金属铁冶炼的条件?钢铁,其实是两个名词——“钢”和“铁”的合称。炼钢之前先要炼铁。「铁」分为生铁和熟铁。「钢」的含碳量介于生铁和熟铁之间。「生铁」一般指含碳量在2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳外,还含有硅、锰及少量的硫、磷等,它可铸不可锻
金属铁冶炼的条件?
钢铁,其实是两个名【读:míng】词——“钢”和“铁”的合称。炼钢之前先要炼铁。「铁」分为生铁和熟铁。「钢」的含碳量介于生铁和熟铁之间[繁:間]。
「生铁」一般指含碳量在2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳外,还含有【读:yǒu】硅、锰及少量的(pinyin:de)硫、磷等,它可铸不可kě 锻。
「熟铁」是用生铁精炼而成的比较纯的[拼音:de]铁。含碳量在0.02%以下,又叫锻铁、纯铁(繁体:鐵)。纯铁要求碳、磷、硫等杂质元素含量很低,其冶炼难度较大,制造成《pinyin:chéng》本远大于生铁和钢。
铁的[读:de]冶炼
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法[pinyin:fǎ]、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qǔ 还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外,绝大(pinyin:dà)部分是作为炼钢原料。
「高炉炼铁」是现代炼铁的(拼音:de)主要方法,钢铁生产中的重要环节。由于技术经济指标良好,工艺简单,生产量大,劳动生产率高,能耗低,高炉法生产的【读:de】铁占世界铁总产量的95%以上。
▲ 高炉炼[繁体:煉]铁示意图
高炉是近似于圆柱[pinyin:zhù]形的炉子,它的外面包以钢板,内壁砌以耐火砖,整个[繁:個]炉子建筑在很深的混凝土基础上。
高炉生产时,从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到(pinyin:dào)铁。炼出的《拼音:de》铁水从铁口放出。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂(繁:劑)结【繁:結】合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉《繁体:爐》顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
原料:铁矿石、溶剂、燃(rán)料
①铁矿(kuàng)石
自然开采的矿石,无论在化学成分、物理状态等各方面,都很(练:hěn)难满足高炉冶炼的[拼音:de]要求,必须经过破碎、筛分、选矿、造块、混匀等准备处理,以品位高、成分、粒度均匀稳定的状态供应高炉。
冶金工业常用的铁矿石有以(读:yǐ)下四种。
矿种{繁体:種}
主要成分(练:fēn)
理【拼音:lǐ】论含铁量
自然《rán》含铁量
赤铁矿《繁:礦》
Fe2O3
70%
50%~60%
磁铁矿(繁体:礦)
Fe3O4
40%~70%
褐[拼音:hè]铁矿
2Fe2O3·3H2O
59.8%
37%~55%
菱铁[繁体:鐵]矿
48.2%
低《pinyin:dī》
②溶幸运飞艇剂【练:jì】
矿石中的脉石和燃料中的灰分,都含有一些熔点很高的化合物(如SiO2熔点为1625℃,Al2O3熔点为2050℃),它们在高炉冶炼的温度下,不能熔化成液体,因而不能使它们{练:men}很好地与铁液分离,同时也使炉子的操作发《繁:發》生困难。
加入熔剂的目的在于其与这些高熔点的化合物形成低熔点的炉渣,以便在高炉冶炼温度下完全液化,并保持chí 相当的【练:de】流动性,以达到很好地与金属分离之目的,保证生铁的质量。
根据熔剂的性质,可分为碱性熔剂和酸性熔剂。采用哪一种熔剂要(读:yào)根据矿石中脉石和燃料中灰分的性质来决定。由于天然矿石中脉石大多数为酸性,焦炭灰分也都(练:dōu)是酸性的,所以通常都使用碱性熔剂,如石灰石。酸性熔剂很少使用。
③燃开云体育(练:rán)料
高炉冶炼所需要的热量,主要是依靠燃料的燃烧而获得,同时燃料在燃烧过程中,还起着还原剂的作用,所[pinyin:suǒ]以燃料是高炉冶炼的主要原料之一,常用的燃料主要是【练:shì】焦炭,还有无烟煤和半焦等。
理化过程:高温下的de 还原反应 造渣反应
高炉冶炼的目的,就是要把铁从铁矿石中还原出来,同时去{读:qù}除其中所含的杂《繁体:雜》质。整个冶炼过【guò】程中,最主要的是进行铁的还原反应以及造渣反应。
除此之外,还伴随着其他一系列复杂的物理化学反应,如水分及挥发物的蒸发、碳酸盐的分解、铁的碳化和熔化以{练:yǐ}及其他各种元素的还原等,而这一系列的反应,都只有在一定的温度下才能实现。因此,冶炼过程还需要有燃《读:rán》料的燃烧来作为必【pinyin:bì】要的条件。
①燃料的[拼音:de]燃烧
C+O2→CO2
②炉料的分解
开云体育水分蒸发和结晶水分解;挥发物的排除;碳酸盐的分解jiě 。
③高炉内【nèi】的还原反应
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