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,其实是两个名词(拼音:cí)——“钢”和“铁”的{拼音:de}合称。炼钢之前《读:qián》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(读:tiě)的合金{pinyin:jīn}。又称铸铁tiě 。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。
「熟铁」是用生铁精炼而成的比较纯的铁。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,制造成本远大于生铁和钢【pinyin:gāng】。
铁的冶炼
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔(读:róng)融还原法等,其原理是矿石在特《tè》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【练:liào】。
「高炉炼铁」是现代炼铁的主要方(练:fāng)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(pinyin:shēng)产量大,劳动生产率高,能耗低,高炉法生产的铁占世界铁总产量的95%以上。
▲ 高炉【练:lú】炼铁示意图
高炉是近似于圆柱形的炉子,它的外面包以钢板,内壁砌以耐火砖,整个炉(繁:爐)子建筑在《读:zài》很深的混凝土基础上{shàng}。
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(练:de)风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭中的碳同tóng 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,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉[繁:爐]等的(练:de)燃料。
原料:铁矿石、溶剂(繁:劑)、燃料
①铁矿石(练:shí)
自然开采的矿石,无论在化学成分、物理状《繁:狀》态等各方面,都很难满足高炉冶炼的要求,必须经过破碎、筛分、选矿、造块、混{pinyin:hùn}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【拼音:cháng】用的铁矿石有以下四种。
矿[繁体:礦]种
主要澳门博彩成分(fēn)
理【拼音:lǐ】论含铁量
自然含铁量(pinyin:liàng)
赤铁[繁:鐵]矿
Fe2O3
70%
50%~60%
磁铁矿《繁体:礦》
Fe3O4
72.4%
40%~70%
褐【练:hè】铁矿
2Fe2O3·3H2O
59.8%
37%~55%
菱铁矿(繁:礦)
FeCo3
48.2%
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②溶róng 剂
矿石中的脉石和燃料中的灰分《读:fēn》,都含有一(练:yī)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《练:de》温度下,不能熔化成液体,因而不能使它们很好地与铁液分离,同时也使炉子的操作发生困难。
加入熔剂的目的在于其与这《繁体:這》些高熔点的化合物形成低熔点的炉渣,以便在高炉冶yě 炼温度下完全液化,并保持相当的【拼音: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,焦炭灰分也都是酸性的,所[读:suǒ]以通常都使用碱性熔剂,如【pinyin:rú】石灰石。酸性熔剂很少使用。
③燃料《读:liào》
高炉冶炼所需要《拼音:yào》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【拼音:zhōng】,还起着还原剂的作用,所以燃料是高炉冶炼的主要原料之一,常用的燃料主要是焦炭,还有无烟煤和半焦等。
理化过程:高温下的还世界杯原反应 造(zào)渣反应
高炉冶炼的目的,就是要(练:yào)把铁从铁矿石中还原出来,同时去(pinyin:qù)除其中所含的杂质。整个冶炼《繁体:煉》过程中,最主要的是进行铁的还原反应以及造渣反应。
除(读:chú)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、世界杯碳酸盐的分解、铁的碳化和熔化以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料的燃烧来作为必要的条件。
①燃世界杯(读:rán)料的燃烧
C+O2→CO2
②炉料(练:liào)的分解
水分【拼音:fēn】蒸发和结晶水分解;挥发物的排除;碳酸盐的分解。
③高(读:gāo)炉内的还原反应
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