鋼鐵冶煉輔料

鋼鐵冶煉過程中,為了除去磷、硫等雜質,造成反應性好、數量適當的爐渣,需要加入冶金熔劑如石灰石、石灰或螢石等;為了控制出爐鋼水溫度不致過高,需要加入冷卻劑如氧化鐵皮、鐵礦石、燒結礦或石灰石等;為了除去鋼水中的氧,需要加入脫氧劑如錳鐵、矽鐵等鐵合金等。上述材料統稱為輔助原料。

正文

 
石灰石 主要由方解石組成,化學成分為CaCO3。純方解石含CaO56%、CO244%。開採出的石灰石因有雜質,CaO的含量一般為50~55%。在鋼鐵冶煉中,石灰石是造渣用的鹼性熔劑,要求:①CaO含量高。②SiO2、Al2O3、S、P含量低。SiO2和Al2O3能降低石灰石作為熔劑的有效性能。在高爐冶煉中,石灰石里的SiO2和Al2O3含量每增加1%,其有效熔劑性能約降低2.8%。③大中型高爐用的石灰石,粒度為20~50毫米,小高爐為10~30毫米。
白雲石 純白雲石 【CaMg(CO3)2】 含MgO21.9%、CaO30.4%、CO247.7%。天然白雲石還含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等雜質,顏色通常呈灰白色或淡黃色。白雲石在鋼鐵工業中大量用作鹼性耐火材料,焦油白雲石用作煉鋼爐爐襯。白雲石還用作鹼性熔劑,以提高爐渣中 MgO的含量,改善流動性,利於脫硫,減少爐襯熔損。對作為熔劑的白雲石的要求是含MgO高,含Al2O3、Fe2O3和SiO2低。中國白雲石的化學成分一般為:CaO26~31%,MgO17~21%, SiO21~5%,Al2O30.5~3%,Fe2O30.1~3%,CO243~46%。
石灰 由石灰石煅燒而成,是煉鋼最重要的熔劑。煅燒石灰必須用優質的石灰石原料,合適的煅燒設備,控制得當的煅燒過程和使用低硫低灰分燃料。採用緩慢加熱高溫煅燒所得的粗晶粒石灰(稱為硬燒或死燒石灰),在煉鋼爐中熔化慢,不易成渣。採用快速加熱迅速通過高溫區所得的晶粒細、活度大的石灰(稱為活性石灰或軟燒活性石灰),在煉鋼爐中可防止鋼液表面散熱過多,熔化快,容易成渣,從而提高了脫硫、脫磷效率。煉鋼用活性石灰的質量要求是:CaO>92%;P<0.008%;S<0.015%;氣孔率約50%;密度約1.1克/厘米3 ;活性度>360毫升(滴定法);粒度10~30毫米。石灰還用於鐵水的爐外脫硫(見鐵水爐外脫硫)。
螢石 又名氟石,主要化學成分為CaF2,有黃、淡紫、玫瑰、綠黑等各種顏色的結晶,比重 3.2,熔化溫度約935℃。在高爐中,螢石作洗爐用(通過降低熔點,清除爐牆結瘤);在煉鋼中,用作助熔劑,可降低石灰的熔點,改善爐渣流動性,提高脫硫效率。螢石分解後有強腐蝕性,對設備和爐襯不利,使用量應適當控制。鋼鐵冶煉用螢石的成分:CaF275~95%,SiO25~20%,S0.10~1.5%。
氧化鐵皮 又稱鐵鱗,是鋼錠和鋼坯在加熱和軋制過程中產生的。它含鐵約70~75%,在煉鋼中可用作氧化劑;煉鋼精煉期使用它能加速石灰溶解,且不降低熔渣鹼度,又有利於熔池沸騰,對去磷有一定效果。此外氧化鐵皮可配加入燒結料,以及在鐵合金冶煉中用以代替鋼屑。
錳礦 用於冶煉錳鐵,有時用於高爐煉鐵以調整生鐵含錳量,或用於高爐洗爐。

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