冶金工藝流程

冶金工藝流程是選礦是冶煉前的準備工作，從礦山開採下來礦石以後，首先需要將含鐵、銅、鋁、錳等金屬元素高的礦石甄選出來，為下一步的冶煉活動做準備。選礦一般分為破碎、磨礦、選別三部分。其中，破碎又分為：粗破、中破和細破；選別依方式不同也可分為：磁選、重選、浮選等。

基本介紹

• 中文名：冶金工藝流程
• 選礦工藝：重力選礦法
• 流程：燒結球團、煉焦
• 後期處理：煙氣塵處理

選礦工藝

選礦的目的

提高礦石品位。

選礦方法

◆重力選礦法。根據礦物密度的不同，在選礦介質中具有不同的沉降速度而進行選礦。

◆磁力選礦法。磁力選礦法是利用礦物的磁性差別，在不均勻的磁場中，磁性礦物被磁選機的磁極吸引，而非磁性礦物則被磁極排斥，從而達到選別的目的。

◆浮游選礦法。浮游選礦法是利用礦物表面不同的親水性，選擇性地將疏水性強的礦物用泡沫浮到礦漿表面，而親水性礦物則留在礦漿中，從而實現不同礦物彼此分離。

選礦後產品

精礦、中礦和尾礦。

◆精礦是指選礦後得到的含有用礦物含量較高的產品。

◆中礦為選礦過程中間產品，需進一步選礦處理。

◆尾礦是經選礦後留下的廢棄物。

燒結球團

為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，並且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產出的鐵精礦製成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結法和球團法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結礦和球團礦。本專題將詳細介紹燒結生產的工藝流程，主要工藝設備的工作原理以及控制要求等信息，其次，我們將簡要介紹球團法生產的工藝流程，主要工藝設備的工作原理以及控制要求等信息。

鐵礦粉造塊的目的：　◆綜合利用資源，擴大煉鐵用的原料種類。　◆去除有害雜質，回收有益元素，保護環境。　◆改善礦石的冶金性能，適應高爐冶煉對鐵礦石的質量要求。　鐵礦粉造塊的方法：燒結法和球團法。　鐵礦粉造塊後的產品：分別為燒結礦和球團礦。（供高爐煉鐵生產的主要原料）

燒結

燒結是鋼鐵生產工藝中的一個重要環節，它是將鐵礦粉、粉（無煙煤）和石灰、高爐爐塵、軋鋼皮、鋼渣按一定配比混勻。經燒結而成的有足夠強度和粒度的燒結礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結熟料煉鐵對於提高高爐利用係數、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。

球團

把細磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合後，在加水潤濕的條件下，通過造球機滾動成球，再經過乾燥焙燒，固結成為具有一定強度和冶金性能的球型含鐵原料。

豎爐介紹

爐身直立，爐蓋上帶有豎井，並利用電弧爐排出的高溫廢氣在豎井內預熱廢鋼的超高功率電弧爐。爐氣在爐內向上運動。與爐料之間呈逆流換熱；多數豎爐的爐料與燃料直接接觸。按工藝用途分熔煉豎爐（常用的有高爐、煉銅、煉鋅和煉鉛用的鼓風爐、化鐵用的沖天爐等）和焙燒豎爐（用於焙燒各種物料，如鐵礦石、鐵精礦球團、有色金屬礦石、粘土礦物、石灰石等。物料在焙燒過程中始終保持固態）兩大類。

煉焦

高爐生產前的準備除了準備鐵礦石（燒結礦和球團礦）外，還需要準備好必需的燃料--焦炭。焦炭是高爐冶煉的主要燃料，焦炭在風口前燃燒放出大量熱量並產生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內的各種物理化學反應得以進行。

焦炭在高爐冶煉中的作用:　1.發熱劑。焦炭在風口前燃燒放出大量熱量並產生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內的各種物理化學反應得以進行。　2.還原劑。焦炭燃燒產生的CO及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。　3.料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3～1/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區只有焦炭是以固體狀態存在，它對料柱起骨架作用，高爐下部料柱的透氣性完全由焦炭來維持。　4.滲碳劑。　5.爐料下降提供自由空間。

煉鐵高爐

高爐煉鐵生產是冶金(鋼鐵)工業最主要的環節。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，並使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。高爐生產是連續進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。

高爐冶煉目的：將礦石中的鐵元素提取出來，生產出來的主要產品為鐵水。副產品有：水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。高爐冶煉原理簡介：　高爐生產是連續進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（1000～1300攝氏度），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵後，作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。

煉鋼

（轉爐、電爐、精煉爐）

轉爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質矽、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量（含1%的矽可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使爐內達到足夠高的溫度。因此轉爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調整”（成分和溫度）。採用的主要技術手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。

轉爐冶煉目的：將生鐵里的碳及其它雜質（如：矽、錳）等氧化，產出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。【相關信息】　鋼與生鐵的區別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小於2.11%稱之鋼，它的熔點在1450-1500℃，而生鐵的熔點在1100-1200℃。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強度、硬度增加，而塑性和衝擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學性能與力學性能，可進行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。

轉爐冶煉原理簡介：轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處於水平，向內注入1300攝氏度的液態生鐵，並加入一定量的生石灰，然後鼓入空氣並轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應，使鐵、矽、錳氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鐘後，當鋼液中只剩下少量的矽與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由於溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最後，磷也發生氧化並進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，並把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉爐。

連鑄

轉爐生產出來的鋼水經過精煉爐精煉以後，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉後的鋼水連續鑄造成鋼坯的生產工序，主要設備包括迴轉台、中間包，結晶器、拉矯機等。

連鑄的目的:將鋼水鑄造成鋼坯。

軋鋼

（鐵軌、管材、板材、線材）

從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼廠去進行軋制以後，才能成為合格的產品。熱軋後的成品分為鋼卷和錠式板兩種，經過熱軋後的鋼材厚度一般在幾個毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經過冷軋。

連軋的目的：將連鑄後的鋼坯軋製成客戶需要規格的鋼材。

從煉鋼廠送過來的連鑄坯，首先是進入加熱爐，然後經過初軋機反覆軋制之後，進入精軋機。軋鋼屬於金屬壓力加工，說簡單點，軋鋼板就像壓麵條，經過擀麵杖的多次擠壓與推進，面就越擀越薄。在熱軋生產線上，軋坯加熱變軟，被輥道送入軋機，最後軋成用戶要求的尺寸。軋鋼是連續的不間斷的作業，鋼帶在輥道上運行速度快，設備自動化程度高，效率也高。從平爐出來的鋼錠也可以成為鋼板，但首先要經過加熱和初軋開坯才能送到熱軋線上進行軋制，工序改用連鑄坯就簡單多了，一般連鑄坯的厚度為150～250mm，先經過除磷到初軋，經輥道進入精軋軋機，精軋機由7架4輥式軋機組成，機前裝有測速輥和飛剪，切除板面頭部。精軋機的速度可以達到23m/s。熱軋成品分為鋼卷和錠式板兩種，經過熱軋後的鋼軌厚度一般在幾個毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經過冷軋。

熱軋生產工藝流程　板坯由煉鋼連鑄車間的連鑄機出坯輥道直接送到熱軋車間板坯庫，直接熱裝的鋼坯送至加熱爐的裝爐輥道裝爐加熱，不能直接熱裝的鋼坯由吊車吊入保溫坑，保溫後由吊車吊運至上料台架，然後經加熱爐裝爐輥道裝爐加熱，並留有直接軋制的可能。　連鑄板坯由連鑄車間通過板坯上料輥道或板坯卸料輥道運入板坯庫，當板坯到達入口點前，有關該板坯的技術數據已由連鑄車間的計算機系統送到了熱軋廠的計算機系統，並在監視器上顯示板坯有關數據，以便工作人員進行無缺陷合格板坯的核對和接收。另外，通過過跨台車運來的人工檢查清理後的板坯也需核對和驗收，並輸入計算機。進入板坯庫的板坯，由板坯庫計算機管理系統根據軋制計畫確定其流向。

冷軋的工藝　冷軋的工藝，簡單地說就是將熱軋來的原料板軋製成用戶所要求的尺寸（板凸度）與形狀（板形），同時滿足性能（熱處理）與表面質量（塗鍍、精整）要求，是冶金行業的深加工工序，要求很高。　冷軋工藝包括幾部分：一般講，主要分為酸洗、多機架連軋機、熱處理線（包括罩式爐和連退），單機架和雙機架平整線，表面防腐處理的鍍鋅線、彩塗線，及精整線等，此外依據生產的產品不同還會有：鍍鋅線、冷軋矽鋼和彩塗線，冷軋是把熱軋的板卷再次加工成具有高附加值的產品。

工藝

空氣中含氮氣78%，氧氣21%。由於空氣是取之不盡的免費原料，因此工業制氧/制氮通常是將空氣中的氧氣和氮氣分離出來。制氧氧氣用來煉鋼；氮氣用來攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是重要的冶金原料。

處理工藝

【煙氣塵處理目的】：冶金工業是中型工業，污染比較嚴重，主要是煙氣塵污染，對我們生存環境造成嚴重破壞，必須節能降耗、節水、資源綜合利用。【煙氣塵處理原理簡介】：主要對冶金過程中產生的煙氣塵加以有效再利用，對於廢氣經過除塵減害後再排放。