钢铁炼制过程简述.docx

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钢铁炼制过程简述

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钢铁炼制过程简述

钢铁炼制过程简述

初中课本里就已介绍，铁是一种性质活拨的金属元素，以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在量特别多。

在理论上来说，凡是含有铁元素的矿石都可以叫做铁矿石；高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁。

但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。

基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成钢，再铸成钢锭或连铸坯。

铁根据含碳量分为生铁（含碳量2％以上）和钢（含碳量低于2％）。

一、采矿

从铁矿山开采铁矿石的过程就是采矿

下面红色是赤铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为，含铁70％，氧30％，是最主要的铁矿石。

磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，呈黑灰色，比重大约左右，含％，O％，具有磁性，一般需要地下开采。

二、选矿

采矿过程采下来的铁矿石，由于含有其它杂质，含铁量（也称铁品位）较低，一般不能直接入高炉冶炼（澳大利亚走狗屎运，沙漠底下埋着可与中东石油相媲美的高品味赤铁矿，可直接入高炉冶炼，因此也造就了力拓、必和必拓等铁矿石供应商巨头）。

为了提高矿石的品位，需要通过选矿这道工序去除部分杂质来达到要求。

这样规模的选场，每天可加工2——3千吨铁精矿粉。

选矿得到的铁精粉

三、烧结、球团

由于选矿选出来的铁精粉呈粉状，颗粒细小，极易被热风吹走，无法在高炉中长期停留，因此必须将其加工厂块状或球状。

同时铁精粉中还有少量黄铁矿（FeS），这种物质含有对钢材性能有害的硫元素，必须予以去除。

处理铁精粉的方法通常采用烧结和球团这两方式。

烧结是将铁精粉等含铁原料、熔剂、燃料混合在一起，利用燃料和煤气燃烧释放出的热量，使部分烧结料熔融，在冷空气作用下，生成的熔融液相冷却再结晶，使散装料粘结在一起，形成多孔块状结构的烧结矿。

同时黄铁矿也被氧化成磁铁矿，释放出二氧化硫。

3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2

球团是将铁精粉等原料与适量的膨润土均匀混合后，通过造球机造出生球，然后经过高温焙烧，使铁精粉氧化固结形成球团矿。

烧结矿

球团矿

四、炼铁

烧结矿、球团矿中的铁元素，仍以氧化态的形式存在，需要通过还原法，将其中的氧去除。

去除氧元素一般采用高炉还原。

从高炉上部装入烧结矿或球团矿、焦炭向下运动，下部鼓入不足量的高温空气使焦炭不完全燃烧，产生大量的高温还原性气体——煤气（即一氧化碳CO），煤气向上运动，炉料经过加热、还原、熔化、造渣、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学，最后生成液态炉渣和生铁水。

主要反应如下：

O2+2C=2CO

4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2

高炉

高炉

铁水出来就顺着这个沟渠流淌

铁水注入到铁水包内,便于运输

铁水注入到铁水包内,便于运输

五、炼钢

生铁中含碳量较高，质地较脆，一般不能直接使用，需要通过炼钢这道工序降低生铁中的碳含量。

炼钢一般采用转炉或电炉。

以转炉为例。

将铁水倒入转炉，添加造渣剂、改质剂等原料，向铁水中喷吹氧气，脱除铁水中的碳和其它杂质，最终生成液态钢水。

将合格的液态钢水倒入连铸机，钢水就能凝固结晶形成具有特定要求的固态钢坯。

转炉

钢坯新鲜出炉

六、轧钢

固态钢坯就像和好的面团，不能直接吃，还得用“擀面杖”、“菜刀”将它继续加工，这就是轧钢。

轧钢就是采用外力挤压，使钢坯发生一系列的塑性变形，最终形成具有一定形状尺寸、表面整洁的钢材，轧钢分热轧和冷轧。

以螺纹钢的轧制为例

1、切割好的钢坯再进行加热然后送入锻轧机在轧机的作用下，钢坯变得越来越细

2、降温并送入棒材床进行进一步整理

3、最终产品——螺纹钢

七、成本

生铁吨制造成本＝（×铁矿石+×焦炭）/。

（根据高炉冶炼原理，生产1吨生铁，需要吨铁矿石、吨焦炭以及吨熔剂，炼铁工艺中影响总成本的主要因素是原料（铁矿石、焦炭）成本，而包括辅料、燃料、人工费用在内的其他费用与副产品回收进行冲抵后仅占总成本的10%左右）。

粗钢吨制造成本＝（×生铁+×废钢）/。

（以2008年中国钢铁行业的平均铁钢比（）和废钢单耗（吨）作为测算依据，炼钢工艺中因为电费的增加、合金价格的上涨以及维检费用的上升，使得除主要原料外的其他费用占到炼钢总成本的18％左右）。

废钢、钢铁冶金焦价格参数假定不变（截至4月7日，全国废钢平均报价2800元/吨，全国钢铁冶金焦平均采购价格1900元/吨）。

以日本与三大矿山初步协议价110美元/吨计算

目前海运费为美元（4月7日巴西图巴朗-青岛），2010年长协矿CVRD-南部粉矿%）进口到岸价格为（110+=美元/吨，换算到国内矿石价格为*（汇率）*（增值税）=1045元/吨

生铁吨生产成本=（*1045+*1900）/=2808元/吨

粗钢吨生产成本=（*2687+*2800）/=3800元/吨

螺纹钢吨生产成本=3800+150=3950元/吨（螺纹钢轧制成本：

约150元）

窗体底端