武钢生产工艺流程

1、钢铁生产技术系列讲座钢铁生产技术系列讲座吴引淳吴引淳主要内容主要内容第一部分：钢铁生产基本知识第一部分：钢铁生产基本知识v钢铁生产工艺流程钢铁生产工艺流程第二部分：我国钢铁工业发展方向第二部分：我国钢铁工业发展方向v 钢铁工业发展与否取决于国民经济的发展水平钢铁工业发展与否取决于国民经济的发展水平 v 世界主要产钢国家过去世界主要产钢国家过去100年年(19012000)的发展情的发展情况况v 我国对钢铁需求的判断我国对钢铁需求的判断 v 加强技术创新，走清洁生产、可持续发展之路，确加强技术创新，走清洁生产、可持续发展之路，确保在世界范围内的竞争优势保在世界范围内的竞争优势 第一部分：钢铁生产

2、基本知识第一部分：钢铁生产基本知识u钢铁是现代生产和科学技术中应用最广的金属钢铁是现代生产和科学技术中应用最广的金属材料，特别是钢，在金属材料的用量中约材料，特别是钢，在金属材料的用量中约85%以上。这是由于钢的强度高，韧性好，容易加以上。这是由于钢的强度高，韧性好，容易加工和焊接，是优良的结构材料。不同含碳量的工和焊接，是优良的结构材料。不同含碳量的碳素钢和加入一定量各种合金元素的合金钢，碳素钢和加入一定量各种合金元素的合金钢，通过通过 热处理可以分别获得不同的机械性能和一热处理可以分别获得不同的机械性能和一系列的特殊性能，如耐热性、耐腐蚀性、耐磨系列的特殊性能，如耐热性、耐腐蚀性、耐磨性和

3、优良的电磁性能等。而且，作为钢的基体性和优良的电磁性能等。而且，作为钢的基体的铁元素在地壳中的蕴藏量在金属元素中仅次的铁元素在地壳中的蕴藏量在金属元素中仅次于铝，容易从矿石中提取加工。于铝，容易从矿石中提取加工。 钢铁工业是指以黑色金属钢铁工业是指以黑色金属(铁、铬、锰铁、铬、锰3种金种金属元素属元素)作为主要开采、冶炼及压延加工对象作为主要开采、冶炼及压延加工对象的工业产业。现代钢铁工业是个庞大的工业的工业产业。现代钢铁工业是个庞大的工业生产系统，主要生产部门包括采矿、选矿、生产系统，主要生产部门包括采矿、选矿、烧结球团、炼铁、炼钢、轧钢等；还包括大烧结球团、炼铁、炼钢、轧钢等；还包括大量的

4、辅助生产部门，如焦化、耐火材料、炭量的辅助生产部门，如焦化、耐火材料、炭素、机修、动力、运输等。素、机修、动力、运输等。 铁矿石与辅料铁矿石与辅料烧结烧结煤煤炼焦炼焦高炉高炉铁水预处理铁水预处理转炉转炉炉外处理炉外处理连铸连铸终轧成型终轧成型辅助料辅助料辅助料辅助料钢铁生产工艺流程图钢铁生产工艺流程图 短流程工艺 v薄带坯连铸直轧在薄带材生产中的发展薄带坯连铸直轧在薄带材生产中的发展坯厚：坯厚：20100mm 宽度：宽度：9001600mm关键技术：结晶器及相关技术关键技术：结晶器及相关技术一、钢铁工业发展与否取决于国民经济的发展一、钢铁工业发展与否取决于国民经济的发展 水平水平二、世界主要产

5、钢国家过去二、世界主要产钢国家过去100年的发展情况年的发展情况三、三、 我国对钢铁需求的判断我国对钢铁需求的判断四、四、 加强技术创新、走清洁生产、可持续发展的道路加强技术创新、走清洁生产、可持续发展的道路第二部分：我国钢铁工业的发展方向第二部分：我国钢铁工业的发展方向一、钢铁工业发展与否取决于国一、钢铁工业发展与否取决于国民经济的发展水平民经济的发展水平 1不要光说钢铁工业如何发展而要讲钢铁不要光说钢铁工业如何发展而要讲钢铁工业如何适应国民经济发展的要求来发工业如何适应国民经济发展的要求来发展展l l 国民经济必然发展国民经济必然发展l l 钢铁工业也必然以适应国民经济发展的要求而发展钢铁

6、工业也必然以适应国民经济发展的要求而发展 2钢铁仍然是不可替代的功能性、结构性钢铁仍然是不可替代的功能性、结构性基础性材料基础性材料l l 生产能力、效率、资源的优势生产能力、效率、资源的优势l l 性能价格比优势性能价格比优势l l 不可完全替代不可完全替代 3我国钢铁工业在入世后，仍然具有参我国钢铁工业在入世后，仍然具有参与国际竞争的优势与国际竞争的优势l 已是第一位产钢大国，对世界钢产量有主导作用已是第一位产钢大国，对世界钢产量有主导作用 2002年产钢年产钢18225万吨，万吨， 生铁生铁17075万吨，万吨， 连铸坯连铸坯16885万吨，万吨， 钢材钢材19278万吨万吨钢产量净增钢

7、产量净增3122万吨万吨连铸坯净增连铸坯净增3333万吨万吨生铁净增生铁净增2370万吨万吨钢材净增钢材净增3049万吨万吨均是世界钢铁发展史上最高纪录均是世界钢铁发展史上最高纪录也是也是20022002年世界钢产量增长的主导力量年世界钢产量增长的主导力量2003年年14月份月份 比比2002年年14月增月增 产钢产钢 6573万吨万吨 1066万吨万吨 +19.35 生铁生铁 6126万吨万吨 900万吨万吨 +17.23 连铸坯连铸坯 6192万吨万吨 1127万吨万吨 +22.26 钢材钢材 6926万吨万吨 1002万吨万吨 +16.92 继续成为世界钢铁生产发展的主流继续成为世界钢铁

8、生产发展的主流l 中国钢铁工业主要技术与装备已跻身世中国钢铁工业主要技术与装备已跻身世界先进水平界先进水平高炉：大型化、长寿化、大喷煤、利用系数高炉：大型化、长寿化、大喷煤、利用系数转炉：生产效率、炉龄、负能炼钢转炉：生产效率、炉龄、负能炼钢连铸：高效化、紧凑化连铸：高效化、紧凑化轧钢：连轧轧钢：连轧自控：检测、智能化自控：检测、智能化 l 在相当长时间内，仍具有成本优势在相当长时间内，仍具有成本优势l l 已有了一定的应对反倾销、实施反倾销、保护措已有了一定的应对反倾销、实施反倾销、保护措施等非常条件下进行国际竞争的能力施等非常条件下进行国际竞争的能力l l 有持续增长的国内市场需求的强大后

9、盾有持续增长的国内市场需求的强大后盾二、世界主要产钢国家过去二、世界主要产钢国家过去100年年(19012000)的发展情况的发展情况 国家国家项目项目世界世界美国美国苏联苏联（独联（独联体）体）日本日本德国德国中国中国1100年钢产年钢产量（亿吨）量（亿吨）335.3570.955.938.3423.7619.482钢产量达钢产量达到到1亿吨（年亿吨（年数）数）554128(1.3 1.6亿吨亿吨18年年)260.4亿亿吨吨31年年51. 美、日、德都是在完成工业革命美、日、德都是在完成工业革命2、3阶段进阶段进入信息革命时代的条件下，生产这么多钢铁入信息革命时代的条件下，生产这么多钢铁的。

10、的。2. 美、日、苏超过亿吨钢产量的时间均大于美、日、苏超过亿吨钢产量的时间均大于25年。苏联年。苏联1.31.6亿吨亿吨/年的时间长达年的时间长达18年。年。说明无特殊情况，不必担心会出现巅峰说明无特殊情况，不必担心会出现巅峰低谷的大波折。低谷的大波折。3. 钢铁在钢铁在GDP中比重是下降的，但中比重是下降的，但GDP大大大大增长，钢铁绝对量并未减少增长，钢铁绝对量并未减少。 三、我国对钢铁需求的判断三、我国对钢铁需求的判断 总的前提是我国经济必将持续发展总的前提是我国经济必将持续发展钢铁工业适应国民经济发展的要求也必将发展钢铁工业适应国民经济发展的要求也必将发展1.关于钢产量顶峰的预测关于

11、钢产量顶峰的预测 l 发展速度越快、顶峰数值越高。发展速度越快、顶峰数值越高。 一是我国经济增长如保持一是我国经济增长如保持7 7以上。以上。 钢的年需求量增加会保持钢的年需求量增加会保持10003000万吨的速度万吨的速度二是按赶上美国二是按赶上美国20002000年水平的时间计算年水平的时间计算 （前提我国钢产量与美国比差（前提我国钢产量与美国比差51.5亿）亿） 如如20年赶上，平均年产钢为年赶上，平均年产钢为2.52亿吨。亿吨。 高峰年可能达到高峰年可能达到3.0亿吨亿吨/年年如果如果25年或年或30年赶上年赶上平均平均2.1亿吨亿吨/年和年和1.7亿吨亿吨/年年高峰年约高峰年约2.5

12、亿吨亿吨/年和年和2.1亿吨亿吨/年。年。（这里把钢质量提高与我国人口比美国多的有利、（这里把钢质量提高与我国人口比美国多的有利、不利因素作了平衡，不光是考虑过去不利因素作了平衡，不光是考虑过去100年钢产量年钢产量的差值）的差值） l 国民经济结构调整中，钢材消费大的行业发展速国民经济结构调整中，钢材消费大的行业发展速度的快慢度的快慢l 进口钢材数量的影响进口钢材数量的影响 注意：只要政府宏观调控有力，能适时采用保注意：只要政府宏观调控有力，能适时采用保障措施。进口量不会突破需求量的障措施。进口量不会突破需求量的15，目前情况，目前情况下，想超过此比例，进口材的运输都会出现困难。下，想超过此

13、比例，进口材的运输都会出现困难。 2. 我国经济发展的市场潜力十分巨大我国经济发展的市场潜力十分巨大 l 农村城镇化率比美国低农村城镇化率比美国低30个百分点以上，住宅建设将继个百分点以上，住宅建设将继续加强续加强l 农业机械化水平与发达国家比差距更大。农业机械化水平与发达国家比差距更大。l 高速公路不足美国的高速公路不足美国的1/4，汽车产量不足，汽车产量不足1/5l 造船吨位是韩、日的零头造船吨位是韩、日的零头 发展是市场潜力的本质原因，积极财经政策只是阶段影响。发展是市场潜力的本质原因，积极财经政策只是阶段影响。 四四、加强技术创新，走清洁生产、可持续加强技术创新，走清洁生产、可持续发展

14、之路，确保在世界范围内的竞争优势发展之路，确保在世界范围内的竞争优势 1. 必须从清洁生产总体的角度来全面必须从清洁生产总体的角度来全面提高企业竞争能力。提高企业竞争能力。l 清洁生产是可持续发展的核心清洁生产是可持续发展的核心l 清洁生产界定在产品和生产过程两个范围内清洁生产界定在产品和生产过程两个范围内 l l 清洁生产包含产品设计；原材料开采、运输、加清洁生产包含产品设计；原材料开采、运输、加工；清洁制造；排放物无害化、资源化处理；产品工；清洁制造；排放物无害化、资源化处理；产品利用、回收利用、回收5个环节，必须抓好！个环节，必须抓好！l l 清洁制造是清洁生产的关键清洁制造是清洁生产的

15、关键 重点是最低的消耗、最高的生产效率、重点是最低的消耗、最高的生产效率、最高的质量合格率、最高的质量合格率、“零排放零排放”的目标这四的目标这四个重点个重点。 2. 技术创新是企业实现清洁生产，全面提技术创新是企业实现清洁生产，全面提高竞争力的根本动力高竞争力的根本动力l 技术创新的主要方向技术创新的主要方向 实现钢铁生产高效、低耗、优质、无污染实现钢铁生产高效、低耗、优质、无污染 必须从流程总体化优的角度推动技术创新必须从流程总体化优的角度推动技术创新 仍应抓住连铸技术优化完善这个流程优化的关仍应抓住连铸技术优化完善这个流程优化的关键键大力促进薄板坯连铸连轧流程的优化大力促进薄板坯连铸连轧

16、流程的优化 提高连铸生产效率和质量仍是发展的提高连铸生产效率和质量仍是发展的“瓶颈瓶颈” 高效结晶器的研究开发，提高铸速。高效结晶器的研究开发，提高铸速。 全数字液压非正弦振动与结晶器液面控制全数字液压非正弦振动与结晶器液面控制 l 当前技术创新的几个重点当前技术创新的几个重点接近凝固温度的浇铸技术接近凝固温度的浇铸技术孕育形核生产高等轴晶比的铸坯孕育形核生产高等轴晶比的铸坯适应薄板坯连铸钢水质量要求的精炼技术适应薄板坯连铸钢水质量要求的精炼技术凝固末端测定与铸坯动态轻压下凝固末端测定与铸坯动态轻压下计算机在线铸坯质量判定计算机在线铸坯质量判定电磁连铸技术（磁约束结晶器、电磁束流、电磁连铸技术

17、（磁约束结晶器、电磁束流、电磁搅拌、电磁制动）电磁搅拌、电磁制动） 努力优化均热装备与工艺，适应不同品种努力优化均热装备与工艺，适应不同品种 生产要求生产要求 研究铁素体轧制、无头轧制技术及与连铸、研究铁素体轧制、无头轧制技术及与连铸、加热的衔接匹配加热的衔接匹配 稳定生产超薄规格薄板的轧制工艺与装备优稳定生产超薄规格薄板的轧制工艺与装备优化化关注、推动薄带坯连铸直轧在薄带材生产中关注、推动薄带坯连铸直轧在薄带材生产中的发展的发展加快研究推广各类高效化生产技术加快研究推广各类高效化生产技术系统系统“精料精料”（铁前精料、炼钢前铁水（铁前精料、炼钢前铁水废钢预处理、铸坯优质轧钢）废钢预处理、铸坯

18、优质轧钢）快速、长寿技术（高炉、高压、高温操快速、长寿技术（高炉、高压、高温操作；转炉溅渣长寿、全程复吹；高效精作；转炉溅渣长寿、全程复吹；高效精炼技术；连轧优化技术）炼技术；连轧优化技术）全面实现钢铁生产的智能化全面实现钢铁生产的智能化完善基础自动化配置完善基础自动化配置全面采用数字装备全面采用数字装备工艺、过程、管理、决策、营销一体工艺、过程、管理、决策、营销一体化的计算机体系的发展化的计算机体系的发展3. 建立以自己开发为主的技术创新思路建立以自己开发为主的技术创新思路 l 软件不可能完全靠引进掌握软件不可能完全靠引进掌握 关键软件技术很难商业化关键软件技术很难商业化 引进软件与关键技术

19、，还需进行再开发才能应用引进软件与关键技术，还需进行再开发才能应用 l l 中国已日益成为世界钢铁技术创新的中心，有中国已日益成为世界钢铁技术创新的中心，有责任立足自主开发，推动世界钢铁科技进步。责任立足自主开发，推动世界钢铁科技进步。4. 提高采用新技术的风险意识提高采用新技术的风险意识 在当前形势下，我们必须清醒地看到在当前形势下，我们必须清醒地看到中国钢铁生产的高速增长有巨大市场潜力中国钢铁生产的高速增长有巨大市场潜力作为支撑条件作为支撑条件, ,因而是不容置疑的。也已为因而是不容置疑的。也已为过去过去100100年（尤其是近年（尤其是近5050年）世界主要产钢年）世界主要产钢大国，也是

20、主要经济大国的历程所证实。大国，也是主要经济大国的历程所证实。我们不要把主要精力放在关注年钢产量顶我们不要把主要精力放在关注年钢产量顶峰是多少的讨论上，而应树立清洁生产的峰是多少的讨论上，而应树立清洁生产的整体观念。抓住技术创新这一关键，扎扎整体观念。抓住技术创新这一关键，扎扎实实地提高企业竞争能力，牢固占领中国实实地提高企业竞争能力，牢固占领中国市场，并逐步向国际市场进军！市场，并逐步向国际市场进军！u钢与生铁的性能比较钢与生铁的性能比较 性能性能材料材料机械性能机械性能冷热加工冷热加工性能性能焊接性能焊接性能铸造性能铸造性能刚性刚性耐腐蚀性耐腐蚀性能能熔化温度熔化温度生铁生铁差差差差差差好

21、好好好较好较好1100-1150钢钢好好好好好好差差差差较差较差14501530生铁：生铁：硬而脆，热、冷加工性能和焊接性能差硬而脆，热、冷加工性能和焊接性能差钢：钢： 强度、韧性都较高，有良好的冷、热加工性能和强度、韧性都较高，有良好的冷、热加工性能和 焊接性能。焊接性能。u生铁和钢的化学成分生铁和钢的化学成分材料材料化化 学学 成成 分分 ()CSiMnPS普通炼钢生普通炼钢生铁铁3.5 4.50.6 1.60.2 0.80.1 0.40.03 0.07碳素镇静钢碳素镇静钢0.06 1.50.12 0.370.25 0.800.045 0.050铁与钢的根本区别是其铁与钢的根本区别是其含碳

22、量含碳量：一般规定：一般规定：C 1.7 为生铁为生铁 C 1.7 为钢为钢u 炼钢的基本任务炼钢的基本任务1.把金属中的碳氧化到一定范围把金属中的碳氧化到一定范围-脱脱C2.去除金属中的有害元素磷和硫去除金属中的有害元素磷和硫-脱脱P和脱和脱S 磷高磷高-引起钢的引起钢的“冷脆冷脆” 硫高硫高-引起钢的引起钢的“热脆热脆”3.去除金属中有害气体去除金属中有害气体(H、N)和夹杂物和夹杂物-去气、去去气、去夹杂夹杂 “H”-引起钢引起钢“白点白点” “N”-引起钢的引起钢的”时效时效“4.脱去钢中多余的氧并调正钢水成分脱去钢中多余的氧并调正钢水成分-脱氧与合脱氧与合金化金化5.升高钢水温度到要

23、求的出钢温度升高钢水温度到要求的出钢温度-升温升温6.把钢水浇注成合格的钢坯把钢水浇注成合格的钢坯u总之，炼钢的基本任务是：总之，炼钢的基本任务是： 四脱四脱(脱脱C、脱、脱P、脱、脱S、脱、脱O)、二去二去(去气、去夹杂去气、去夹杂)升温升温合金化合金化铸成合格钢坯铸成合格钢坯u 完成炼钢任务的方法完成炼钢任务的方法1. 氧化氧化2. 造渣造渣3. 升温升温4. 加入脱氧剂与合金料加入脱氧剂与合金料5. 浇注浇注 炼钢化学反应炼钢化学反应 1、 脱碳反应：脱碳反应： C + O = CO 2、 脱磷反应：脱磷反应： 2P + 5(FeO) + 4(CaO) = (4CaOP2O5) + 5F

24、e 要求：高要求：高(CaO)含量；高含量；高(FeO)含量；较大渣量；较低温度；含量；较大渣量；较低温度； 3、 脱硫反应：脱硫反应： (FeS) + (CaO) = (CaS) + (FeO) 要求：高要求：高(CaO)含量；较高温度；较大渣量；较低含量；较高温度；较大渣量；较低(FeO)含量；含量； 4、 脱氧反应：脱氧反应： O + Mn = (MnO) 2O + Si = (SiO2) 3O + 2Al = Al2O3 炼钢原材料：炼钢原材料： 1、 金属料：铁水、废钢、铁合金；金属料：铁水、废钢、铁合金； 2、 造渣材料：石灰、莹石、白云石、铁皮、合造渣材料：石灰、莹石、白云石、铁

25、皮、合成造渣材料；成造渣材料； 3、 氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮；氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮； 4、 冷却剂：废钢、氧化铁皮、白云石、石灰；冷却剂：废钢、氧化铁皮、白云石、石灰； 5、还原剂与增碳剂：硅铁、锰铁、硅锰合金、还原剂与增碳剂：硅铁、锰铁、硅锰合金、铝、其他铁合金、碳粉；铝、其他铁合金、碳粉； u钢铁工业的发展史钢铁工业的发展史l人类首先使用的铁是陨铁人类首先使用的铁是陨铁 -公元前公元前1400-1500年年(埃及的金字埃及的金字塔和我国出土的商代的铁刃塔和我国出土的商代的铁刃)； 生产方法：块铁法：木炭生产方法：块铁法：木炭+矿石矿石 温度低，约温度低，约1000 产品几

26、乎不产品几乎不含含C、Si、Mn 柔软可锻柔软可锻 ，夹杂多夹杂多 随着生产的发展：鼓风机的应用，炉子随着生产的发展：鼓风机的应用，炉子加高；则炉温升高，铁水渗碳；炼出了生铁；加高；则炉温升高，铁水渗碳；炼出了生铁； 生铁生铁+矿石矿石+燃料燃料-抄钢抄钢-可锻熟铁可锻熟铁u现代炼钢法的发展现代炼钢法的发展酸性空气底吹转炉炼钢法酸性空气底吹转炉炼钢法-贝塞麦炉贝塞麦炉 1855年，英国人，亨利年，英国人，亨利 .贝塞麦发明贝塞麦发明 产量大增：美国产量大增：美国1810年为年为710吨，吨，1871年为年为45000吨吨 缺点：酸性炉衬，不能去除缺点：酸性炉衬，不能去除P、S，吹入大量，吹入大

27、量N气，热损失大气，热损失大碱性空气底吹转炉炼钢法碱性空气底吹转炉炼钢法-托马斯炉托马斯炉 1878年，英国人，托马斯年，英国人，托马斯 解决了高磷铁水的问题，但吹入了大量解决了高磷铁水的问题，但吹入了大量N气，热损失大气，热损失大平炉平炉炼钢法炼钢法-1864年法籍德国人马丁与德籍英国人西门子合作年法籍德国人马丁与德籍英国人西门子合作在法国建造了平炉，解决了大量废钢的问题，保持了半个世在法国建造了平炉，解决了大量废钢的问题，保持了半个世纪纪电炉电炉炼钢法炼钢法-1878年，法国人耶鲁，年，法国人耶鲁，氧气顶吹氧气顶吹转炉炼钢法转炉炼钢法-LD炉，炉，1952年，瑞士人年，瑞士人R-杜勒，在奥

28、地杜勒，在奥地利的利的Linz和和Donawits建成。建成。顶底复吹转炉法顶底复吹转炉法-进一歩解决了熔池搅动问题进一歩解决了熔池搅动问题BOF(顶底复吹转炉顶底复吹转炉)顶吹氧顶吹氧O2副枪底吹N2/Ar计算机控制计算机控制 炼钢炼钢返回v连铸与模铸的比较连铸与模铸的比较v连铸机型式连铸机型式v连铸工艺概述连铸工艺概述v钢包回转台及长水口安装钢包回转台及长水口安装支撑支撑回转回转升降（长水升降（长水口安装）口安装）加盖保温加盖保温称量称量v中间包冶金中间包冶金稳压稳压贮存贮存分流分流净化钢液净化钢液精炼（喂丝等）精炼（喂丝等）调温（等离子）调温（等离子）v结晶器与保护浇铸结晶器与保护浇铸结

29、晶器在线结晶器在线调宽调宽伸入式水口伸入式水口保护渣性能保护渣性能v结晶器振动结晶器振动非正弦振动：非正弦振动： 振动速度慢、上升时间长、下降速振动速度慢、上升时间长、下降速度快、下降时间短。度快、下降时间短。v二冷段气雾喷二冷段气雾喷水与拉矫水与拉矫气雾喷水气雾喷水扇形段调整扇形段调整多点拉矫多点拉矫高效结晶器的研究开发，提高铸速。高效结晶器的研究开发，提高铸速。全数字液压非正弦振动与结晶器液面控制全数字液压非正弦振动与结晶器液面控制接近凝固温度的浇铸技术接近凝固温度的浇铸技术电磁连铸技术（磁约束结晶器、电磁束流、电磁搅电磁连铸技术（磁约束结晶器、电磁束流、电磁搅拌、电磁制动）拌、电磁制动）

30、适应薄板坯连铸钢水质量要求的精炼技术适应薄板坯连铸钢水质量要求的精炼技术凝固末端测定与铸坯动态轻压下凝固末端测定与铸坯动态轻压下计算机在线铸坯质量判定计算机在线铸坯质量判定孕育形核生产高等轴晶比的铸坯孕育形核生产高等轴晶比的铸坯v改进铸坯质量的新技术凝固末端测定与铸坯动态轻压下凝固末端测定与铸坯动态轻压下 采矿采矿 矿山开采是指用人工或机械对有利用矿山开采是指用人工或机械对有利用价值的天然矿物资源的开采。根据矿床价值的天然矿物资源的开采。根据矿床埋藏深度的不同和技术经济合理性的要埋藏深度的不同和技术经济合理性的要求，矿山开采分为露天开采和地下开采求，矿山开采分为露天开采和地下开采两种方式。下图

31、为铁矿开采示意图。两种方式。下图为铁矿开采示意图。 露天开采：采用采掘设备在敞露的条件下，以山坡露天开采：采用采掘设备在敞露的条件下，以山坡露天或凹陷露天的方式，一个阶段一个阶段地向下露天或凹陷露天的方式，一个阶段一个阶段地向下剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法。掘沟、剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法。掘沟、剥离和采矿是露天矿生产的三个重要环节。工艺流剥离和采矿是露天矿生产的三个重要环节。工艺流程一般都要经过穿孔、爆破、装载和运输。程一般都要经过穿孔、爆破、装载和运输。 地下开采：当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开地下开采：当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开采会使剥离系数过高，经技术经济

32、比较认为，采用采会使剥离系数过高，经技术经济比较认为，采用地下开采合理时，则采用地下开采。由于矿藏较深，地下开采合理时，则采用地下开采。由于矿藏较深，必须开凿由地表通往矿体的巷道，如竖井、斜井、必须开凿由地表通往矿体的巷道，如竖井、斜井、斜坡道、平巷等。地下开采主要包括开拓、采切斜坡道、平巷等。地下开采主要包括开拓、采切(采准和切割工作采准和切割工作)和回采三个步骤。工艺流程一般和回采三个步骤。工艺流程一般是：凿岩、爆破、通风、装载、支护和运输提升等是：凿岩、爆破、通风、装载、支护和运输提升等工序。工序。选矿选矿 烧结烧结 烧结法是将矿粉、熔剂烧结法是将矿粉、熔剂(石灰石、白云石、石灰石、白云

33、石、生石灰等粉料生石灰等粉料)、燃料、燃料(焦粉、煤粉焦粉、煤粉)按一按一定比例配合后，经混匀、造粒、加温定比例配合后，经混匀、造粒、加温(预预热热)布料、点火、借助炉料氧化产生的高布料、点火、借助炉料氧化产生的高温，使烧结料水分蒸发并发生一系列化温，使烧结料水分蒸发并发生一系列化学反应，产生部分液相黏结，冷却后成学反应，产生部分液相黏结，冷却后成块，经合理破碎和筛分后，最终得到的块，经合理破碎和筛分后，最终得到的块矿就是烧结矿。块矿就是烧结矿。 烧结法按生产工艺的不同可分为抽风烧结法按生产工艺的不同可分为抽风法和鼓风法。目前普遍使用的是抽风法。法和鼓风法。目前普遍使用的是抽风法。 炼焦炼焦

34、焦炭在高炉冶炼中起着发热剂、还原剂和料柱骨架焦炭在高炉冶炼中起着发热剂、还原剂和料柱骨架的三大作用。的三大作用。 高炉炼铁过程是一系列的复杂的物理、化学变化过程，高炉炼铁过程是一系列的复杂的物理、化学变化过程，主要是将铁矿石转化为金属铁。冶金焦对高炉能否顺行，主要是将铁矿石转化为金属铁。冶金焦对高炉能否顺行，焦比、冶炼强度的高低，生铁含硫、磷、硅成分的多少焦比、冶炼强度的高低，生铁含硫、磷、硅成分的多少等，都起着很重要的作用。因此，对焦炭质量具有较高等，都起着很重要的作用。因此，对焦炭质量具有较高的要求：的要求： (1)在化学成分上，要求硫低，此外还要灰分低和水分在化学成分上，要求硫低，此外还

35、要灰分低和水分稳定；稳定； (2)在机械强度上，要求冷态和热态的抗磨、抗打击和在机械强度上，要求冷态和热态的抗磨、抗打击和落下强度好；落下强度好； (3)在物理化学性质上，要求合适的反应性；在物理化学性质上，要求合适的反应性； (4)在粒度上要求均匀并且大小合适。在粒度上要求均匀并且大小合适。 将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后，在炼焦将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后，在炼焦炉内进行高温干馏，可以得到焦炭和荒煤气。炉内进行高温干馏，可以得到焦炭和荒煤气。 高炉炼铁高炉炼铁 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态炼铁过程实质上是将铁从其自然形态矿矿石等含铁化合物中还原出来的过程。高炉炼铁石等

36、含铁化合物中还原出来的过程。高炉炼铁是目前获得大量生铁的主要手段。它的原料是是目前获得大量生铁的主要手段。它的原料是富矿或人造块矿。燃料主要是焦炭，其次是煤富矿或人造块矿。燃料主要是焦炭，其次是煤粉、重油、天然气等，熔剂是石灰、白云石、粉、重油、天然气等，熔剂是石灰、白云石、蛇纹石等。蛇纹石等。 高炉炼铁原理高炉炼铁原理 高炉冶炼是还原过程，把氧化铁还原成含有高炉冶炼是还原过程，把氧化铁还原成含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质的生铁。副产品有碳、硅、锰、硫、磷等杂质的生铁。副产品有煤气和炉渣。煤气和炉渣。 自然界中没有纯铁存在，多与氧气结合成氧自然界中没有纯铁存在，多与氧气结合成氧化铁，如赤铁矿化铁

37、，如赤铁矿(Fe203)，理论含铁为，理论含铁为70，含，含氧量氧量30，是世界上贮量最大的矿种，且含氧，是世界上贮量最大的矿种，且含氧量也最大；磁铁矿量也最大；磁铁矿(Fe304)、含水的、含水的Fe2O3，称为称为褐铁矿褐铁矿(2Fe2033H20)、菱铁矿、菱铁矿(FeC03)、黄铁、黄铁矿矿(FeS2)等。等。 高炉炼铁是一个比较经济合理的办法，利用高炉炼铁是一个比较经济合理的办法，利用C、CO、H2做还原剂，将铁还原出来。做还原剂，将铁还原出来。 (1)用用CO还原还原(间接间接)。大于大于570时：时： Fe203 + CO Fe304 + C02 + (热热) Fe304+CO FeO+C02一一 FeO+CO Fe+C02 十十在小于在小于570C时：时：(FeO不能稳定存在不能稳定存在) Fe203 + CO Fe304 + C02 + (热热) Fe304 + CO Fe + C02 + (2)固体碳还原固体碳还原(直接直接)。大于大于570C时：时： Fe203 + C Fe304 + CO一一 Fe304+ C FeO + CO一一 FeO十十C Fe + CO一一小于小于570时：时： Fe203 + C Fe304 + CO一一 Fe304+ C Fe + CO一一 (3)一部分氢在低温代替一部分氢在低