高炉炼铁原料PPT课件

2.1铁矿石和燃料2.2铁矿石粉末烧结2.3铁矿石粉末球团2.2炼铁原料：铁矿石(天然富块矿、人造块矿)、熔剂(石灰石、白云石)、焦炭、煤粉。高温热空气-氧化风口前燃料中的碳，产生热量和还原气体。冶炼1吨生铁需要大约1.6-2.0吨铁矿石(与消耗有关的因素是什么？)。需要1200M3空气。2.1铁矿石和燃料。3，2 . 1 . 1 2.1.1.1铁矿的分类和特征1。铁矿石和脉石的概念：铁矿石是一种在当前技术条件下能够经济合理地提取有用矿物的岩石。铁矿石中的矿物可分为有用矿物和脉石。脉石矿物是目前不能使用的矿物，总是与有用的矿物相联系。铁矿石的分类和特性铁矿石是根据主要含铁矿物的化学成分来命名的。(1)赤铁矿，也称为红矿，是一种无水氧化铁矿石，化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。5，6，特征：1)自然保护区最大，铁含量一般在50% 60%；2)硫和磷含量低，柔软，易碎，易恢复；3)赤铁矿有半金属光泽，只有弱磁性，脉石主要为硅酸盐。(2)磁铁矿主要为含铁矿物，化学式为Fe3O4，理论含铁量为72.4%。嘿。嘿。磁铁矿具有很强的磁性，晶体通常为八面体，铁黑色，金属光泽，脉石主要为硅酸盐。3)坚硬致密，还原性差。特征：1)由于表面氧化，一些磁铁矿被氧化为半-假晶赤铁矿和假晶赤铁矿，但原始磁铁矿晶体结构仍然保留。一般情况下，根据铁总量/铁氧比(矿石中铁氧含量，%)进行分类：2.33为纯磁铁矿；7是假晶赤铁矿。褐铁矿是由其他矿石风化形成的，广泛分布于自然界。化学式为：nFe2O 3H2O(n=1 3，m=14)主要以2Fe2O33H2O的形式存在。9，10，特点：1)铁含量为3755%，吸水性很强；2)焙烧可以去除结晶水，增加矿石的孔隙度和含铁量，矿石具有良好的还原性；3)浅棕色、深棕色或黑色，脉石通常为砂质粘土。(4)菱铁矿是一种碳酸盐铁矿，化学式为三氯化铁，理论含铁量为48.2%。特点：1)含铁量不高。CO2焙烧分解后，铁含量增加，还原性好；2)硫和磷含量低；3)灰色、浅黄色、棕色，风化后变为深棕色，有玻璃光泽，脉石常含碱性氧化物。铁矿石质量评估1。化学成分：(1)矿石品位矿石品位是矿石的含铁量，目前工业开采的矿石品位不低于25%。可直接入炉冶炼的高品位铁矿石称为富矿，品位低于理论品位70%的矿石称为贫矿。贫矿只有经过磨矿、选矿、压块等加工后才能入炉。矿石品位每提高1%，焦比可降低2%，产量可提高3%。除了氧化铁，其余的脉石铁矿石被称为脉石，其中主要包括酸性氧化物二氧化硅。碱性氧化物氧化钙和氧化镁；中性氧化物氧化铝和二氧化钛。铁矿石主要含有酸性和中性氧化物。为了改善炉渣的冶金性能，在熔炼过程中经常消耗大量的碱性氧化物，如石灰石(碳酸钙)。所有含碱性脉石矿物的相对值较高。嘿。(15)、(3)有益元素：指提高钢材质量或可提炼的元素。如锰、铬、钴、镍、钒、钛等。这些元素可以部分还原成生铁，并可以改善钢铁材料的性能。当这些有益元素达到一定含量时，如钨(锰) 5%，钨(铬) 0.6%，钨(钴) 0.03%，钨(镍) 0.2%，钨(钒) 0.1%，可视为复合矿石，具有很大的经济价值，是有价值的矿石资源。有害元素含量矿石中主要有害元素有：硫、磷、铜、砷、33，360钾、钠、铅、锌。1)硫引起钢的热脆性。在高炉炼铁过程中，硫的脱除率可达90%以上，但脱除硫会消耗焦炭，降低产量。对于高硫矿石，可通过选矿、焙烧等方法降低原料硫含量。磷使钢冷脆，但含磷的铁水具有良好的流动性和填充性，有利于钢的冷脆在选矿和铁粉烧结过程中不易去除，在炼铁过程中所有的磷都被还原成生铁。控制生铁中磷含量的唯一方法是控制原料中的磷含量。PbPb易还原，不溶于铁水，密度高(11.34克/立方厘米)，熔点327，沸点1520，要求铁矿石中铅含量不超过0.1%。4)锌易还原，还原后易挥发，不溶于生铁；铁矿石要求含锌量不超过0.2%。铅和锌破坏高炉炉料和炉衬。钾和钠：以碳酸盐和硅酸盐的形式存在。它在高炉的中下部被还原成钾、钠氧化物或单质，对炉衬造成侵蚀性损坏，并使原料燃料的质量恶化。一般要求矿石中的钨(K2O Na2O)小于或等于0.1% 0.6%。碱负荷小于3 5公斤/吨铁。嘿。嘿。21，其危害表现为：a .钾霞石(K2O 32SO 2)等。与炉衬相互作用产生，体积膨胀40%，损坏炉衬，缩短高炉寿命；b、与炉衬反应生成低熔点化合物，使炉料粘附在炉壁上，形成炉块；(c)与焦炭中的石墨反应生成插塞化合物CK8和CNa8，它们具有大的体积膨胀，破坏焦炭的高温并恶化高炉下部料柱的透气性；它能提高焦炭的反应性，扩大直接还原区；降低烧结矿和球团矿的软化温度，提高低温还原粉化率，导致球团矿恶性膨胀。22，2，矿石粒度和孔隙度矿石粒度料柱渗透性、传热传质条件高炉平稳操作和还原过程中粒度过大，与煤气接触面积小，扩散半径大，块矿中心加热还原困难，煤气利用率低，焦比高。如果粒度过小，特别是粉末较多时，气流阻力会增大，这将阻碍高炉的顺利运行，降低产量。为了确定矿石的粒度，必须考虑高炉气体力学和传热传质两个因素，以确保粒度均匀，并尽可能减少粉末含量。合适的矿石粒度与矿石的还原性、机械强度和高炉大小有关。表2-1中国高炉矿的粒度。24，矿石孔隙度：矿石孔隙度占总体积的百分比。孔隙率越高，透气性越好，与气体接触的表面积越大，越有利于还原。开孔有利于还原。冶金性能(1)铁矿石的还原性是指铁矿石被气态还原剂一氧化碳或H2还原的难易程度。矿石的还原性与其矿物结构有关，特别是其开放的微孔隙和孔隙分布。铁矿石还原难度：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、高碱度烧结矿、球团矿、26、(2)矿石的易熔性：包括矿石的软化性和熔滴性。软化：包括软化温度和软化温度区间。软化温度：矿石在一定负荷下加热时开始软化的温度。软化温度范围：从矿石软化开始到矿石软化结束的温度范围。滴落特性：矿石开始熔化和滴落的温度和温度范围。27，2.1.1.3铁矿石制备1。富铁矿(1)粒度为8毫米的富铁矿粉，送烧结厂烧结成型；粒度大于8毫米的块状矿石可直接在熔炉中熔炼。(2)将高硫矿石粉碎成50公斤60毫米的焦炭，以25r/min的速度旋转4分钟，停止旋转后，转鼓内的所有样品用40毫米和10毫米圆孔筛处理。焦炭质量分数大于40毫米(M40)是抗冲击性指数；耐磨性指数小于10毫米(M10)。(4)45、MK-8微型鼓式机的后反应强度(CSR)的焦炭反应性和后反应强度的测定，按国家标准(GB/T 4000-L996)进行。按要求取焦炭样品，放入反应器中，在1000的土壤中与二氧化碳反应2小时。焦炭反应性一般来说，干焦含有约85%的固定碳，约13%的灰分，其余为挥发性硫。实践证明，焦炭灰分提高1%，焦比提高2%，产量下降3%。特别是1000M3以上的高炉，更应重视焦炭质量。(3)良好的高温性能具有低反应性，反应性不高于30%，反应后强度大于60%。(4)硫含量低，含水量低且稳定。(1)替换一些昂贵的焦炭；(2)充分利用资源，保护环境。(3)提高冶炼的经济技术指标。世界先进高炉喷煤量已达到250公斤/吨，宝钢在中国的最高喷煤量超过260公斤/吨。目前，实际产量为200-230公斤/吨，2009年全国平均喷煤量达到145公斤/吨。自2006年以来，中国已成为炼焦煤进口国。煤粉质量要求：(1)灰分低，固定碳含量高，灰分不超过15%；(2)硫含量低，低于0.7%；(3)良好的可磨性；将废塑料吹入高炉风口，保护环境，节约能源。图2-2，53，2.2烧结矿2.2.1烧结意义和烧结矿质量指标，54、2.2.1.1铁矿粉的烧结意义。作为填充床反应器鼓风炉，入炉矿石的粒度要求大于5毫米。除天然块状矿石外，铁矿石细粒的粒度通常小于5毫米。烧结工艺、烧结、球团、55岁。在烧结生产中加入氧化钙和氧化镁可以改善烧结矿的冶金性能。氧化镁可以改善球团生产中的软熔性能。在烧结和造球过程中，可以去除矿石中的硫、钾、钠等有害杂质。制块工艺可以消化冶金企业产生的大量粉尘和烟尘，起到综合利用和环境保护的作用。56，表2-2高炉粉尘(瓦斯灰)的化学成分(%)(30千克/吨)。57、表2-3轧制钢板的化学成分(%)(占钢材总量的2 3%)。58、2.2.1.2人工富矿质量检验人工富矿质量检验内容、物理性质、粒度、粒度组成和筛分指标采用ISO4701标准转鼓强度和耐磨性，GB 8209-87标准球团抗压强度采用GB/T 14201-93标准，化学成分分析采用GB 6703-86标准如TFe、FeO、CaO、SiO2、MgO、Al2O3、S、P等。冶金性能900还原性采用GB/T 13241-91标准500低温还原粉化性能采用GB/T 13242-91标准球团还原膨胀性采用GB/T 13240-91标准荷重下耐火性(无标准)荷重下降性能(无标准)。嘿。59，1。转鼓强度转鼓强度是评价烧结矿抗冲击性和耐磨性的重要指标。目前，世界各国的测定方法并不统一。中国标准GB 3209-87的方法是测量容器1000500毫米，内有两块180块的吊板，装15公斤，转速25(r/min)，旋转200转，滚筒后机械摇动筛，筛孔尺寸为6 . 36 . 3毫米，往复30次，滚筒强度以6.3毫米的粒度表示。图2-3滚筒试验机1-计数器的基本尺寸图。2-卸料口盖板；3-举升板。61，2，降低烧结矿降低高炉炉顶模拟炉料的条件，中国国家标准GBL 3241-91: (1)试验条件反应罐：75毫米样品：粒度10.0-12.5毫米，500克；还原气体：一氧化碳/N2=30/70；还原温度：90010；气体流速：15Nl/min；还原时间：180分钟。图2-4还原管和还原炉1-还原炉示意图。2-还原管；3-电加热元件；4-多孔板；5.试着吉祥；6-高A12O3球；7-气孔入口；8-气体出口；9-热电偶。63，3。当低温还原粉化铁矿石进入高炉上部约500 600的低温区时，大量含铁物料的粉化是由于铁矿石中Fe2O3还原(Fe2O3-Fe3O4-FeO)的热冲击和晶体转变造成的。低温还原粉化的测定是通过模拟高炉上部条件进行的。低温还原粉化性能的测定基于GBL 3242-91，这是一种在铁矿石静态还原后使用冷桶的低温粉化试验方法。还原粉化用RDI表示：还原强度指数：RDI 6.3还原粉化指数：RDI 3.15，64、试验条件还原试验：反应罐：75毫米样品：粒度10.0 12.5毫米，500克；还原性气体：一氧化碳：二氧化碳：N2=20:20:60；气体流速：15Nl/min；还原温度：50010；还原时间：60分钟。转鼓试验：转鼓：130200毫米；速度：30r/min。时间：10分钟。根据碱度，产品烧结矿可分为三种类型：酸性烧结矿R 1.40(高碱度烧结矿R=1.802.4)，可提供过剩的CaO。目前，烧结矿质量已超过上述标准，如平均转鼓指数在75以上。一级，67，2.2.2烧结工艺和主反应2.2.2.1烧结工艺将矿粉、燃料和熔剂按一定比例混合，加入适量的水，制粒(3 8毫米)。将其放在烧结机台车上，在一定负压下点火，高温烧结成块，粉碎过筛，将适当粒度的成品送至高炉。尺寸过小的返回。配料要求和方法(1)目的：严格按照一定的重量比混合矿粉、燃料和熔剂，以稳定烧结矿的物理性能和化学成分，满足冶炼要求。同时，烧结矿具有良好的透气性，以获得较高的烧结生产率。(2)烧结混合料要求：中国：全氟辛烷0.5 0.1%，氧化钙/二氧化硅20.05 0.10%；日本：全氟辛烷磺酸0.3 0.4%，氧化钙/二氧化硅0.03%。72，2。混合的目的和要求：首先，将混合物中的所有成分混合均匀；第二种是用水润湿和制粒。造粒粒度在3毫米至8毫米之间占80%以上，小于3毫米或大于8毫米但不超过20%。初次混合的主要任务是加水润湿并混合均匀，使混合物中的水分、颗粒大小和成分均匀分布。除了连续混合的功能外，二次混合的主要任务是制粒。同时，可以引入蒸汽来预热混合物并提高材料温度。少数企业使用三次搅拌，主要是为了包装煤粉。为了加强造粒，两次混合造粒时间不得少于6分钟。布料要求和方法(1)在烧结台车的篦条上铺设10 25毫米的烧结矿。然后将烧结混合物铺在上面。为什么要打好基础材料，它的主要功能是什么？(1)能防止烧结过程中燃烧区的高温直接与篦条接触，保护篦条，延长其使用寿命，还能防止烧结物粘在篦条上；(2)过滤层可以降低烟气中的粉尘含量，延长风机转子的使用寿命；(3)保持有效的通风面积，使气流均匀分布。(2)烧结物料分布要