高炉炼铁工艺(工艺部分)

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1、第三章高炉炼铁工艺3.1概述3.2高炉冶炼原理3.3高炉本体及附属系统3.4高炉操作炼铁高炉炼铁非高炉炼铁渣铁处理系统煤气除尘系统喷吹系统高炉矿石焦炭煤空气炉渣铁水炉尘净煤气风机热风炉高炉及其附属系统供料系统送风系统3.1概述鱼雷车lumpore主输送帶鼓风机热风炉除尘器洗涤器烟囱配料间炉顶回收电BFG储槽冷空气热风混合气调湿系统废气鼓风嘴出铁口无钟罩式炉顶高炉sintercokeflux高炉作业流程3.1.1高炉冶炼过程及其特点高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2Si

2、O4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。高炉冶炼特点(1)高炉冶炼是在炉料与煤气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的，炉内主要是还原性气氛。(2)高炉是密闭的容器，除装料、出铁、出渣及煤气外，操作人员无法直接观察到反应过

3、程的状况。只能凭借仪器仪表间接观察炉内状况。(3)高炉是连续的、大规模的高温生产过程，机械化和自动化水平较高。3.1.2高炉炼铁的原料和产品高炉冶炼的主要原料是铁矿石、燃料、鼓风。高炉冶炼的主要产品是生铁、高炉渣和高炉煤气。高炉渣和高炉煤气为副产品。⑴生铁生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁。炼钢生铁供转炉、电炉炼钢使用。铸造生铁则主要用于生产耐压铸件。生铁是Fe与C及其它一些元素的合金。通常，生铁含Fe94%左右，C4%左右。其余为Si、Mn、P、S等少量元素。一般来说，生铁和钢的化学成分主要差别是含碳量。钢中含碳量最高不超过2.11%。高炉生铁含碳量在2.5~4.5%范围

4、，铸铁中不超过5.0%（此时Fe3C含量约占75%，当铸铁中Fe3C达100%时，其含碳量为6.67%）。当铸铁中C>5.0%时，铸铁甚脆，没有实用价值。而含碳量在1.6~2.5%之间的钢铁材料，由于缺乏实用性，一般不进行工业生产。炼钢生铁作为转炉热装炼钢的原料，约占生铁产量的80~90%。铸造生铁，又称为翻砂铁或灰口铁，用于铸件生产。其主要特点是含硅较高，在1.25~4.25%之间。硅在生铁中能促进石墨化，即使化合碳游离成石墨碳，增强铸件的韧性和耐冲击性并易于切削加工。铸造生铁约占生铁产量的10%左右。高炉还可生产特殊生铁，如锰铁、硅铁、镜铁（含10~25%Mn）、

5、硅镜铁（含9~13%Si，18~24%Mn）等，主要用作炼钢脱氧剂和合金化剂。此外，生铁中还可能含有部分微量元素。生铁中微量元素含量常以ΣT为指标：ΣT=Pb+Sn+Sb+As+Ti+V+Cr+Zn含微量元素很低的“高纯生铁”ΣT<0.1%。国内外适宜生产高纯生铁的矿源稀少。我国本钢生铁素有“人参铁”之称。它除P、S极低外，微量元素亦很低。其ΣT<0.08%，属国际高纯生铁范畴。⑵高炉渣由于冶炼矿石品位、焦比及焦炭灰分的不同，我国大中型高炉的单位生铁渣量在0.3~0.5t之间。高炉渣主要成分是Ca、Mg、Si、Al的氧化物，其工业用途广泛。如在炉前急冷粒化成水渣，作成

6、水泥和建筑材料；酸性渣还可在炉前用蒸汽吹成渣棉，作绝热材料。冶炼多元素共生的复合矿时，炉渣中常富集有多种元素（如稀土、钛等）。这类炉渣可进一步利用。⑶高炉煤气冶炼每吨生铁可产生1600~3000m3的高炉煤气，其中含有约20%~25%的CO，1~3%的H2，还有少量甲烷（CH4）等可燃气体。从高炉排出的煤气中含有大量的炉料粉尘，经过除尘处理可使含尘量降到10~20mg/m3。除尘处理后的高炉煤气发热值约为3350~3770kJ/m3，是良好的气体燃料。但高炉冶炼产生的煤气量、成分及发热值与高炉操作参数及产品种类有关。如高炉冶炼铁合金时煤气中几乎没有CO2。高炉煤气是钢

7、铁联合企业的重要二次能源，主要用作热风炉燃料，还可供动力、炼焦、烧结、炼钢、轧钢等部门使用。3.1.3高炉生产主要技术经济指标高炉生产的技术水平和经济效果可用如下技术经济指标来衡量：⑴有效容积利用系数(ημ)是指每立方米高炉有效容积、每昼夜生产的合格生铁量。式中：P－生铁日产量；Vμ－高炉有效容积，m3⑵焦比（K）是生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。显然，焦比愈低愈好。式中：Q－每日消耗焦炭量，kg/d。在喷吹燃料时，高炉的的能耗情况用燃料比（K燃）表示，即每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。K燃＝（焦炭+煤粉+重油+…）kg/t喷吹燃料按对置换比折算为相