Các ph??ng pháp luy?n gang ch? y?u bao g?m ph??ng pháp lò cao, ph??ng pháp kh? tr?c ti?p, ph??ng pháp kh? luy?n, ... nguyên t?c là gang kh? ???c thu ???c b?ng ph?n ?ng hóa(chǎn) ly c?a qu?ng trong m?i tr??ng c? th? (kh? các ch?t Co, H2, C; nhi?t ?? thích h?p, v.v. .). Ngoài m?t ph?n nh? gang ???c dùng ?? ?úc, ph?n l?n ???c dùng làm nguyên li?u luy?n thép.

Luy?n gang b?ng lò cao là ph??ng pháp luy?n gang chính hi?n ??i và là m?t xích quan tr?ng trong s?n xu?t gang thép. Do có các ch? tiêu kinh t? k? thu?t t?t, quy trình ??n gi?n, n?ng l?c s?n xu?t l?n, n?ng su?t lao ??ng cao, tiêu th? ít n?ng l??ng nên s?t s?n xu?t b?ng lò cao chi?m h?n 95% t?ng s?n l??ng s?t c?a th? gi?i.

S? ?? luy?n gang b?ng lò cao

Lò cao t??ng t? nh? m?t lò hình tr?, bên ngoài ???c bao ph? b?ng thép t?m, và thành bên trong ???c lót b?ng g?ch l?a. Toàn b? lò ???c xay d?ng trên n?n bê t?ng sau.

Trong quá trình s?n xu?t lò cao, qu?ng s?t, than c?c và ch?t t?o x? (?á v?i) ???c n?p t? trên cùng c?a lò, và kh?ng khí ?? ???c làm nóng s? b? ???c th?i vào ?ng d?n n?m ? ph?n d??i c?a lò d?c theo chu vi c?a lò. ? nhi?t ?? cao, carbon monoxide và hydro ???c t?o ra t? quá trình ??t cháy carbon trong than c?c và oxy th?i vào kh?ng khí lo?i b? oxy t? qu?ng s?t trong quá trình b?c lên trong lò, ?? thu ???c s?t. S?t nóng ch?y ???c th?i ra kh?i taphole.

Các t?p ch?t kh?ng kh? trong qu?ng s?t k?t h?p v?i ?á v?i và các ch?t tr? dung khác t?o thành x?, ???c th?i ra t? c?ng x?. Khí sinh ra ???c xu?t ra t? ??nh lò và ???c s? d?ng làm nhiên li?u ??t lò cao, lò gia nhi?t, lò luy?n c?c và lò h?i sau khi kh? b?i.

Nguyên li?u: qu?ng s?t, dung m?i, nhiên li?u

 Qu?ng s?t

Khó có th? ?áp ?ng các yêu c?u c?a n?u luy?n b?ng lò cao v? thành ph?n hóa(chǎn) h?c, tr?ng thái v?t ly và các khía c?nh khác c?a qu?ng khai thác t? nhiên. Nó ph?i ???c chu?n b? và x? ly b?ng cách nghi?n, sàng l?c, làm l?i, ?óng bánh và tr?n ?? cung c?p cho lò cao có ph?m c?p cao, thành ph?n và kích th??c h?t ??ng ??u.

Có b?n lo?i qu?ng s?t th??ng ???c s? d?ng trong c?ng nghi?p luy?n kim.

dung m?i

Gangue trong qu?ng và tro trong nhiên li?u có ch?a m?t s? h?p ch?t có nhi?t ?? nóng ch?y cao (ví d?, ?i?m nóng ch?y c?a SiO2 là 1625 ℃ và c?a Al2O3 là 2050 ℃). Chúng kh?ng th? ???c n?u ch?y thành ch?t l?ng ? nhi?t ?? n?u ch?y c?a lò cao, vì v?y chúng kh?ng th? tách t?t kh?i s?t nóng ch?y. ??ng th?i, vi?c v?n hành lò g?p nhi?u khó kh?n.

M?c ?ích c?a vi?c b? sung ch?t tr? dung là ?? t?o thành x? có ?i?m nóng ch?y th?p v?i các h?p ch?t có ?i?m nóng ch?y cao này, ?? hóa(chǎn) l?ng hoàn toàn ? nhi?t ?? n?u ch?y c?a lò cao và duy trì tính l?u ??ng ?áng k?, ?? ??t ???c m?c ?ích tách t?t kh?i kim lo?i và ??m b?o ch?t l??ng c?a gang.

Theo tính ch?t c?a ch?t tr? dung, nó có th? ???c chia thành ch?t tr? dung c? b?n và ch?t tr? dung d?ch axit. Vi?c s? d?ng ch?t tr? dung nào ph? thu?c vào tính ch?t c?a gang trong qu?ng và tro trong nhiên li?u. Vì h?u h?t các gang trong qu?ng t? nhiên ??u có tính axit và hàm l??ng tro c?a than c?c có tính axit nên các ch?t ki?m, ch?ng h?n nh? ?á v?i, th??ng ???c s? d?ng. Các ch?t tr? dung axit ít ???c s? d?ng.

Nhiên li?u

Nhi?t l??ng c?n thi?t c?a quá trình n?u luy?n b?ng lò cao ch? y?u ph? thu?c vào quá trình ??t cháy nhiên li?u. ??ng th?i, nhiên li?u còn ?óng vai trò là ch?t kh? trong quá trình cháy nên nhiên li?u là m?t trong nh?ng nguyên li?u chính ?? n?u luy?n lò cao. Nhiên li?u th??ng ???c s? d?ng ch? y?u là than c?c, than antraxit và than bán c?c.

Quá trình hóa(chǎn) ly: ph?n ?ng kh? ? nhi?t ?? cao + ph?n ?ng t?o x?

M?c ?ích c?a luy?n lò cao là kh? s?t t? qu?ng s?t và lo?i b? t?p ch?t. Trong toàn b? quá trình luy?n, quan tr?ng nh?t là ph?n ?ng kh? s?t và t?o x?.

Ngoài ra, nó còn kéo theo hàng lo?t các ph?n ?ng v?t ly và hóa(chǎn) h?c ph?c t?p khác nh? b?c h?i n??c và ch?t bay h?i, phan h?y cacbonat, cacbon hóa(chǎn) và n?u ch?y s?t, kh? các nguyên t? khác, ... mà ch? có th? th?c hi?n ???c t?i m?t nhi?t ?? nh?t ??nh. Vì v?y, quá trình n?u luy?n c?ng c?n s? ??t cháy nhiên li?u nh? m?t ?i?u ki?n c?n thi?t.

??t cháy nhiên li?u

C ＋ O2 → CO2

Gi?m nh? gánh n?ng

S? bay h?i c?a n??c và s? phan h?y c?a tinh th? n??c; lo?i b? các ch?t bay h?i; s? phan h?y cacbonat.

Ph?n ?ng kh? trong lò cao

Gi?m s?t

Trong lò cao, s?t kh?ng b? kh? tr?c ti?p t? oxit hóa(chǎn) tr? cao mà th?ng qua quá trình kh? t? oxit hóa(chǎn) tr? cao thành oxit hóa(chǎn) tr? th?p, r?i t? oxit hóa(chǎn) tr? th?p thành s?t: Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe

Quá trình kh? s?t ch? y?u ph? thu?c vào khí cacbon monoxit và cacbon r?n là ch?t kh?. Quá trình kh? cacbon monoxit th??ng ???c g?i là quá trình kh? gián ti?p, và quá trình kh? cacbon r?n ???c g?i là quá trình kh? tr?c ti?p.

T?ng ph?n ?ng kh? gián ti?p là 3fe2o3 + 9co → 6fe + 9co2

T?ng s? ph?n ?ng kh? tr?c ti?p là 3fe2o3 + C → 2fe3o4 + Co

Cacbon hóa(chǎn) s?t

S?t ???c kh? t? qu?ng có d?ng r?n x?p và hàm l??ng cacbon c?a nó r?t th?p, th??ng nh? h?n 1%. Do co phan h?y ? nhi?t ?? th?p h?n và ??ng C b? phan h?y có ho?t tính m?nh nên khi ti?p xúc v?i s?t d? t?o thành h?p kim cacbon s?t.

Do ?ó, s?t x?p r?n b?t ??u th?m cacbon ? nhi?t ?? th?p h?n (400 ℃ ～ 600 ℃). Ph?n ?ng hóa(chǎn) h?c nh? sau: 2CO + 3Fe → Fe3C + CO2 ho?c 3Fe (l?ng) + C (r?n) → Fe3C

Quá trình x?

Quá trình x? là m?t quá trình trong ?ó các h?t trong qu?ng và tro trong nhiên li?u ???c k?t h?p v?i ch?t tr? dung và ???c lo?i b? kh?i lò cao. Có hai lo?i x? hình thành trong lò cao

Khi n?u ch?y v?i qu?ng axit th?ng th??ng, ch?t tr? dung ???c n?p vào lò cao ? d?ng ?á v?i, và ch?t cao trong ch?t tr? dung kh?ng th? ti?p xúc g?n v?i các oxit axit trong qu?ng. do ?ó x? t?o thành ban ??u ch? y?u là fe2sio4 t?o thành b?i SiO2, Al2O3 và m?t ph?n FeO b? kh?. Do s? t?n t?i c?a FeO trong x? nên nhi?t ?? nóng ch?y c?a x? gi?m xu?ng, x? có tính l?u ??ng t?t. Trong quá trình gi?m xu?ng (c?ng là quá trình nhi?t ?? t?ng lên), FeO có trong x? b? gi?m d?n và m?t ?i, ??ng th?i hàm l??ng Cao t?ng lên, cu?i cùng x? cu?i cùng ch?y vào lò.

Khi luy?n v?i qu?ng t? ch?y, do qu?ng ch?a nhi?u Cao và có th? ti?p xúc t?t v?i SiO2 có tính axit nên Cao ngay l?p t?c tham gia vào ph?n ?ng t?o x? ? ??u quá trình n?u ch?y, ??c bi?t khi luy?n b?ng ph??ng pháp thiêu k?t t? ch?y, Cao t?o thành x? v?i SiO2, Al2O3,… càng s?m trong quá trình thiêu k?t, nên hàm l??ng CaO trong x? nguyên sinh c?a lo?i qu?ng này càng cao Thành ph?n c?a x? c?ng ít thay ??i trong quá trình kh? x?.

S?n ph?m lò cao

Các s?n ph?m chính c?a luy?n kim lò cao là gang và s?t thép, các s?n ph?m ph? là x?, khí và b?i lò.

gang

Gang l?n là m?t h?p kim cacbon s?t v?i h?n 2% cacbon, c?ng ch?a Si, Mn, s, P và các t?p ch?t khác.

S?t l?n có th? ???c chia thành hai lo?i theo c?ng d?ng và thành ph?n c?a nó. M?t là gang luy?n thép: cacbon trong gang t?n t?i ? d?ng h?p ch?t và ti?t di?n c?a nó có màu tr?ng b?c, còn ???c g?i là s?t tr?ng; lo?i kia là ?úc gang: dùng tr?c ti?p ?? ch? t?o các chi ti?t máy.

s?t ?á

S?t và b?t k? lo?i kim lo?i ho?c h?p kim phi kim nào ???c g?i là s?t h?p kim (m?t s? còn ???c g?i là gang h?p kim). Có nhi?u lo?i ferroalloys, ch?ng h?n nh? ferrosilicon, ferromangan, ferrochrome, ferromolybdenum, ferrotungsten, v.v.

X?, khí và b?i

X?, khí và b?i là s?n ph?m ph? c?a lò cao. Tr??c ?ay chúng b? b? ?i nh? m?t ch?t th?i, nh?ng hi?n nay chúng ???c s? d?ng r?ng r?i trong v?t li?u xay d?ng.