高炉炼铁工艺流程.ppt

1、2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚，1，1，2.1.1一些基本概念，1矿物：地壳中具有均匀内部结构、化学组成和一对物理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。 其中能为人类利用的被称为有用矿物。 2矿石：在现代技术经济条件下，工业规模可以提取金属、金属化合物或其他产品的矿物称为矿石。 3矿石的品位：矿石中有用成分的质量%含量称为该矿石的品位。 4脉石：矿石中未使用的成分称为脉石，一般需要在冶炼中去除。 2.1高炉炼铁工艺流程及主要设备，2020/8/10，武汉科技大学讲座朱诚，2 5，富矿：含铁品位50%的铁矿石赤铁矿：理论铁含量70%磁铁矿：理论铁含量72.4%菱铁矿：理论铁含量48

2、 . 3%铁素体：理论铁含量55.2 贫矿：实际铁含量低于理论武汉科技大学讲义朱诚，3，8；精矿：贫矿经破碎、细研，磁选或浮选得到的高品位细粉状矿石，2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚，4，4， 2.1.2高炉炼铁工艺和主要设备生产时从炉顶分批装入各种炉材，从高炉下部风口不断吹入热风，在连续熔化过程中得到液态炉渣铁，定期从炉床炉渣铁口向炉外排出，与炉材进行一系列作用的气体从炉顶溢出。2020/8/10、武汉科技大学讲课朱诚意、5、转炉炼钢厂、炼钢工艺图、2020/8/10、武汉科技大学讲课朱诚意、6、由于高炉效率高、能耗低，高炉生产的铁所占我国最大的高炉是宝钢3号高炉(4350m3 )

3、世界上最大的高炉达到5000m3以上。2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚、7、高炉炼铁系统(高炉本体和辅助系统)、2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚、8、2020/8/10高炉炉型均为五段式，为圆形作业空间。 用炉衬耐火材料包围高炉炉型。 炉衬由冷却装置保护，世代作业炉龄达1015年。 钢结构是加固炉体、支撑各种附属设备的构件。 高炉的大小用有效容积的立方米数表示。 高炉本体结构仍在向高效、长寿的方向发展。2020/8/10、武汉科技大学讲课朱诚意、11、2、高炉炉型概要、1 )、高炉内部及炉壁形成的工作空间几何形状称为高炉炉型。 用炉衬耐火材料包围高炉炉型。 2 )、高炉炉型是圆

4、截面的五段式，即炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉床五个部分。 即高炉内型图中可见的5个部分。2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚、12、2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚、13、blast furnace、illustratingsooting钟式炉顶：大钟打开时的大钟的底边无钟炉顶：炉喉炼瓦的转换点或钢炼瓦顶部，h，3 )，几个概念：2020/8/10，武汉科学技术大学讲义朱诚，14，Schematic of a blast furnace，illustr race top ring 33 Offtake :排气管Top cone:高炉炉头(炉顶锥形部分) Armour (炉喉)钢炼瓦S

5、tockline level :材料线零点Throat :炉喉， 主体结构：出渣口、h0、h6、hu、主体结构：出渣口中心Bustle pipe :包围管Tuyere stock :出渣口分支管Hearth :炉床Iron notch出渣口武汉科技大学讲义朱诚，15，2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚，(4)、(3)、(2)，2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚，19，5，高炉钢结构物，1 )，2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚2.1.3高炉炼铁原料及产品，一、高炉炼铁原料1， 含铁原料Iron-Bearing Materials铁矿石：1.61.8吨/吨铁，主要成分为Fe3O

6、4，理论铁含量72.4% Fe2O3，理论铁含量70%，2020/8/10，武汉科学技术大学讲义朱诚意，23，(1)自然界主要铁矿石自然界的铁元素主要化合主要矿物形式为磁铁矿、赤铁矿、铁氧体、菱铁矿。 主要是含铁矿物(Chief Iron Bearing Minerals )，2020/8/10，武汉科技大学讲课朱诚意，24，假象“赤铁矿”:磁铁矿在自然界被氧化，化学成分通常由Fe3O4变为Fe2O3，铁矿石中总铁含量与FeO含量之比，磁铁矿被氧化、2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚意、25、2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚意、26、(2)铁矿石评价指标、含铁品位Fe品位高、脉石

7、含量低、冶炼所需通量和T.Fe 65%、p， s含量低的矿石可直接供给还原和熔融还原50% T.Fe65%，高炉中可使用的中国矿石T.Fe含量大部分为30%左右，不丰富就不能使用，2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚，27， 冶炼吨生铁矿石和焊剂消耗量炉品位矿石消耗量矿石带入的脉石量焊剂消耗量(% ) (kg ) 6015321845450184052510904023009852050一般经验数据表明，品位提高1%，焦炭比降低2，2020/8/10 脉石成分及分布铁矿石中的脉石主要有SiO2、Al2O3、CaO、MgO等金属氧化物，以酸性氧化物为主。 脉石主要参与造渣，对整个还原脉石成分

8、几乎没有要求：酸性氧化物和碱性氧化物的质量大体结构和分布对有用矿物分离的影响：含Fe粒子结晶粗大，易于实现有用元素分离浓缩的含Fe粒子在脉石中呈细粒嵌布时，分离浓缩能量大。 致密矿物强度好，但过致密会影响其加工和还原性能。2020/8/10、武汉科技大学讲座朱诚、29、有害元素含量有害元素是脉石以外的高炉可还原化合物。 常见的是s、p，稀有的是碱金属(k、Na等)和Cu、Pb、Zn、f、As等。s、p、Cu、As容易还原成元素进入生铁，影响铁和钢材质量的碱金属(k、Na等)、Pb、Zn、f不能进入生铁，炉衬发生破坏， 挥发在炉内循环引起结瘤事故和污染环境的高炉生产必须限制有害元素多的矿石的入炉

9、比具有单独分离价值的伴随元素，如Ti、稀土元素矿石的还原性是指矿石在炉内容易被气体还原。 赤铁矿比磁铁矿差，还原性好的菱铁矿、褐铁矿在受热过程中分解，因此呈疏多孔结构，易还原。 矿石的高温性能矿石由于还原过程和还原后不会因强度降低而破碎，所以矿粉堵塞气体流通孔难以冶炼的矿石软熔温度要求高，温度区间不能过宽，2020/8/10，武汉科技大学讲座朱诚，31 (3) 高炉炼铁的含铁原料烧结矿：高碱度烧结矿和自溶性烧结矿球团：酸性球团和自溶性球团：磁铁矿、赤铁矿碎铁、高炉生产以人工富矿为主，2020/8/10，武汉科技大学讲座朱诚，32，由于铁矿粉烧结燃料燃烧引起的高温和一系列物理化学变化的作用，部分

10、冷却后，液相将矿粉粒子结合成块。 这个过程称为烧结，得到的块矿称为烧结矿。 碱度：炉渣中CaO与SiO2的质量百分率之比。2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚、34、b、烧结矿种类、(1)酸性烧结矿或低碱度(非熔融剂性)烧结矿：在烧结原料中不加熔融剂，或只加少量熔融剂，烧结矿的碱度为自然碱度，高炉用酸性烧结矿的情况(2)自溶性烧结矿：烧结米在高炉中使用自溶性烧结矿时，可以不添加焊剂，也可以添加少量。 (3)高碱度烧结矿：在混合物中加入过剩的熔融剂，确定： a烧结矿的冶金性能，使烧结矿的碱度远高于正常高碱度(R1.6)高碱度烧结矿的碱度；(b )酸性炉材的入炉比例。2020/8/10、武汉科

11、技大学讲义朱诚意、35、c、吸引烧结原理、烧结原理、2020/8/10、武汉科技大学讲义朱诚意、36、d、烧结工艺流程、2020/燃烧反应、分解反应、还原和再氧化反应、 气化反应的固相反应和液相结合形成一定强度和结构的烧结矿低熔点固相生成物，液相形成的前提结合相主要是铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石以及少量反应不全的游离石英和石灰。 2020/8/10，武汉科技大学讲座朱诚，38，图烧结过程示意图烧结矿层：燃烧层：预热层：烧结材料层：垫层1冷却、再氧化； 2冷却、再结晶3固体碳燃烧液相的形成； 4固相反应氧化、还原、分解5去水6水分冷凝，2020/8/10，武

12、汉科技大学讲座朱诚，39，球团生产过程和球团，将准备好的原料(细研精矿或其他细研粉状材料、添加剂等)以一定比例原料、混炼成一定尺寸的球团，然后干燥烧成或其他酸性球团的生产操作容易控制、品位高、强度好，同时高炉冶炼也需要酸性球团和高碱度烧结矿的配套。 因此，目前世界各国以酸性颗粒的生产为主。球团法是在1912年被提出的。 2020/8/10，武汉科技大学讲义朱诚意，40，球团生产工艺大致分为原料、混合、成球、烧制及成品处理等工序，其工艺流程如图1所示。fig.schematicdiagramofthetravelinggratesystemforproducingpellets .2020/8/

13、10，武汉科技大学讲义朱诚，41，fig.ballingdrummixer.fig.induc fig.two disc-typepelletizingmachines.orefinesarefedtothediscsbythebeltconveyors (behindtheoperator ) . as the discs thereisaballingactionthatcausesthefinestoagglomerateintopellet-likemassesthataredischargedfromthediscsovertheirlip conveyorshownatfloorlevelthatcarriesthepelletstothebinsofthesintermachine .2020/8/10，武汉科技大学讲座朱诚。 冷却过程中请控制冷却速度。fig.fourtypesofironoreagglomerates.thebriquettesatthelowerrightwereproducedbyhotorebriquetting .2020/8/10生球的干燥脱水预热为链式输送机链式输送机-回转窑烧成颗粒模式图1面料器2链式输送机3干燥室4预热室5回转窑6冷却机7振动进料器8冷却风扇9吸烟机10多管吸尘器11燃烧器，2020/8