钢铁基础知识

钢铁基础知识讲解2011.4.17钢铁基础知识上篇：炉料基础知识中篇：钢材基础知识下篇：市场分析与预测的心得钢铁基础知识上篇：炉料基础知识有炉子的地方就需要有炉料采石场铁矿山选矿厂烧结球团厂煤矿炼焦厂高炉混铁炉炼钢厂转炉连铸机模铸均热炉化工厂初轧大方坯板坯中厚板连轧板坯薄板焊管窄带钢连轧钢坯无缝钢管重轨大型车间中型小型线材生铁铸造生铁炼钢生铁铁合金及其他辅料铁水副产品炉尘炉渣水泥厂煤气站钢水水泥煤气石灰石白云石萤石烧结矿球团矿副产品化工产品贫矿精矿粉富矿合格块矿焦炭炉料火米燃料原料上篇—炉料知识钢铁炉料FeC合金铁合金铁矿石焦炭废钢上篇—炉料知识冶金是研究如何经济的从矿石或其他原料提取金属或金属化合物,并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学.上篇—炉料知识钢铁冶炼技术从远古到今天的现代化钢铁联合企业,大致可以分为三个发展阶段(1)远古至13世纪末(2)13世纪末到19世纪中叶(3)19世纪中期到今天上篇—炉料知识上篇—炉料知识冶炼方法：火法冶金:高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作用,是其中的金属和杂质分开,获得较纯金属的过程.（高炉炼铁）湿法冶金:在常温或者低于100摄氏度下,用溶剂处理矿石或精矿,是所要提取的金属溶解于溶液中,而其他杂质不溶解,然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程.电冶金:利用电能提取和精炼金属的方法.分为电热冶金和电化学冶金.（电炉炼钢）上篇—炉料知识与冶炼有关的五座炉子焦炉（机焦土焦改良焦）烧结炉（竖炉带式环形链篦机回转窑）炼铁炉（高炉、矿热炉）炼钢炉（电、平、转）加热炉（煤气重油）这五座炉子是成材前的重要程序上篇—炉料知识—煤焦煤焦=煤炭+焦炭是两个品种煤炭主要包括四个煤种：动力煤、炼焦煤、无烟煤、喷吹煤焦炭：冶金焦铸造焦原煤原煤焦煤肥煤气煤烟煤褐煤无烟煤贫瘦煤贫煤等不粘煤弱粘煤长焰煤等炼焦用煤瘦煤煤化程度最低焦炭用于发电用于发电用于发电高炉喷吹燃料或钢铁合金发电，建材，化工等煤炭的分类及用途上篇—炉料知识—煤焦焦炭作用：燃烧热为炼铁提供热源；不完全燃烧产生的CO气体作为还原剂，将铁从矿石中还原出来。冶金焦：是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此，往往把高炉焦称为冶金焦。上篇—炉料知识—煤焦焦炭的主要指标：水分w灰分A硫分S挥发分VM40M10上篇—炉料知识—煤焦(中国煤炭分类简表）上篇—炉料知识—煤焦（冶金焦质量标准）上篇—炉料知识—煤焦（铸造焦质量标准）上篇—炉料知识—铁矿石分类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同，因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。上篇—炉料知识—铁矿石(a）磁铁矿主要含铁矿物为磁铁矿，其化学式为Fe3O4，其中FeO=31%，Fe2O3=69%，理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石，分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿（Fe3O4）氧化成赤铁矿（Fe2O3），但它仍保留原来磁铁矿的外形，所以叫做假象赤铁矿。上篇—炉料知识—铁矿石（b）赤铁矿赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。上篇—炉料知识—铁矿石（c）褐铁矿褐铁矿是含水氧化铁矿石，是由其他矿石风化后生成的，在自然界中分布得最广泛，但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐铁矿实际上是由针铁矿（Fe2O3·H2O）、水针铁矿（2Fe2O3·H2O）和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。一般褐铁矿石含铁量为37%～55%，有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强，一般都吸附着大量的水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水，矿石气孔率因而增加，大大改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时，由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。上篇—炉料知识—铁矿石（d）菱铁矿菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量48.2%。在自然界中，有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高，但受热分解出CO2以后，不仅含铁量显著提高而且也变得多孔，还原性很好。上篇—炉料知识—铁矿石(质量要求）上篇—炉料知识—铁矿石（质量要求）上篇—炉料知识—铁矿石（铁矿石和铁精粉的区别）其区别在于以下几点:铁矿石（富含铁元素之红、黑块矿、菱铁矿等之统称）–达到入炉冶炼要求的矿石，有的品位已经相当高，比如60%。在粒度（SIZE）上相对铁精粉来说明显程粒、块状态。大致在10mm至100mm之间。但是，铁矿石块矿以“红矿”居多，“黑矿”相对较少。–铁精粉（主要是“黑矿”）–经过进一步加工富积，工业选洗之后的铁矿石。1）烧结粉(Sinterfines)，该品种之主要用途为烧结造块又达到入炉要求，而且所含有害元素（如对钢材冷热脆性有较大影响的S、P等已经过磁选、浮选、重选等工序降低至一定含量），粒度上来说，大致在1mm至8mm之间。–2）造球粉(PelletFeedFines)显而易见，该品种为进一步加工后，对SiO2,Al2O3,Cu,P,S,MgO+Na2O等有害杂质进一步除去后，特别是SIZE规格上一般要求-200MESH达到75%至85%，以配进彭润土等粘合剂在高湿或压力下制作球团矿的用料。上篇—炉料知识—铁矿石—人造块矿烧结矿将矿粉（包括富矿粉、精矿粉以及其它含铁细粒状物料）、熔剂（石灰石、白云石、生石灰等粉料）、燃料（焦粉、煤粉）按一定比例配合后，经混匀、造粒、加温（预热）、布料、点火、借助炉料氧化（主要是燃料燃烧）产生的高温，使烧结料水分蒸发并发生一系列化学反应，产生部分液相粘结，冷却后成块，经合理破碎和筛分，最终得到的块矿就是烧结矿。烧结矿就其成品是否经过冷却又有冷矿和热矿之分。上篇—炉料知识—铁矿石—人造块矿球团矿将配有黏结剂或熔剂及燃料的细精矿粉（仅土烧球团可配燃料），通过滚动成型（造球）、焙烧固结、冷却过筛，成为粒度均匀、强度较好的球团矿。–焙烧法分类：按生产设备形式分为竖炉焙烧、带式机焙烧、回转窑焙烧以及隧道窑、平地吹土球–球团成品分类：按理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团和还原性球团上篇—炉料知识—铁矿石--与钢铁工业生产布局(1)长江中下游铁矿原料基地该原料基地包括宁芜－庐枞地区、杭州绍兴和鄂东等地的一些铁矿，在该原料基地内建立的主要钢铁企业有：上海第一钢铁集团有限公司、宝山钢铁集团公司、上海梅山集团有限公司、杭州钢铁集团公司、江苏苏钢集团公司、南京钢铁集团公司、马鞍山钢铁股份有限公司、合肥钢铁公司、武汉钢铁集团公司、湖北鄂城钢铁厂等10个企业。这10个企业1996年生产能力为2337万t，占全国生铁生产能力的20.17％。年需要铁矿石约7000万t（不包括宝钢专用进口矿石），但该地区1996年末铁矿开采能力只有1730万t–(2)鞍山-本溪和抚顺铁矿原料基地该区的钢铁企业有鞍山钢铁集团公司、本溪钢铁公司、北台钢铁总厂、抚顺钢铁公司等4个企业。这4个企业1996年生铁生产能力合计为1332万t，年需铁矿石4600万t。该区1996年末铁矿开采能力为4100万t，加上齐大山铁矿正在扩建的900万t规模和已建的本溪马耳岭铁矿，可基本满足本区需要。上篇—炉料知识—铁矿石--与钢铁工业生产布局–(3)冀东-北京铁矿原料基地该区主要钢铁企业有首钢总公司和唐山钢铁集团公司，1996年生铁能力合计为1036万t，年需铁矿石3500万t。该区1996年末铁矿开采能力为2100万t，即使加上地方国营和群采的中小矿，仍满足不了首钢和唐钢炼铁的需要。–(4)攀枝花-西昌铁矿原料基地该区铁矿原料供给攀枝花钢铁集团公司、重庆钢铁集团公司、成都钢铁厂和威远钢铁厂，这4个企业1996年生产能力合计为532万t，年需铁矿石1800万t，该区1996年末铁矿开采能力1420万t，加上地方国营中小矿生产能力200多万t，以及群采产量，基本可满足本区炼铁的需要。上篇—炉料知识—铁矿石–(5)包头-白云鄂博铁矿区为包头钢铁公司铁矿原料基地，1996年生产能力为432万t。该区1996年末铁矿开采能力1093万t，加上可供开发建设的大型铁矿——白云鄂博西矿和群采矿石，可以满足包头钢铁公司的需要。–(6)五台-岚县铁矿区为太原钢铁集团公司铁矿原料基地，1996年末铁矿开采能力370万t，加上已投产的娄烦尖山铁矿年产矿石400万t，可以满足年产199万t生铁上篇—炉料知识—铁矿石--与钢铁工业生产布局–(7)鲁中铁矿区该区有济南钢铁集团总公司、莱芜钢铁总厂、青岛钢铁集团公司，1996年合计生铁能力为408万t，现有矿山铁矿开采量满足不了需要。–(8)河北宣化-赤城铁矿区该区为宣化钢铁公司铁矿原料基地，1996年年产生铁能力150万t，本区铁矿资源和产量严重不足。–(9)太行山（河北邯郸-邢台、涞源、晋东南和河南安阳）铁矿区该区有邯郸钢铁集团有限责任公司、邢台钢铁公司、石家庄钢铁厂、长治钢铁集团公司、天津铁厂（涉县）、安阳钢铁集团有限责任公司。这6个企业1996年生产能力合计为698万t。该区已开发的铁矿资源不足–(10)酒泉镜铁山铁矿区为酒泉钢铁公司铁矿原料基地，1996年末生铁生产能力只有120万t，该区1996年铁矿开采能力为510万t，还有大型铁矿——黑沟可供开发利用，资源可满足本区炼铁的需要。上篇—炉料知识—铁矿石--与钢铁工业生产布局–(11)吉林通化铁矿区为通化钢铁公司铁矿原料基地，该区铁矿开采能力245万t，满足不了现有127万t生铁生产能力的需要。–(12)江西新余-萍乡、吉安-永新铁矿区有南昌钢铁有限责任公司、新余钢铁有限责任公司、萍乡钢铁厂，1996年末生产生铁能力合计为166万t，已开发的铁矿资源不足。–(13)湘东、田湖铁矿区有湘潭钢铁公司与涟源钢铁股份有限公司，1996年末生铁能力合计为251万t，已开发的铁矿资源不足，需外购矿石供炼铁企业之需。上篇—炉料知识—铁矿石—进口矿世界铁矿石资源现状概况分布：世界铁矿石分布较为集中，其中澳大利亚、巴西、中国、俄罗斯、乌克兰及美国等都是世界铁矿资源大国。世界矿业巨头分布情况VALE(巴西)年生产能力在3亿吨，球团矿生产能力在2000万吨左右。RIOTINTO（澳大利亚）年产铁矿石2亿吨BHP（澳大利亚）年产铁矿石1.6亿吨上篇—炉料知识—铁矿石—进口矿•中国进口铁矿石最大的来源国为印度、巴西、澳大利亚。占进口总量的80%。•三大矿山控制了全球70%的铁矿石，每年对中国进口三大矿山铁矿石的数量占进口总量的60%上篇—炉料知识—铁矿石—进口矿进口铁矿石根据不同品位定价，国内经常流通的品位有50%-63.5%、澳大利亚的PB粉、61.5%、火箭粉59%、巴西南部粉63.5-65%、卡拉加斯粉66%等等。上篇—炉料知识—铁矿石—进口矿（铁矿石谈判）铁矿石价格谈判从1981年开始，至今已有27年历史，形成了严格的谈判体系。规则约定每年第四季度开始，由世界主流铁矿石供应商与他们的主要客户进行谈判，决定下一财政年度铁矿石价格（离岸价格），任何一家矿山与钢厂达成矿价协议，则其他各家谈判均接受此结果。由于一家钢厂同时采购几家矿业公司的产品，他将同时与这几家矿山谈判；而一家矿山产品供应给多家钢厂，他也同时在与多家钢厂谈判，因此各钢厂与各矿山谈判虽然是各自进行的，但谈判实际上的多边的，如宝钢与必和必拓（BHP），力拓（RIO），淡水河谷（VALE）谈判的同