冶金原燃料

① 冶金技術論文(關於煉鋼。煉鐵。燒結。水泥工藝的都可以）

低鈦生鐵的高爐冶煉生產實踐
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發表日期：年10月31日 【編輯錄入：base】

摘 要:分析了生鐵中的鈦源、生鐵降鈦途徑及林鋼高爐冶煉條件下鈦的還原情況，介紹了冶煉低鈦生鐵(〔Ti〕≤0.03%)採取的精料、低硅操作、高風溫、合理造渣等一系列技術措施。
關鍵字:高爐 精料 低爐溫 低鈦 生鐵
1. 前言
濮陽市林州鋼鐵有限責任公司(簡稱林鋼)是一個專業煉鐵廠，是豫北地區規模較大的鑄造用生鐵生產基地，具有低S、低P(一般〔S〕≤0.03％，〔P〕≤0.04％)質量特點的優質球墨鑄鐵用生鐵是公司的拳頭產品。近年來，隨著我國汽車工業的結構性調整，許多精密鑄件對生鐵質量要求越來越高，尤其對生鐵中的某些微量元素要求更嚴。因此，為滿足市場對球墨鑄鐵用生鐵低S、低P、低Ti(即三低)的質量要求，也為進一步擴大生鐵的質量優勢，決定組織攻關開發市場需求大、要求內在質量高的低鈦生鐵(〔Ti〕≤0.03％)新產品，經過理論計算、技術分析、原料優化、高爐操作，於2005年3月成功開發出低鈦生鐵新產品。現淺談一下我們冶煉低鈦生鐵的生產實踐。

2. 生鐵降鈦的理論依據
2.1生鐵中鈦的來源
林鋼以冶煉鑄造生鐵為主，受原料條件和爐況波動的雙重影響，即使生產煉鋼生鐵，爐溫也常控制在較高水平，因此，生鐵中的鈦含量也比較高，是低鈦生鐵要求鈦含量的兩倍多。分析表明，在高爐冶煉所用的原燃料中，燒結礦中TiO2含量為0.13％，焦炭中TiO2含量為0.20%，因此，燒結礦和焦炭是生鐵中鈦的主要來源，林鋼生鐵化學成分見表1。
表1林鋼生鐵化學成分，％
鐵種 Si Mn S P C Ti
鑄造用生鐵 1.57 0.28 0.019 0.035 4.38 0.083
球墨鑄鐵用生鐵 1.33 0.11 0.028 0.036 4.30 0.073
煉鋼用生鐵 0.90 0.11 0.035 0.035 4.37 0.063
2.2鈦在高爐內的還原及其影響因素
鈦以TiO2形態存在於礦石中，TiO2比SiO2更穩定，更難還原。與Si的還原一樣，Ti的還原需要消耗大量的熱量，還原單位重量Ti所消耗的熱量比還原Si時大0.14〔1〕倍。因此，在高爐內，鈦的還原只能是在高溫條件下的直接還原。
理論與實踐表明：影響鈦還原的主要因素有爐溫、爐渣鹼度、渣中TiO2含量、入爐TiO2負荷。
爐溫對Ti還原的影響體現在對Si的還原上。由實驗證實，渣內SiO2和TiO2同時還原，並且〔Ti〕／(TiO2)和〔Si〕／(SiO2)幾乎成直線的關系。因此，控制了硅的分配比，就能控制鈦的分配比〔2〕，而爐溫的高低影響著硅的還原，因此也影響著鈦的還原，所以，爐溫愈高，愈有利於鈦的還原，爐溫愈低，愈不利於鈦的還原，生鐵中的鈦含量也就愈低。
爐渣鹼度也嚴重影響〔Ti〕的增減，當渣中TiO2含量較高(>25％)時，〔Ti〕隨鹼度升高而減少；而TiO2含量較低(<25％)時，〔Ti〕卻隨鹼度升高而增加〔3〕。因此，高爐冶煉低TiO2渣時，在保證生鐵脫硫的條件下，保持較低的爐渣鹼度，以減少TiO2的還原。當其它條件一定時，〔Ti〕隨渣中TiO2含量的增加而增加，即爐渣中TiO2含量愈高，愈有利於Ti的還原，生鐵中的Ti含量就愈高；爐渣中TiO2含量愈低，愈不利於Ti的還原，生鐵中的Ti含量就愈低，林鋼高爐冶煉(TiO2)量屬於後者。
根據鈦在爐內還原率公式ηTi=進入生鐵Ti／入爐鈦×100％知，入爐TiO2負荷升高，則〔Ti〕含量升高，但鈦的還原率下降，入爐TiO2負荷降低，則〔Ti〕含量降低，但鈦的還原率上升，因此，降低入爐TiO2負荷，可降低生鐵中的鈦含量。
綜上所述，在高爐冶煉中，降低生鐵中鈦含量的主要途徑有：降低入爐TiO2負荷、減少TiO2入爐量，低硅操作、低鹼度、低渣量等。

3. 高爐試驗
鈦的還原與硅的還原呈正相關關系，因此不同原料、不同高爐操作條件下，鈦在高爐內的還原率是不同的，為掌握在林鋼高爐冶煉條件下高爐內Ti與Si的定量關系，我們跟蹤統計了95爐次
〔Si〕≤1.0％的〔Si〕、〔Ti〕對應值，經一元線性回歸分析後得出：
〔Ti〕=0.075〔Si〕+0.0004(r=0.90)
同時，計算出不同〔Si〕條件下鈦在爐內的還原率(見表2)
表2鈦在爐內的還原率，％
〔Si〕 1.00～0.90 0.89～0.80 0.79～0.70 0.69～0.60 0.59～0.50 0.49～0.40
Ti 37.70 34.43 32.24 28.96 20.22 15.85
試驗中還發現，〔Si〕的變化對生鐵中的鈦含量的影響，在〔Si〕低時生鐵中鈦含量降低得比〔Si〕高時更為明顯。

4. 低鈦生鐵的冶煉技術及生產實踐
在分析了生鐵中的鈦源、降鈦途徑及高爐冶煉具體條件下爐內鈦的還原情況後，根據我廠高爐用料雜、成分波動大、高爐容積小的特點，制訂了下述冶煉低鈦生鐵的具體技術措施：
4.1控制鈦源，降低入爐TiO2負荷
在供給我廠高爐原燃料的供方中，經跟蹤化驗分析後，選擇購進TiO2≤0.05％的精礦粉和TiO2≤0.12％的焦炭。
4.2低硅操作
根據試驗得出的〔Si〕、〔Ti〕定量關系及所購原燃料，經下列配料計算。
原燃料：燒結礦TFe=59％，TiO2=0.072％，批重1700kg／批。焦炭TiO2=0.12％，批重650kg批。
每批料的理論出鐵量為：
0.59×17000.94=1067kg/批
入爐Ti的總量為：
〔(1700×0.072％)+(650×0.12％)〕×48／80＝1.2024kg/批
則生鐵中的鈦含量為：
〔Ti〕=1.2024×20.22％÷1067×100％=0.023％
並確定將爐溫控制在〔Si〕≤0.50％。
4.3適宜的爐渣鹼度
林鋼高爐爐渣中TiO2含量在0.25％左右，小於5％，屬低鈦渣，根據爐渣鹼度對〔Ti〕的影響，考慮到硫負荷的大小和爐內生鐵脫硫的需要，選擇爐渣二元鹼度在0.95～1.10。
4.4使用高風溫
鼓風所帶的物理熱不僅能在高爐下部全部被利用，而且可替代部分焦炭燃燒所產生的熱量，因此，提高風溫，一方面可降低焦比，減少焦炭帶入TiO2，減少渣量及(TiO2)含量；另一方面，可提高渣鐵溫度，保證爐缸充足的熱量，使渣鐵有足夠的溫度和良好的流動性，爐缸工作更均勻、活躍，脫硫條件也得以改善，因此，要求風溫≥900℃。
4.5精心操作，穩定爐況
冶煉低鈦生鐵的特點是必須控制較低的爐溫水平，〔Si〕、〔S〕、〔Ti〕的含量與標准偏差要求十分嚴格，同時爐缸熱量也處於十分緊張與接近平衡狀態，工長必須精心操作，下部保持全風操作，盡量使用高風溫，勤放上渣以縮短渣在爐內的停留時間，上部保持7PK+3KP(P—礦，K—焦)的裝料制度，穩定兩股氣流，使高爐上穩下活，穩定順行。
4.6加強設備管理
冶煉低鈦生鐵是全廠綜合水平的集中體現，要求原料、操作、設備管理各方面的密切配合，防止設備事故發生，尤其對高爐的冷卻設備要加強巡視檢查，發現問題應及時處理，防止因冷卻設備漏水造成爐缸凍結。
在上述6條措施下，通過周密布署，合理組織，於2005年3月在兩座高爐上同時進行了為期一周的低鈦生鐵生產，共產低鈦生鐵4260t，其化學成分(表3)完全符合低鈦生鐵的質量要求。
表3低鈦生鐵化學成分，％
Si Ti S P
≤0.50 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.035
5. 結語
（1）小高爐上冶煉低鈦生鐵是完全可以的，低鈦生鐵冶煉的基本條件是：精料、低爐溫高爐操作及良好的設備管理，三者之中，精料是基礎、操作是關鍵、設備是保證。
（2）由於鈦在爐內的還原率隨爐溫不同而不同，因此，只有找出高爐具體冶煉條件下鈦的還原率是多少，才能制訂出相應的原料選擇條件及高爐操作制度。
（3）凡能降低礦耗、降低焦比的任何措施，都可降低入爐TiO2。進而降低〔Ti〕含量，如提高入爐礦品位、提高風溫、改善煤氣利用和保持爐況順行等，都有利於低鈦生鐵冶煉。但這些要以精料為基礎。
（4）低鈦生鐵新產品的成功開發，進一步提高了生鐵的內在質量，對企業產生了良好的經濟效益和社會效益。

讀者註：本文試驗是在林鋼號稱205m3實際是125m3的高爐上進行的。

② 現在關於冶金的公司哪個最好！！！

1.鞍本鋼鐵基地 包括鞍山鋼鐵公司和本溪鋼鐵公司。位於遼寧中部工業區，東倚千山山脈，北臨遼河支流太子河，兩側千里平原，南望渤海灣。鞍山與本溪兩鋼鐵公司之間相距僅10O公里。周圍資源豐富，鐵礦的探明儲量近百億噸，其中工業儲量40多億噸，居各大基地之首位。現有鐵礦開采能力約4000萬噸左右，是全國最大的鐵礦基地。1990年鐵礦（原礦）產量達3800多萬噸，佔全國鐵礦石總產量的1/5以上。鞍鋼的主要鐵礦基地有：東鞍山、眼前山、齊大山、大孤山等鐵礦，與鞍鋼相距僅10～20公里，呈弧形分布。本鋼則有：南芬、歪頭山，分布在本鋼南、北，相距各25公里左右。遼寧中部煤炭資源也相當豐富，擁有本溪湖（彩屯）、紅陽（沈南）等煤礦，與鋼鐵基地距離在100公里范圍內。但因經長期開采，區內煤炭不敷鋼鐵工業的需要。 鞍本鋼鐵基地經過40多年的改建、擴建，現仍是我國最大的鋼鐵基地。1990年生鐵產量為1016.26萬噸，佔全國的16％多，鋼產量為1008.16 萬噸，佔全國15％以上，成品鋼材633.77萬噸，佔全國12％。其中，鞍鋼歷史悠久，規模龐大，擁有鐵礦山、選礦廠、燒結車間、焦爐以及煉鐵、煉鋼、軋材等冶煉設備，鑄管、焦化、耐火材料、機修、動力、運輸等附屬生產單位，共有職工21.7萬，能冶煉800多鋼種，軋制600多個鋼材品種。本鋼的特點是：鐵礦石儲量大、易開采、品質優，用其冶煉鑄造生鐵，質量全國最優，低磷、低硫，被譽為「人參鐵」。 2.京、津、唐鋼鐵基地 包括首都鋼鐵公司、天津各鋼廠及唐山鋼鐵公司，是全國重要的鋼鐵基地之一，主要鋼鐵產品產量佔全國總產量的10％左右。其中，成品鋼材產量佔全國鋼鐵總產量的13％。京津唐鋼鐵基地的有利條件是：①基地周圍資源豐富，冀東鐵礦基地擁有遷安、灤縣等大鐵礦，儲量僅次於鞍本；有開灤、京西等大煤田，其中開灤煤礦年產2000萬噸以上，是我國最大的優質煉焦煤基地；②基地位置優越，交通發達，扼關內外聯系的必經之路，鐵路、公路四通八達，有天津、秦皇島等重要海港；③基地靠近消費區，技術力量雄厚。北京是我國的政治、文化中心，天津是北方的最大港口城市、華北的經濟中心，唐山是河北省重要的工業城市。三市互為依託，密切聯系，成為我國北方重要的經濟區域之一，也是鋼鐵工業的消費大戶。從基地整體看，采選、冶煉和軋鋼能力大體平衡。 首鋼是京、津、唐地區最大的鋼鐵聯合企業，經近十年的改建、擴建，已形成300萬噸配套的生產能力，改變了過去生鐵產量大於鋼產量，鋼產量大於鋼材的不平衡狀況，1990年生產生鐵357萬噸、鋼435萬噸、成品鋼材374萬噸，首鋼技術先進，各項經濟指標均保持國內先進水平。 天津市各鋼廠以煉鋼、軋鋼為主，煉鐵基地在河北南端涉縣，與天津相距500多公里。每年還需要從外地調入近百萬噸的生鐵，供化鐵煉鋼；又調入大量鋼坯，供軋坯成材，造成往返運輸，能源浪費等不合理狀況。天津市的鋼材品種多樣，以中小型鋼材和金屬製品為主。 唐鋼與天津類似，以煉鋼和軋鋼為主，在河北宣化建立了煉鐵基地。「七五」期間，唐鋼新增75萬噸生鐵生產能力、172萬噸原礦處理能力、85萬噸連鑄能力和35萬噸軋材能力，連鑄生產能力由「六五」期末的5萬噸，增加到90萬噸，連鑄比也由4.21％提高到43.96％。 3.上海鋼鐵基地 擁有寶鋼及上鋼一、三、五廠3個主要煉鋼企業、梅山冶金公司及十多個軋鋼廠，目前生產規模僅次於鞍本鋼鐵基地。1990年生鐵產量526.9萬噸，鋼 894.18萬噸，成品鋼材609.58萬噸。生鐵、鋼、鋼材分別佔全國總產量的8.4％、13.5％和11.8％。上海鋼鐵基地所在的上海市工業發達，生產協作條件好，技術力量強，管理水平高，水陸交通方便，這是本基地最有利的條件。但是上海市當地無鐵、無煤、無輔助材料，每年需要從外地運入數百萬噸的生鐵和焦炭。60年代末、70年代初在南京梅山建立了煉鐵基地。現在上海鋼鐵基地鋼材品種及利潤率均居全國首位。適當利用進口礦石，生產優質、尖端產品是上海鋼鐵基地的主要方向。 寶鋼是我國第一個具有世界先進水平的現代化大型鋼鐵聯合企業。1985年底第一期工程投產，1992年4月寶鋼二期工程全部建成。二期工程正式投產後，將形成年產鐵650萬噸、鋼671萬噸、400萬噸熱軋板卷、210萬噸冷軋板卷、50萬噸無縫鋼管和260萬噸商品鋼坯的綜合生產能力。 寶鋼與我國現有其他鋼鐵企業相比，具有設備大型化、自動化程度高的突出優點。它擁有4063立方米的高爐、30O噸氧氣頂吹轉爐、450平方米的燒結機和 135O毫米的初軋機，都是目前國內鋼鐵工業同類設備中最大的，6米焦爐和140厘米的無縫鋼管軋機是目前國內最先進的。寶鋼建成後，有不少產品將填補我國鋼鐵工業的缺門或短線產品品種的空白。寶鋼的廠外運輸以水運為主，占運輸量的80％，廠內以膠帶傳送為主，有比較完整的自動控制系統。這是國內同類企業所少有的。 4.武漢鋼鐵基地 武鋼位於武昌青山區的長江沿岸，是1949年後我國新建的大型鋼鐵工業基地。現已形成煉鐵600萬噸、煉鋼500萬噸、熱軋400萬噸、冷軋122萬噸、硅鋼片19萬噸的綜合生產能力。主要產品有：中型材、薄板、中厚板、大型材、帶鋼等，是我國最大的鋼板生產基地。 武鋼地理位置優越，水陸運輸方便，廠區用地平坦、寬闊，靠近消費區。鄂東鐵礦是武鋼主要礦石產區，所產礦石品位較高，含銅等有益組分；但儲量有限，埋藏較深，是武鋼進一步發展的限制因素。今後可以考慮利用長江水運，適當進口部分富礦，以充分發揮一米七軋機的生產能力。 5.攀鋼基地 位於四川渡口市，建於「三五」時期，是我國戰略後方最大的鋼鐵聯合企業。攀鋼所在的攀（枝花）西（昌）地區蘊藏極其豐富的釩、鈦磁鐵礦，釩、鈦儲量居世界首位，與其共生的鈷、鎳、銅、錳等十多種稀有金屬元素的儲量也十分驚人。這里還有巨大的水能和焦炭資源，為發展鋼鐵工業提供了條件。 1974年攀鋼一期工程建成，形成年產生鐵170萬噸，鋼150萬噸、鋼材110萬噸的生產能力。1977年建成我國最大的提釩車間，在提釩綜合利用工藝上已達世界先進水平。1979年建成我國第一個年產5萬噸的選鈦試驗廠。1990年年產生鐵229萬噸，鋼191萬噸，成品鋼材78萬噸，主要產品有生鐵、鋼坯、釩渣、重軌、大型鋼材、小型鋼材和線材。釩渣產量由1977年的1.5萬噸，增加到34萬噸。目前全國85％的釩渣是由攀鋼供應，並運銷英、法、德、美、印度等國。 攀鋼位於鐵礦產區與寶鼎煤礦之間的弄弄坪，與煤、鐵各相距10公里左右，有鐵路相通。弄弄坪被金沙江河曲所圍，三面環水，面積只有2.6平方公里。廠區用地窄小，成為攀鋼進一步擴大的重要限制因素。最近攀鋼二期工程正規劃興建。二期工程全部建成後，生鐵、鋼、鋼材的年產量將分別達到300萬噸、270萬噸、220萬噸，產品結構將有較大改變，產值、利潤都將成倍增長。考慮到弄弄坪面積窄小，規劃擬在宜賓市的李庄或其它地區建設二基地。 6.包頭鋼鐵基地 包鋼位於內蒙古包頭市新區昆都侖河兩岸，是我國第一個五年計劃期間國家重點建設項目之一。第二個五年計劃期間正式投入生產。包鋼基地近鐵近煤。礦石基地在白雲鄂博，南距廠區僅150公里，有包白鐵路及公路相遇。廠區東北約80公里處有石拐溝煤礦。包鋼靠近黃河，地勢平坦，用水條件好。1990年年產生鐵 251萬噸，鋼252萬噸，鋼材153萬噸。包頭鋼鐵公司不僅是我國大型鋼鐵聯合企業，也是我國最主要的稀土生產基地。包頭礦具有巨大的稀土資源礦，其儲量居世界首位，有「稀土之鄉」的美稱。 7.太原鋼鐵基地 太鋼位於山西省太原市尖草坪，是「二五」時期重點擴建、改建項目之一。1990年生產生鐵133萬噸、鋼179萬噸、鋼材96萬噸。太鋼周圍焦煤資源豐富，品種齊全，這是太鋼布局的突出優勢。太（原）古（交）嵐（縣）鐵礦是我國主要鐵礦區之一；但礦石品位低，礦區分散。水資源不足、運輸緊張及鐵礦資源的缺陷是太鋼進一步發展的限制因素。 太鋼也是我國特殊鋼生產基地，以生產優質板材為主。 8.馬鞍山鋼鐵基地 馬鋼位於安徽省東部馬鞍山市內，臨江近海，交通十分便利，資源豐富。附近的寧蕪鐵礦是我國主要鐵礦產地之一，距淮南、淮北煤產地不遠。主要產品有各種鑄造用生鐵、用於製造鐵路運輸的火車輪、輪箍、各種異型斷面的環形件、各種角鋼及中小型鋼材等。生鐵產量大於鋼產量，1990年年產生鐵223萬噸、鋼204 萬噸、鋼材154萬噸，是江南重要的生鐵基地。 9.重慶鋼鐵基地 包括重慶鋼鐵公司和重慶特殊鋼廠。重慶鋼鐵公司位於重慶市大渡口區境內，前身系抗日時期由原漢陽兵工廠、六河溝鐵礦和上海鋼鐵廠的一部分設備組建而成。新中國成立後經40多年的建設，已形成一個具有相當規模綜合生產能力的鋼鐵聯合企業。1990年年產生鐵100萬噸、鋼83萬噸、鋼材83萬噸。重慶特殊鋼廠位於沙坪壩的雙碑地區，創建於1935年，是西南地區最早建設的鋼鐵企業。1949年後經多次擴建，成為我國精密合金鋼等特殊鋼的重要生產企業。 10.台灣中國鋼鐵公司 我國台灣省鋼鐵工業是在缺煤少鐵條件下，靠大力發展拆船行業興辦起來的。60年代台灣利用解體舊船板生產改制鋼材，用拆船所得廢鋼生產電爐鋼，70年代台灣年拆船量曾佔世界拆船總量的60％以上，一年拆船能力達200萬噸。為了進一步滿足台灣本島生產發展的需要，台灣當局決定在高雄建一座年產鋼600萬噸的大型鋼鐵廠，並命名為中國鋼鐵公司。該廠的鐵礦石、焦煤及主要原燃料全部經高雄大港進口。台灣省1990年年產鋼299.8萬噸。

③ 高爐冶金過程大致分為哪幾個區域

高爐冶金過程大致分為八大區域：原燃料處理區域，槽下上料區域、高爐生產區域、高爐水循環區域、高爐鼓風區域（含熱風系統）、渣鐵處理區域、維護檢修區域、生活服務區域

④ 什麼廠用冶金需要用到焦炭粒 比如錳鐵什麼的具體都是什麼東西生產需要用到

焦炭是煉鐵廠生產生鐵的原燃料。在生鐵的冶煉過程中起到還原作用（C），支撐內骨架作用（焦炭軟化溫容度高），熱源作用（燃燒）。
錳鐵分為高碳錳鐵，中碳錳鐵，低碳錳鐵幾種，是煉鋼廠出鋼合金化過程中添加的合金料，用於調節鋼水成分中Mn的含量。這是由於轉爐煉鋼無法控制Mn的含量，而絕大多數鋼種都是對Mn有要求的，它可以使鋼具有足夠的韌性，且具有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性，所以只能出鋼合金化的過程中補加硅錳或者錳鐵。