鐵礦石基礎(chǔ)知識(shí)

鐵礦石基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)鐵礦石及其分類一、礦物、礦石和巖石地殼中的化學(xué)元素經(jīng)過各種地質(zhì)作用，形成的天然元素和天然化合物稱為礦物。它具有較均一的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)晶構(gòu)造，具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。礦石和巖石均由礦物所組成，是礦物的集合體。但是，礦石是在目前的技術(shù)條件下能經(jīng)濟(jì)合理地從中提取金屬、金屬化合物或有用礦物的物質(zhì)。因此礦石和巖石的概念是相對(duì)的。礦石又由有用礦物和脈石礦物所組成。礦石中能夠被利用的礦物為有用礦物，目前尚不能利用的礦物為脈石礦物。二、鐵礦石的分類及主要特性在自然界中，金屬狀態(tài)的鐵是極少見的，一般都和其他元素結(jié)合成化合物?，F(xiàn)在已知道的含鐵礦物有300多種，但在目前的工藝條件及技術(shù)水平下能夠用作煉鐵原料的只有20多種。根據(jù)含鐵礦物的主要性質(zhì)，按其礦物組成，通常將鐵礦石分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦四種類型。1．磁鐵礦磁鐵礦化學(xué)式為Fe3O4，結(jié)構(gòu)致密，晶粒細(xì)小，黑色條痕。具有強(qiáng)磁性，含S、P較高，還原性差。2．赤鐵礦赤鐵礦化學(xué)式為Fe2O3，條痕為櫻紅色，具有弱磁性。含S、P較低，易破碎、易還原。3．褐鐵礦褐鐵礦是含結(jié)晶水的氧化鐵，呈褐色條痕，還原性好，化學(xué)式為nFe2O3·mH2O(n=1～3，m=1～4)。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·3H2O的形式存在的。4．菱鐵礦菱鐵礦化學(xué)式為FeC03，顏色為灰色帶黃褐色。菱鐵礦經(jīng)過焙燒，分解出C02氣體，含鐵量即提高，礦石也變得疏松多孔，易破碎，還原性好。其含S低，含P較高。各種鐵礦石的分類及其主要特性列于表2-1。第二節(jié)、高爐冶煉對(duì)鐵礦石的要求

鐵礦石是高爐冶煉的主要原料，其質(zhì)量的好壞，與冶煉進(jìn)程及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有極為密切的關(guān)系。決定鐵礦石質(zhì)量的主要因素是化學(xué)成分、物理性質(zhì)及其冶金性能。高爐冶煉對(duì)鐵礦石的要求是：含鐵量高，脈石少，有害雜質(zhì)少，化學(xué)成分穩(wěn)定，粒度均勻，良好的還原性及一定的機(jī)械強(qiáng)度等性能。一、鐵礦石品位鐵礦石的品位即指鐵礦石的含鐵量，以TFe％表示。品位是評(píng)價(jià)鐵礦石質(zhì)量的主要指標(biāo)。礦石有無(wú)開采價(jià)值，開采后能否直接入爐冶煉及其冶煉價(jià)值如何，均取決于礦石的含鐵量。鐵礦石含鐵量高有利于降低焦比和提高產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，礦石品位提高1％，焦比降低2％，產(chǎn)量提高3％。因?yàn)殡S著礦石品位的提高，脈石數(shù)量減少，熔劑用量和渣量也相應(yīng)減少，既節(jié)省熱量消耗，又有利于爐況順行。從礦山開采出來的礦石，含鐵量一般在30％～60％之間。品位較高，經(jīng)破碎篩分后可直接入爐冶煉的稱為富礦。一般當(dāng)實(shí)際含鐵量大于理論含鐵量的70％～90％時(shí)方可直接入爐。而品位較低，不能直接入爐的叫貧礦。貧礦必須經(jīng)過選礦和造塊后才能入爐冶煉。二、脈石成分銅在鋼材中具有兩重性，銅易還原并進(jìn)入生鐵。當(dāng)鋼中含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0．3％時(shí)能改善鋼材抗腐蝕性。當(dāng)超過0.3％時(shí)又會(huì)降低鋼材的焊接性，并引起鋼的“熱脆”現(xiàn)象，使軋制時(shí)產(chǎn)生裂紋。一般鐵礦石允許含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.2％。2．有益元素礦石中有益元素主要指對(duì)鋼鐵性能有改善作用或可提取的元素。如錳(Mn)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釩(V)、鈦(Ti)等。當(dāng)這些元素達(dá)到一定含量時(shí)，可顯著改善鋼的可加工性，強(qiáng)度和耐磨、耐熱、耐腐蝕等性能。同時(shí)這些元素的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很大，當(dāng)?shù)V石中這些元素含量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，可視為復(fù)合礦石，加以綜合利用。四、鐵礦石的還原性鐵礦石的還原性是指鐵礦石被還原性氣體C0或H2還原的難易程度。它是一項(xiàng)評(píng)價(jià)鐵礦石質(zhì)量的重要指標(biāo)。鐵礦石的還原性好，有利于降低焦比。影響鐵礦石還原的因素主要有礦物組成、礦物結(jié)構(gòu)的致密程度，粒度和氣孔率等。一般磁鐵礦因結(jié)構(gòu)致密，最難還原。赤鐵礦有中等的氣孔率，比較容易還原。褐鐵礦和菱鐵礦容易還原，因?yàn)檫@兩種礦石分別失去結(jié)晶水和去掉CO2后，礦石氣孔率增加。燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的氣孔率高，其還原性一般比天然富礦的還要好。五、礦石的粒度、機(jī)械強(qiáng)度和軟化性礦石的粒度是指礦石顆粒的直徑。它直接影響著爐料的透氣性和傳熱、傳質(zhì)條件。通常，入爐礦石粒度在5～35mm之間，小于5mm的粉末是不能直接入爐的。確定礦石粒度必須兼顧高爐的氣體力學(xué)和傳熱、傳質(zhì)幾方面的因素。在有良好透氣性和強(qiáng)度的前提下，盡可能降低爐料粒度。鐵礦石的機(jī)械強(qiáng)度是指礦石耐沖擊、抗摩擦、抗擠壓的能力，力求強(qiáng)度要高一些為好。鐵礦石的軟化性包括鐵礦石的軟化溫度和軟化溫度區(qū)間兩個(gè)方面。軟化溫度是指鐵礦石在一定的荷重下受熱開始變形的溫度；軟化溫度區(qū)間是指礦石開始軟化到軟化終了的溫度范圍。高爐冶煉要求鐵礦石的軟化溫度要高，軟化溫度區(qū)間要窄。六、鐵礦石各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定性鐵礦石的各項(xiàng)理化指標(biāo)保持相對(duì)穩(wěn)定，才能最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。在前述各項(xiàng)指標(biāo)中，礦石品位、脈石成分與數(shù)量、有害雜質(zhì)含量的穩(wěn)定性