過對爐渣進行脫氧，破壞氧在渣鋼間分配的平衡，使鋼中的氧不斷向渣中擴散，達到脫氧的目的。 ? 為了提高脫硫能力，在渣中加入強堿性氧化物，通常用石灰。主要內容如下： ? 一、加強規(guī)劃引導 及時調整戰(zhàn)略布局，引導產業(yè)結構的調整和提升。 (三 )新建鋼鐵聯合企業(yè)，噸鋼綜合能耗低于 ，噸鋼耗新水低于 6噸，符合清潔生產要求，污染物排放指標達到環(huán)保標準要求。 為抑制盲目投資和增加投資者對其投資行為承擔必要的風險，國務院己決定從 2023年 4月 25日起，對鋼鐵行業(yè)固定資產投資項目資本金比例，由 25％及以上提高到 40％以及以上。國家將支持條件較好的大型企業(yè)發(fā)展這些國內短缺的產品，以提高國內市場的自給率。也歡迎國際友人投資參與中國鋼鐵業(yè)的技術改造、合作辦廠、共同開發(fā)新品種新技術等多種形式的合作。在中國已經形成的國內市場國際化的環(huán)境下，我們的鋼鐵企業(yè)應借鑒這些好的做法，抓住機遇，加強合作，實現鋼鐵工業(yè)的戰(zhàn)略性結構調整。跟蹤開發(fā)國際冶金前沿技術提高技術創(chuàng)新能力，采用世界先進技術提高我國鋼鐵工業(yè)裝備水平。 ? 三、強化環(huán)境執(zhí)法 加強對現有鋼鐵生產企業(yè)執(zhí)行環(huán)保標準情況的監(jiān)督檢查。如鼓勵增加板管等高附加值短缺鋼材的供給能力，限制發(fā)展能力已經過剩、質量低劣、污染嚴重的長線等品種，降低資源消耗，實現清潔化生產。 三 鋼鐵行業(yè)的產業(yè)政策 ? 鋼鐵工業(yè)是國民經濟的重要基礎產業(yè)。這種方法避免了沉淀脫氧法鋼中殘留大量脫氧產物的缺點，但其脫氧速度慢。 ? [FeO] ＋ [C] →[Fe ] ＋ CO ? （ 5）還原期 ? 還原期也叫精煉期，通常是指氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間。元素的蒸發(fā)因電弧的點熱源，溫度可高達 60007000℃ ，超過了爐料中大部分元素的沸點，使電弧區(qū)內的元素產生蒸發(fā)例如鐵元素在此期間蒸發(fā)損失約為 2%3%。 ? “穿井” :即隨著電極下面爐料的熔化，電極不斷下移，逐漸在爐料中間三個電極下面形成三個洞，即“穿”了三個井。 ? （ 3）熔化期 ? 電爐煉鋼的熔化期是指從通電開始到爐料熔清這段時間，約占全爐冶煉時間的一半左右，占電能消耗的 60%70%。 ? （ 2）裝料 ? 裝料對熔化時間、合金元素燒損和爐襯壽命有很大影響。 圖 213 電弧爐示意圖 1傾爐用液壓缸； 2傾爐搖架； 3爐門； 4熔池； 5爐蓋； 6電極； 7電極夾持器（連接電極升降裝臵）； 8爐體； 9電?。? 10出鋼槽 ? 3 主要工藝流程 ? 堿性電弧爐的工藝操作可分為兩種：氧化法和不氧化法。 ? 電弧爐煉鋼是以電能作為熱源，靠電極與爐料間放電產生電弧，用電弧的熱量來熔化爐料并進行必要的精煉，冶煉出所需鋼和合金的煉鋼方法。當爐料全部熔清后，取樣分析，以確定精煉期操作。常用的補爐材料有鎂粉、熟白云石、氧化鐵皮等。高溫廢氣通過蓄熱室，將其大部分熱量傳給格子磚；換向后，格子磚又將熱量傳給通入的冷空氣或煤氣，使其升溫。５０年代初期氧氣頂吹轉爐投入生產，從６０年代起平爐逐漸失去其主力地位。 1868年威廉 ? 通常將相鄰兩爐之間的間隔時間（從裝入鋼料至倒渣完畢）稱為冶煉周期，一般為 2040分鐘。此時應適當提高槍位，并可分批加入鐵礦石和第二批渣料，以提高渣中氧化鐵含量，并調整爐渣。每爐裝入鐵水和廢鋼的數量稱為裝入量，氧氣頂吹轉爐不用外來熱源，是依靠鐵水物理熱和鐵水中雜質元素氧化反應生成熱來提供熱量的。當外層管承受爐內外顯著的溫差變化而產生膨脹和收縮時，內層管上的壓緊密封裝臵允許內層管在其中自由豎直伸縮移動。 ? （ 2）供氧系統設備 ? 煉鋼時用氧量極大，要求供氧及時、氧壓穩(wěn)定、安全可靠。因此，要求爐殼材質有良好的焊接性能和抗蠕變性能。氧氣頂吹轉爐煉鋼法反應速度快，生產率高，不需要燃料 ,熱效率高，成為冶金史上發(fā)展最迅速的新技術，并逐漸取代平爐成為煉鋼方法的主流。 轉爐煉鋼 ? 1 概述 ? 貝塞麥于１８５６年發(fā)明了梨形可動式轉爐，將熔化的生鐵放入轉爐內，吹進高壓空氣，使生鐵中所含的硅、錳、碳、磷燃燒掉，只花１０分鐘就把１０～１５噸鐵水煉成鋼。 ? 煉鋼的基本過程是氧化。 概述 ? 2去除雜質，主要包括： ? （ 1） 脫磷、脫硫：對絕大多數鋼種來說， P、 S均為有害雜質。逸出煤氣經除塵后，部分煤氣調溫到 800850℃ ，再輸入上部的預還原豎爐供礦石預還原使用，多余的部分煤氣則外供給其它用戶。 ? 圖 27 Corex 法示意圖 ? 1熔融氣化爐； ? 2預還原豎爐；