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关于炉料结构几个问题的探讨介绍

关于高炉炉料结构几个问题的探讨

高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。随着精料技术的发展，烧结矿和球团矿逐步淘汰了品位低、SiO2含量高、冶金性能差的天然块矿。但长期实践表明，即便高炉使用单一的矿或球团矿生产，并不能获得最佳的指标和效益。对烧结矿、球团矿以及天然富块矿的冶金性能等的测试研究后，了解到它们的各自的优缺点，从而人们就探索如何发挥和利用它们的优点组合成一定的断料结构模式，来使高炉生产获得好的指标和效益。

一、目前国内外高炉炉料结构类型

高碱度烧结矿具有优良的冶金性能，约占炼铁炉料结构的70%。高碱度烧结矿的优点：

⑴有良好的还原性。铁矿石还原性每提高10%，炼铁焦比下降8%～9%；

⑵较好的冷强度和低的还原粉化率；

⑶较高的荷重软化温度；

⑷好的高温还原性和熔滴性⑸使用高碱度烧结矿，在一定程度上可以避免了高炉结瘤。

球团矿特点：

⑴球团矿粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。

⑵球团矿冷太强度好，运输、存贮、装卸过程产生的粉末少；

⑶球团矿含铁品位高和堆密度大，有利于提高高炉料柱的有效重量，增加产量和降低焦比；

⑷球团矿还原性好，有利于改善煤气化学能的利用；

⑸高炉生产实践表明，用球团矿替代天然块矿，可大幅度提高产量、降低焦比，同时改善煤气的利用效率。

⑹FeO含量低，矿物主要是Fe2O3，还原性好；

⑺自然堆角小，在高炉内布料易滚向炉子中心；

⑻含硫很低；

⑼具有还原膨胀的缺点，在有K2O、Na2O等催化的作用下会出现异常膨胀；

⑽酸性氧化球团矿的软熔性能较差。

目前国内外高炉炉料结构大致分为以下几种类型：⑴以单一自熔性烧结矿为原料；⑵以自熔性烧结矿为主，配少量球团矿或块矿；⑶以高碱度烧结矿为主，配天然块矿；⑷以高碱度烧结矿为主，配酸性球团矿；⑸以高碱度烧结矿为主，配酸性炉料；⑹高、低碱度烧结矿搭配使用；⑺以球团矿为主，配高碱度烧结矿或超高碱度烧结矿；⑻以单一球团矿为原料；

⑼自熔性烧结矿配自熔性球团矿或低碱度烧结矿等多种炉料结构。

二、焦炭质量对高炉冶炼的影响

焦炭在高炉内的骨架作用是其它炉料所不能取代的。焦炭强度M40、M10直接影响焦炭的骨架作用，对高炉冶炼的影响是无可置疑的。M40增加1%，利用系数增加0.04，降低焦

比5.6kg/t；M10降低0.2%，增加产量0.05降低焦比7kg/t。从2004年以来武钢焦炭M40提高了1.4%，M10下降了0.3%。这两项合计可增加产量10%，降低焦比15kg/t以上。

焦炭热态强度对高炉冶炼的影响更使十分重要的。以往研究证明：焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。在块状带，粒度无明显变化；从软熔带位置开始，焦炭粒度变化很大，这是剧烈溶碳反应的结果。高炉炉料的主要阻力在软熔带以及以下的区域。热强度讲直接影响下部区域的透气性，对高炉顺行起着十分重要的作用。

三、高炉喷煤对煤的性能要求

高炉喷吹用煤应能满足高炉冶炼工艺要求并对提高喷吹量和置换比有利，以代替更多的焦炭。高炉喷煤对煤的性能要求为：

(1)煤的灰分越低越好，一般要求小于15％。

(2)硫的质量分数越低越好，一般要求小于1.0％。

(3)胶质层越薄越好，Y值应小于10mm，以免在喷吹过程中结焦堵塞喷枪和风口。

(4)煤的可磨性要好，HGI值应大于50。

(5)燃烧性和反应性要好。燃烧性和反应性好的煤允许大量喷吹，并允许适当放粗煤粉粒度，降低制粉能耗。

(6)发热值越高越好。喷入高炉的煤粉是以其放出的热量利形成的还原剂(CO、H2)来代替焦炭。煤的发热值越高置换的焦炭越多。

四、关于碱金属几个问题的探讨

高炉碱金属主要来源于矿石和焦炭，降低矿石软化温度，使软熔带上移引起球团异常膨胀而严重粉化和多数烧结矿中温还原粉化；加剧焦炭的气化反应,降低焦炭强度；促使炉墙结厚甚至结瘤破坏砖衬。

高炉碱金属主要有K、Na。由于Zn在高炉中的行为与K、Na相似，因此我们可以将Zn 也划入碱金属范围。

1 K、Na在高炉中的循环和富集

碱金属矿物主要以硅铝酸盐和硅酸盐形态存在。前者如长石类K2O·Al2O3·6SiO2、霞石类K2O·Al2O3·2SiO2和白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2等，后者如钾钙硅石2K2O·CaO·3SiO2和钠闪石Na2Fe2+Fe3+(Si4O11)OH等。这些碱金属矿物熔点很低，在800~1100℃之间熔化。在高温区，一部分进入炉渣，一部分被C还原成金属K、Na。由于碱金属K、Na沸点只有799℃和882℃，还原后立即随煤气上升，在不同的温度条件下与其他物质反应转化为氰化物、氟化物、硅酸盐和碳酸盐，但以碳酸盐为主。

2K+2CO2=K2CO3+CO

K2CO3在900℃以上熔化。但随炉料下降到大于1050℃，K、Na重新被还原。因而高炉上部的中低温区K、Na以金属盒碳酸盐形式进行循环和富集。

K、Na的氰化物在1400℃以上的高温区生成。

3C+N2+ K2O·Al2O3·2SiO2=2KCN(g)+Al2O3+2SiO2+CO

气态氰化物上升到800℃区域液化，到600℃转变为固体粉末。它们再随炉料下降被还原生成氰化物。钾钠的氰化物在600~1600范围内进行循环和富集。

2 K、 Na在高炉中的危害

⑴破坏炉料强度

K、Na降低炉料的强度，特别是对焦炭的高温强度影响较大

①焦炭吸收K, Na后，形成塞入式化合物KC6、KC8,、KC12、KC24等，一方面使焦炭变得疏松;另一方面使焦炭反应性增大，导致碳熔损反应增大。结果造成焦炭高温强度急剧下降。

②K, Na及其低沸点化合物沉积于炉料表面和孔隙，特别是进入Fe2O3晶格内，将使球团矿异常膨胀，高碱度烧结矿粉化。

⑵使软熔带位置升高，厚度增加，初渣形成早，对造渣不利

①Fex O·Si O2·K2O可形成熔点为700℃左右的玻璃渣相；

②低熔点渣相糊住海绵铁表面，使渗碳、滴落困难，使软熔带的下沿温度提高；

⑶K、Na促进碳素沉积反应2CO=CO2+C的进行(催化作用)并使得高炉上部的还原速度加快 (K、Na催化还原FeO)；

⑷使炉衬破裂，炉墙结厚甚至结瘤

①K, Na蒸汽渗入砖缝，氧化沉积，伴随碳素沉积引起膨胀；

②与砖衬形成低熔点物质Fex O·Si O2·K2O，引起渣化；

③当炉况不顺、发生悬料时，煤气横向扩散，结果低熔点物质Fex O·Si O2·K2O粘附焦末、矿末后，生成瘤根，久之造成结厚甚至结瘤。

⑸使整个料柱的透气性降低，高炉顺行急剧恶化；

①使炉料强度变坏，上部透气性降低；

②使初渣形成早，软熔带位置高且厚，煤气阻损大大增加；

③含K、Na炉渣的表面张力小，易泡沫化产生“液泛”，使中、下部透气性降低；

④焦炭高温强度下降后，高炉下部透气性变差。

3 高炉内锌的还原及危害

Zn常以ZnS状态存在，以硫酸盐或硅酸盐形式存在的锌矿物，入炉后很快分解成ZnO，在≥1000℃区域还原成Zn并立即气化进入煤气，上升过程中有一部分随煤气逸出炉外，但易在管道中凝集，大部分又被氧化成ZnO并被炉料吸收再度下降还原，形成循环。

⑴Zn蒸汽沉积在炉子上部砖衬缝隙中或墙面上，当其氧化后体积膨胀会损坏炉衬或造成结瘤。

⑵对冷却壁冷却方式的高炉，使炉内黏结物频繁脱落，风口破损严重。

⑶对冷却板结构的高炉，使黏结物粘附牢固，频繁悬料。

⑷锌蒸汽顺着冷却设备周围缝隙下到风口区，在强冷却区又冷凝成液体，大量进入到

风口组合砖中，使风口组合砖体积膨胀或损坏，造成风口二套大量上翘。

⑸沉积金属锌造成炉体砖衬脆裂、破裂，并导致炉缸、炉底炭砖脆化，缩短高炉寿命。

⑹随煤气逸出的ZnO，能在上升管和下降近凝集，产生堵塞。

4、降低碱金属对高炉危害的措施

⑴限制炉料带入的碱量:碱负荷<3～5kg/t铁

高炉碱金属的来源分析中，矿粉、高炉块矿以及焦炭与煤粉带入的碱金属普遍受到重视。而对于碱金属以高炉瓦斯灰为载体在高炉于烧结矿之间的循环重视的往往不够。碱金属（K、Na、Zn）一部分在高炉内循环，一部分进入炉渣外，剩下部分进入高炉煤气。在高炉煤气净化过程中，大部分碱金属进入瓦斯灰。而瓦斯灰作为资源，一直作为烧结矿的辅助原料进行使用。碱金属在烧结过程中，会挥发进入烧结烟气。由于含碱金属的粉尘粒度较细，在烧结烟气除尘过程中，这部分粉尘主要在烧结机电除尘器的三、四电场捕集。因此，要减少碱负荷可以采用以下措施：

①减少炉料带入的碱负荷；

②废弃瓦斯灰作为烧结原料。目前可行的方法是转底炉脱锌工艺。这样既可以切断碱金属在烧结和高炉之间的循环，降低高炉碱负荷，又可以生产金属化球团，还可以回收Zn，起到一举多得的效果。

③将烧结机电除尘器三、四电场的除尘灰废弃，这样也可以降低高炉碱负荷，但会增加除尘系统的投资。

⑵增大炉渣排出的碱量

①降低炉渣碱度。在一定的炉温下，随炉渣碱度降低，排碱率相应提高。自由碱度±

0.1，影响渣中碱金属氧化物 0.30%。

②降低炉渣碱度或炉渣碱度不变，生铁含硅量降低，排碱能力提高。[Si]±0.1%，影响渣中碱金属氧化物 0.045%。

③提高渣中MgO含量，可以降低K2O、Na2O活度，渣中MgO提高，排碱率提高。渣中MgO ±1%，影响渣中碱金属氧化物 0.21%。

④提高(MnO/Mn)比,可提高渣中碱金属氧化物。

5 转底炉

转底炉脱锌工艺，是充分运用转底炉处理钢铁冶金尘泥再生利用的先进技术，采用转底炉还原铁和锌，生产的金属化球团直接供高炉或转炉冶炼，脱锌率高，可大大减少锌元素对高炉生产的影响，降低高炉的维修费用。

转底炉处理高炉污泥、烧结及球团粉尘的生产能力，每月回收的锌粉均在400吨以上。经过转底炉脱锌处理将污泥、粉尘中的铅、钾、钠等金属脱离，又为高炉稳定顺行及铁水质量的提升创造了条件。经过脱锌工艺加工所生产的金属含量达50%的金属化球团，再进入到高炉生产中，可为高炉降低可观的能耗。

钢铁生产过程中粉尘的产生量一般是钢产量的10%左右，迫于钢铁资源紧张、污染物排放治理的压力，国内钢铁企业大都采用返回烧结的方法来利用这些粉尘，但粉尘中的Zn、K、Na等元素对烧结机产能、烧结矿质量及高炉顺行和长寿产生严重影响。因此，部分Zn、K、Na含量高的粉尘不得不废弃，这样不仅会对环境造成严重的污染，而且造成大量宝贵资源的浪费。“转底炉直接还原生产技术”能够成功解决钢铁冶金过程中冶金粉尘的高效综合利用问题。为了钢铁工业的可持续发展，采用转底炉处理钢铁厂尘泥是近年来转底炉直接还原技术应用的一个重要发展方向。工业实践证明，转底炉处理钢铁尘泥，可使尘泥中的有害元素锌、铅回收率达到90%以上，与其他技术比较，转底炉工艺有以下技术优点：

⑴工艺简单，对钢铁厂产生的含锌尘泥及各种含铁原料适应性强；

⑵燃料利用率高，无碳氢化合物排放问题；

⑶采用内配碳自还原，只需外部升温和传热，反应温度比传统工艺高300-600℃，反应速度快，球团在炉膛内停留时间短；

⑷整个生产过程采用自动控制，自动化程度高；

⑸采用先进的余能回收技术，最大限度的利用能源；

⑹全部回收除尘灰富含的有用元素，环境保护效果明显。

五、Al2O3对高炉操作的影响

随着我国钢铁产业的迅速发展，对炼铁原料的需求日益扩大，进口矿粉已占相当数量。目前国内进口的矿粉主要是澳矿与印矿，这两种矿粉中Al2O3含量普遍偏高。高炉炉渣中Al2O3含量平均在18.2%左右，最高时可达到22%。炉渣Al2O3含量高时炉渣的流动性和稳定性都将变差，易引起炉墙粘结与炉缸堆积，破坏高炉冶炼的正常进程，给高炉操作带来一系列的问题。如不制定科学的操作方针与方法，将引起炉况不顺，影响产量与质量。因此，Al2O3含量高的炉渣严重制约了高炉的正常生产。

1 Al2O3含量对炉渣性能的影响

Al2O3属于中性，但在高炉冶炼中可认为是酸性物质，其熔点是2050℃，在高炉冶炼中与SiO2混合后仍产生高熔点（1545℃）的物质，使渣铁流动性差，分离困难。当加入碱性物质如CaO或MgO后，尽管CaO的熔点是2570℃，MgO熔点是2800℃，但与SiO2和Al2O3结合后生成低熔点（低于1400℃）的物质，在高炉内熔化，形成流动性良好的炉渣，使渣铁分离，保证高炉正常生产。

图1（A、B）为不同碱度、不同MgO含量条件下渣中Al2O3含量对炉渣粘度的影响,炉渣中Al2O3含量对粘度η影响的关系曲线。图2为1500℃温度下炉渣Al2O3含量与粘度的散点关系。由图1、图2可以看出,随着炉渣中Al2O3含量增加,炉渣粘度值增加，流动性变差。本次试验所选择的渣系粘度值在1500℃时大部分小于0.3Pa.s，说明高温区域炉渣能保持正常的流动性，但随着Al2O3含量的提高，炉渣粘度对温度的敏感性提高,尤其在Al2O3含量大于17%时随着温度降低炉渣的粘度值增加较快。

图1 Al2O3含量对炉渣粘度和熔化性温度的影响

图2 Al2O3含量与炉渣粘度的散点图

2、MgO含量对炉渣粘度的影响

不同MgO含量对炉渣粘度的影响见图3。可以看出，在渣中Al2O3含量和二元碱度确定时，随着渣中MgO含量增加，粘度下降，流动性得到明显改善。可以认为随着渣中MgO含量的增加，MgO与Al2O3生成一系列低熔点物质，并有效扩大渣相中黄长石区，降低炉渣的熔化温度，从而改善炉渣的流动性。

图3 MgO含量对炉渣粘度的影响（Al2O317%）

3碱度对炉渣粘度的影响

图4为四元碱度R4与炉渣粘度的关系。可以看出,R4与炉渣粘度具有较好的相关性,随着R4的增加,炉渣粘度值降低。当R4不小于0.95时,1500℃炉渣粘度值都在0.28 Pa.s以下，炉渣具有较好的流动性。结合以上讨论结果，可以进一步推论：对于Al2O3含量较高的高炉渣系，可以通过最大限度提高MgO含量来提高渣系的四元碱度R4，籍此降低炉渣的粘度，提高炉渣的稳定性。然而，对于确定的四元碱度与Al2O3含量，MgO含量的增加，也就意味着CaO含量减少和二元碱度降低，炉渣脱硫能力也可能受到影响。所以，当原料条件或其它因素限制炉渣四元碱度进一步提高时，增加MgO含量的同时还必须兼顾炉渣的脱硫性能。

图4 四元碱度R4与炉渣粘度的关系

4 炉渣成分对熔化性温度的影响

（1）炉渣Al2O3含量对熔化性温度T m的影响。炉渣Al2O3含量与熔化性温度T m的关系见图5。从图5可以看出，随着炉渣Al2O3含量的增加,T m明显提高，炉渣Al2O3含量每增加1%,T m 提高10℃左右,即炉渣可操作温度范围被压缩10℃左右。对于同一Al2O3含量水平，渣系的T m会因组成（MgO、R4）的不同而不同，其变化幅度甚至高达40℃，说明在高Al2O3含量的渣系里是可以找到相对低粘度的熔渣组成的。

图5 炉渣Al2O3含量与熔化性温度T m的关系

从图5还可以看出，如果选择的渣系合理，T m随渣中Al2O3含量的增加可控制在20℃以内。实际上，对于渣温控制在1500℃以上，渣系组成合理，T m随渣中Al2O3含量的升高不会带来太大影响。因此对于高Al2O3矿的冶炼，其渣温应该相对控制得高一些。

（2）炉渣MgO含量对熔化性温度T m的影响。结合前述讨论可知，对于确定的Al2O3含量和炉渣四元碱度，随炉渣MgO含量增加，炉渣熔化性温度T m明显降低。这一点目前已被公认，在此不再赘述。

（3）炉渣碱度对熔化性温度T m的影响。图6为二元、四元碱度与熔化性温度的对应关系。可以看出，对于同样的R2，R4越大，则炉渣熔化性温度越低。说明在二元碱度确定时，尽量提高四元碱度有利于由于降低熔化性温度，这与前述降低炉渣粘度的操作完全一致。同时还可看出，在四元碱度确定时，二元碱度越小，熔化性温度越低，这也与前述讨论的炉渣碱度对粘度影响的规律一致。

图6 炉渣四元碱度R4与熔化性温度T m的关系

5 对炉渣脱硫能力的影响

碱度对炉渣脱硫能力的影响图7为炉渣脱硫系数L S与四元碱度和二元碱度的试验关系曲线。从图7可以看出，渣脱硫系数L S与四元碱度相关性很好，说明通过R4可以比较客观地估计炉渣脱硫能力。当脱硫系数L S在R4大于0.9以上时，L S随R4增加而增大，这与炉渣粘度与R4关系的变化规律刚好相反，也说明通过增大四元碱度可以获得降低粘度与增加脱硫能力的双重效果。参照马钢现场渣系的脱硫能力，应将R4控制在0.98以上，建议最好控制在1.03左右。

图7中反应出炉渣脱硫系数L S与二元碱度无明显规律。原因在于渣中Al2O3、MgO含量对渣的实际碱度与脱硫能力已经产生明显影响，仅由二元碱度R2已经不能客观反映高铝炉渣碱性的强弱。所以，对于高Al2O3渣，其脱硫系数或脱硫能力与三元、四元碱度关系更为密切。

图7 炉渣脱硫系数（Ls）与四元碱度（R4）、二元碱度（R2）的关系

Al2O3含量对炉渣脱硫能力的影响图8为炉渣脱硫系数与Al2O3含量的关系。可以看出，L S随Al2O3含量的增加，总体呈下降趋势，但相关性规律不明显。图9为炉渣二元碱度与MgO 含量确定时，炉渣脱硫系数与Al2O3含量关系。可以看出，随着Al2O3含量的增加，炉渣脱硫能力明显下降，因此在高配比使用高铝矿时应尽量减小入炉料硫负荷。

图8 Al2O3含量与炉渣脱硫系数L S的关系

图9 Al2O3含量对炉渣脱硫系数L S的影响

MgO含量对炉渣脱硫能力的影响

图10为MgO含量对炉渣脱硫能力影响的试验结果。在Al2O3含量与R2确定的条件下，炉渣脱硫能力随MgO含量的增加而增大。从影响程度看，MgO含量每增加1.5%与渣中Al2O3含量减少1%的效果相当。而在前述讨论中，每增加2%MgO降低粘度的效果与减少1%Al2O3效果基本持平。这就意味着，当通过增加MgO含量抵消Al2O3对粘度负面效应时，其同样可以抵消相同Al2O3增加引起的炉渣脱硫能力的降低。

图10 MgO含量对炉渣脱硫能力的影响

高Al2O3含量炉渣的适宜渣系组成

根据试验结果，采用多元回归方式分别得到1500℃、1475℃、1440℃熔渣粘度与Al2O3、MgO、R4关系公式和渣脱硫系数L S与Al2O3、MgO、R4关系公式：

η1500=0.00859×(Al2O3%)-0.00392×(MgO%)-0.18193×R4+0.3338 （1）（相关系数0.83）η1475=0.0187×(Al2O3%)-0.0041×(MgO%)-0.2214×R4+0.267 （2）（相关系数0.79）

η1440=0.0498×(Al2O3%)-0.007×(MgO%)-0.05687×R4-0.36716 （3）（相关系数0.64）

L S=-82.14+152.96×R2-4.77×(Al2O3%)+ 4.22×(MgO%) （4）（相关系数0.87）

对于四元渣系，当上述3个量确定，则炉渣组成被唯一确定。采用上述三个表征量，可以比较清晰地定性、定量讨论炉渣高温粘度、稳定性与组成的关系。从公式（1）可以看出，Al2O3含量每提高1%，就必须要增加约2%MgO（考虑MgO增加同时提高R4带来的作用），以抵消其对该温度下粘度的影响。但对MgO基础含量相对高（如10%）的渣系很难做到，所以合理的做法是在提高MgO的同时再设法提高炉渣的R4。依据权重，R4每增加0.05，可以抵消增加1% Al2O3对粘度的影响。由（4）式看出，二元碱度对炉渣脱硫能力影响的权重较大。结合前面讨论，对于高铝矿冶炼，如硫的负荷较高时，应选择二元与四元碱度都比较高的渣系。表1是结合关系式（1）、（2）、（3）和（4），优化出的炉渣组成（*：供参考）。

表1 预选炉渣参考组成及其性能预测%

⑴随着高炉终渣Al2O3含量的提高，炉渣的熔化性温度上升、高温粘度增大、热稳定性变差、脱硫能力下降。

⑵适当的MgO含量与高的四元碱度 R4可降低炉渣高温粘度、降低熔化性温度、拓宽高温低粘度区，提高炉渣脱硫能力。根据马钢原料条件，渣中MgO含量依据Al2O3水平，控制在8.5%～12.0%为宜。

⑶从熔渣高温性能与脱硫能力综合考虑，炉渣的四元碱度视情况应控制在 1.0～1.02范围。在该前提下，对于硫负荷低的情况，可考虑炉渣二元碱度控制在1.15～1.2、硫负荷偏高时，控制在1.2～1.25。

⑷当渣中Al2O3含量高于17%时，应考虑适当增加MgO含量与二元碱度（此时四元碱度随之增加）和提高渣温。

⑸高配比使用外购高铝矿时，炉渣中Al2O3含量上限控制在19%以内，此时外购高铝矿的配比最多可以达到80%。

⑹适当降低炉渣碱度，提高炉温水平

高炉炉渣中Al2O3含量在15%～18%时，炉渣的熔化温度明显上升，粘度增大，流动性变差，此时，若盲目降低炉温水平，追求低硅冶炼，极易造成炉缸堆积。当炉渣二元碱度CaO/SiO2约为1.0时，炉渣的流动性是最好的。炉渣的碱度降低不利于脱硫，为此应适当将炉温提高，使炉渣具有充足的物理热，满足炉渣的脱硫能力。这是高Al2O3炉渣冶炼实现高炉稳定顺行重要的手段。

⑺适当提高鼓风动能，改善炉缸的工作状态

下部调剂应保证合理的鼓风动能，使炉缸充分活跃，消除死区，减小高Al2O3炉渣因流动性变差引起炉缸堆积的可能性。

⑻提高入炉焦炭的强度和高温冶金性能

焦炭是高炉内最重要的透气和透液物。随着冶炼强度的日益增强，高炉内软熔带焦层的作用越来越明显，是保持高炉内部透气性的关键。同时，在高炉的炉腹下部，焦炭粉化是造成高炉炉内下部透气性和透液性恶化的根源。因此，必须提高焦炭的强度和高温冶金性能。

焦炭在块状带以后要经历碳的熔损反应及越来越高的热作用，焦炭的表面结构遭到破坏，M40与M10等指标已失去作用，入炉焦炭在高炉下部具有好的反应强度（CSR）与低的反应性(CRI)是关键。入炉焦炭质量的改善在一定程度上减缓了炉渣中Al2O3含量高对高炉下部透气性的负面影响。

⑼加强入炉原燃料管理，减少入炉粉末量

制定合理的筛分制度，严格落实，保证烧结矿、焦炭、球团、生矿的筛分质量。一是严格入炉料的槽位管理，严格控制小于5mm的低槽位现象；二是严格控制筛分速度；三是严格落实清筛网制度。

六、烧结矿低温还原粉化

烧结矿是高炉炼铁的主要原料之一，烧结矿的化学成分和物理性质的好坏对高炉生产技术经济指标有直接影响。大高炉炼铁要求入炉原料具有: 接近的粒度组成和良好的外形尺寸; 高机械强度; 对低温还原粉化具有一定的抵抗能力; 高软化温度和窄软化区间; 优良的还

原性质等。烧结矿低温还原粉化会造成高炉炉况不顺，产量降低和焦比升高。对高炉炉龄、炉墙及热损失也有很大的影响。低温还原粉化的大小用低温还原粉化指数RDI( Reductoin Disintegration Index) 表示。测定方法有国家标准，一定粒度( 10～12. 5 mm) 的烧结矿，在固定床中500 ℃的温度下，用由CO，CO2和N2组成的还原气体进行等温静态还原，1 小时后冷却到100℃以下，用小转鼓转300 转进行粉化试验，以6.30mm、3.15 mm 和500μm方孔筛进行筛分，以RDI+ 3．15为考核指标，RDI+ 6．3和RDI+ 0．5作为参考指标。大量数据显示，一般烧结矿的RDI－ 3．15降低10%，焦比可降低4～15 kg/t，产量可提高3%～9%。由于烧结矿的低温还原粉化直接影响高炉冶炼的各项经济技术指标，因而我们将围绕降低烧结矿低温还原粉化进行攻关。

1 烧结矿低温还原粉化的原因分析

烧结矿在冷却过程中，由于其形态不规则，大的气孔多，开口气孔率高，与空气接触面积大，在气孔表面的Fe3O4很容易被氧化成Fe2O3，而Fe2O3在低温还原时，由Fe2O3晶格变成Fe3O4晶格，将会引起大约20% 的体积膨胀，同时Fe2O3被还原成的Fe3O4具有微孔的松散结构也会使体积增大，这个原因引起的体积膨胀形成了一定的内应力。另一方面，由于烧结矿疏松多孔，固结主要靠渣相粘结，但造渣时间短，冷却剧烈，液相分布又不均匀，因此固结后残存着的内应力使烧结矿的结构脆弱。当烧结矿的固结强度不足以克服Fe2O3还原膨胀的产生的内应力时，烧结矿便发生碎裂粉化。

骸晶状菱形赤铁矿的生成烧结矿中由于不同矿物的冷缩系数不同而产生了一定的应力，往往在烧结矿中强度较低的部位产生裂纹。温度较低时，烧结矿性脆，还原过程中产生的内

应力引起应变，烧结矿耐不住这种应变时，便产生新裂纹，并使原有的裂纹扩展，致使烧结矿粉碎。还原过程中产生的内应力主要是由于烧结矿中的赤铁矿逐级还原时体积膨胀引起的。赤铁矿逐级还原时的体积变化如下:

Fe2O3→ Fe3O4→ FeO→ Fe

体积 100 125 132 127

烧结矿中的赤铁矿有两种，一种是原生赤铁矿，即原料中含有的，并在烧结过程中保留下来的赤铁矿。这种赤铁矿以颗粒状态存在，还原时对烧结矿的破坏较小。另一种是次生赤铁矿，即在烧结过程中由磁铁矿氧化生成的赤铁矿。次生赤铁矿如果是由原料中的磁铁矿在烧结过程中直接氧化生成的，以颗粒状态存在，还原时对烧结矿的破坏也较小; 如果是由烧结熔体中的赤铁矿和铁酸钙在高温下分解出的磁铁矿再氧化生成的，还原时对烧结矿的破坏最大。因为熔体中生成的磁铁矿呈分散状态，冷却时很快被氧化成次生赤铁矿，主要分布在气孔、裂纹和粒状残存原矿的周围，呈平行连晶状，称之为骸晶状菱形赤铁矿，其中夹杂着玻璃质、铁酸钙和磁铁矿等矿物。还原时，骸晶状菱形赤铁矿的还原速度较快，而其中夹杂的矿物还原速度较慢，由于膨胀程度的差异，使骸晶状菱形赤铁矿的还原产物与其中夹杂的矿物之间产生裂纹。另外，由于骸晶状菱形赤铁矿处于烧结矿中原有裂纹的周围，还原膨胀使原有的裂纹迅速扩展。还原期间新裂纹的产生和原有裂纹的扩展，使烧结矿的强度太幅度降低，以致粉碎。因此，烧结过程中生成的骸晶状菱形赤铁矿是造成烧结矿低温还原粉化的最主要原因。

烧结温度高于1300 ℃时，产生较多的熔体，冷却过程中，从熔体内结晶出次生的骸晶状菱形赤铁矿、柱状铁酸钙等，来不及结晶的硅酸盐熔渣形成玻璃质。这种烧结矿称为熔融型烧结矿。烧结温度低于1300 ℃时，产生的熔体较少，冷却过程中，从熔体内结晶出斑状赤铁矿、针状铁酸钙等，玻璃质很少，这种烧结矿称为中间型烧结矿。如果烧结温度更低，基本上不通过熔体而是靠固相扩散生成的纤细赤铁矿和纤细铁酸钙起固结作用，则这种烧结矿称为扩散型烧结矿。研究证明: 柱状铁酸钙中固溶有较多的Al2O3和SiO2，从而引起的晶面收缩比针状铁酸钙和纤细铁酸钙的大，产生的内应力也较大，裂纹粗而长，而且容易使裂纹扩展。因此，从抑制低温还原粉化的角度来看，生产熔融型烧结矿是最不利的，应当发展中间型烧结矿，最好是发展扩散型烧结矿。

三价铁离子的半径为0. 64×10-10m，而三价铝离子的半径为0. 51×10-10m，二者十分接近。若原料中含有较多的A12O3，烧结温度较高时，熔体中次生赤铁矿结晶格子的一部分Fe3+被A13+代替，引起晶面收缩，产生内应力，使烧结矿的强度降低，还原时容易产生新裂纹。而且裂纹容易扩展。

2 改善烧结矿RDI 的措施

⑴优化合理配矿

随着优质铁矿粉资源的逐渐减少，进口铁矿粉呈现出成分波动大、质量劣化的不利因素，同

时品种更换频繁。而在烧结这个高温、多相、复杂的反应过程中，各相之间，各组分之间相互作用，相互影响，不同种类的铁矿粉，因其基础特性各不相同，它们之间也相互作用，相互影响，因此在烧结配矿时，必须在全面了解铁矿粉的常温特性和高温特性的基础上应用互补原理和方法进行合理配矿。

莱钢股份炼铁厂265 m2 烧结机通过稳定的混匀矿配比，实现了优势互补，有效地指导了烧结生产，保证了工艺参数的合理控制，从而稳定了烧结生产，改善了烧结矿的低温还原粉化指标。

⑵适当提高烧结矿的碱度

烧结矿的性质决定于它的矿物组成、微观和宏观结构。在这方面，粘结相的矿物组成及其与非粘结相的胶结状态，以及气孔壁的厚度对烧结矿的性能至关重要。就粘结相的矿物组成而言，高碱度烧结矿以铁酸钙为主要粘结相，玻璃质很少，而且矿物组成简单。就微观结构而言，高碱度烧结矿中的磁铁矿以熔蚀状态被网络状分布的铁酸钙胶结。就宏观结构而言，由于高碱度烧结矿的熔体表面张力较大，烧结过程中不易被风吹成薄壁大气孔。以上特点使高碱度烧结矿具有较高的常温强度，有益于改善烧结矿的低温还原粉化性。另外，提高烧结矿MgO 含量，是降低烧结矿低温还原粉化的途径之一。MgO 含量的提高加大了MgO 与CaO、Si02、FeO的结合机会。在一定程度上抑制了2CaO·Si02的生成，同时，MgO 固溶于β－2CaO·Si02中，也防止了2CaO·Si02的相变。而且，随着烧结矿MgO含量的升高，抑制了Fe3O4在冷却过程中再氧化生成Fe203，从而降低了烧结矿的低温还原粉化率，可以通过提高的MgO含量和进一步完善操作制度来实现。

⑶提高烧结料层厚度

在加强混合料制粒、改善料层透气性的前提下，提高料层厚度具有以下优点: 增加自动蓄热量，减少固体燃料消耗，增加料层气相中氧的分压，赤铁矿和铁酸钙不易分解成磁铁矿，从而减少了次生赤铁矿的来源; 有助于实现低温烧结，生成以针状铁酸钙为主要粘结相的中间型烧结矿; 强度低的表层烧结矿量相对减少，从而总体烧结矿的强度增加; 料层中、下部冷却速度较慢，高温保持时间较长，有利于熔体中矿物的结晶，强度低的玻璃质减少，烧结矿的强度提高。因此，随着料层厚度增加，低温还原粉化指数明显改善( 如图11所示) 。

图11 料层厚度对烧结矿还原粉化的影响

⑷低温烧结

低温烧结温度在1300 ℃以下，最好不超过1250 ℃。采用低温烧结工艺生产高碱度烧结矿时，主要粘结相为针状铁酸钙，其中固溶的A12O3和SiO2比柱状铁酸钙少，晶面收缩量小，从而内应力较小，加之针状铁酸钙强度高，而且和残存的原矿结合得牢固。另外，由于烧结温度低，铁酸钙和赤铁矿不会在熔体中以及熔体与固体的界面上分解出磁铁矿，从而冷却过程中不会有磁铁矿氧化成骸晶状菱形赤铁矿。研究证明，焦粉耗量为40 kg /t 烧结矿时，烧结矿中已不存在骸晶状菱形赤铁矿。因此，低温烧结能够有效地抑制烧结矿的低温还原粉化。

⑸严格控制烧结矿的FeO

烧结矿FeO 含量反映了烧结过程的动态控制状态，其含量不仅受配碳量、混合料水分、返矿量的交互作用，而且受原燃料配比、烧结料层厚度、透气性、工艺过程控制等的共同影响，降低烧结矿FeO含量有利于改善烧结矿的还原性，但过低的FeO又会恶化低温还原粉化率，同时FeO 含量的波动区间越窄，烧结过程越稳定。FeO 含量是影响RDI 和还原性的显著因素。

⑹烧结矿表面喷洒CaCl2溶液

用很稀的CaCl2水溶液喷涂成品烧结矿，能够显著改善低温还原粉化指数。机理在于喷涂的卤化物积聚在烧结矿的表面，堵塞微气孔，使低温阶段(400～600℃) 的还原速度大幅度下降。还原温度升高到600～800℃时，卤化物气化，进入煤气中，烧结矿的表面和微气孔又能与还原气体接触，快速进行还原，这样就越过了还原粉化最严重的温度范围，从而显著改善了低温还原粉化性。用浓度为3% 的CaCl2水溶液处理成品烧结矿，烧结矿的低温还原粉化指数明显改善。

关于炉料结构几个问题的探讨剖析

关于高炉炉料结构几个问题的探讨高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。随着精料技术的发展，烧结矿和球团矿逐步淘汰了品位低、SiO2含量高、冶金性能差的天然块矿。但长期实践表明，即便高炉使用单一的矿或球团矿生产，并不能获得最佳的指标和效益。对烧结矿、球团矿以及天然富块矿的冶金性能等的测试研究后，了解到它们的各自的优缺点，从而人们就探索如何发挥和利用它们的优点组合成一定的断料结构模式，来使高炉生产获得好的指标和效益。一、目前国内外高炉炉料结构类型高碱度烧结矿具有优良的冶金性能，约占炼铁炉料结构的70%。高碱度烧结矿的优点： ⑴有良好的还原性。铁矿石还原性每提高10%，炼铁焦比下降8%～9%； ⑵较好的冷强度和低的还原粉化率； ⑶较高的荷重软化温度； ⑷好的高温还原性和熔滴性⑸使用高碱度烧结矿，在一定程度上可以避免了高炉结瘤。球团矿特点： ⑴球团矿粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。 ⑵球团矿冷太强度好，运输、存贮、装卸过程产生的粉末少； ⑶球团矿含铁品位高和堆密度大，有利于提高高炉料柱的有效重量，增加产量和降低焦比； ⑷球团矿还原性好，有利于改善煤气化学能的利用； ⑸高炉生产实践表明，用球团矿替代天然块矿，可大幅度提高产量、降低焦比，同时改善煤气的利用效率。 ⑹FeO含量低，矿物主要是Fe2O3，还原性好； ⑺自然堆角小，在高炉内布料易滚向炉子中心； ⑻含硫很低； ⑼具有还原膨胀的缺点，在有K2O、Na2O等催化的作用下会出现异常膨胀； ⑽酸性氧化球团矿的软熔性能较差。目前国内外高炉炉料结构大致分为以下几种类型：⑴以单一自熔性烧结矿为原料；⑵以自熔性烧结矿为主，配少量球团矿或块矿；⑶以高碱度烧结矿为主，配天然块矿；⑷以高碱度烧结矿为主，配酸性球团矿；⑸以高碱度烧结矿为主，配酸性炉料；⑹高、低碱度烧结矿搭配使用；⑺以球团矿为主，配高碱度烧结矿或超高碱度烧结矿；⑻以单一球团矿为原料； ⑼自熔性烧结矿配自熔性球团矿或低碱度烧结矿等多种炉料结构。二、焦炭质量对高炉冶炼的影响焦炭在高炉内的骨架作用是其它炉料所不能取代的。焦炭强度M40、M10直接影响焦炭的骨架作用，对高炉冶炼的影响是无可置疑的。M40增加1%，利用系数增加0.04，降低焦

智能材料及其发展

智能材料及其发展 1.材料的发展材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产的基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明赖以发展的三大支柱。材料也是人类进化的标志之一，一种新材料的出现必将促进人类文明的发展和科技的进步，从人类出现，经历旧石器时代、新石器时代、青铜时代……，一直到21世纪，材料及材料科学的发展一直伴随着人类的文明的进步。在人类文明的进程中，材料大致经历了一下五个发展阶段。 1）利用纯天然材料的初级阶段：在远古时代人类只能利用纯天然材料（如石头、草木、野兽毛皮、甲骨、泥土等），也就是通常所说的旧石器时代。这一阶段人类只能对纯天然材料进行简单加工。 2）单纯利用火制造材料阶段：这一阶段跨越了新石器时代、青铜时代和铁器时代，它们风别已三大人造材料为象征，即陶、铜、铁。这一时期人类利用火来进行烧结、冶炼和加工，如利用天然陶土烧制陶、瓷、砖、瓦以及后来的玻璃、水泥等，从天然矿石中提炼铜、铁等金属。 3）利用物理和化学原理合成材料阶段：20世纪初，随着科学的发展和各种检测手段及仪器的出现，人类开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，并以凝聚态物理、晶体物理、固体物理为基础研究材料组成、结构和性能之间的关系，并出现了材料科学。这一时期，人类利用一系列物理、化学原理、现象来创造新材料，这一时期出现的合成高分子材料与已有的金属材料、陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。除此之外，人类还合成了一系列的合金材料和无机非金属材料，如超导材料、光纤材料、半导体材料等。 4）材料的复合化阶段：这一阶段以20世纪50年代金属陶瓷的出现为开端，人类开始使用新的物理、化学技术，根据需要制备出性能独特的材料。玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及抗菌材料都是这一阶段的杰出代表，它们都是为了适应高科技的发展和提高人类文明进步而产生的。 5）材料的智能化阶段：自然界的材料都具有自适应、自诊断、自修复的功能。如所有的动物和植物都能在没有受到毁灭性打击的情况下进行自诊断和修复。受大自然的启发，近三四十年的研发，一些人工材料已经具备了其中的部分功能，即我们所说的智能材料，如形状记忆合金、光致变色玻璃等。但是从严格意义上将，目前研制成功的智能材料离理想的智能材料还有一定的距离。材料科学的发展主要集中在以下几个方面：超纯化（从天然材料到复合材料）、量子化

高炉炼铁名词解释

高炉炼铁名词解释内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。一般以粉化后小于3mm 所占的比率作为低温还原粉化率。 8．矿石的软熔特性答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。 9．矿石的软化温度答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。 10．还原剂答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。 11． SFCA 烧结矿答案：SFCA 烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO 2、Fe 2O 3、CaO 和Al 2O 3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA 。 12．均匀烧结答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。 13．球团矿的抗压强度答案：取规定直径9(一般为12.5mm)的球团矿在压力实验机上测定每个球的抗压强度，即破碎前的最大压力，用N/个球表示。 14．硫负荷(S 料) 答案：冶炼每吨生铁炉料带入硫的千克数。

第十一章_智能材料与结构

第十一章智能材料和结构智能材料结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)是一门新兴起的多学科交叉的综合科学。80年代后期，随着材料技术和大规模集成电路的进展，美国军方提出了智能材料和结构的设想和概念，并开展了大规模的研究。智能材料和智能结构系统是近年来飞速发展的一个领域，这一领域的研究也越来越受到人们的重视。自1998年美国弗吉尼亚大学召开了关于“智能材料结构和数学问题”专题学术讨论会以来，智能材料系统的研究成为材料科学和工程的热点之一，有人甚至称21世纪是智能材料的世纪，目前美国已有几十家公司经营智能材料结构的产品。人们之所以如此关注智能材料系统是因为它在建筑、桥梁、水坝、电站、飞行器、空间结构、潜艇等振动、噪声、形状自适应控制、损伤自愈合等方面具有良好的使用前景。第一节智能材料的概念及分类智能材料结构的诞生有着一定的背景。80年代末期，复合材料普遍使用，为解决它的强度和刚度变化等问题，使得驱动元件和传感件较为容易地融合进入材料，组成整体，从而具有多种用途，同时驱动元件和传感件材料的发展以及材料集成技术上的突破，也促进了智能材料结构的出现。材料科学的发展，使得人们对机械、电子、动作等材料的多方面性能耦合进行研究，微电子技术、总线技术及计算机技术的飞速发展，解决了信息处理和快速控制等方面的难题，这些都为智能材料结构的出现提供了有利条件。 1.1智能材料的概念及其特点智能材料系统和结构的有关名称定义目前尚不统一，但一般智能材料系统都应该具有敏感、处理、执行三个主要部分。一般来说，智能材料是能够感知环境变化(传感或发现的功能)，通过自我判断和自我结构(思考和处理的功能)，实现自我指令和自我执行(执行功能)的新型材料。该材料具有模仿生物体的自增值性、自修复性、自诊断性、自学习性和环境适应性。将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能，这种结构称为智能材料结构。它是一个类似于人体的神经、肌肉、大脑和骨骼组成的系统，而基体材料就相当于人体的骨骼。而智能材料是能够感知环境变化，通过自我判断和结论，实现和执行指令的新型材料。智能材料的研究就是将信息和控制融入材料本身的物性和功能之中，其研究成果波及了信息、电子、生命科学、宇宙、海洋科学技术等领域。它的研究开发孕育着新一代的技术革命。智能化将成为21世纪高分子材料的重要发展方向之一。例如光导纤维、形状记忆合金和镓砷化合物半导体控制电路埋入复合材料中，光导纤维是传感元件，能检测出结构中的应变和温度，形状记忆合金能使结构动作，改变性状，控制

2010昆钢高炉炼铁工竞赛复习题

2010年炼铁工竞赛复习提纲（公司级竞赛题）一、填空题（共100题） 1、烧结矿与天然块矿比，烧结矿具有铁含量高、气孔率大、易还原、有害杂质少、含碱性熔剂等特点。 2、高炉的炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然块矿的配比组合。 3、矿石的冶金性能包括：还原性、低温还原粉化、还原膨胀、荷重还原软化和熔滴性能。 4、烧结过程能去除以下有害元素：脱硫、去氟、去砷。 5、改善烧结矿质量的有效措施有烧结精料、优化配料、偏析布料、厚料层烧结、低温烧结、热风烧结等。 6、除了运用测量水温差的办法外，还可以采用热流强度的办法监测冷却设备工作情况。 7、烧结精料是高炉炼铁精料的基础，要生产出优质烧结矿就应采取提高品位、降低 SiO2 含量，优化烧结混合料配料，稳定烧结工艺制度，稳定原料的化学成分和粒度组成，选用优质的燃料和熔剂等各种措施实现精混合料烧结。 8、扁水箱、支梁式水箱多采用棋盘式布置。 9、风口小套冷却水的压力至少应比炉缸的煤气压力高 80 Kpa。 10、冷却器内结垢，使导热系数减小，冷却强度降低。 11、高炉一般常用的含镁碱性熔剂为：白云石；酸性熔剂为：硅石。 12、在高炉冶炼中，天然锰矿石一般用以满足冶炼铸造生铁或其他铁种的含锰量要求，也可用做洗炉剂；当冶炼锰铁时才对锰矿石有较高要求。 13、煤粉的燃烧分为加热、挥发分挥发、燃烧三个阶段。 14、焦炭中的硫包括无机硫化物、硫酸盐硫和有机硫三种形态。这些硫的总和称全硫（S t ）。 15、焦炭在高温下的热破坏和碳溶损，是焦炭强度降低的主要原因。 16、现代焦炭生产过程分为：洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。 17、理论上，高炉富Ｏ２１％（含Ｏ２ 100％），保持富Ｏ２前后风量（干）不变，相当于增加干风量 4.76 ％。 18．高炉冶炼过程中，物料平衡是建立在物质不灭定律基础上的，热量平衡是建立在能量守恒定律基础上的。 19．下部调剂是通过对风量、风温、风压、湿分、喷吹物以及风口直径、风口倾斜度等诸多参数的变动来控制风口燃烧带状况和煤气流的初始分布。 20、高炉提供炉料下降空间的因素有__焦炭燃烧__、__渣铁排放___、__炉料熔化__和炉料的体积收缩。 21、炉渣脱硫效果取决于三个方面：炉渣中CaO活性、炉渣温度、炉渣流动性。 22、开炉的热量消耗是正常生产时的 2.9 倍左右。 23、适当增加炉腹高度，炉料在此停留延长，有利于软熔物在炉腹还原减轻炉缸熔炼负荷。 24、大家一致公认矿石品位提高１％，焦比可降低２％，产量提高３％。

高炉炼铁名词解释

四、名词解释 1．什么叫高炉炉料结构？答案：高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。 2．什么叫精料？答案：精料是指原燃料进入高炉前，采取措施使它们的质量优化，成为满足高炉强化冶炼要求的炉料，在高炉冶炼使用精料后可获得优良的技术经济指标和较高的经济效益。 3．什么叫矿石的冶金性能？答案：生产和研究中把含铁炉料（铁矿石、烧结矿、球团矿）在热态及还原条件下的一些物理化学性能：还原性；低温还原粉化；还原膨胀；荷重还原软化和熔滴性称为矿石的冶金性能。 4．矿石还原性答案：还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度，是最重要的高温冶金性能指标。 5．还原性能(RI) 答案：通过间接还原途径从铁矿石氧化铁中夺取氧的容易程度。 6．低温还原粉化性能答案：矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。 7．低温还原粉化率(RDI) 答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。 8．矿石的软熔特性答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。9．矿石的软化温度答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。 10．还原剂答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。 11．SFCA烧结矿答案：SFCA烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO2、Fe2O3、CaO和Al2O3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA。12．均匀烧结答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。 13．球团矿的抗压强度答案：取规定直径9(一般为12.5mm)的球团矿在压力实验机上测定每个球的抗压强度，即破碎前的最大压力，用N/个球表示。 14．硫负荷(S料) 答案：冶炼每吨生铁炉料带入硫的千克数。 15．用公式表示生铁[S]

矿厂见习报告范文

矿厂见习报告范文班级：矿物加工姓名：李振见习地点：黄石尖林山采区，黄石大冶铁矿选矿厂，鄂州球团厂见习时间：07.11.19-07.12.14 见习内容：了解尖林山采区情况，熟悉大冶铁矿选矿厂的工艺流程及工厂造球的工艺过程，了解鄂州球团厂的工艺流程见习目的：理论知识与实际生产结合，弄清生产工艺流程，而且从中发现现在生产中仍存有的问题见习过程：时间过的真快，真的像白驹过隙一晃就过去了，不知不觉我们已经在学校呆了快两年了，不过回想起来我们学到的一些理论知识，在脑海中还真是一片模糊，这次听说能够到黄石去实习同学们都非常兴奋，因为在课堂上老师讲的一些东西我们没见到很难和实际联系起来。比如：什么是球团，什么是铁矿，铁矿是什么样的？是如何采出来的？本专业适合干哪方面的工作？本专业前途如何？带着这些问题，我们参加了这次的实习 11月19日，我们在老师的带领下，来到了我们实习的地方。 20日，一大清早，我和室友都特别高兴，我们终于能够看见期待已久的大冶铁矿了。博物馆到了。首先映入我们眼前的是一块大概有四人能够环抱起来的氧化矿。我们都还是第一次看到这么大的矿石。随后的几天老师又带我们去了尖林山，大冶选矿厂，球团厂。见习过程：1.参观尖林采区 1）采区井筒的布置为集中布置。由一个主井，一个副井，一个斜坡道和一个回风井组成。主井有两个提升设备分别为罐笼提升设备（供人员及小型设备的上下搬运工作）和箕斗提升设备（供提升矿石）以及五个放料机诫

（供矿石均匀平铺在火车箱上运出），副井仅供采矿人员的上下，斜坡道供大型设备如挖掘机.钻机的出入，回风井为出风口.由两台大型的抽风机不停的向外抽出污浊的空气. 2）采区的通风系统。整个系统为分段通风系统，可分为四个通风系统：铁门坎（南采区，北采区，西采区），尖林山（西采区）。各部分的通风系统为对角式通风系统，尖林山的通风系统为三个进风口分别为主井，副井，斜坡道和一个出风口为回风井. 2.参观黄石大冶铁矿选矿厂 1）破碎车间，因为大冶铁矿由原来的露天开采转为了地下开采则矿石块度要小，可直接送入c100的颚式破碎机实行粗碎，然后用皮带送入gp300型圆锥破碎机实行中碎，再将中碎后的产品用皮带送入水洗筛（水洗筛最后面安有磁化轮）磁化轮将一部分的废石与矿石分开，使整个的矿石品位提升（废石送入废石仓）清洗后的泥水用沙泵打到细碎车间，矿石部分再用经过筛子筛分，筛上产品（粒度不合格产品）用皮带送入hp500圆锥破碎机实行破碎，将细碎后的矿石产品再次送到筛子实行二次筛分。二次筛分后的筛上产品为破碎的最终产品，粒度一般为-18mm。图 2）磨矿车间，破碎后的产品有皮带运输机运输到磨矿车间直接送入半径为3.2m*3.1m的格子型球蘑机，从磨机出来的矿石物料送入直径为2m的双螺旋分级机，螺旋机槽下面的矿石送入再送到3.2m*3.1 的格子机中再磨，溢流产品送入球磨机细磨，细磨后的产品再分级，槽下的产品为不合格产品必须再次经过细磨，溢流的产品为合格产品也是磨矿后的最终产品一般为-200目达到70%左右。图 3）浮选车间与磁选车间 cu，s矿与fe矿分离浮选过程：将磨矿产品用皮带送到浮选槽中，加入浮选药剂（如黄药11#油）通过不停的充气，搅拌产生大量的气泡而且不停的向内加水，使得矿浆达到一定的浓度，而且矿浆在槽中不停的流动。通过刮板将气泡刮出经过1-2次的精选和1-2次的扫选将

高炉炉料

安钢高炉炉料冶金性能系统研究王建锋，周永平，胡涛，秦延华（安阳钢铁集团有限责任公司，河南安阳 455004）摘要：系统分析了安钢炼铁生产中几种常用炉料的高温冶金性能，结果表明，安钢自产高碱度烧结矿具有较好的还原性，但其低温还原粉化率却是最高的；酸性球团矿及块矿则有着较好的低温还原粉化指数及良好的熔滴性能，能够与高碱度烧结矿搭配形成合理的综合炉料结构，满足高炉冶炼要求。关键词：炉料；烧结矿；球团矿；冶金性能；炉料结构中图分类号：TF542 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2008）03-0043-03 Systematic Study on Metallurgical Properties of Anyang’s Steel Blast Furnace Burdens WANG Jian-feng, ZHOU Yong-ping, HU Tao, QIN Yan-hua （Anyang Iron and Steel Co., Ltd., Anyang 455004, China） Abstract: The high temperature metallurgical properties of several burdens for Anyang steel were investigated. The results showed that RI （reduction index）of high basicity sinters was better than others, but the RDI(low temperature reduction degradation index) of it was the highest; the RDI and molten dripping property of pellets and lump ores were well, so we can get rational burden structure by combining sinters for blast furnace. Key words: furnace burden; sinter; pellet; metallurgical property; burden structure 1 前言高炉炉料结构技术主要是指所用烧结矿、球团矿、天然块矿的比例。国内外高炉炼铁的炉料结构没有一个固定模式，每个高炉都是根据本企业所能获得自然资源的条件（品级和价格）、铁矿石的冶金性能和物理化学成分以及高炉炼铁成本等方面因素来进行选择的。随着条件的变化，不同时期会出现不同的炉料结构。总体上讲，炼铁炉料结构是受复杂因素影响的，是与炼铁科学技术进步的发展密切相关的[1-2]。

智能材料

智能材料及其在医学领域的应用目录 1、智能材料的概述 1.1智能材料的定义和基本特征........................................................ 1.2智能材料的构成............................................................................ 1.3智能材料的分类............................................................................ 1.4智能材料的制备............................................................................ 2、智能材料的应用领域 2.1智能材料的研究方向................................................................... 2.2智能材料在医学上的应用............................................................ 2.3智能材料在医疗方法中的应用....................................................

2.4智能材料在医学器械方面的应用................................................. 3、结束语.................................................................... 4、参考文献................................................................ 摘要本文综合评述了智能材料的研究、应用和进展。对智能材料与结构的概念进行了描述，全面总结了智能材料智能材料生物医药方面的应用, 探讨了智能材料光明的应用前景和发展趋势。关键词智能材料；医学应用；发展 1智能材料的概述 1.1定义：智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。基本特征：因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：（1）传感功能（Sensor）

手机常用工艺(金属)

手机常用工艺简介一、金属装饰件的类型及工艺随着消费者审美标准的提高，以及手机工艺的快速发展，为了丰富手机外观颜色搭配和提升质感的表达效果，越来越多的各种类型的手机装饰件被应用于手机上。大致分为电铸件、铝装饰件、不锈钢装饰件、粉末冶金件、水晶标牌、钻石及人造宝石等几类。电铸件: （一）特点金属感强，档次高，耐磨性好。能进行超精密加工、容易加工出形状复杂的零件；零件和模具一体。（二）工艺刻模具（材料铜，钢，镍），也称为原始模具。模具与零件反型。采用立体雕刻机或者精密CNC 加工。将原始模具放置到电解槽中镀镍，厚度由电解时间和电流大小决定，得到的模具和零件一样。将电镀出的零件剥离，作为模具再镀10~12 小时，得到的模型与零件反型，此为一级模一级模再电镀一次，称为二级模，进行微处理后，得到的模具和零件一样。二级模处理成为三级模，与零件反型。三级模处理成为四级模，与零件一样，样件是2~5 件。在四级模的基础上复制成凸模，再复制成凹模，循环复制，把所有的凹模连板焊接成为模具。电铸出的产品用切割机切割成产品。一张模具的使用寿命不超过10 次就需要报废。（在前面几级模具中，每一套都要进行微处理，处理成光面和麻面两种效果；光面用砂纸或抛光机抛光，麻面则可采用喷砂、腐蚀、电火花等工艺。）（三）表面处理及效果镭射效果：镭射雕刻的图案一般是凹进去，其七彩效果是靠表面的细碎面进行光的反射达到的。雕刻深度不超过3mm，拔模在10 度以上。夏新手机上的龙和蝴蝶是镭射雕刻，图案一般凹进去，镭射的面很细微，容易磨损，一般做凹进去的效果，凸出来容易磨损掉。镭射加工，类似防伪标记，但防伪标记达不到这种装饰件效果。颜色效果：银色，为本色；黄色，镀金；黑珍珠色，镀黑珍珠镍。电铸件只能镀出三种颜色：银色、金色、黑色。其它色只能通过后期喷涂达到（四）设计要点浮雕或隆起部分边缘处应留有拔模斜度，最小为10°，随产品高度增加，拔模斜度也相应增大。字体的拔模斜度应在15°以上。铭牌的理想高度在3mm 以下，浮雕或凸起部分在0. 4~0.7mm 间。字体的高度或深度不超过0.3mm。若采用镭射效果则高度或深度不超过0.2mm，最佳高度或

浅谈智能材料

浅谈智能材料智能材料的构想来源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具，如模仿蜻蜓制造飞机等等），它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。具体来说智能材料需具备以下内涵：（1）具有感知功能，能够检测并且可以识别外界（或者内部）的刺激强度，如电、光、热、应力、应变、化学、核辐射等；（2）具有驱动功能，能够响应外界变化；（3）能够按照设定的方式选择和控制响应；（4）反应比较灵敏、及时和恰当。（5）当外部刺激消除后，能够迅速恢复到原始状态。智能材料又可以称为敏感材料，其英文翻译也有若干种，常用的有Intelligent material、Intelligent material and structure、Smart material、Smart material and structure、Adaptive material and structure等。为增加感性认识，现举一个简单的应用了智能材料的例子：某些太阳镜的镜片当中含有智能材料，这种智能材料能感知周围的光，并能够对光的强弱进行判断，当光强时，它就变暗，当光弱时，它就会变的透明。作为一种新型材料，一般认为，智能材料由传感器或敏感元件等与传统材料结合而成。这种材料可以自我发现故障，自我修复，并根据实际情况作出优化反应，发挥控制功能。智能材料可分为两大类：（1）嵌入式智能材料，又称智能材料结构或智能材料系统。在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作。（2）有些材料微观结构本身就具有智能功能，能够随着环境和时间的变化改变自己的性能，如自滤玻璃、受辐射时性能自衰减的Inp半导体等。

原燃料部分1

原燃料部分（判断题） 1．炉料结构合理化不属精料内容。 ( ) 答案：× 2．烧结粘结相最好的为铁酸钙粘结相。 ( ) 答案：√ 3．烧结矿的孔隙度大于球团矿。 ( ) 答案：× 4．为改善料柱透气性，除了筛去粉末和小块外，最好采用分级入炉，达到粒度均匀。 ( ) 答案：√ 5．焦炭的粒度相对矿石可略大些，根据不同高炉，可将焦炭分为40~60mm，25~40mm,15~25mm 三级，分别分炉使用。 ( ) 答案：√ 6．入炉料中所含水分对冶炼过程及燃料比不产生明显影响，仅对炉顶温度有降低作用。（）答案：× 7．球团矿还原过程中出现体积膨胀，主要是随着温度升高，出现热胀冷缩现象大造的。（）答案：× 8．洗煤的目的是除去原煤中的煤矸石。（）答案：× 9．高炉所用燃料中，其中 H：C越高的燃料，在同等质量条件下其产生的煤气量也越多。（）答案：× 10．通常将矿石在荷重还原条件下收缩率3～4%时的温度定为软化开始温度，收缩率30～40%时的温度定为软化终了温度。 ( ) 答案：√ 11．熔化温度低，还原性好的矿石有利于高炉的了冶炼。 ( ) 答案：× 12．影响矿石软熔性能的因素很多，主要是矿石的渣相数量和它的熔点。 ( ) 答案：√ 13．焦碳石墨化度即焦碳在高温下或二次加热过程中，其类石墨碳转变为石墨碳的过程。

( ) 答案：× 14．焦碳的挥发分主要由碳的氧化物、氢组成，有少量的CH 4和O 2 。 ( ) 答案：× 15．焦碳比热容即为单位质量的焦碳温度升高10度所需的热量数值。 ( ) 答案：× 16．降低RDI的措施是提高FeO含量和添加卤化物。 ( ) 答案：× 17．随着SiO 2 含量的降低，为满足铁酸钙生成的需要，应不断提高碱度，确保烧结矿冶金性能不断改善。 ( ) 答案：× 18．焦碳化学活性越高，其着火温度越高，采用富氧空气可以提升焦碳着火度。 ( ) 答案：× 19．一般烧矿中的含铁矿物有：磁铁矿(Fe 3O 4 )赤铁矿(Fe 2 O 3 )浮氏体(Fe x O)。 ( ) 答案：√ 20．焦碳质量差异影响热制度的因素主要有：一，焦碳灰分；二，焦碳含硫量；三，焦碳强度。 ( ) 答案：√ 21．为了加速矿石的还原反应过程，希望矿石早软化、早成渣、早滴落。 ( ) 答案：× 22．烧结过程中增加配碳量有利于脱硫。 ( ) 答案：× 23．炉料中的水分蒸发消耗的是炉顶煤气余热，因而对焦比及炉况没有影响。 ( ) 答案：√ 24．改善矿石的冶金性能，是提高技术经济指标的有效措施。 ( ) 答案：√ 25．精料的另一主要内容是提高熟料率，并要求整粒措施。 ( ) 答案：√ 26．炉料的粒度影响矿石的还原速度。 ( ) 答案：√

高炉常识

一、高炉生产概述 1、生铁的定义及种类？生铁与熟铁、钢一样，都是铁碳合金，它们的区别是含碳量的多少不同。一般把含碳量小于0.2%的叫熟铁，含碳量0.2—1.7%的叫钢，含碳1.7%以上的叫生铁。生铁一般分三类：炼钢铁、铸造铁以及作铁合金用的高炉锰铁和硅铁。 2、高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成？在高炉炼铁的生产中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石、燃料和溶剂向下运动；下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态保护渣和生铁，它的工艺流程系统除高炉主体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统。 3、上料系统包括哪些部分？包括：贮矿场、贮矿仓、焦仓、仓上运料皮带、矿石与焦碳的槽下筛分设备、返矿和返焦运输皮带、入炉矿石和焦碳的称量设备、将炉料运送至炉顶的设备等。 4、装料系统包括哪些部分？受料罐、上下密封阀、截流阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置和液压传动设备等。高压操作的高炉还有均压阀和均压放散阀。 5、送风系统包括哪些部分？鼓风机、冷风管道、放风阀、混风阀、热风炉、热风总管、环管、支管、直到风口。 6、煤气回收与除尘系统包括哪些部分？包括炉顶煤气上升管、下降管、煤气截断阀或水封、重力除尘器、布袋除尘器。 7、高炉生产有哪些产品和副产品？高炉生产的产品是生铁，副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘（瓦斯灰）。二、8、高炉煤气用途？高炉煤气一般含有20%以上一氧化碳、少量的氢和甲烷，发热值一般为2900—3800kJ/m3，是一种很好的低发热值气体燃料，除用来烧热风炉以外，还可供炼焦、均热炉和烧锅炉用。 9、高炉炉尘有什么用途？炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料。一般含铁30—50%，含碳10—20%，经煤气除尘器回收后，可用作烧结原料。 10、高炉炼铁有哪些技术经济指标？ 1）高炉有效容积利用系数η：指每立方米高炉有效容积一昼夜生产炼钢铁的吨数，即高炉每昼夜生产某品种的铁量（P）乘以该品种折合为炼钢铁的折算系数（A）后与有效容积（V ）的比值： η=P*A/V，t/(m3.d) 2）冶炼强度I：现已分为焦碳冶炼强度和综合冶炼强度两个指标。焦碳冶炼强度是指每昼夜、每立方米高炉有效容积消耗的焦碳量，即一昼夜装入高炉的干焦量（Qk）与有效容积V 比值： I焦=Qk/V，t/(m3.d) 3）焦比K：它是冶炼1吨生铁所需要的干焦量：K=Qk/P 二、高炉用原料 1、高炉生产用哪些原料？高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和溶剂。铁矿石包括天然矿和人造富矿。一般含铁量超过50%的天然富矿，可以直接入炉；而

智能材料与智能结构分类

智能材料(Smart Materils 或者Intelligent Material System) 是20 世纪80 年代中期提出的概念。智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数,作出所期望的能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。智能材料是一种集材料与结构、智能处理、执行系统、控制系统和传感系统于一体的复杂的材料体系。它的设计与合成几乎横跨所有的高技术学科领域。磁流变液电流变体压电材料、形状记忆合金磁致伸缩材料电致伸缩材料光纤材料聚合物胶体形状记忆聚合物(SMP) 疲劳寿命丝（箔）磁流变体：通常由以下三种成分组成：（1）具有高磁导率、低矫顽力的微小磁性微粒，如铁钴合金、铁镍合金、羰基铁等软磁材料。由Jolly 和Ginder等人[4]建立的磁流变液理论剪切屈服强度的计算公式可知，磁流变液的极限剪切屈服强度与磁性颗粒的饱和磁化强度的平方成正比。（2）母液，又称溶媒，是磁性微粒悬浮的载体。为了保证磁流变液具有稳定的理化特性，母液应具有低粘度、高沸点、低凝固点、较高密度和极高“击穿磁场”等特性。目前，较为常用的母液是硅油。另外，一些高沸点的合成油、水以及优质煤油等也可作为磁流变液的母液；（3）表面活性剂，其主要作用是包覆磁性微粒并阻止其相互聚集而产生凝聚，减少或消除沉降。功能：这种材料具有4种主要功能:(1)对环境参数的敏感;(2)对敏感信息的传输;(3)对敏感信息的分析、判断;(4)智能反应。具体的有：传感功能反馈功能信息识别与积累功能相应功能自诊断功能自修复功能自调节功能智能结构( Intelligent Construction)是将驱动器、传感器、乃至处理器等微电子元器件集成在复合材料之中而成型的结构它对所处环境，具有主动感知和主动响应的功能。智能结构是在智能材料的基础上提出的,是当前结构设计与结构力学方面正在迅速发展的一种崭新领域,也称为自适应结构。智能结构就是可以根据外部条件和内部条件主动地改变结构

高炉炼铁工艺流程(经典)

高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识

一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：二、高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其自然形态

——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。三、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。高炉炼铁系统（炉体系统、渣处理系统、上料系统、除尘系统、送风系统）主要设备简要介绍一下。

第十一章_智能材料与结构

第十一章智能材料与结构智能材料结构(Ｓmａrt/Iｎtelligent Maｔerｉａls and Ｓｔrｕctures)是一门新兴起的多学科交叉的综合科学。80年代后期,随着材料技术和大规模集成电路的进展,美国军方提出了智能材料与结构的设想和概念，并开展了大规模的研究。智能材料与智能结构系统是近年来飞速发展的一个领域,这一领域的研究也越来越受到人们的重视。自1998年美国弗吉尼亚大学召开了关于“智能材料结构和数学问题”专题学术讨论会以来，智能材料系统的研究成为材料科学与工程的热点之一，有人甚至称21世纪是智能材料的世纪，目前美国已有几十家公司经营智能材料结构的产品。人们之所以如此关注智能材料系统是因为它在建筑、桥梁、水坝、电站、飞行器、空间结构、潜艇等振动、噪声、形状自适应控制、损伤自愈合等方面具有良好的应用前景。第一节智能材料的概念及分类智能材料结构的诞生有着一定的背景。８０年代末期，复合材料普遍使用，为解决它的强度和刚度变化等问题，使得驱动元件和传感件较为容易地融合进入材料，组成整体,从而具有多种用途，同时驱动元件和传感件材料的发展以及材料集成技术上的突破，也促进了智能材料结构的出现。材料科学的发展,使得人们对机械、电子、动作等材料的多方面性能耦合进行研究，微电子技术、总线技术及计算机技术的飞速发展，解决了信息处理和快速控制等方面的难题,这些都为智能材料结构的出现提供了有利条件。 1.１智能材料的概念及其特点智能材料系统和结构的有关名称定义目前尚不统一,但一般智能材料系统都应该具有敏感、处理、执行三个主要部分。一般来说，智能材料是能够感知环境变化(传感或发现的功能),通过自我判断和自我结构(思考和处理的功能)，实现自我指令和自我执行(执行功能)的新型材料。该材料具有模仿生物体的自增值性、自修复性、自诊断性、自学习性和环境适应性。将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能，这种结构称为智能材料结构。它是一个类似于人体的神经、肌肉、大脑和骨骼组成的系统，而基体材料就相当于人体的骨骼。而智能材料是能够感知环境变化，通过自我判断和结论，实现和执行指令的新型材料。智能材料的研究就是将信息与控制融入材料本身的物性和功能之中，其研究成果波及了信息、电子、生命科学、宇宙、海洋科学技术等领域。它的研究开发孕育着新一代的技术革命。智能化将成为2１世纪高分子材料的重要发展方向之一。例如光导纤维、形状记忆合金和镓砷化合物半导体控制电路埋入复合材料中，光导纤维是传感元件,能检测出结构中的应变和温度，形状记忆合金能使结构动作，改变性状,控制电

以磁铁矿为主配加赤铁矿的球团试验

以磁铁矿为主配加赤铁矿的球团试验 [摘要]针对磁铁矿精矿不能满足球团产量的需求，采用赤铁矿与磁铁矿混合配置生产球团。通过调整竖炉相关热工参数，最高可以搭配50%的外购矿制成合格优质球团。 [关键词]赤铁矿球团磁铁矿热工参数焙烧 0前言烧结矿、球团矿、天然块矿是当前高炉炼铁的原料。含铁品位高的天然块矿日趋减少，因此利用富矿粉或精矿生产的烧结矿、球团矿成为当前高炉炼铁的主要原料。球团矿具有强度好、粒度均匀、形状规则、含铁品位高、还原性好等优点，在高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用，被认为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料。为适应钢铁工业快速发展、高炉精料技术和合理炉料结构的要求，近年来，球团矿作为优质原料得到青睐和高度重视，一些钢铁厂对球团矿的入炉比例逐渐提高，其需求量也随之增大。为了进一步满足市场的需要，导致了球团原料由单一向的多元化发展，除了立足于本原再磨再选的铁精矿外，还需寻求低廉的外购矿。当前，大量外购矿主要是赤铁矿，由于赤铁矿在球团焙烧过程中所需的固结温度较高，从而导致生产出强度较高的球团矿增加了难度，而且由于其预热球强度也较低，导致在竖炉中产生大量粉末，易在高温下发生粘结造成结圈，影响炉况，导致球团质量不合格。因而本文研究了配加赤铁矿对磁铁矿球团质量及热工制度的影响，以期在保证球团矿质量和降低生产成本的情况下，满足市场需要。 1原料性能和研究方法 1.1原料性能试验所采用的含铁原料为磁铁精矿、外购赤铁矿。其铁精矿的化学成分分析结果如表1所示。根据表1可看出，磁铁矿的铁品位在62%以上，FeO含量高，其含有害杂质少，酸性脉石含量较高，属于优质磁铁矿。外购矿赤铁矿品位分别为58.68%，FeO含量较低，而与磁铁矿相比，有害杂质S和As的含量较高。铁精矿的粒度特性见表2，从铁精矿粒度组成可知，原有磁铁矿的粒度比较细，小于O.074mm粒级均超过90%以上，小于O.043mm粒级也达到了75%以上，从粒度上完全满足球团对原料的要求，而外购赤铁矿由于产地不稳定，粒度