文档介绍：2 高炉冶炼用原料
原料是高炉冶炼的物质基础,精料是使高炉操作稳定顺行,获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证。
高炉冶炼用的原料主要包括铁矿石、燃料和熔剂。高炉冶炼是连续的生产过程,因此必须尽可能为其提供数量充足、品位高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。
对于一些不能满足要求的原料,要进行一系列准备处理,例如造块。
高炉冶炼用原料
铁矿石(烧结矿、球团矿、天然块矿)
基本定义:
矿物:自然界存在的自然元素和化合物。
矿石:可以提取有用物质并获取利润的矿物。
脉石:不可以提取有用物质或不能获取利润的矿物。
铁矿石种类:赤铁矿(Fe2O3),红色;
磁铁矿(Fe3O4),黑色,有磁性;
褐铁矿(Fe2O3·nH2O),含有结晶水;
菱铁矿(FeCO3)碳酸盐。
各类铁矿石图
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
褐铁矿
我国铁矿石资源的两个特点:
1、贫矿多,富矿少。贫矿占矿石总储量的 80%左右。
2、单一矿种少,复合矿石多。如白云鄂博铁伴生稀土矿、攀枝花和承德地区的钒钛磁铁矿等。
因此我国需大力发展选矿和造块工业;
有些矿含有铜、铀、银等贵重金属,应加强矿石综合利用。
高炉冶炼用原料
评价指标:
(1)含铁品位(TFe)
衡量铁矿石质量的重要指标。品位决定着冶炼的经济性。品位越高,冶炼时需要的熔剂就少、成渣量少,能耗降低。
含铁量高并可直接送入高炉冶炼的铁矿石称为富矿。含铁品位低需要经过富选才能入炉的为贫矿。
划分富矿与贫矿没有统一的标准,随选矿及冶炼技术水平的提高而变化。
一般矿石中Fe的含量在50%以上可直接供高炉使用。但目前我国富矿贮量已经很少,绝大多数Fe含量在30%左右,需经过富选才能使用。
高炉冶炼用原料
(2)脉石成分(SiO2、Al2O3、CaO、MgO );
铁矿石中的脉石包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO等金属氧化物。在高炉条件下,这些氧化物不能或很难被还原为金属,最终以高炉渣的形式与金属分离。渣中碱性氧化物(CaO、MgO)与酸性氧化物(SiO2)的质量分数应大体相等,这样渣的熔点才能较低,粘度也较小,易于在炉内处理而不致有碍于正常操作。为此,实际操作中应根据铁矿石带入的脉石的成分和数量配加适当的“助熔剂”,简称“熔剂”。
高炉冶炼用原料
(3)杂质元素
有害:对钢材质量有害。
S:热脆性 FeS熔点低
一级矿:%,%
P:冷脆控制高炉原料
Cu:%含Cu能降低钢材焊接性能,但少量(%)提高抗腐蚀性。
As:冷脆,不易焊接。% 对高炉冶炼过程有害。
高炉冶炼用原料
(3)杂质元素
K、Na:循环,破坏炉料强度,耐火材料腐蚀快。
Pb:比重大,熔点低(300℃左右),易沉到炉低砖缝中,将耐火砖浮起,破坏炉底。
Zn:熔点高,沸点低(900℃)易气化,导致炉瘤的原因。Zn→ZnO易到上升管、下降管、堵塞管道。
F:CaF2降低炉渣粘度,也会侵蚀破坏炉衬。
有益元素:Mn、Cr、Ni、Co、V、Ti、Mo、Nb、稀土类等。(主要对钢材)
高炉冶炼用原料
(4)还原性
矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为“还原性”。冶炼易还原的矿石,可降低碳素消耗量。还原性与矿石的结构有关。
由好至坏依次为:褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿、磁铁矿
高炉冶炼用原料
(5)强度与粒度(粒度上限决定还原性,下限决定于透气性,一般为9—25mm );
(6)矿石的高温还原性能
主要考察矿石的荷重软化温度和熔融滴下温度,两者的温差要小,这样高炉的软熔带可以出于较低位置,保证炉内有良好的透气性。
(7)化学成分和粒度的稳定
化学成分和粒度波动会引起炉温、炉渣碱度和生铁质量的波动,导致焦比上升,产量下降。
高炉冶炼用原料