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冷軋無縫鋼管鋼材的原材料與生產工藝
雙擊自動滾屏 發布者:鑫豪物資 發布時間:2013/3/20 閱讀:4756次 【字體:

冷軋無縫鋼管鋼材的原材料與生產工藝

原材料 

  鋼的源頭是鐵礦砂,即鐵元素(Fe)在自然界中的存在形式,純粹的鐵在自然界中是不存在的,鐵礦砂主要分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦三種,這些都是鐵的氧化物,不同之處在于它們的氧化方式。鐵礦砂中的含鐵量越高越好,理論上鐵礦砂中的最高含鐵量在72%左右,含鐵量在60%以上稱為富鐵礦。鐵礦砂先在熔爐內還原成鐵(銑鐵),再送入煉鋼爐內脫碳精煉成鋼,廢鋼也可在煉鋼爐熔煉再生。一般鋼鐵依使用用途制成性質、形狀各異的商品,既所謂的鋼鐵制品。通常鋼鐵制品是將鐵礦石還原,熔解成銑鐵(煉銑),銑鐵精煉成鋼(煉鋼),鋼再軋延、加工后制成各種鋼鐵制品,廣義的鋼鐵制品包含鑄鐵、鑄鋼、鍛造鋼品及鋼材加工的制品。 

  在討論鋼鐵的原料之前,我們先要弄清楚,究竟鋼和鐵有什么不同?是否有不同的成份呢?在日常生活上大家總是把鋼和鐵聯在一起稱為“鋼鐵”,可見鋼和鐵應該是一種物質才對;事實上,由科學的眼光來看,鋼和鐵是有少許不同的,它們的主要成份都是鐵元素,只是所含的碳元素量不同。我們通常以碳的含量在2%以上的叫“生鐵”,低于這個數值的叫“鋼”。因此,在冶煉鋼鐵的過程中,含鐵的礦石先在鼓風爐(blast furnace)(高爐)中被冶煉成熔融生鐵,而后熔融生鐵再放到煉鋼爐(steel making furnace)中精煉成鋼。 

  生產鋼鐵所需要的原料分成四大類來分別討論:第一類討論的是各種含有鐵質的礦石原料;第二類是煤和焦炭;第三類則討論在冶煉的過程中用來制造熔碴(sl*g)的熔劑(或稱助熔劑flux),如石灰石等;最后一類是各種輔助原料,如廢鋼料(scrap)、氧氣等。 

  二、鐵礦石種類及分布 

  在理論上來說,凡是含有鐵元素或鐵化合物的礦石都可以叫做鐵礦石。但是,在工業上或者商業上來說,鐵礦石不但是要含有鐵的成份,而且必須有利用的價值才行?墒,由于很難絕對性的判定一個礦石是否有利用價值,所以在工業上很難訂立一個鐵礦石的標準。舉例來說,歐洲所產的鐵礦品質很差,而且含鐵量很低,只是因為他們找不到好的礦石,所以他們就把這種礦石稱為鐵礦石;而澳洲目前因為品質好含鐵量高的礦石存量很多,所以像歐洲所用的那種礦石在澳洲已經認為毫無價值。那么,在歐洲所使用的鐵礦石,在美國就不被鋼鐵業界認為是鐵礦石了。再譬如說,在過去被認為含鐵量太低沒有利用價值的礦石,由于現在工業技術的進步,發展出許多廉價的方法來富化礦石中鐵的成份,于是這些含鐵量低的礦石也就成為有價值的鐵礦石了。于是,我們歸納出一個結論,就是在工業上對于鐵礦石判定的標準是隨著地區性的供求關系、工業技術水準的改變及交通運輸的狀況而改變的。以目前的標準來看,礦石中的平均含鐵量大約在25%以上,才被稱為有利用價值的鐵礦石。 

  鐵都是以化合物的狀態存在于自然界中,尤其是以氧化鐵的狀態存在的量特別多,F在將幾種比較重要的鐵礦石提出來說明:(前三種是主要種類) 

  (1)磁鐵礦(Magnetite)是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe3O4,是Fe2O3和FeO的復合物,呈黑灰色,比重大約5.15左右,含Fe 72.4%,O 27.6%,具有磁性。在選礦(Beneficiation)時可利用磁選法,處理非常方便;但是由于其結構細密,故被還原性較差。經過長期風化作用后即變成赤鐵礦。 

  (2)赤鐵礦(Hematite)也是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe2O3,呈暗紅色,比重大約為5.26,含Fe 70%,O 30%,是最主要的鐵礦石。由其本身結構狀況的不同又可分成很多類別,如赤色赤鐵礦(Red Hematite)、鏡鐵礦(Specularhematite)、云母鐵礦(Micaceous hematite)、粘土質赤鐵(Red Ocher)等。 

  (3)褐鐵礦(Limonite)這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦(Goethite)HFeO2和鱗鐵礦(Lepidocrocite)FeO(OH)兩種不同結構礦石的統稱,也有人把它主要成份的化學式寫成m Fe2O3nH2O,呈現土黃或棕色,含有Fe約62%,O 27%,H2O 11%,比重約為3.6~4.0,多半是附存在其它鐵礦石之中。 

  (4)菱鐵礦(Siderite)是含有碳酸鐵的礦石,主要成份為FeCO3,呈現青灰色,比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當多數量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800~900℃時會吸收大量的熱而放出二氧化碳,所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風爐。(5)鐵的硅酸鹽礦(Silicate Iron)此類礦石是一種復合鹽,沒有一定的化學式,成份的變化很大,一般呈現深綠色,比重為3.8左右,含鐵成份很低,是一種較差的鐵礦石。 

  (6)硫化鐵礦(Sulphide iron)這種礦石含有FeS2,含Fe只有46.6%而S的含量達到53.4%。呈現灰黃色,比重大約為4.95~5.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅(Copper)、鎳(Nickel)、鋅(Zinc)、金(Gold)、銀(Silver)等,所以常被用做他種金屬冶煉工業的原料;又由于它含有大量的硫,所以常被用來提制硫磺,鐵反而變成了副產品,所以事實上已不能稱為鐵礦石。 

  鐵在地球表面,分布非常廣泛,而且存量也極為豐富,幾乎所有的巖石和動植物的殘骸之中都含有少許鐵的成份;根據地質學家的估計,地殼中大約有4~5%是鐵的元素。





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