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——“钢”和“铁”的《读:de》合称。炼钢之前先要炼铁。「铁」分为生铁和熟铁。「钢」的(pinyin:de)含碳量介于生铁和{读:hé}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(练:shēng)铁里除含碳外,还含有【pinyin:yǒu】硅、锰及少量的硫《练:liú》、磷等,它可铸不可锻。
「熟铁」是用(pinyin:yòng)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。纯铁要求碳、磷、硫等杂质【pinyin:zhì】元素含量很低,其冶{读:yě}炼难度较大,制造成本远大于生铁和钢。
铁的冶炼【liàn】
炼铁方法主要有高炉法、直接《练:jiē》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《繁体:質》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[繁:爲]炼钢原料。
「高炉炼铁」是现代{澳门银河读:dài}炼铁的主要方法,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
高炉是近似于圆柱形的炉子,它的外面包以钢板,内壁砌以耐火砖,整个炉子建【pinyin:jiàn】筑在很深的混凝(读:níng)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《读:rù》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[繁:礦]石中的氧,从而还原得到(练:dào)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(繁:爐)、加(pinyin:jiā)热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
原料[读:liào]:铁矿石、溶剂、燃料
①铁矿[繁:礦]石
自然开采的矿石,无论在化学成分、物理状【pinyin:zhuàng】态等各方面,都很难满足高炉冶炼的《练: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{pinyin:yè}常用的铁矿石有以下四种。
矿种(繁:種)
主要成【pinyin:chéng】分
理(读:lǐ)论含铁量
自然含【读:hán】铁量
赤铁矿(繁:礦)
Fe2O3
70%
50%~60%
磁铁[繁:鐵]矿
Fe3O4
72.4%
40%~70%
褐铁矿澳门新葡京《繁:礦》
2Fe2O3·3H2O
59.8%
37%~55%
菱铁矿(繁体:礦)
FeCo3
48.2%
低《练:dī》
②澳门金沙溶(读:róng)剂
矿石中《练:zhōng》的脉石和燃料中《pinyin:zhōng》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,因而不能使它们很好地与铁液分离《繁:離》,同时也使炉子的操作发生困难。
加入熔剂的目的在于其与娱乐城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,并保持相当的流动性,以达到很好地与金属分离之目的,保证生【练:shēng】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《pinyin:gēn》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{读:huī}分也都是酸性的,所以通(pinyin:tōng)常都使用碱性熔剂,如石灰石。酸性熔剂很少使用。
③燃料(pinyin:liào)
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:高温下的还原(pinyin:yuán)反应 造渣反应
高炉冶炼【liàn】的目的,就是要把铁从铁矿石中还原出来,同时去除其中所含的杂质。澳门新葡京整个冶炼过程中,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{pinyin:hái}需要有燃料的燃烧(读:shāo)来作为必要的条件。
①燃料的[de]燃烧
C+O2→CO2
②炉料(pinyin:liào)的分解
水分蒸发和结晶水分解;挥发fā 物的排除;碳酸盐的分解。
③高【拼音:gāo】炉内的还原反应
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