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炼铁过程实质上是将铁从其自然形态一一矿石等含铁化合物中还 原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质 CO H2、C;适宜温度等)通过物化 反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作 为炼钢原料。1、高炉炼铁的冶炼原理(应用最多的)一)炼铁的原理(怎样从铁矿石中炼出铁)用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。铁氧化物(Fe2O3 Fe3O4 FeQ +还原剂(C CO H2)铁(Fe)二)炼铁的方法(1)直接还原法(非高炉炼铁法)(2)高炉炼铁法(主要方法)三)高炉炼铁的原料及其作用(1)铁矿石:(烧结矿、球团矿)提供铁元素。冶炼一吨铁大约需要一2吨矿石。(2)焦碳:冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。提供热量;提供还原剂;作料柱的骨架。(3)熔剂:(石灰石、白云石、萤石)使炉渣熔化为液体; 去除有害元素硫(S)。(4)空气:为焦碳燃烧提供氧。2、工艺流程生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以 工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代) 能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料 斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、 焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(10001300摄氏度), 喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的 化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳 将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过 还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷 吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣, 从出铁口和 出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现 代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁, 还有镒铁等,属于铁合金产品。镒铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的 计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其它国家还是中国,高炉 的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是 4063立方米,日产生铁超过10000吨,炉渣4000多吨,日耗焦4000多吨。目前国内单一性生铁厂家,高炉容积达到 500左右立方米以上, 但多数仍维持在100-300立方米之间,甚至仍存在100立方米以下的 高耗能高污染的小高炉,其产品质量参差不齐,公布分散,不具有期 规模性,更不能与国际上的钢铁厂相比。国家已经命令高炉容积小于 200立方米的小钢铁厂于2007年年底前关闭,使用技术过于陈旧的 钢铁厂将在2010年之前逐步淘汰。
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