高炉炼铁工艺流程(经典作)_第1页
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文档简介

1、本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分:一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设施简介四、高炉炼铁用的原料附:高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识工艺设施相见文库文档:一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图以以下列图所示:二、高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其自然形态-矿石等含铁化合物中复原出来的过程.炼铁方法主要有高炉法、直接复原法、熔融复原法等,其原理是矿石在特定的氛围中(复原物质CO、H2、C;合适温度等)经过物化反响获得复原后的生铁生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼铁的主要方法,钢铁生产中的重要环节这种方法是由古代竖炉炼

2、铁发展、改良而成的。只管世界各国研究发展了好多新的炼铁法,但由于高炉炼铁技术经济指标优秀,工艺简单,生产量大,劳动生产率高,能耗低,这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的9以上.炼铁工艺是是将含铁原料(烧结矿、球团矿或铁矿)、燃料(焦炭、煤粉等)及其他协助原料(石灰石、白云石、锰矿等)按必然比率自高炉炉顶装入高炉,并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭焚烧(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等协助燃料),在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧焚烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降,在炉料下降和上涨的煤气相遇,先后发生传热、复原、消融、脱炭作用而生成生铁,铁矿石

3、原料中的杂质与加入炉内的熔剂相联合而成渣,炉底铁水中断地放出装入铁水罐,送往炼钢厂。同时产生高炉煤气,炉渣两种副产品,高炉渣铁主要矿石中不复原的杂质和石灰石等熔剂联合生成,自渣口排出后,经水淬办理后全部作为水泥生产原料;产生的煤气从炉顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。三、高炉冶炼主要工艺设施简介高护炼铁设施组成有:高炉本体;供料设施;送风设施;喷吹设施;煤气办理设施;渣铁办理设施.过去,协助系统的建设投资是高炉本体的4倍.生产中,各个系统互相当合、互相限制,形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉此后,整个系统必定日以继夜地连续生

4、产,除了计划检修和特别事故暂时休风外,一般要到一代寿命终了时才停炉。高炉炼铁系统(炉系通通、渣办理系统、上料系统、除尘系统、送风系统)主要设施简要介绍一下。1、高炉高炉炉本体较为复杂,本文在最后附有专门介绍横断面为圆形的炼铁竖炉.用钢板作炉壳,壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分.由于高炉炼铁技术经济指标优秀,工艺简单,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气.在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)

5、中的碳同鼓入空气中的氧焚烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上涨过程中除掉铁矿石中的氧,从而复原获得铁。炼出的铁水从铁口放出.铁矿石中未复原的杂质和石灰石等熔剂联合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁,还有副产高炉渣和高炉煤气。2、高炉除尘器用来收集高炉煤气中所含灰尘的设施。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、冲洗塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等粗粒灰尘(690um),可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘;细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设施。3、高炉鼓风机高炉最重要的动力设施。它不

6、单直接供给高炉冶炼所需的氧气,而且供给战胜高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风机,大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机近来几年来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多,但启动方便,易于维修,投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给必然量的空气,以保证焚烧必然的碳;其所需风量的大小不只与炉容成正比,而且与高炉加强程度有关、一般按单位炉容2。25m3/min的风量装备。但实质上很多的高炉考虑到生产的发展,装备的风机能力都大于这一比率4、高炉热风炉热风炉是为高炉加热鼓风的设施,是现代高炉不能缺少的重要组成部分。现代热风炉是一种蓄热式换热器。眼前风温水平为100020,高的为

7、10350,最高可达401550。提高风温能够经过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道构造、预热煤气和助燃空气、改良热风炉操作等技术举措来实现。理论研究和生产实践表示,采用优化的热风炉构造、提高热风炉热效率、延伸热风炉寿命是提高风温的有效路子.5、铁水罐车铁水罐车用于运送铁水,实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下,用于高炉或混铁炉等出铁。四、高炉炼铁用的原料高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。过去,冶炼1吨生铁需要152。吨铁矿石,0。4。6吨焦炭,0。0。吨熔剂,总计需要23吨原料。为了保证高炉生产的连续性,要求有足足数量的原料供给。所以,不论是

8、生铁厂家仍是钢厂采买原料的工作是特别重要。生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不相同、冶炼设施不相同,所以工艺流程也不相同.下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进行的.一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(10010摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石,主假如铁和氧的化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳焚烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧强抢出来,获得铁,这个过程叫做复原。铁矿石经过复原反响炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中

9、的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂联合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还能够够利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不能是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品锰铁高炉不参加炼铁高炉各样指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其他国家仍是中国,高炉的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是06立方米,日产生铁高出100吨,炉渣400多吨,日耗焦000多吨。眼前国内单调性生铁厂家,高炉容积也以达到500左右立方米,但多半仍保持在0-00

10、立方米之间,甚至仍存在00立方米以下的高耗能高污染的小高炉,其产质量量参差不齐,宣布分别,不拥有期规模性,更不能够与国际上的钢铁厂对照。附:高炉炉本体的主要组成部分高炉炉壳:现代化高炉宽泛使用焊接的钢板炉壳,只有极少许最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设施,保证高炉砌体牢固,密封炉体,有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外,还要承受热应力和内部的煤气压力,有时要抵挡崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击,所以要有足够的强度.炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设施构造形式相适应。炉喉:高炉本体的最上部分,呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口,也是煤气的导出口。它对炉

11、料和煤气的上部散布起控制和调治作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比率合适.炉喉高度要赞同装一批以上的料,以能起到控制炉料和煤气流散布为限。炉身:高炉铁矿石间接复原的主要地区,呈圆锥台简称圆台形,由上向下渐渐扩大,用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱,并减小炉料下降阻找力.炉身角的大小对炉料下降和煤气流散布有很大影响。炉腰:高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成,而且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化,为减小煤气流的阻力,在渣量大时可合适扩大炉腰直径,但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比率关系,比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显然,

12、一般只在很小范围内改正。炉腹:高炉消融和造渣的主要区段,呈倒锥台形。为适应炉料消融后体积缩短的特点,其直径自上而下渐渐减小,形成必然的炉腹角。炉腹的存在,使焚烧带处于合适地点,有利于气流平均散布。炉腹高度随高炉容积大小而定,但不能够过高或过低,一般为.06m。炉腹角一般为7982;过大,不利于煤气流散布;过小,则不利于炉料顺行。炉缸:高炉燃料焚烧、渣铁反响和储藏及排放地区,呈圆筒形。出铁口、渣口细风口都设在炉缸部位,所以它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学伤害最强烈的部位,对高炉煤气的初始散布、热制度、生铁质量和品种都有深重要的影响。炉底:高炉炉底砌体不只要承受炉料、渣液及铁水的静压力,而且碰到

13、04600的高温、机械和化学伤害、其伤害程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝集温度,而且表面生成渣皮(或铁壳),才能阻拦其进一步碰到伤害,所以必需对炉底进行冷却过去采用风冷或水冷。眼前我国大中型高炉多半采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底,大大改良了炉底的散热能力.炉基:它的作用是将所集中担当的重量依照地层承载能力平均地传给地层,所以其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的8倍(吨)。炉基禁止有不平均的下沉,一般炉基的倾斜值不大于0。1%.5。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力,使其在各样应力作用下不致产生裂痕炉基常做成圆形或多边形,以减少热应力的不平均

14、散布。炉衬:高炉炉衬组成高炉的工作空间,并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其他金属构造免受热应力和化学伤害的作用.炉衬是用能够抵挡高温作用的耐火资料砌筑而成的。炉衬的破坏受多种因素的影响,各部位工作条件不相同,受破坏的机理也不相同,所以必定依照部位、冷却和高炉操作等因素,采用不相同的耐火资料。炉喉护板:炉喉在炉料频频撞击和高温的煤气流冲刷下,工作条件十分恶劣,保护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调治的先决条件。为此,在炉喉设置保护板(钢砖)。小高炉的炉喉保护板能够用铸铁做成开口的匣子形状;大高炉的炉喉护板则用10150厚的铸钢做成.炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和

15、煤气流散布的作用。高炉解体为了在操作技术上能正确办理高炉冶炼中经常出现的复杂现象,就要确实认识炉内情况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后,对从炉喉的炉料开始向到达炉底的积铁所进行的仔细的解体检查,称为高炉解体检查它虽不能够完好认识高炉生产的动向情况,但对认识高炉过程、加强高炉冶炼很有参照价值。高炉冷却装置高炉炉衬内部温度高达140,一般耐火砖都要消融和变形高炉冷却装置是为延伸砖衬寿命而设置的,用以使炉衬内的热量传达出动,并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮,按构造不相同,高炉冷却设施大概可分为:外面喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。高炉灰也叫炉尘,系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外,还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多,带出的炉尘量就大.眼前,每炼一吨铁约有110kg的高炉灰.高炉灰过去含铁%左右,并含有很多的碳和碱性氧化物;其主要成分是焦末和矿粉.烧结料中加入部分高炉灰,可节俭熔剂和降低燃料消耗。高炉基本操作制度1、炉前操作的任务、利用张口机、泥炮、堵渣机等专用设施和各样工具,按规定的时间分别翻开渣、铁口,放出渣、铁,并经渣

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