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如何炼制铁合金矿

发布时间:2024-05-16 01:09:27

『壹』 生铁炼钢

1、转炉炼钢:

一种不需外加热源、主要以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分,如碳、锰、硅、磷等与送入炉内的氧气进行化学反应所产生的热量作冶炼热源来炼钢。炉料除铁水外,还有造渣料(石灰、石英、萤石等);为了调整温度,还可加入废钢以及少量的冷生铁和矿石等。转炉按炉衬耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬);按气体吹入炉内的部分分为底吹顶吹和侧吹;按所采用的气体分为空气转炉和氧气转炉。酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷,须用优质生铁,因而应用范围受到限制。碱性转炉适于用高磷生铁炼钢,曾在西欧获得较大发展。空气吹炼的转炉钢,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配废钢,未在世界范围内得到推广。1952年氧气顶吹转炉问世,现已成为世界上的主要炼钢方法。在氧气顶吹转炉炼钢法的基础上,为吹炼高磷生铁,又出现了喷吹石灰粉的氧气顶吹转炉炼钢法。随氧气底吹的风嘴技术的发展成功,1967年德国和法国分别建成氧气底吹转炉。1971年美国引进此项技术后又发展了底吹氧气喷石灰粉转炉,用于吹炼含磷生铁。1975年法国和卢森堡又开发成功顶底复合吹炼的转炉炼钢法。

2、氧气顶吹转炉炼钢:

用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢方法,或称LD法;在美国通常称BOF法,也称BOP法。它是现代炼钢的主要方法。炉子是一个直立的坩埚状容器,用直立的水冷氧枪从顶部插入炉内供氧。炉身可倾动。炉料通常为铁水、废钢和造渣材料;也可加入少量冷生铁和铁矿石。通过氧枪从熔池上面向下吹入高压的纯氧(含O299.5%以上),氧化去除铁水中的硅、锰、碳和磷等元素,并通过造渣进行脱磷和脱硫。各种元素氧化所产生的热量,加热了熔池的液态金属,使钢水达到现定的化学成分和温度。它主要用于冶炼非合金钢和低合金钢;但通过精炼手段,也可用于冶炼不锈钢等合金钢。

3、氧气底吹转炉炼钢:

通过转炉底部的氧气喷嘴把氧气吹入炉内熔池,使铁水冶炼成钢的转炉炼钢方法。其特点是;炉子的高度与直径比较小;炉底较平并能快速拆卸和更换;用风嘴、分配器系统和炉身上的供氧系统代替氧气顶吹转炉的氧枪系统。由于吹炼平稳、喷溅少、烟尘量少、渣中氧化铁含量低,因此氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉的高1%~2%;采用粉状造渣料,由于颗粒细、比表面大,增大了反应界面,因此成渣快,有利于脱硫和脱磷。此法特别适用于吹炼中磷生铁,因此在西欧用得最广。

4、连续炼钢:

不分炉次地将原料(铁水、废钢)从炉子一端不断地加入,将成品(钢水)从炉子的另一端不断地流出的炼钢方法。连续炼钢工艺的设想早在19世纪就已出现。由于这种工艺具有设备小、工艺过程简单而且稳定等潜在优越性,几十年来许多国家都作了各种各样方法的大量试验,其中主要有槽式法、喷雾法和泡沫法三类,但迄今为止都尚未投入工业化生产。

5、混合炼钢:

用一个炉子炼钢、另一个电炉炼还原渣或还原渣与合金,然后在一定的高度下进行冲混的炼钢方法。用此法处理平炉、转炉及电炉所炼钢水,可提高钢的质量。冲混可增加渣、钢间的接触面积,加速化学反应以首返及脱者团饥氧、脱硫,并有吸附和聚合气体及夹杂物的作用,从而提高钢的纯结度和质量。

6、复合吹炼转炉炼钢:

在顶吹和底吹氧气转炉炼钢法的基础上,综合两者的优点并克服两者的缺点而发展起来的新炼钢方法,即在原有顶吹转炉底部吹入不同气体,以改善熔池搅拌。目前,世界上大多数国家用这种炼钢法,并发展了多种类型的复吹转炉炼钢技术,常见的如英国钢公司开发的以空气+N2或Ar2作底吹气体、以N2作冷却气体的熔池搅拌复吹转炉炼钢法——BSC——BAP法,德国克勒克纳——马克斯冶金厂开发的用天然保护底枪、从底部向熔池分别喷入煤和氧的KMS法、日本川崎钢铁公司开发的将占总氧量30%的氧气混合石灰粉一道从炉底吹入熔池的K——BOP法以及新日本钢铁公司开发的将占总氧量10%——20%的氧气从底部吹入,并用丙烷或天然气冷却炉底喷嘴的LD——OB法等。

7、顶吹氧气平炉炼钢:

从50年代中期开始,在平炉生或芦产中采用1~5支水冷氧枪由炉顶插入熔炼室,直接向熔池吹氧的炼钢方法。该法改善了熔池反应的动力学条件,使碳氧反应的热效应由原来的吸热变为放热,并改善了热工条件;生产率大幅度地得到提高。

8、电弧炉炼钢:

利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的一种炼钢方法。炼钢用三相交流电弧炉是最常见的直接加热电弧炉。炼钢过程中,由于炉内无可燃气体,可根据工艺要求,形成氧化性或还原性气氛和条件,故可以用于冶炼优质非合金钢和合金钢。按电炉每吨炉容量的大小,可将电弧炉分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢向高功率、超高功率发展的目的是为了缩短冶炼时间、降低电耗、提高生产率、降低成本。随着高功率和超高功率电炉的出现,电弧炉已成为熔化器,一切精炼工艺都在精炼装置内进行。近十年来直流电弧炉由于电极消耗低、电压波动小和噪音小而得到迅速发展,可用于冶炼优质钢和铁合金。

『贰』 锰铁合金、锰钢生产工艺

正好前一阵看了些对锰铁、锰钢的介绍,贴在这里,看看对你有用不?

一、锰铁

1、概念:
电炉高碳锰铁:电炉高碳锰铁是含有少量硅、磷、硫杂质的Mn-Fe-C三元合金,锰铁中锰与铁之和为92%左右,含碳量6%-7%。

高炉高碳锰铁:高炉法是高碳锰铁生产最早采用的一种方法。该法以焦炭作为还原剂和热源,白云石或石灰作熔剂,用高炉生产高碳锰铁。

中低碳锰铁:中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金,熔点接近1300℃,密度7.2-7.3G/cm3;按照其含碳量的不同,中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。

2、锰铁的分类:锰铁根据其含碳量不同分为三类:低碳类:碳不大于0.7%;中碳类:碳不大于0.7%至2.0%;高碳类:碳不大于2.0%至8.0%

3、用途:
电炉高碳锰铁:主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂,另外随着中低碳锰铁生产工艺的进步,高碳锰铁还可应用于生产中低碳锰铁。
高炉高碳锰铁:用于炼钢作脱氧剂或合金元素添加剂。
中低碳锰铁:中低碳锰铁广泛应用于特殊钢生产,是炼钢的重要原料之一;同时也应用于电焊条的生产。

4、牌号:
1)电炉锰铁按锰及杂质含量的不同,分为9个牌号:
低碳锰铁 FeMn88 C:0.2;
FeMn84 C:0.4;
FeMn84 C:0.7;

中碳锰铁 FeMn82 C:1.0;
FeMn82 C:1.5;
FeMn78 C:2.0;

高碳锰铁 FeMn78 C:8.0;
FeMn74 C:7.5;
FeMn68 C:7.0

2)高炉锰铁按锰及杂质含量的不同分为5个牌号:
FeMn78;FeMn74;FeMn68;FeMn64;FeMn58

2、锰钢

锰钢也是重要的锰合金,锰钢含有30%的锰,具有很好的机械强度。由84%的钢、12%的锰和4%的镍组成的“孟加臬”合金(又名锰镍铜齐),它的电阻随温度的改变很小,被用来制造精密的电学仪器。

锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2.5-3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。大家知道,钢铁在遇到磁体时就会被吸引过去。但人们发现,只要在钢里加进百分之十四的锰后就不再被磁体吸引了,这种特别的锰钢很适用于做军舰的舵室和跟罗盘很接近的钢铁部件。另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引。现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶,采用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料,非常结实,而且用料比别的钢材省,平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。所以现在楼房的屋顶,大多都是用锰钢作成的。在军事上,用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时,是把含锰达60一70%的软锡矿和铁矿一起混合治炼而成的。

『叁』 化学中高炉炼铁的步骤是怎么样的

C+O2=CO2
CO2+C=CO书上讲此反映可逆
CO+FE2O3=FE+CO2
也许你需要知道:高炉中要锻造石灰石,CaCO3=CaO+CO2,是要在高温下CaCO3和石头的主要成分硅酸盐发生类似离子反应,使其更好除去。
另外,氢气也可以用来做还原剂。
高中生知道上面的就应该够了,实际工艺很复杂,而且作为基础重工业,其技术仍在快速更新。
下面是网络来的
高炉是在同一个炉膛同时进行预热、间接还原、直接还原、熔化、渣铁下滴流动、渣铁分离、燃烧、产生煤气的炼铁炉。其生产原理为:将铁含量50~60%的铁矿石由矿粉经成球工艺制成的球团矿或把粉矿烧结成块即烧结成最适于高炉冶炼的所谓烧结矿以适当的比例配合起来,加入去除杂质用的熔剂(主要是石灰石、硅石、萤石),再与焦炭一起分层装入高炉。焦炭既是热源又是还原剂,而且还起着保持通气性的支撑物的作用。从高炉风口吹入的高温热风,使炉内焦炭燃烧,在风口附近一定区间内发生氧化反应产生一氧化碳。从高炉顶部分层交替装入的焦炭层和矿石层,被从高炉底部上升的高温一氧化碳气体加热还原,从而一点点变软,并逐渐下降。当下降到圆锥形的软化熔融带时,矿石被还原。软化熔融带在1200℃左右开始熔化,铁和渣随着温度的升高而熔化下滴。熔化了的铁水和炉渣流过这个熔化滴下带而集中到高炉底部,由于比重不同,炉渣在上,铁水在下,分层积存在炉缸里。
高炉炼铁的冶炼原理(应用最多的)
高炉冶炼用的原料
高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。
通常,,,,总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性,要求有足够数量的原料供应。
因此,无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。

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(1000~1300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,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰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,高炉容积也以达到500左右立方米,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。

『肆』 铁合金的冶炼

用坩埚冶炼低品位铁合金是1860年左右开始的。后来发展了用高炉炼锰铁和含硅12%以下的硅铁。1890~1910年间在法国开始用电弧炉生产铁合金。穆瓦桑(H.Moissan)曾用电弧炉对难还原元素进行系统试验,埃鲁(P.L.T.H□roult)应用于工业生产,当时都用焦炭和木炭作还原剂还原有关矿石,产品大多是高碳的。1920年以后,为了满足优质钢和不锈钢发展的需要,开始生产低碳铁合金的新阶段。一方面,在戈尔德施米特(K.Goldschmidt)1898年提出的铝热法制取金属的工艺基础上,发展出用铝热法冶炼一些不含碳的铁合金和纯金属;另一方面研制出在电炉中氧化含硅合金的脱硅精炼法。由于铝热法生产费用太高,脱硅精炼法得到了较多的应用。直到如今中碳、低碳、微碳铬铁,中碳、低碳锰铁,金属锰大多仍用此法精炼。精炼铬铁的热兑法即把液态的矿石、石灰熔体与硅铬合金,通过热兑混合加速反应,是脱硅精炼法的进一步发展。此外也用电解法生产纯净的合金添加剂(如金属锰),并采用真空脱碳法生产含碳极低的超微碳铬铁。数年还发展出应用纯氧吹炼法精炼铬铁、锰铁的方法。
中国在1940年左右用小型电炉生产硅铁、锰铁。1955年起吉林铁合金厂开始大规模生产。随后在各地建设了一批铁合金厂,并用小型高炉生产锰铁,满足了全国钢铁工业的需要。

『伍』 铁合金中的贵金属怎样提炼出来。

一种精炼贵金属的方法,该方法所包括的步骤为,用四分法将含有该种贵金属的矿料与已知量的某种贱金属一起冶物团者炼成一种已知贵金属浓度的合金,然后将贱金罩薯属溶于酸中,使贵金属以固体形式分离出来.该方法以用来精炼金为佳,同时所用的酸为硝酸,其后再同盐酸进行第二次酸处理.一种精炼贵金属的方法,该方法包括如下步骤:(a)对含有待提取贵金属的物料进行分析,测定物料中该种贵金属的含量,(b)将含有该种待提取贵金属的物料与已知量的某种贱金属或枝((例如铜)一起用四分法冶炼成合金,形成一种待提取贵金属浓度为已知的合金,(c)使贱金属溶于酸,剩留下已提炼的贵金属,以及(d)将贵金属从所形成的溶液中过滤出来。

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