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鋼鐵冶金學相關資料(編輯修改稿)

2025-07-13 19:15 本頁面
 

【文章內容簡介】 稱。浮選是根據(jù)礦物顆粒表面物理化學性質的不同,從礦石中分離有用礦物的技術方法(即按礦物可浮性的差異進行分選的方法)。精礦:貧礦經(jīng)過破碎,細磨,并通過磁選或浮選得到的高品位細粉狀礦石高爐內型:高爐爐型為圓斷面五段式即:爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。爐缸 (Hearth )高爐內型下部由鐵口水平中心線標高至爐腹下沿之間的圓柱體部分。 爐腹 (Bosh )從爐缸上沿至爐腰下沿的倒截頭圓錐體部分。爐腰 (Barrel or Belly) 高爐內型中部的圓柱體部分。爐身 (Stack )從爐腰上沿至爐喉下沿的截頭圓錐體部分。爐喉 (Throat )爐身之上的圓柱體部分。死鐵層 (Well )從爐缸下沿即鐵口水平中心線標高至爐底砌磚上沿的倒截頭圓錐體部分。料線零位:是測定料面高度的基礎。鐘式爐頂:大鐘開啟時大鐘的底邊;無鐘爐頂:爐喉鋼磚的轉折點處或鋼磚頂部有效容積 :對鐘式爐頂高爐指從鐵口水平中心線至大鐘下降位置下沿所包括的容積;對于無鐘爐頂高爐指從鐵口水平中心線至爐喉上沿(一般把該標高設為料線零位)之間的容積高爐煉鐵原料:含鐵原料:鐵礦石:~,主要成分為:Fe3O4,%;Fe2O3,理論含鐵量70%鐵礦石中的脈石主要:有 SiOAl2O3 、CaO 、MgO等金屬氧化物,以酸性氧化物為主。脈石主要參與造渣,幾乎不被還原脈石成分總體要求:酸性氧化物和堿性氧化物質量大體相當高爐煉鐵的含鐵原料:燒結礦:高堿度燒結礦和自熔性燒結礦球團礦:酸性球團礦和自熔性球團礦塊 礦:磁鐵礦、赤鐵礦碎 鐵 : 高爐生產以人造富礦為主燒結的定義:將各種粉狀鐵,配入適宜的燃料和熔劑,均勻混合,然后放在燒結機上點火燒結。在燃料燃燒產生高溫和一系列物理化學變化作用下,部分混合料顆粒表面發(fā)生軟化熔融,產生一定數(shù)量的液相,并潤濕其它未融化的礦石顆粒。冷卻后,液相將礦粉顆粒粘結成塊。這一過程叫燒結堿度:爐渣中CaO與SiO2的質量百分數(shù)之比生產中堿度(R)的計算抽風燒結的原理:布在燒結機臺車上的混合料經(jīng)點火和抽風氣流自下而上通過料層中燃料燃燒產生高溫。引起一系列物理化學反應,物料局部軟熔生成一定的液相。隨后,由于溫度下降,液相冷凝結塊,形成氣孔率高,礦物組成而天然礦不同的燒結礦。燒結過程的主要反應:燃燒反應、分解反應、還原與再氧化反應、氣化反應焦炭: 成分:固定碳:80~85%灰份:(SiO2占45~50%,Al2O3占15~30%)揮發(fā)份:CO、COCHNH2作用:燃燒產生熱量、燃燒后產生CO作為還原劑、支撐料柱,使料層透氣煉鋼的基本任務:四脫:C、S、P、O二去:氣體、夾雜;二調整:溫度、成分。澆注氧化物的還原:高爐內主要還原劑有CO、C、H2。不同種類還原劑還原行為及效果差別很大。按還原劑和還原反應產物不同,概括分為間接還原和直接還原兩大類。一、間接還原:凡是用CO或H2做還原劑,最終氣體產物是CO2或H2O的稱為間接還原。二、直接還原: 凡用碳作還原劑,最終氣體產物是CO的反應稱為直接還原。高爐里固體碳與礦石中鐵氧化物和液相FeO都有直接接觸進行直接還原反應的機會。但礦石與焦炭可接觸的界面很小,渣中FeO較少,所以,鐵氧化物與固體碳直接接觸進行還原的數(shù)量將是有限的。實際高爐里固體碳參與的直接還原反應,主要是CO還原鐵氧化物,生成的CO2再與碳進行氣化反應,通過CO這樣的傳遞過程完成的,即直接還原反應是間接還原與碳氣化反應疊加而實現(xiàn)的T>570℃時, FeO+CO=Fe+CO2 CO2+C=2CO FeO+C=Fe+CO同理:3Fe2O3+C=2Fe3O4+CO Fe3O4+C=3FeO+CO T<570℃時, 1/4Fe3O4+C=3/4Fe+CO高爐爐渣是:由礦石,焦炭及熔劑中不能被還原的氧化物等組成,主要成分是SiOAl2OCaO、MgO(四者合計超過爐渣組成的95%)、MnO、FeO、CaS等,冶煉特殊礦石時,渣中還含有TiOCaF2等高爐造渣的基本任務: 就是要根據(jù)礦石中的脈石與焦炭灰分的特點,配加適當種類和數(shù)量的助熔劑,調整好爐渣中堿性成分和酸性成分的比例,以形成物理及化學性能均符合要求的爐渣。使得:爐渣具有低的熔點和良好的流動性,能順利從渣、鐵口流出。使爐渣具有一定的脫硫能力,并能在一定程度上控制Si、Mn、K、Na的還原。高爐爐渣的作用: (1)分離渣鐵,具有良好的流動性,能順利排出爐外。 (2)具有足夠的脫硫能力,盡可能降低生鐵含硫量,保證冶煉出合格的生鐵。 (3)具有調整生鐵成分,保證生鐵質量的作用。根據(jù)需要控制某些元素反應進行的程度,如促進某些元素還原,以提高回收率。在冶煉FeSi時除保證入爐原料中有一定數(shù)量的SiO2外,還加入高純度硅石(SiO290%),以形成酸性渣,促進Si還原。 (4)保護爐襯,具有較高熔點的爐渣,易附著于爐襯上,形成“渣皮”,保護爐襯,維持生產。熔點過低或粘度過小,將會緩慢侵蝕爐襯,故爐渣的性能直接影響爐襯的壽命。提高爐渣脫硫能力的措施: 1)提高爐渣堿度,即增加渣中CaO量有利于脫硫 2)提高溫度 3)低FeO 還原性氣氛。 4)合適的MgO、MnO含量焦炭在風口前燃燒的作用: 為高爐提供所需熱量的80%; 燃燒產生的還原氣體(CO、H2)保證了爐料的還原; 燃料燃燒留下的空間為爐料不斷下降提供了條件,而且風口前 的燃燒狀態(tài)對煤氣流分布,軟熔帶的形成,以致冶煉效果都有 重要影響。高爐煉鐵的生產總原則: 優(yōu)質、低耗、高產、長壽、高效益直接氧化是指氧氣直接與鐵液中的元素產生氧化反應。當向鐵液中吹入氧氣時,如果在鐵液與氣相界面有被溶解的元素如[Si]﹑[Mn]﹑[C],雖有大量的鐵原子存在,但根據(jù)元素的氧化次序[Si]﹑[Mn]﹑[C]將優(yōu)先于鐵而被氧化。反應可寫為:[C]+{O}={CO}                             [Si]+{O2}=(SiO2) [Mn]+{O2}=(Mn)                     在氧氣轉爐煉鋼時氧氣流股沖擊鐵液形成一個沖擊坑,氧氣與鐵液直接接觸,易產生元素的直接氧化。間接氧化方式吹入的氧氣由于動力學的原因首先與鐵液中的Fe原子反應形成FeO進入爐渣,同時使鐵液中溶解氧[O]。爐渣中的(FeO)和溶解在鐵液中的[O]再與元素發(fā)生間接氧化。其反應為:{O2}+Fe=(FeO) (FeO)=Fe+[O] 如: 2[O]+[Si]=(SiO2)                                                          或 2(FeO)+[Si]=2Fe+(SiO2)                       在渣金界面上往往產生元素的間接氧化反應。脫碳反應 煉鋼的一個重要任務是利用氧化方法將鐵液中過多的碳去除,稱為脫碳。脫碳反應是貫穿于冶煉過程。在高溫下[C]主要氧化成為CO。[C]與氧的反應有:在渣金界面上: [C]+(FeO)={CO}+Fe [C]+[O]={CO}216。 在氣金界面上: [C]+1/2{O2}={CO}
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