《高炉炼铁》PPT课件

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1、第三章高炉炼铁武汉科技大学冶金工程系周进东13.1概述现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，除高炉本体外，还有供料系统、炉顶装料系统、送风系统、喷吹系统、煤气净化系统、渣铁处理系统。武钢6号高炉宝钢3号高炉23.1概述33.2高炉炼铁基本概念3.2.1高炉炼铁的原料和产品（1）原料高炉使用的原料包括铁矿石（烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭、煤粉、鼓风和少量熔剂。铁矿石：在大型高炉炉料结构中，高碱度烧结矿一般占70~80%、酸性的球团矿和块矿占20~30%。43.2.1高炉炼铁的原料和产品品种w(TFe)（%）w(FeO)（%）w(Si

2、O2)（%）w(CaO)（%）w(MgO)（%）w(Al2O3)（%）R宝钢烧结矿59.477.554.258.201.271.091.93鞍钢烧结矿58.497.904.609.702.300.502.11巴西球团矿65.811.613.670.470.730.490.13国产球团矿63.210.176.011.220.480.760.20巴西块矿66.624.237.940.700.231.110.09南非块矿62.892.116.490.590.032.360.0953.2.1高炉炼铁的原料和产品熔剂通常为石灰石，用来调节炉

3、渣碱度。高炉渣的碱度（R=CaO/SiO2）在1.0~1.25之间，当碱性炉料（高碱度烧结矿）与酸性炉料（球团矿和块矿）比例合适时，高炉中可不加或只加少量石灰石。根据入炉综合品位，冶炼1t生铁需要消耗铁矿石1.5~1.7t。6高炉原料铁矿石熔剂其他含铁代用品天然块矿人造富矿烧结矿球团矿碱性熔剂—石灰、石灰石、白云石酸性熔剂—硅石特殊熔剂—萤石高炉、转炉炉尘残铁轧钢铁皮硫酸渣3.2.1高炉炼铁的原料和产品73.2.1高炉炼铁的原料和产品燃料焦炭在高炉风口区域燃烧产生大量热量和煤气（CO+N2）。煤气中的CO将铁矿石中的氧化铁还原成金

4、属铁，燃烧产生的热量将渣铁熔化成铁水和液态炉渣。焦炭在高炉内始终呈固态，它能够将整个高炉的料柱支撑起来，保持高炉内部具有良好的透气性。83.2.1高炉炼铁的原料和产品煤粉从高炉风口喷入炉内，在风口区域燃烧产生热量和还原煤气，可代替部分焦炭。但煤粉无法代替焦炭的另一个重要作用—支撑料柱。目前，冶炼1吨生铁大约需要消耗焦炭250~350kg，消耗煤粉150~250kg。9高炉燃料固体燃料气体燃料焦炭煤粉焦炉煤气高炉煤气用于高炉本体用于热风炉3.2.1高炉炼铁的原料和产品103.2.1高炉炼铁的原料和产品鼓风空气通过高炉鼓风机加压后成为

5、高压空气（鼓风），经过热风炉换热，将温度提高到1100~1300℃，再从高炉风口进入炉缸，与焦炭和煤粉燃烧产生热量和煤气。鼓风带入高炉的物理热占高炉热量总收入的20%左右。在鼓风中加入氧气可提高鼓风中的氧含量（称为富氧鼓风）。采用富氧鼓风可提高风口燃烧温度，有利于高炉提高喷煤量和高炉利用系数。冶炼1吨生铁大约需要鼓风1400~1700Nm3。113.2.1高炉炼铁的原料和产品（2）产品铁水铁水的主要化学成分为Fe、C、Si、Mn、P、S等，温度1450~1550℃。按照Si含量的不同，将高炉铁水分为炼钢生铁（w[Si]<1.25%

6、）和铸造生铁（w[Si]≥1.25%）。铁水中C呈饱和状态，炼钢生铁中C含量在3.7~4.3%之间。123.2.1高炉炼铁的原料和产品高炉煤气高炉煤气主要化学成分（体积百分比）为CO：21~26%、CO2：14~21%、N2：55~57%、H2：1.0~3.0%、CH4：0.2~0.8%。高炉煤气发热值3200~3800KJ/m3，属低热值煤气。冶炼每吨生铁产生高炉煤气1800~2000m3左右。133.2.1高炉炼铁的原料和产品CO：煤气上升过程中，CO在高炉下部高温区开始增加，煤气中的CO含量会相应减小。CO2：在炉缸、炉腹部

7、位几乎为零，从中温区开始增加。H2：来源于风中H2O汽和焦炭中的有机H2和喷吹燃料中的挥发H2，上升过程中由于参加间接还原和生成CH4，含量逐渐减少，但由于炉料中结晶水和碳作用生成部分H2，又可适量增加煤气中H2的含量。N2：鼓风带入的N2，焦炭中的有机N2和喷吹燃料中的挥发N2，在上升过程中不参加任何反应，绝对量不变。CH4：高温时少量焦炭与H2作用生成CH4，上升过程中又加入焦炭挥发分中CH4，但数量很少，变化不大143.2.1高炉炼铁的原料和产品高炉渣高炉冶炼1t生铁产生300~600kg炉渣。高炉渣主要成分为:w(SiO2

8、)=32~42%、w(CaO)=35~44%、w(Al2O3)=6~14%、w(MgO)=4~13%、w(MnO)=0.3~1.0%、w(FeO)=0.5~0.8%、w(S)=0.7~1.1%、R=1.05~1.25。在这一成分范围内，高炉渣的熔化