高炉炼铁的原料:铁矿石、燃料、熔
剂
一、铁矿石
铁都是以化合物的状态存在于自然界中,尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。现在将几
种比较重要的铁矿石提出来说明:
(1)磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石,主要成份为 Fe3O4,是 Fe2O3 和
FeO 的复合物,呈黑灰色,比重大约 5.15 左右,含 Fe72.4%,O 27.6%,具有磁性。在选
矿(
Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性
较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。
(2)赤铁矿(Hematite)也是一种氧化铁的矿石,主要成份为 Fe2O3,呈暗红色,比
重大约为
5.26,含 Fe70%,O 30%,是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分
成很多类别,如赤色赤铁矿(
Red hematite)、镜铁矿(Specularhematite)、云母铁矿
(
Micaceous hematite)、粘土质赤铁(Red Ocher)等。
(3)褐铁矿(Limonite)这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿(Goethite)HFeO2 和
鳞铁矿(
Lepidocrocite)FeO(OH)两种不同结构矿石的统称,也有人把它主要成份的化
学式写成
mFe2O3.nH2O,呈现土黄或棕色,含有 Fe 约 62%,O 27%,H2O 11%,比
重约为
3.6~4.0,多半是附存在其它铁矿石之中。
(4)菱铁矿(Siderite)是含有碳酸铁的矿石,主要成份为 FeCO3,呈现青灰色,比重
在
3.8 左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约 800~900
℃
时会吸收大量的热而放出二氧化碳,所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓
风炉。
另外还有铁的硅酸盐矿(Silicate Iron)硫化铁矿(Sulphide iron)
二、燃料
炼铁的主要燃料是焦炭。烟煤在隔绝空气的条件下,加热到
950-1050
℃,经过干燥、热
解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭,这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。其作用
是熔化炉料并使铁水过热,支撑料柱保持其良好的透气性。因此,铸造焦应具备块度大、反
应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
1、焦炭分布
从我国焦炭产量分布情况看,我国炼焦企业地域分布不平衡,主要分布于华北、华东和东北
地区。
2、焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼,起还原剂、
发热剂和料柱骨架作用。
3、焦炭的物理性质
焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔
率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭
电阻率和焦炭透气性等。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下:
真密度为
1.8-1.95g/cm3;
视密度为
0.88-1.08g/cm3;
气孔率为
35-55%;
散密度为
400-500kg/m3;