鋼材的原材料與生產(chǎn)工藝

1、1鋼材的原材料與生產(chǎn)工藝一、一、原材料原材料鋼的源頭是鐵礦砂，即鐵元素(Fe)在自然界中的存在形式，純粹的鐵在自然界中是不存在的，鐵礦砂主要分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦三種，這些都是鐵的氧化物，不同之處在于它們的氧化方式。鐵礦砂中的含鐵量越高越好，理論上鐵礦砂中的最高含鐵量在72%左右，含鐵量在60%以上稱為富鐵礦。鐵礦砂先在熔爐內(nèi)還原成鐵(銑鐵)，再送入煉鋼爐內(nèi)脫碳精煉成鋼，廢鋼也可在煉鋼爐熔煉再生。一般鋼鐵依使用用途制成性質(zhì)、形狀各異

2、的商品，既所謂的鋼鐵制品。通常鋼鐵制品是將鐵礦石還原，熔解成銑鐵(煉銑)，銑鐵精煉成鋼(煉鋼)，鋼再軋延、加工后制成各種鋼鐵制品，廣義的鋼鐵制品包含鑄鐵、鑄鋼、鍛造鋼品及鋼材加工的制品。在討論鋼鐵的原料之前，我們先要弄清楚，究竟鋼和鐵有什么不同？是否有不同的成份呢？在日常生活上大家總是把鋼和鐵聯(lián)在一起稱為“鋼鐵”，可見(jiàn)鋼和鐵應(yīng)該是一種物質(zhì)才對(duì)；事實(shí)上，由科學(xué)的眼光來(lái)看，鋼和鐵是有少許不同的，它們的主要成份都是鐵元素，只是所含的碳元素量不

3、同。我們通常以碳的含量在2%以上的叫“生鐵”，低于這個(gè)數(shù)值的叫“鋼”。因此，在冶煉鋼鐵的過(guò)程中，含鐵的礦石先在鼓風(fēng)爐(blastfurnace)(高爐)中被冶煉成熔融生鐵，而后熔融生鐵再放到煉鋼爐(steelmakingfurnace)中精煉成鋼。生產(chǎn)鋼鐵所需要的原料分成四大類來(lái)分別討論：第一類討論的是各種含有鐵質(zhì)的礦石原料；第二類是煤和焦炭；第三類則討論在冶煉的過(guò)程中用來(lái)制造熔碴(slag)的熔劑(或稱助熔劑flux)，如石灰石等；最

4、后一類是各種輔助原料，如廢鋼料(scrap)、氧氣等。二、鐵礦石種類及分布二、鐵礦石種類及分布在理論上來(lái)說(shuō)，凡是含有鐵元素或鐵化合物的礦石都可以叫做鐵礦石。但是，在工業(yè)上或者商業(yè)上來(lái)說(shuō)，鐵礦石不但是要含有鐵的成份，而且必須有利用的價(jià)值才行?？墒?，由于很難絕對(duì)性的判定一個(gè)礦石是否有利用價(jià)值，所以在工業(yè)上很難訂立一個(gè)鐵礦石的標(biāo)準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，歐洲所產(chǎn)的鐵礦品質(zhì)很差，而且含鐵量很低，只是因?yàn)樗麄冋也坏胶玫牡V石，所以他們就把這種礦石稱為鐵礦石；而

5、澳洲目前因?yàn)槠焚|(zhì)好含鐵量高的礦石存量很多，所以像歐洲所3(6)硫化鐵礦(Sulphideiron)這種礦石含有FeS2，含F(xiàn)e只有46.6%而S的含量達(dá)到53.4%。呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.95～5.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅(Copper)、鎳(Nickel)、鋅(Zinc)、金(Gold)、銀(Silver)等，所以常被用做他種金屬冶煉工業(yè)的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用來(lái)提制硫磺，鐵反而變成了副產(chǎn)

6、品，所以事實(shí)上已不能稱為鐵礦石。鐵在地球表面，分布非常廣泛，而且存量也極為豐富，幾乎所有的巖石和動(dòng)植物的殘骸之中都含有少許鐵的成份；根據(jù)地質(zhì)學(xué)家的估計(jì)，地殼中大約有4～5%是鐵的元素。雖然這許多含鐵的物質(zhì)中只有極少部份是具有價(jià)值的鐵礦石，但是它的存量已經(jīng)是極為豐富。對(duì)于地球上鐵礦石貯存量的估計(jì)，目前沒(méi)有一個(gè)可以確信的數(shù)字。目前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的主要產(chǎn)鐵礦國(guó)有美國(guó)、加拿大、巴西、澳洲、南非、印度、法國(guó)、英國(guó)、瑞典、西班牙、蘇俄、中國(guó)、委內(nèi)瑞拉等

7、。中國(guó)鐵礦資源有兩個(gè)特點(diǎn)：一是貧礦多，貧礦出儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的80%；二是多元素共生的復(fù)合礦石較多。此外礦體復(fù)雜，有些貧鐵礦床上部為赤鐵礦，下部為磁鐵礦。(1)東北地區(qū)鐵礦東北的確鐵礦主要是鞍山礦區(qū)，它是目前我國(guó)儲(chǔ)量開(kāi)采量最大的礦區(qū)，大型礦體主要分布在遼寧省的鞍山(包括大弧山、櫻桃園、東西鞍山、弓長(zhǎng)嶺等)、本溪(男芬、歪頭山、通遠(yuǎn)堡等)，部分礦床分布在吉林省通化附近。鞍山礦區(qū)是鞍鋼、本鋼的主要原料基地。鞍山礦區(qū)礦石的主要特點(diǎn)：鞍山礦區(qū)礦石的

8、主要特點(diǎn)：1)除極少富礦外，約占儲(chǔ)量的98%為貧礦，含鐵量20～40%，平均30%左右。必須經(jīng)過(guò)選礦處理，精選后含鐵量可達(dá)60%以上。2)礦石礦物以磁鐵礦和赤鐵礦為主，部分為假象赤鐵礦和半假象赤鐵礦。其結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，脈石分布均勻而致密，選礦比較困難，礦石的還原性較差。3)脈石礦物絕大部分是由石英石組成的，SiO2在40～50%。但本溪通遠(yuǎn)堡鐵礦為自溶性礦石，其堿度(CaMgSiO2)在1以上。且含錳1.29～7.5%可代替錳礦使用。4)