高炉炼铁概述.ppt

《高炉炼铁概述.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课程简介冶金是一种历史悠久的工艺，我国出土的两三千年前的冶金产品如青铜器具、兵器等，其工艺水平令现代的冶金学家也赞叹不已；但一直到19世纪末冶金还仅仅是一种技艺，没有理论的指导,任何微小的进步都要靠人们长期的摸索。20世纪初期人们将物理化学理论用于分析和研究冶金过程，揭示冶金过程的内在本质和规律性，形成了新的学科分支—冶金过程原理，才使冶金由技艺发展成为科学。在冶金过程原理的指导下，冶金技术得到迅速的发展，同时在国民经济中形成为一个举足轻重的产业部门。1.1钢铁工业概况1.1.1国民经济中钢铁工业的地位评价一个国家的工业发达程度工业化水平国民生活水准工业生产所占比重工业化水平的标志需要大量机

2、械设备工业机械化、自动化程度需要大量基础材料劳动生产率↑交通工具市政设施民用住宅生活用品钢铁产品价格低廉有较高的强度和韧性易于加工制造所需原料资源丰富冶炼工艺成熟、效率高人均钢材消耗量反映了一个国家的经济发达程度日本人均钢材消耗量名列世界第一，为800Kg/人.年我国的人均钢材消耗量为80Kg/人.年发展钢铁工业的基础稳定可靠的原料来源（矿石、煤、熔剂、耐火材料等）稳定的动力资源（水、电等）庞大的运输设施（铁路、水运等）雄厚的资金保证（投资大、建设周期长、回收效率慢）钢铁工业的发展，标志着这些条件的完善,反映国民经济的发达程度。1.1.2钢铁工业的发展概况二次世界大战后的四十多

3、年中，钢铁工业获得重大发展钢产量：50年代初的2亿吨→90年代的7.4亿吨我国古代占领先地位（公元前六世纪已广泛使用铁器）；近代落后于欧洲国家；从1890年（汉阳铁厂投产）→1949年约半个世纪内累计的钢产量不到200万吨；新中国成立后，特别是改革开放以来，钢铁生产有了重大发展：1949年1960年1976年1980年15.8万吨1840万吨2045万吨3703万吨1986年1988年1995年1996年5190万吨5900万吨9300万吨突破1亿吨名列世界第二名列世界第一世界大型钢铁企业：新日铁（2500万吨）蒲项钢铁公司（2200万吨）法国钢铁公司（1500万吨）英国钢铁公司（1200

4、万吨）日本钢管公司（1100万吨）宝山钢铁公司（2300万吨）1.1.3钢铁生产工艺流程钢铁冶金的任务把铁矿石冶炼成合格的钢铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢还原熔化过程氧化精炼过程（炼铁）（炼钢）钢铁企业中的炼铁和炼钢三种钢铁工艺流程的概念图高炉炼铁工艺直接还原炼铁工艺熔融还原炼铁工艺矿石焦煤烧结矿球团矿焦炭高炉液态生铁矿石非焦煤天然气粉矿或球团矿还原气直接还原炉固态海绵铁矿石非焦煤预还原炉熔融还原炉液态生铁转炉炼钢电炉炼钢转炉炼钢钢铁产品项目生铁钢含碳量高(2.5－4.5%)低(0.03－1.2%)杂质(Si、Mn、P、S)多少硬度高低脆性大小韧性小大加工性只

5、能铸造铸造、锻造均可焊接性差好1现代高炉炼铁工艺1现代高炉炼铁工艺高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即使用焦碳做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料中的铁从氧化物或矿物状态还原为液态生铁。炉喉炉身炉腰炉腹炉缸死铁层原燃料从炉顶加入高炉煤气排出块状带软熔带滴落带死料柱铁水炉渣风口带C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高炉结构图块状区：炉料保持装料时的分层状态，没有液体。在该区发生水分蒸发、碳酸盐分解、铁矿石被CO还原等气固反应，有固态铁(海绵铁)生成软熔区：由软化和部分熔化的脉石、熔剂、铁等半融状态的物料与焦炭夹层组成，矿石从开始到完全熔化，主要发生FeO的直

6、接还原反应和碳的气化反应。倒V形的软熔带起着支撑炉料的作用。其焦炭层促使还原煤气沿炉子径向分布。滴落区：为液态渣、铁的滴落带，该区只有焦炭仍是固体，且呈疏松状态堆积，向下面的回旋区供给焦炭。在这里主要发生非铁元素(锰、硅、磷等)的还原，铁的渗碳与脱硫，以及碳的气化反应。焦炭回旋区：热风通过配置在炉缸上部炉壁周围的15~40个风口进入高炉，热风压力为200~400kPa，风速200~300m/s，因而在每个风口前形成一个煤气与焦炭快速循环运动的袋形回旋区。回旋区往炉内延伸0.5~2m，周围被焦块所包围，焦炭回旋区是高炉内唯一存在的氧化性区域，也是炉内热量和气体还原剂的主要产生地。炉缸区：铁水和

7、炉渣从静止的焦炭缝隙中渗出，形成渣铁分层的熔池，并完成最后的还原反应。铁中的碳达到饱和，锰、铁、磷等元素部分还原并熔入生铁。特点①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。1.1高炉冶炼的特点及主要过程过程①还原过程实现矿石中金属元素（主要是Fe）和氧元