煉鐵與煉鋼的工藝區(qū)別

1、煉鐵與煉鋼煉鐵與煉鋼北京科技大學(xué)一、鐵合金一、鐵合金 生鐵 鋼碳素鋼合金鋼 煉鋼生鐵（白口鐵）低碳鋼C%0.6% 鎢鉻鋼合金生鐵：如錳鐵、硅鐵 鎳鉻鋼第一節(jié)煉鐵第一節(jié)煉鐵二、生鐵與鋼的比較二、生鐵與鋼的比較 項(xiàng)目區(qū)別 生鐵 鋼 一、含炭量 2%4.3% 0.03%2%二、其它雜質(zhì)Si、Mn、S、P （較多）Si、Mn、S、P （較少）三、有益元素冶煉時(shí)不添加（無）冶煉時(shí)添加（錳、鎳、鉻、鎢等）機(jī)械性能（其他） 質(zhì)硬而脆、 無韌性堅(jiān)硬、韌性大、 可塑性好。機(jī)械加工（其他） 可鑄不可鍛 可鑄、可鍛、 可壓延 三三、鐵的合金鐵的合金 四、煉鐵四、煉鐵 1、鐵的存在及分布 地殼中的鐵都以化合態(tài)存在，游

2、離態(tài)的鐵只能從隕石中得到。 2、CO還原氧化鐵現(xiàn)象：固體由紅變黑,石灰水變渾濁。方程式： Fe2O33CO2Fe3CO2高溫(1)、自然界中鐵以化合物存在、自然界中鐵以化合物存在A、磁鐵礦化學(xué)式：Fe3O4性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，晶粒細(xì)小，黑色條紋。 具有強(qiáng)磁性，含S、P較高，還原性差。B、赤鐵礦赤鐵礦化學(xué)式：化學(xué)式：Fe2O3性質(zhì)：條痕為櫻紅色，具有弱磁性，含性質(zhì)：條痕為櫻紅色，具有弱磁性，含S、 P較低，易破碎，易還原。較低，易破碎，易還原。C、褐鐵礦褐鐵礦 化學(xué)式：nFe2O3. mH2O性質(zhì)：呈褐色條痕，還原具性好。高溫下分解，疏松多孔，易破碎。D、菱鐵礦菱鐵礦 化學(xué)式：FeCO3性質(zhì)：顏色為

3、灰色帶黃褐色。經(jīng)過焙燒分解。 CO2 ,疏松多孔，易破碎，還原性好五、煉鐵過程五、煉鐵過程2、主要原料： 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。1、原理：高溫下用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石中把鐵還原出來。3、主要設(shè)備：高爐4、主要反應(yīng)（1）還原劑的形成 CO2CO2Q CO2C2COQ（2）鐵的還原 Fe2O33CO2Fe3CO2（3）爐渣的形成 CaCO3CaOCO2 CaOSiO2CaSiO3點(diǎn)燃高溫高溫高溫高溫思考題：1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？答：焦炭的作用是作燃料和生成還原劑。石灰石的作用是作熔劑，除雜質(zhì)（脈石）。5 5、產(chǎn)物、產(chǎn)物（1）生鐵（2）高爐煤氣：CO、CO2、N2、大

4、量灰塵等。（3）爐渣：主要是CaSiO3 思考題：思考題：2、生鐵含那些成分？、生鐵含那些成分？3、高爐煤氣能否直接排放？怎么處理？、高爐煤氣能否直接排放？怎么處理？2、答：生鐵主要含鐵，除此之外還含有2%-4.3%的碳,還含有錳、硅、硫、磷等元素。3、高爐煤氣不可直接排放。必須凈化處理并加以綜合利用。六、小結(jié)六、小結(jié)：1、煉鐵的原理2、主要原料及設(shè)備3、主要反應(yīng)4、產(chǎn)物第二節(jié)第二節(jié)煉鋼煉鋼一、煉鋼原理一、煉鋼原理1、反應(yīng)原理 高溫下，用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣而除去。2、目的： 降碳、調(diào)硅錳、去硫磷。3、主要反應(yīng)（分三個(gè)階段）4 4、主要反應(yīng)（分三個(gè)階段）主要反應(yīng)（分

5、三個(gè)階段）（1）氧化造渣 2FeO22FeOQ 2FeOSiSiO22FeQ FeOMnFeMnOQ FeOCCOFe 生成的二氧化硅、氧化錳與造渣材料生石灰相互作用成為爐渣。高溫高溫高溫高溫（2）去硫、磷FeS+CaOFeO+CaS2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3(PO4)2（3）脫氧用硅鐵、錳鐵或金屬鋁來還原鋼水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成爐渣而生成的二氧化硅等大部分形成爐渣而除去，部分的硅、錳等留在鋼里以調(diào)整除去，部分的硅、錳等留在鋼里以調(diào)整鋼的成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鋼的

6、成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋成各種鋼材。鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋成各種鋼材。高溫高溫高溫高溫高溫方法：轉(zhuǎn)爐煉鋼、電弧爐煉鋼、平爐煉鋼。一、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法（1）轉(zhuǎn)爐的構(gòu)造（2）原料：生鐵（液態(tài)）、氧氣、適量的造渣材料（如生石灰等）、脫氧劑。（3）熱源：依靠熔融鐵水中的雜質(zhì)等被氧氣氧化所放出的熱量，不需要燃料。二、煉鋼的方法、思考題思考題：4、為什么要用純氧來代替空氣煉、為什么要用純氧來代替空氣煉鋼？鋼？5、煉鋼過程中產(chǎn)生的大量棕色煙氣其主成、煉鋼過程中產(chǎn)生的大量棕色煙氣其主成分是什么？能否直接排放？分是什么？能否直接排放？答答4：因?yàn)橛眉冄醮婵諝饪梢钥朔捎诳諝饫?/p>

7、：因?yàn)橛眉冄醮婵諝饪梢钥朔捎诳諝饫锏牡獨(dú)獾挠绊懚逛撡|(zhì)變脆以及痰氣排出時(shí)帶的氮?dú)獾挠绊懚逛撡|(zhì)變脆以及痰氣排出時(shí)帶走熱量的缺點(diǎn)。走熱量的缺點(diǎn)。5：主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的：主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的CO氣體等。氣體等。不能直接排放，必須凈化回收，綜合利用。不能直接排放，必須凈化回收，綜合利用。思考題：6、煉鐵和煉鋼的主要、煉鐵和煉鋼的主要反應(yīng)原理有什么異同反應(yīng)原理有什么異同？相同點(diǎn)：都是利用氧化還原反應(yīng)。不同點(diǎn)：煉鐵主要是用還原劑把鐵從鐵礦石中還原出來（側(cè)重還原），而煉鋼主要是用氧化劑把生鐵中過多的碳和其它雜質(zhì)氧化而除去（側(cè)重氧化）。思考與練習(xí)思考與練習(xí)：1、為了初步確定某鐵礦石

8、的種類，取該鐵礦石用鹽酸溶解，有一種氣體放出。該鐵礦石是（ D ） A.磁鐵礦 B.赤鐵礦 C.褐鐵礦 D.菱鐵礦2、煉鐵、制玻璃、制水泥三種工業(yè)生產(chǎn)中，都需要的原料是（ B ） A.純堿 B.石灰石 C.石英 D.粘土3、請(qǐng)根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)CO還原Fe2O3，回答下列問題：（1）如何確知反應(yīng)已經(jīng)開始發(fā)生？（2）應(yīng)如何處理尾氣，請(qǐng)?jiān)O(shè)想兩法？（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作應(yīng)注意的事項(xiàng)是什么？（4）現(xiàn)有鐵的某種氧化物1g被CO完全還原后 在石灰水中可過濾出沉淀，經(jīng)干燥稱量為1.72g 是確定該鐵的氧化物的分子式。4、下列有關(guān)煉鐵和煉鋼的說法中，錯(cuò)誤的、下列有關(guān)煉鐵和煉鋼的說法中，錯(cuò)誤的是（是（ B ）A.煉鐵

9、是鐵礦石被還原的過程煉鐵是鐵礦石被還原的過程B.煉鋼是生鐵被氧化的過程煉鋼是生鐵被氧化的過程C.煉鐵高爐中加入石灰石的目的是除脈石煉鐵高爐中加入石灰石的目的是除脈石D.煉鋼轉(zhuǎn)爐中加入的生石灰是造渣劑煉鋼轉(zhuǎn)爐中加入的生石灰是造渣劑5、下面工業(yè)的廢氣經(jīng)處理可作為氣體燃料、下面工業(yè)的廢氣經(jīng)處理可作為氣體燃料的是硫酸廠的尾氣的是硫酸廠的尾氣硝酸廠尾氣高爐硝酸廠尾氣高爐煤氣氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的棕色煙氣玻煤氣氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的棕色煙氣玻璃工業(yè)的廢氣（璃工業(yè)的廢氣（ B ）A. B. C. D. 6、在煉鐵和煉鋼中都有碳參加反應(yīng)。下列、在煉鐵和煉鋼中都有碳參加反應(yīng)。下列有關(guān)碳參加反應(yīng)的說明錯(cuò)誤的是（有關(guān)碳參加反應(yīng)的說明錯(cuò)誤的是（AD ）A.兩個(gè)過程中碳都是被氧化兩個(gè)過程中碳都是被氧化,都只起著提供都只起著提供熱量的作用熱量的作用B.煉鐵過程中碳被氧化煉鐵過程中碳被氧化,既起產(chǎn)生熱量的作既起產(chǎn)生熱量的作用用,又起產(chǎn)生又起產(chǎn)生CO的作用的作用C.煉鋼過程中碳被氧化煉鋼過程中碳被氧化,從而達(dá)到降低含碳從而達(dá)到降低含碳量的目的