现代炼铁工艺部分知识

高炉炼铁生产。高炉生产实际上是对铁矿石中的铁氧化物进行还原的过程。高炉使用

的含铁炉料主要是烧结矿、球团矿以及天然富块矿；燃料为焦炭、煤粉、重油、天然气等。高
炉的主产品是生铁，作为下游炼钢工序的主要原料；副产品主要是高炉炉顶煤气和高炉
渣。(3)炼钢和铸钢生产。炼钢实际上是将熔融铁水、废钢、熔剂(石灰、石灰石、萤石等)放入
炼钢炉(主要是转炉和电炉)内，使铁水中的杂质元素氧化，并加入合金元素的过程。通过
炼钢，铁水中的部分碳氧化成 CO 或 CO：逸出，其余杂质元素以氧化物或其他形态进入
炉渣，使钢液达到预定的化学成分。炼钢除了已经广

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泛采用氧气顶吹或顶底复吹转炉外，电炉生产也实现了高效化。为了提高钢的质量和减少
炼钢炉负担，已普遍在炉前增加铁水预处理(脱 si、脱 P、脱 S)装置，在炉后添加各种二
次精炼设备，以降低钢中气体夹杂(H、0、N 等)含量，消除有害杂质，提高钢的纯净度和
质量。铸钢生产的连续化，即以连铸代替模铸，是铸钢生产技术的重大革命。(4)轧制生产。
将钢锭或钢坯经过轧机轧制成所需的钢材，实际上是塑性加工变形和改善钢内部结构的
过程。通过轧机轧制，不仅使原来粗大、不均匀的铸造结构变成均匀的细晶组织，而且力
学性能得以提高，从而可生产各种形状和不同规格的钢材(型钢、线材、钢轨、钢板、钢管、
车轮、轮箍等)，以供应有不同用途和性能要求的用户。除热车 D'f-，在常温下经冷轧机轧
制的钢材具有更好的精度、力学性能、表面光洁度和内部组织。连轧技术、冷轧技术、高速轧
制、控制轧制、控制冷却、高刚度轧机、高精度轧制等新技术的发展和应用，

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为扩大钢材品种和提高钢材质量开辟了广阔的前景。此外，根据原料供应状况和经济条件，
有些地方还并存着许多只生产生铁或铸铁的高炉厂家、以废钢等作原料只进行炼钢和轧钢
的电炉厂家或只进行轧钢的单一轧钢厂家等。1．5 现代炼铁工艺炼铁是将铁从自然形态
的含铁矿石中还原出产的过程。现代炼铁方法包括高炉炼铁和非高炉炼铁。任何炼铁方法
的产生、存在和发展皆取决于一定的能源条件。高炉炼铁工艺，即以焦炭为基础能源的传
统炼铁法与转炉炼钢相配合，是目前钢铁生产的主要流程。高炉在生铁生产中处于统治性
地位，且在相当长的时期内都不会有太大的改变。目前，全世界 95％左右的铁水由高炉
生产。为使高炉炼铁摆脱对焦炭的依赖性，经过长期研究和实践，逐步形成了多种不同形
式的非高炉炼铁工艺。非高炉炼铁工艺泛指有别于基于焦炭的传统高炉炼铁方法，而是以
煤、燃油、天然气和电能为基础能源的其他炼铁方法。按工艺特征、产品类型以及产品用途，
北高炉炼铁又分为直接还原法和熔融还原法两大类。发展非高炉炼铁的主要原因是： (1)
钢铁 L 业发展摆脱焦煤资源羁绊的需要；(2)环境保护的需要；(3)降低钢铁生产总能耗的
需要；(4)提高钢铁产品质量和改善产品结构的需要；(5)解决废钢资源短缺及其质量不断
劣化的需要；(6)冶金资源综合利用的需要。发展非高炉炼铁有利于简化传统钢铁生产流
程，节能降耗，实现无焦或少焦钢铁生产，降低环境负荷。不过，非高炉炼铁目前还仅是
高炉一转炉流程的有力补充，但其环境友好，灵活性大，适应性强，是现代钢铁生产的
重要前沿技术和发展方向。1．5．1 高炉炼铁自然界中很少有纯铁存在，多为与氧结合而
形成的铁的氧化物。常见的含铁矿物包括赤铁矿(Fe：O。)、磁铁矿(Fe。O。)、褐铁矿(Fe：
O，·3H：O)、菱铁矿(FeCO，)以及黄铁矿(FeS：)等。高炉炼铁是目前获得生铁的主要手段，
其冶炼过程是在高温下，将铁矿石或含铁原料中的铁从氧化物或矿物状态还原成含有碳、
硅、锰、硫、磷等杂质的液态生铁。因此，高炉炼铁的本质是还原过程。高炉是生铁的主要生
产单元。在所有的炼铁反应器中，高炉具有如下优点：(1)炉内存在气、固两相的向流运动，