《钢铁冶金原理》课件.ppt

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1、《钢铁冶金原理》第四章冶金炉渣制作人：陈永范单位：材料学院冶金系1第四章冶金炉渣本章主要内容教学重点难点第一节二元渣系相图掌握第二节三元系相图基本知识掌握、难点第三节三元渣系的相图重点掌握、难点第四节熔渣的结构理论重点掌握第五节熔渣的离子溶液模型了解、难点第六节熔渣的化学性质重点掌握、难点第七节熔渣的物理性质掌握2第四章冶金炉渣炉渣是火法冶金中形成的以氧化物为主要成分的多组分熔体。1、炉渣分类－根据冶炼过程目的的不同，炉渣可分为下列4类：1)以矿石或精矿为原料进行还原熔炼，得到粗金属的同时，未被还原的氧化物和加入的熔剂形成的炉渣，称为冶炼渣或还原渣。例如，冶炼铁

2、矿石得到的高炉渣。2)精炼粗金属，由其中元素氧化形成的氧化物组成的炉渣，称为精炼渣或氧化渣。例如，由生铁冶炼成钢产生的炼钢渣。3)将原料中的某有用成分富集于炉渣中，以利于下道工序将它回收的炉渣，称为富集渣。例如，钛精矿还原熔炼所得的高钛渣，吹炼含钒、铌生铁得到的钒渣、铌渣等。它们分别用作提取金属钛和铌的原料。4)按炉渣所起的冶金作用，而采用各种造渣材料预先配制的炉渣，称为合成渣。如电渣重熔用渣，浇铸钢锭或钢坯的保护渣及炉外精炼渣。3第四章冶金炉渣2、冶炼过程中的炉渣组成：还原熔炼中未被还原的氧化物；氧化熔炼中氧化形成的氧化物；为适应冶炼要求而加入的熔剂；及被侵蚀

3、的耐火炉衬的氧化物；以及少量硫化物及CaF2等卤化物组成的；其中也还夹带着少量金属粒。3、炉渣在金属冶炼过程的作用：分离或吸收杂质；除去粗金属中有害于金属产品性能的杂质；富集有用金属氧化物及精炼金属的作用；并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失；在电炉冶炼中，炉渣还起着电阻发热的作用。炉渣在保证冶炼操作的顺利进行，冶炼金属熔体的成分和质量，金属的回收率以及冶炼的各项技术经济指标等方面都起了决定性的作用。俗话说“炼钢在于炼渣，好渣之下出好钢”，生动地说明了炉渣在冶炼过程中所起的作用。4第四章冶金炉渣炉渣所起的各种作用都是通过控制炉渣的化学组成、温度及其所具有

4、的物理化学性质来实现的。熔渣的物理化学性质与其结构有关，通过熔渣结构研究，可以查明熔渣物理化学性质变化规律，从而达到控制冶金反应的目的。4、炉渣的处理：作为废物送到渣场堆放。a）影响国土的利用;b）若不加以综合利用，也是极大的浪费;c）环境污染问题。综合利用处理。a）保护环境；a）可以回收炉渣中有用成分。例如，制成水泥、建筑材料和磷肥工业等的原料。5高温冶金过程多数在熔融的反应介质中进行,—如炼钢、铝电解、粗铜的火法精炼等在很多冶炼过程中，产物或中间产品为熔融状态物质,—如高炉炼铁、硫化铜精矿的造锍熔炼、铅烧结块的鼓风炉熔炼等。一、基本概念冶金熔体：在高温冶金过

5、程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。冶金熔体分类——根据组成熔体的主要成分的不同：金属熔体:非金属熔体:熔渣、熔盐、熔锍。第四章冶金炉渣6一、基本概念主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。熔渣是一种非常复杂的多组分体系：如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3除氧化物外，炉渣还可能含有少量其它类型的化合物甚至金属。如氟化物（CaF2）、氯化物（NaCl）、硫化物（CaS、MnS）、硫酸盐等。熔渣是火法冶金过程产物第四章冶金炉渣7一、基本概念第四章冶金炉渣8通常由五、六种或更多的氧化物组成。含量最多的氧化

6、物通常只有三种，其总含量可达80%以上。多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物是：CaO、SiO2、FeO高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物为：CaO、SiO2、Al2O3常含有其他化合物，如氟化物、硫化物等。一、基本概念第四章冶金炉渣9一、基本概念熔渣主要来源：矿石或精矿中的脉石：如高炉冶炼：Al2O3、CaO、SiO2等为满足冶炼过程需要而加入的熔剂：如CaO、SiO2、CaF等冶炼过程中金属或化合物（如硫化物）的氧化产物：如炼钢：FeO、Fe2O3、MnO、TiO2、P2O5等造锍熔炼：FeO、Fe3O4等。被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料：如碱性炉

7、渣炼钢时，MgO主要来自镁砂炉衬第四章冶金炉渣10一、基本概念熔渣主要作用：不同的熔渣所起的作用不一样。1、冶炼渣（熔炼渣）在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔炼过程中。主要作用：汇集炉料（矿石或精矿、燃料、熔剂等）中的全部脉石成分、灰分以及大部分杂质，使其与冶炼产物（金属、熔锍等）分离。高炉炼铁：脉石成分与燃料的灰份以及熔剂（石灰石、白云石、硅石等）反应，形成炉渣，从而与金属铁分离。造锍熔炼：铜、镍的硫化物与炉料中铁的的硫化物熔融在一起，形成熔锍；铁的氧化物则与造渣熔剂SiO2及其他脉石成分形成熔渣。第四章冶金炉渣11一、基本概念2、精炼渣是粗金

8、属精炼过程的产物。主要作