高炉炼铁生产流程

高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。

铁矿石熔剂焦炭上料机 喷吹燃料罐燃料高炉热风热风炉冷风鼓风机空气炉渣生铁煤气水渣渣棉铸炼特造钢殊生生生铁铁铁除尘净煤气其它用途 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。

建筑材料绝热材料炉尘

块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。

软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成。

滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。

回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。 渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。 高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。

炼钢

钢与生铁的区别

首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，

而生铁的熔点在1100-1200℃。

在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。

炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。

采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。

磷（以[Fe3P]或[Fe2P]存在）

钢中磷的含量高会引起钢的 “冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。

磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增加，钢液的表面张力降低显著，从而降低了钢的抗裂性能。

硫（以FeS的形式存在）

钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。Fe与FeS组成的共晶体的熔点只有985℃。在1150-1200℃的热加工过程中，晶界处的共晶体熔化，钢受压时造成晶界破裂，即发生“热脆”现象。

如果钢中的氧含量较高，FeS与FeO形成的共晶体熔点更低（940℃），更加剧了钢的“热脆”现象的发生。

氧

如不脱氧，在出钢、浇铸中，温度降低，氧溶解度降低，促使碳氧反应，钢液剧烈沸腾，使浇铸困难，得不到正确凝固组织结构的连铸坯。

钢中氧含量高，还会产生皮下气泡，疏松等缺陷，并加剧硫的热脆作用。在钢的凝固过程中，氧将会以氧化物的形式大量析出，会降低钢的塑性，冲击韧性等加工性能。

锰

锰的作用是消除钢中硫的热脆倾向，改变硫化物的形态和分布以提高钢质；

锰是一种非常弱的脱氧剂，在碳含量非常低、氧含量很高时，可以显示出脱氧作用，协助脱氧，提高他们的脱氧能力；

锰还可以略微提高钢的强度，并可提高钢的淬透性能，稳定并扩大奥氏体区， 硅

硅是钢中最基本的脱氧剂。硅能提高钢的机械性能，增加了钢的电阻和导磁性。 铝

铝是终脱氧剂，铝加到钢中将与氧发生反应生成Al2O3，在出钢、镇静和浇铸时生成的Al2O3大部分上浮排除，在凝固过程中大量细小分散的Al2O3还能促进形成细晶粒钢。铝是调整钢的晶粒度的有效元素，它能使钢的晶粒开始长大并保持到较高的温度。

气体

氢在固态钢中溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢会和CO、N2等气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔、疏松、造成白点和发纹。

钢中的氮是以氮化物的形式存在，它对钢质量的影响体现出双重性。氮含量高的钢种长时间放置，将会变脆，这一现象称为“老化”或“时效”。 钢中氮含量高时，在250-4500C温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。

按加工性能，夹杂物可分为：塑性夹杂，它是在热加工时，沿加工方向延伸成条带状；脆性夹杂，它是完全不具有塑性的夹杂物，如尖晶石类型夹杂物，熔点高的氮化物；点状不

变性夹杂，如SiO2超过70%的硅酸盐，CaS、钙的铝硅酸盐等。

连铸

连铸机机型示意图

1—立式连铸机；2—立弯式连铸机；3—直结晶器多点弯曲连铸机 4—直结晶器弧形连铸机；5—弧形连铸机；

6—多半径弧形（椭圆形）连铸机；7—水平式连铸机

同步运动结晶器机机型

1—双辊式连铸机；2—单辊式连铸机 3—双带式连铸机； 4—单带式连铸机；5—轮带式连铸机

 连铸过程：

1钢包通过滑动水口开启、关闭来调节注流的流量。 滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成部分

2长水口又称保护套管，用于钢包与中间包之间保护注流，避免了注流的二次氧化、飞溅以及敞开浇注带来的卷渣问题。

3中间包是位于钢包与结晶器之间用于钢液浇注的装置，起着减压、稳流、去渣、贮钢、分流及中间包冶金等重要作用。中间包用塞头与水口相配合来控制注流。目前除了部分小方坯连铸机外，都采用了浸入式水口加保护渣的保护浇铸。

4结晶器是连铸机非常重要的部件，称之为连铸设备的“心脏”。钢液在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。结晶器振动起到了“脱模” 的作用。

 保护渣的作用（1）绝热保温（2）防止氧化（3）吸收夹杂物（4）润滑和改善传热

5二次冷却系统装置：带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区；

6拉坯矫直装置 ：因为铸坯的运行需要外力将其拉出。拉坯机实际上是具有驱动力的辊子，也叫拉坯辊。带液心铸坯矫直多采用多点连续矫直

7引锭装置：引锭杆是结晶器的“活底”；开浇前用它堵住结晶器下口；浇铸开始后，结晶器内的钢液与引锭杆头凝结在一起；通过拉矫机的牵引，铸坯随引锭杆连续地从结晶器下口拉出，直到铸坯通过拉矫机，与引锭杆脱钩为止，引锭装置完成任务；铸机进入正常拉坯状态。

评价连铸坯质量是从以下几方面：

1连铸坯的纯净度 2连铸坯的表面质量3连铸坯的内部质量 4连铸坯的外观性质