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1、矿石中常见的伴生元素的作用2013-01-09 21:59:09.0来源：中国联合钢铁网分享到：QQ空间新浪微博腾讯微博微信更多0在铁矿石中除含铁物质和脉石之外，通常还含有许多伴生元素。(1) 硫，硫对钢材是最为有害的成分，它使钢材具有热脆性。因为FeS与Fe 结合成低熔点(985C)合金，冷却后凝固成薄膜状，并分布于晶粒界面之间，当 钢材被加热至11501200C时，硫化物首先熔化，使钢材沿品粒界面形成裂纹。 硫对铸造生铁同样有害，它降低生铁的流动性及阻止碳化铁的分解，所以使铸件 容易产生气孔，又因Fef硬而脆使铸件难以车削加工并降低铸件的韧性。国家 标准规定硫的含量，炼南生铁最高不能大于0
2、.07%，铸造生铁最高不能大于 0.06%，因此要求矿石中含硫愈少愈好。在高炉冶炼过程中。硫在高炉内可以除去90%以上，但脱硫要求提高炉渣碱度。 需要增加石灰石的用量，同时渣量也随之增加，这样势必要使高炉焦比升高，产 量降低，根据鞍钢经验，矿石中含硫升高0.1%，焦比升高5%。一般规定矿石中 SW0.06%为一级矿；SW0.2%为二级矿；，0.3%为高硫矿。对于含硫高的矿石可以通过选矿、焙烧和烧结等方法处理，以降低矿石含硫量。(2) 磷，磷也是钢铁材料的有害成分，磷使钢铁具有冷脆的性质。磷化物聚集 于晶界周围减弱品粒间的结合力，使钢冷却时发生很大的脆性，从而造成冷脆现 象。但磷又可以改善铁水的
3、流动性，所以在浇注形状复杂的普通铸件时，允许生 铁中含有较高的磷。因磷的存在同样影响铸件的强度，所以，除少数高磷铸造铁 允许有较高的含磷外，一般生铁含磷愈低愈好。由于磷在选矿和烧结过程中不易除去，而在炼铁过程中磷又全部还原进入生铁， 所以控制生铁含磷的惟一途径就是控制原料的含磷量。对于高磷矿石。可以冶炼 供碱性转炉用的高磷生铁，所得的高磷钢渣是很好的化肥。(3) 铅，我国一些铁矿石中含有少量的铅，在普通烧结过程中不能去除铅。PbS 可用浮选方法分离，含铅矿石也可用氯化焙烧的方法使铅铁分离并加以回收。铅 在高炉内是易还原元素，铅不溶于生铁，其相对密度又大于铁水，所以还原出来 的铅沉积于炉底铁水层
4、以下。(4) 锌，我国有些矿石中含有少量的锌，在普通烧结过程中锌不能被去除，可 以通过氯化焙烧的方法使锌同铁分离并加以回收，若锌以ZnS状态存在时可用浮 选方法分离。在高炉内锌是易还原的，且不溶于生铁。其所以被认为是有害杂质是由于锌在还 原后。在高温区以锌蒸气大量挥发上升并在高炉上部被氧化，结果易生成炉瘤。 或者由于ZnS沉积到耐火砖的孔隙中而破坏炉衬，有时使砌砖膨胀而引起炉壳破 裂。因此要求矿石中锌含量愈少愈好，国外冶炼含锌矿的实践表明。含锌量小于 0.1%时可顺利冶炼。一般要求矿石中含锌不应超过0.1%0.2%，若矿石中含锌 高时则不能单独直接冶炼。必须与含锌少的矿石混合使用，或进行焙烧，
5、选矿等 处理，以降低矿石中的含锌量。(5) 神，矿石中的神在烧结过程中只能除去一部分。也可以用氯化焙烧方法去 除，神在高炉冶炼过程中全部还原进入生铁中，钢中含碑大于0.1%以上时，使钢 增加脆性并使焊接性能变坏。所以应控制矿石中神含量。要求矿石中含神量不应 超过0.07%。(6) 铜，铜在铁矿石中主要以黄铜矿和孔雀石状态存在。其中以硫化物形态存 在的黄铜矿，可以通过浮选而回收，做到铜铁分离，但以氧化物状态存在的铜将 进入铁精矿，铜在烧结过程中不能去除。在高炉冶炼时铜全部还原到生铁中，在炼钢时又进入钢中，铜在钢中含量不超过 0.3%时，能改善钢的性质特别是能提高钢的耐腐蚀性能。但当含铜量超过0.
6、3% 时，则金属的焊接性能降低并产生热脆现象。一般矿石允许含铜不超过0.2%，对 于一些难选的高铜氧化矿，除可用氯化焙烧回收铜外，还可以冶炼高铜铸造生铁， 这种合金铸铁具有很好的机械强度和耐腐蚀性。(7) 氟和稀土元素，氟以CaF形式进入渣中，它能增加炉渣的流动性及降低炉 一-一 一 一 2 .渣的熔点。矿石中氟含量过多时会使炉渣在高炉内形成过早，不利于矿石的还原， 氟的挥发对耐火材料及金属结构有一定的腐蚀作用。矿石含氟达1%时对冶炼无影 响，含量达4%5%时，需增加炉渣碱度来控制炉渣的流动性。含氟和稀土元素的 铁矿石，可以通过磁选一浮选的选矿流程而获得铁精矿、稀土精矿和萤石。(8) 锰，几乎
7、一切铁矿石均含有或多或少的锰元素，但一般含量不高。锰在钢 中可改善钢的机械性能，尤其是增加钢的硬度。在冶炼制钢生铁时锰的还原率为 40%60%，锰与氧的亲和力比较大，在钢水中和FeO作用生成MnO，从而减少了 钢水中FeO的含量，在钢材加工时大大地减少由于FeO而产生的裂纹。同时MnO 不溶于钢水中可以浮到液面而除去。这样锰就成为炼钢时的脱氧剂。含锰的粉矿在烧结时锰还可以改善矿石的烧结作用。(9) 铭，铭在矿石中常以FeO.Cr O )状态存在，在高炉内铭的还原率可达80% 95%。铭是钢中有益元素，可以使钢的耐腐蚀能力增加。钢中加入铭与竦可制成 竦铭不锈钢，此外铭还能增加金属的强度。矿石中的
8、铭对高炉冶炼的影响不大，但对炼钢操作却有影响，由于生铁中的铭在 炼钢过程中又被氧化而进入渣中，使炉渣变得很粘稠不好操作。所以希望生铁中 含CrW0.4%0.6%，这就要求铁矿石中含铭量不高于0.25%。(10) 钛，钛常存在于磁铁矿中，成钛铁矿(FeO.TiO)。钛是近代高温合金需用的元素之一，钛在钢中是一种有益元素。2在高炉冶炼时矿石中的TiO除极少部分被还原进入生铁，其余部分都进入炉渣。 钛渣性质不稳定，在炉缸还原性气氛下渣中TiO将有一部分被还原成Ti O和金 属钛。金属钛一部分进入生铁，一部分生成高熔点的TiC和TiN留在渣中：随着 渣中钛的低价氧化物和钛的碳氮化物数量的增加，炉渣将出现变稠带铁现象。必 须采取适当措施减少TiO的还原，防止和消除炉渣的稠化，才能保证高炉的正常 生产。2(11) 钒，钒是非常宝贵的合金元素，通常钛磁铁矿中都含有少量的钒，有的褐 铁矿及含磷高的矿石中也含少量的钒。在高炉冶炼中钒可以还原70%80%。
