北科大考研冶金復(fù)試

1、北科鋼冶復(fù)試資料鐵水預(yù)處理（脫硅、磷、硫）普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、鐵水脫硅和鐵水脫P(yáng)。特) 法2. RH 精煉法：也稱鋼液循環(huán)北科鋼冶復(fù)試資料鐵水預(yù)處理（脫硅、磷、硫）普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、鐵水脫硅和鐵水脫P(yáng)。特) 法2. RH 精煉法：也稱鋼液循環(huán)脫氣法，LF精adle Furnace：鋼包爐精煉法是最常用的精煉方法合金化。工藝優(yōu)點(diǎn)：爐精煉非常適合于低硫、超低硫鋼生產(chǎn)：高堿度還原渣，渣爐外精煉:內(nèi)容：脫氧、脫硫；去氣、去除夾雜；調(diào)整鋼液成分及溫度：渣洗目前應(yīng)用的高質(zhì)量鋼的精段；AOD(Argon-oxygen decaburizition s );VOD (Vacuum oxy

2、gen s)；RH(RuhrstahlHeraeuss)；CAS-OB(itionby sealed argon -oxygen blowing s) ；喂線 (Insertthread) ； 包吹氬攪拌(Ladle argon stirring)；噴粉der injection鋼中夾雜：根據(jù)夾雜物來源分類（非金屬夾雜）內(nèi)生類非金屬夾雜物夾雜物；耐火材料浸蝕形成的夾雜物。非金屬夾雜物的控制和去除：（1）煉鋼出鋼擋渣。提高擋渣效率。(2)RH 精煉效率。(3)超低氧夾雜物；耐火材料浸蝕形成的夾雜物。非金屬夾雜物的控制和去除：（1）煉鋼出鋼擋渣。提高擋渣效率。(2)RH 精煉效率。(3)超低氧關(guān)于

3、硫：硫?qū)︿撹F“熱脆”。故脫硫是高爐的重要任務(wù)。高爐中硫的來源及其分布：（4-8 kg/t 鐵）80%的硫由焦炭帶入0.60.8 % (有機(jī)硫?yàn)橹?；礦石(無機(jī)硫)S 一般0.1%，主要以存在；燒結(jié)礦中S 以 CaS 存在。硫分配系LS ：LS(%SFeS2、硫酸影響生鐵含S量的：S S總，受資源限制爐料帶入的總硫量S總：Su ： u S (S揮，需 T頂 S (但u，焦比，增加能耗硫分配比LS ：LSS（降低鐵水含S潛力之所降低生鐵含硫量的途徑：降低爐料帶入的總硫量; 高爐內(nèi)爐渣脫硫反應(yīng)的熱力學(xué)：脫硫過程分三步： (FeS)+(CaO)=(CaS)+(FeO) (FeO) + C=Fe + C

4、O總反應(yīng)： FeS+(CaO)+C = 影響爐渣脫硫的熱力學(xué)：KSLS (1)T ：脫硫?yàn)槲鼰岱磻?yīng) T 爐渣組成：a(O2)R a(O2) LS 爐渣堿度提高(O2)能力：CaO MnO MgO(煉Mn鐵高爐，渣中(MnO)多，故脫好)SiO2、Al2O3不提供(O2)，對脫硫不利渣中與S結(jié)合能力強(qiáng)的元素多如CaS、MnS，使(S2) 7. 成分保護(hù)作用，減少對坯殼間包冶金：擋墻、吹氣、過濾8.鋼鐵冶金的任務(wù):把鐵礦石冶煉成鐵礦石去脈石、雜質(zhì)和氧鐵鐵精煉（脫 C、Si、P 等）成分保護(hù)作用，減少對坯殼間包冶金：擋墻、吹氣、過濾8.鋼鐵冶金的任務(wù):把鐵礦石冶煉成鐵礦石去脈石、雜質(zhì)和氧鐵鐵精煉（脫

5、 C、Si、P 等）鋼還原熔化過程（煉鐵氧化精煉過程（煉鋼三種鋼鐵工藝流程的概念圖9.高爐冶煉的特點(diǎn)及主要過程:特點(diǎn):在逆流（爐料下降及煤氣上升）過程中，完成復(fù)雜的物理在投入（裝料）及產(chǎn)出（鐵、渣、煤氣）之外，無法直接觀察爐內(nèi)反應(yīng)過程；維持高爐順行（保證煤氣流合理分布及爐料均勻下降）是冶煉過程的關(guān)過程:還原過程實(shí)現(xiàn)礦石中金屬元素（主Fe）和氧元素的化學(xué)造渣過程實(shí)現(xiàn)已還原的金屬與脈石的熔融態(tài)機(jī)械分離；傳熱及渣鐵反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)成分及溫度均合格的液態(tài)鐵水高爐原料: 鐵礦石(天然塊礦、人造富礦、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦)熔劑（堿性熔劑石灰、石灰石、白云石; 酸性熔劑硅石; 特殊熔劑螢石）其它含礦焦焦 礦固海 綿

6、轉(zhuǎn)爐煉熔融還原爐電爐煉直接還原爐轉(zhuǎn)爐煉鐵代用品（高爐、轉(zhuǎn)爐爐塵；殘鐵；軋鋼鐵皮；硫酸渣鐵礦石鐵代用品（高爐、轉(zhuǎn)爐爐塵；殘鐵；軋鋼鐵皮；硫酸渣鐵礦石的評價(jià)：含 Fe 品位高將含 Fe 量達(dá)到理論值的 70%以上的礦稱為富礦。脈石少和分布合適Fe SiO2 l23 O gO Fe 礦物與脈石礦物的結(jié)有害元素少SPu對鋼鐵產(chǎn)品性能有害；K、a、Zn、Pb、F對爐襯和高爐順行有害有益元素合適nriib,其含量多時(shí)可作為復(fù)合礦石考慮綜還原性好Fe 結(jié)合的氧被還原劑（CO、H2）熔劑：堿性熔劑石灰、石灰石、白云石酸性熔劑硅特殊熔劑螢石要求：有效成分含量高；含 S、等有害元素焦炭三大作用：熱源在風(fēng)口前燃燒，

7、提供冶煉所還原劑本身及其氧化產(chǎn)物 均為鐵氧化物的還原劑骨架和通道礦石高溫熔化后，焦炭是唯一以固態(tài)存在的物料。(作用是任所無法替代的。冶1 噸生鐵約250650Kg 對焦炭的質(zhì)量要求含碳量灰分低含硫等有害雜質(zhì)要少成分穩(wěn)定。即要求化學(xué)灰分、C、S、H2O等穩(wěn)定揮發(fā)分含量適合強(qiáng)度高，塊度均勻。炭，從而降低生鐵成本。高爐噴吹用煤粉質(zhì)量要求：固定 C 高，灰分低；含S 低；粒度細(xì)（200 網(wǎng)目占 80以上）煤粉可磨性好燃燒性好，反應(yīng)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：有效容積利用系數(shù) ：M3 積每晝夜生產(chǎn)的合格鐵量（T/ M3.d）焦比：冶煉每噸生鐵所消耗的焦炭的克數(shù)（Kg/T）冶煉強(qiáng)度:每 m3 高爐有效容積每天消

8、耗焦炭的重量。生休風(fēng)率生鐵成本高爐一（爐齡高爐四大系統(tǒng)：煤氣系統(tǒng)上料系統(tǒng)渣鐵系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)四大操作制度：裝料制度送風(fēng)制度造渣制度熱制度轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度：裝料制度；供氧制度；造渣制度；溫度制度；鐵礦粉造塊的意義現(xiàn)代高爐生產(chǎn)對原料提出更加嚴(yán)（精料方針天然富礦少，造塊后粒度細(xì)，不適合在填充床中的冶煉。通過造可改善鐵礦石的冶金性能。通過造塊過程，可脫除某些雜質(zhì)，如可改善鐵礦石的冶金性能。通過造塊過程，可脫除某些雜質(zhì)，如：S、P、K 燒結(jié)料層自上而下依次是：燒結(jié)礦層、燃燒層即燒結(jié)層（主要反應(yīng)燃燒反應(yīng)、預(yù)熱層（特點(diǎn)是熱交換劇烈，溫度快速下降，主要反應(yīng)為水分蒸干燥層、過濕層（上層帶入的水分由于溫度低而凝結(jié)，過

9、多的重力水使混合料小球被破壞 ；影響料層透氣性、墊底料層（為保護(hù)燒結(jié)機(jī)爐蓖子不因燃燒帶下移而燒壞燒結(jié)礦的成礦機(jī)理：固相反應(yīng)物質(zhì)（金屬、鹽類、硅酸鹽） ，改善燒結(jié)料層透氣性的對策：提高料層孔隙度合適的原料粒度控制燃燒帶寬度（配C 燃性清除濕料層（嚴(yán)格控制燒結(jié)原料的水分，提高燒結(jié)料的料溫?zé)Y(jié)過程的傳熱現(xiàn)象：燒結(jié)所需空氣量不僅要供給燃燒過程，而且還需滿足傳熱的需求。C 量不高，燒結(jié)廢氣率取決于傳熱過程，而不是溫度最高值逐漸升高。燃燒的。灼熱的燒結(jié)礦層相當(dāng)于一個(gè)“熱室”。這一作用稱為燒結(jié)過程中的自動(dòng)蓄熱作用。隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行，燃燒結(jié)生產(chǎn)中對“自動(dòng)蓄熱現(xiàn)象”揚(yáng)長避短的技術(shù)對策揚(yáng)長：厚料層燒結(jié)（基于燒結(jié)

10、自動(dòng)蓄熱原理的厚料層燒結(jié)技術(shù)，為降低固體避短：控制在料層高度方向上的分布（燒結(jié)過程的自動(dòng)蓄加技術(shù)、偏析布料技術(shù)分影響燒結(jié)礦的還原性：燒結(jié)礦含鐵品避短：控制在料層高度方向上的分布（燒結(jié)過程的自動(dòng)蓄加技術(shù)、偏析布料技術(shù)分影響燒結(jié)礦的還原性：燒結(jié)礦含鐵品（硅酸鹽脈石原性，受資源影響）燒結(jié)礦的組成礦物（鐵橄礦、鐵酸鈣、赤鐵礦，還原性逐漸提高）燒結(jié)礦的顯微結(jié)構(gòu)（氣孔率大主攻目標(biāo)：提高燒結(jié)礦堿度；低溫?zé)Y(jié)技術(shù)。低溫?zé)Y(jié)理論：高堿度下生成的鈣的鐵酸鹽 鐵酸鈣，不僅還原性好，而生產(chǎn)球團(tuán)礦的背景：因?qū)F品位要求高，選礦后精礦粉粒度細(xì)，燒，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦固結(jié)成塊的機(jī)理不同：燒結(jié)礦是靠液相固結(jié)的，為了 燃燒提供，

11、混合料。高爐爐料結(jié)構(gòu)：高堿度燒結(jié)礦配酸性球團(tuán)礦、塊礦的綜合爐料（考慮其冶金性能的互補(bǔ)性,爐操作造成難的缺可以避免酸性爐料軟化溫度過低,軟化區(qū)間過寬的缺勻的優(yōu)點(diǎn)。酸性球團(tuán)礦在升溫還原過程中形成的直接還原與間接還原間接還原：還原劑為氣態(tài)的CO或H2，還原產(chǎn)物CO2或H2O，不直接消耗固體碳，但還原劑需要過剩系數(shù)直接還原：還原劑為碳素，還原產(chǎn)物為CO，直接消耗固體碳，伴隨著的吸熱，但還原劑不需要過剩系數(shù)(n 直接還原：還原劑為碳素，還原產(chǎn)物為CO，直接消耗固體碳，伴隨著的吸熱，但還原劑不需要過剩系數(shù)(n CO和H2還原鐵氧化物的區(qū)別或特點(diǎn)：對C還原除F34F為吸熱反應(yīng)其余均為放熱反應(yīng)；對H還原在低于

12、810時(shí)，還原能力：COH2，反之亦反。對CO還原，F(xiàn)eO最難還原；對H2還原，F(xiàn)e3O4 Fe 最難H2分子量小、粘度低、易擴(kuò)散，故其還原動(dòng)力學(xué)條高爐造渣過程目的:生成化合物，與鐵水分離；完成某些物理化學(xué)反應(yīng)。爐渣的作用：實(shí)現(xiàn)鐵水與脈石分離；完成渣鐵間的脫硫；調(diào)整鐵下部透氣性良好 !形成“渣皮”保護(hù)高爐爐襯、護(hù)爐、洗爐。時(shí)的最低溫度真正具有實(shí)際熔化性溫度：爐渣可以!“液泛現(xiàn)象”（ 煤氣把渣鐵托住而類似粥開鍋）的危害：高度彌散在渣鐵區(qū)域，有重新冷凝的 ；渣鐵的重新冷凝，一方面將導(dǎo)致料柱孔隙度降低，煤氣 受阻。另一方面，可造成爐墻結(jié)厚、結(jié)瘤，破壞高爐順行。防止對策: 提高焦炭粒度、改善焦炭強(qiáng)度、

13、降低爐渣粘度、減少渣量L、減小氣流速度、大力發(fā)展間接還原、提高爐渣表面張力（表面張力小，易起泡）高爐強(qiáng)化冶煉的措施：高壓操作：高爐爐頂煤氣壓力50KP。綜合效果：提高高爐產(chǎn)焦比、改善生鐵質(zhì)量、減少爐塵吹出量。對高爐冶煉的具體影響：高風(fēng)溫：綜合效果降低焦比。對高爐冶煉的影響：風(fēng)口前燃燒C 量減少；略有擴(kuò)大直接還原度略有升高；爐內(nèi)壓損P；有效熱消耗噴：代替部分資源貧乏、價(jià)格昂貴的冶金焦炭。我國由于資源所限煤。擴(kuò)大噴吹量是煉鐵工作者的任務(wù)。對高爐冶煉的影響： 風(fēng)口燃損失（P）；高溫區(qū)上移，爐缸溫度趨于均勻；存在熱滯后現(xiàn)象。高爐煤的效果：降低焦比損失（P）；高溫區(qū)上移，爐缸溫度趨于均勻；存在熱滯后現(xiàn)象

14、。高爐煤的效果：降低焦比：煤粉代替焦炭；間接為接受高風(fēng)溫創(chuàng)造條件改善生鐵質(zhì)量降低生鐵提高噴煤量改善原料質(zhì)量，提高爐料透氣性，改善高爐操作條件。保持較高的熱風(fēng)溫度,增加爐內(nèi)熱補(bǔ)償提高爐內(nèi)燃燒率優(yōu)化噴煤的煤種，控制混合煤成分脫濕鼓風(fēng)、富氧鼓風(fēng)綜合鼓風(fēng)：鼓風(fēng)濕度調(diào)整（噴煤高爐脫濕鼓風(fēng)；不噴煤高爐加濕鼓風(fēng)富氧（提高產(chǎn)量；提高t 理；燃燒帶有縮小的趨勢；高溫區(qū)下移，爐身、爐非高爐煉鐵技術(shù)：直接還原煉鐵法是指鐵礦石在低于熔化溫度之下還原成海綿鐵的煉鐵生熔融還原煉鐵法是在溫度高的熔融狀態(tài)下，用碳把鐵氧化物還兩者區(qū)別：熔融還原的優(yōu)點(diǎn)是以煤炭為主要能源，可熔化造渣而去除礦石中的脈石和雜質(zhì)， 電弧爐煉鋼新技術(shù)：功

15、率電弧爐：優(yōu)點(diǎn)：縮短融化時(shí)間，提生產(chǎn)率；改善熱效率，降低電耗；大電流短電弧，熱量集中，電弧穩(wěn)爐底出鋼電弧爐直流電弧爐：電極消耗低、電壓波動(dòng)小和噪音頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐：按吹煉目的，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐分為加強(qiáng)攪拌型、強(qiáng)化冶煉型和增加廢鋼用量型三類。工藝特點(diǎn)結(jié)合了頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)速度快，熱效率高，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒吹煉后期強(qiáng)化熔池?cái)嚢瑁瑹嵝矢?，可?shí)現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒吹煉后期強(qiáng)化熔池?cái)嚢?，使鋼渣反?yīng)接近平衡保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果冶煉低碳鋼（C=0.010.02%，避免了鋼渣過氧化。連鑄保護(hù)渣的作用：隔熱保溫，防止鋼液過氧化; 吸收鋼液表面的非金屬

16、夾雜物；改善鋼錠與模壁之間的傳熱條件，減少鋼錠凝固過程中產(chǎn)生的熱連鑄缺陷主要有 4 類：連鑄大大降低鋼錠結(jié)構(gòu)的不均勻性。連鑄坯的純凈度：純凈度是指鋼中夾雜物的含量，形態(tài)和分布。表面缺陷缺陷：包括中心偏析，中心疏松，中間裂紋，皮下裂紋，壓下裂紋，雜等。形狀缺陷：包括鼓肚變形，菱形變形（脫方，圓鑄坯橢圓變形煉鋼基本任務(wù)：脫 C、P、S、O、N、H 等；去除非金屬夾雜；合金化；升溫主要煉鋼工藝：鐵水預(yù)處理；轉(zhuǎn)爐或電弧爐煉鋼；爐外精煉（二次精煉鋼液脫磷：熱力學(xué)條件：溫度的影響：脫磷是強(qiáng)放熱反應(yīng)。降低爐渣堿度的影響：因CaO 是使降低的主，增加渣中(CaO) 可以增，使鋼中P （高堿（FeO）的影響：（FeO）對脫磷反應(yīng)的影響比較復(fù)雜。在其它條件一定時(shí)，- 金屬成分的影響：金屬中存在的雜質(zhì)元素將對起一定的影響，通常在含磷熔鐵中，增加C O N Si 和S 等的含量可使fP 增大，增加Cr 含量