淺談高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的途徑畢業(yè)論文

1、 學(xué)院畢 業(yè) 論 文論文題目：淺談高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的途徑姓 名： 系 部：材料及資源系專 業(yè)：冶金技術(shù)班 級(jí)：冶金4班指導(dǎo)教師： 摘 要高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的途徑，主要是以原料為基礎(chǔ)，以順行為手段，提高冶煉強(qiáng)度和降低焦比同時(shí)并舉。一方面要提高冶煉強(qiáng)度,另一方面要降低焦比。提高冶煉強(qiáng)度最積極的因素是增加風(fēng)量,如果風(fēng)量不變,增加鼓風(fēng)中的含氧量(富氧鼓風(fēng)), 提高入爐料含鐵品位優(yōu)化入爐料結(jié)構(gòu)等等也能達(dá)到提高冶煉強(qiáng)度的目的。降低焦比的措施一是增加熱源。如提高風(fēng)溫，二是降低熱消耗或減少熱損失。還有提高焦炭質(zhì)量，特別是焦炭的高溫性能等高爐強(qiáng)化冶煉在作好爐內(nèi)操作的同時(shí)，必須抓好基礎(chǔ)管理，提供良好的外圍條件，才能

2、保證強(qiáng)化冶煉工作的穩(wěn)步進(jìn)行。目 錄 摘 要 1第1章 緒論 3第2章 燒結(jié)礦分級(jí)入爐技術(shù) 4第3章 精料 43.1 提高礦石的品位 43.2 提高熟料利用率 43.3 穩(wěn)定原燃料的化學(xué)成份 53.4 加強(qiáng)原料的整粒工作 53.5 改善爐料的高溫冶金性能 53.6 合理的爐料結(jié)構(gòu) 63.7 改進(jìn)焦炭質(zhì)量 6第4章 高壓操作與高風(fēng)溫 74.1 高壓操作 74.2 高風(fēng)溫 7第5章 噴吹燃料 8第6章 富氧與綜合鼓風(fēng) 9 6.1 富氧 9 6.2 綜合鼓風(fēng) 9第7章 低硅冶煉 9第8章 結(jié)束語(yǔ) 9參考文獻(xiàn) 10第1章 緒 論 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品一直保持著旺盛的需求。雖然我國(guó)鋼

3、產(chǎn)量占世界鋼產(chǎn)量的30%以上，但我國(guó)鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。就煉鐵工序而言，大小高爐結(jié)構(gòu)更為突出，1000m3以下的小型中高爐比例過(guò)大，這種狀況近年不僅未得到改善，反而日益加劇。2005年我國(guó)生鐵生產(chǎn)能力為33857萬(wàn)t,其中1000m3以下的小型高爐的產(chǎn)能就占了55%。許多高爐建在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于技術(shù)落后，資源的浪費(fèi)十分嚴(yán)重，并對(duì)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。2005年7月我國(guó)發(fā)改委頒布了鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策.，在調(diào)整高爐結(jié)構(gòu)的同時(shí)，提高高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)，從而使我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速平穩(wěn)發(fā)展，隨著高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的提高，促進(jìn)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，而生產(chǎn)率的提高，也會(huì)使燃料消耗降低，co2等廢氣的排放量減少，環(huán)境效益也很明顯。

4、從而讓我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的同時(shí)提高 第2章 燒結(jié)礦分級(jí)入爐技術(shù)利用燒結(jié)粒級(jí)越接近，爐料空隙度越大的原理，在不同粒度的燒結(jié)礦通過(guò)一定的工藝進(jìn)行分開(kāi)，布在高爐爐喉不同的徑向位置，以改善料柱的透氣性，同時(shí)調(diào)節(jié)煤氣分布。武鋼市將燒結(jié)粒度按13mm和513mm粒級(jí)的燒結(jié)礦布在爐喉邊緣。大型高爐進(jìn)行燒結(jié)燒結(jié)分級(jí)入爐更有其必要性，與小型高爐比大型高爐料柱透氣受到以下幾點(diǎn)的限制：1）大型高爐塊狀帶相對(duì)高度比小型高爐高，塊狀帶阻力比小型高爐大；2）大型高爐一般采用較低軟熔帶位置，以擴(kuò)大間接還原區(qū)，改善煤氣利用，軟熔帶位置的降低，塊狀帶區(qū)域相對(duì)擴(kuò)大；3）隨著煤比的提高和煤氣利用的改善，大型高爐的焦

5、比大幅度降低，作為爐內(nèi)透氣性骨架的焦炭越來(lái)越少。因此進(jìn)行燒結(jié)分級(jí)入爐，改善料柱的透氣性對(duì)大型高爐來(lái)說(shuō)非常必要。第3章 精 料精料就是全面改進(jìn)原燃料的質(zhì)量，為降低焦比和提高冶煉強(qiáng)度打下物質(zhì)基礎(chǔ)。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)溫、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下，仍能穩(wěn)定順行，精料的內(nèi)容可概括為高、熟、凈、勻、小、穩(wěn)。此外，要重視高溫冶金性能及合理的爐料結(jié)構(gòu)。3.1 提高礦石的品位礦石不僅要求含鐵量高，還包括還原性好，焦炭的固定碳含量要高，溶劑中氧化鈣要高，各種原料冷、熱態(tài)機(jī)械強(qiáng)度要高。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可看出礦石品位每提高1%，焦比可降低2%，產(chǎn)量能提高3%。3.2 提高熟料利用率高爐使用燒結(jié)礦和球團(tuán)礦以后，由于還原性

6、和造渣過(guò)程改善，高爐熱制度穩(wěn)定，爐況順行，減少或取消溶劑直接入爐。每提高1%的熟料率可降低焦比1.2kg/t，增產(chǎn)0.3%左右。3.3穩(wěn)定原燃料的化學(xué)成分原燃料成分穩(wěn)定是穩(wěn)定爐況、穩(wěn)定操作和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的先決條件，特別是礦石成分的相對(duì)穩(wěn)定。原燃料成分的波動(dòng)造成爐溫波動(dòng)，熱制度不穩(wěn)定，生鐵質(zhì)量不合格等，尤其是在高爐冶煉低硅生鐵時(shí)，礦石含鐵波動(dòng)造成的影響更為明顯，要想保持爐料化學(xué)成分和物理性質(zhì)的穩(wěn)定，關(guān)鍵在于搞好爐料的混勻和中和工作。3.4 加強(qiáng)原料的整粒工作入爐原燃料粒度要小而且均勻，縮小上下限之間的粒度差。篩出5mm以下的粉料，需要多次篩分。我國(guó)對(duì)入爐原燃料粒度的控制范圍如下：入爐原燃料粒度的

7、控制范圍原料天然礦燒結(jié)礦球團(tuán)礦石灰石焦炭粒度，mm83055081625502580我廠近年來(lái)的入爐原料粒度分級(jí)情況如表3和表4表3 2007年我廠入爐機(jī)燒粒度分級(jí)50255010255055#、6#3.021.45419.22.47#3.020.755192.38#2.719.454.421.42.29#2.719.954.320.62.5表4 2008年我廠入爐機(jī)燒粒度分級(jí)502550 16251025 101651055#、6#3.121.053.620.61.77#3.020.854.520.11.68#5.720.6 23.8 28.120.51.39#5.520.6 23.4 27

8、.921.51.110#5.020.2 24.5 26.423.20.73.5 改善爐料的高溫冶金性能人造富礦冷態(tài)性能固然重要，但熱態(tài)性能對(duì)改善高爐冶煉過(guò)程更為重要。人造富礦的高溫還原強(qiáng)度對(duì)塊狀帶料柱透氣性有決定性影響，而高溫軟熔特性影響軟熔帶結(jié)構(gòu)和氣流分布。如球團(tuán)礦高溫變差，在高溫還原條件下，球團(tuán)礦會(huì)產(chǎn)生膨脹、破裂、粉化，使料柱透氣性變壞，影響高爐順行。3.6 合理的爐料結(jié)構(gòu)從理論上和高爐經(jīng)營(yíng)管理的角度看，使用單一礦石并把熟料率提高到100%是合理的，然而目前還沒(méi)有一種理想的礦石能夠完全滿足現(xiàn)代大型高爐強(qiáng)化的需要。爐料結(jié)構(gòu)合理與否直接影響高爐冶煉的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。目前有四種高爐爐料結(jié)構(gòu)：3.6

9、.1 100%酸性球團(tuán)礦，但每噸生鐵需加250kg以上的石灰石。3.6.2 以酸性球團(tuán)為主，配加超高堿度燒結(jié)礦。3.6.3 100%自熔性燒結(jié)礦。3.6.4 以高堿度燒結(jié)礦為主，配加天然礦和酸性球團(tuán)礦。合理的爐料結(jié)構(gòu)應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，充分滿足高爐強(qiáng)化冶煉的要求。能獲得較高的生產(chǎn)率，比較低的燃料消耗和好的經(jīng)濟(jì)效益。符合這些條件的爐料組成就是合理的爐料結(jié)構(gòu)。我廠根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出：70%左右的高堿度燒結(jié)礦和30%左右的酸性球團(tuán)礦+高品位塊礦的爐料結(jié)構(gòu)較為理想。從爐料冶金性能的測(cè)試與冶煉生產(chǎn)看，這種結(jié)構(gòu)有利于合理軟熔帶的形成，也有利于冶煉低硅生鐵，爐況順行，煤氣利用較好，經(jīng)濟(jì)效益明顯。3.7 改

10、進(jìn)焦炭質(zhì)量焦炭從爐頂加入高爐后，經(jīng)過(guò)料柱間的摩擦與擠壓，以及其它各種反應(yīng)的影響，粒度組成變化很大，在爐內(nèi)產(chǎn)生一定數(shù)量粉末。粉末多，使料柱透氣性惡化，爐缸中心易堆積，高爐不易接受風(fēng)量和風(fēng)溫，燃料噴吹量也受到限制。在高溫下，反應(yīng)性越好，碳素的熔損越大，焦炭粒度迅速變小并惡化，惡化料柱透氣性，破壞順行。焦炭灰分增加，則溶劑用量增加，渣量增多，熱量消耗增大，焦比升高，產(chǎn)量下降，灰分降低1%，焦比降低2%，生鐵產(chǎn)量提高3%。焦炭中的硫是高爐爐料硫負(fù)荷的主要來(lái)源。我廠近年來(lái)的入爐焦炭質(zhì)量如下表:2007年及2008年焦炭質(zhì)量水分灰分揮發(fā)分硫分固定碳m40m103.312.941.180.8085.8585

11、.125.333.813.311.210.8385.6284.056.20第4章 高壓操作與高風(fēng)溫4.1高壓操作高壓操作能增加鼓風(fēng)量，提高冶煉強(qiáng)度，促進(jìn)高爐順行，從而增加產(chǎn)量，降低焦比。據(jù)統(tǒng)計(jì)，頂壓每提高10kpa，可增產(chǎn)1.22.0%，降焦比57%kg，頂壓越高，強(qiáng)化冶煉的效果有減少趨勢(shì)。近年來(lái)，隨著噴吹燃料技術(shù)的發(fā)展和高風(fēng)溫的應(yīng)用以及焦比大幅度降低，引起料柱結(jié)構(gòu)和高爐內(nèi)化學(xué)和流體力學(xué)方面的一系列變化。更加需要實(shí)行高壓操作來(lái)保證高爐順行，促進(jìn)降低燃料消耗,對(duì)2000m3以上大型高爐,高壓作用更為明顯。高爐容積越大，為保證強(qiáng)化順行所需的爐頂壓力應(yīng)越大，高爐強(qiáng)化程度越高，越需要實(shí)行高壓操作。高壓

12、操作對(duì)冶煉的作用：高壓操作使?fàn)t內(nèi)的平均煤氣壓力提高，煤氣體積縮小，煤氣流速降低，壓差下降，有利于提高冶煉強(qiáng)度。高壓操作有利于爐況順行，減少管道行程，降低爐塵吹出量。 降低焦比。高壓操作還是一個(gè)有效的調(diào)劑爐況的手段，高壓改常壓操作的瞬間，由于爐內(nèi)壓力降低，煤氣體積膨脹，上升氣流突然增大，從而可處理上部懸料。4.2高風(fēng)溫提高熱風(fēng)溫度是降低焦比和強(qiáng)化冶煉的重要措施。采用噴吹技術(shù)后，使用高風(fēng)溫更為迫切。高風(fēng)溫能為提高噴吹量和噴吹效率創(chuàng)造條件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)溫在9501350之間，每提高100可降低焦比820kg，增加產(chǎn)量2%3%。提高風(fēng)溫對(duì)高爐冶煉的作用： 高爐內(nèi)熱量來(lái)源于兩方面，一是風(fēng)口前碳素的燃燒放出

13、的化學(xué)熱，二是熱風(fēng)帶入的物理熱。后者增加，前者減少，焦比即可降低，碳素燃燒放出的化學(xué)熱不能在爐內(nèi)全部利用。高爐內(nèi)的熱量有效利用率隨冶煉操作水平而變化，一般為80%左右。提高熱風(fēng)溫度帶入的物理熱將使焦比降低，產(chǎn)量提高，單位生鐵的煤氣量減少，爐頂溫度有所降低，熱能利用率提高，熱風(fēng)帶入的熱量比碳素燃燒放出的熱量要用的多。不同風(fēng)溫水平提高風(fēng)溫后降低焦比的幅度不盡相同。下圖為風(fēng)溫與焦比的關(guān)系：從高爐對(duì)熱量的需求看，高爐下部由于熔融及化學(xué)反應(yīng)吸熱，可以說(shuō)是熱量供不應(yīng)求，如果在涼爐時(shí)，采用增加焦比的辦法來(lái)滿足熱量的需求，此時(shí)必須增加煤氣體積，使?fàn)t頂溫度提高，上部的熱量供求進(jìn)一步過(guò)剩，而且煤氣帶走的損失更多。

14、如果采用提高風(fēng)溫的辦法滿足熱量需求，則是有利的，特別是高爐使用難熔礦冶煉高硅鑄造鐵時(shí)更需提高風(fēng)溫，滿足爐缸溫度的需要。另一方面，采用噴吹燃料之后，為了補(bǔ)償爐缸由于噴吹物分解造成的溫度降低，必須要提高風(fēng)溫，這樣有利于增加噴吹量和提高噴吹效果。提高風(fēng)溫還可加快風(fēng)口前焦炭的燃燒速度，熱量更集中于爐缸，使高溫區(qū)域下移，中溫區(qū)域擴(kuò)大，有利于間接還原發(fā)展，直接還原度降低。風(fēng)溫的改變也是調(diào)劑爐況的重要手段之一。第5章 噴吹燃料爐缸煤氣量增加,煤氣的還原能力增加.煤氣的分布得到改善,中心煤氣流明顯發(fā)展.噴吹之后,風(fēng)口前鼓風(fēng)動(dòng)能顯著增加,使?fàn)t缸工作更加活躍。煤氣還原過(guò)程得到改善.噴吹后,煤氣中含h2量增加,大大

15、改善煤氣的還原過(guò)程.第6章 富氧與綜合鼓風(fēng)6.1 富氧：空氣中的氮對(duì)燃燒反應(yīng)和還原反應(yīng)都不起作用，它降低煤氣中co的濃度，使還原反應(yīng)速度速度降低，同時(shí)也降低燃燒速度，因?yàn)榈獨(dú)獯嬖冢簹怏w積很大，對(duì)料柱的浮力增大。根據(jù)資料，每富氧1%，可減少煤氣量4%5%，增產(chǎn)4%5%，并能提高風(fēng)口前理論燃燒溫度46，每噸鐵可增加煤粉噴吹量15kg，是當(dāng)前強(qiáng)化高爐的重要的手段。富氧對(duì)高爐冶煉的作用：提高冶煉強(qiáng)度。 理論燃燒溫度升高。 降低爐頂煤氣溫度。6.2 綜合鼓風(fēng)：在鼓風(fēng)中實(shí)行噴吹燃料同富氧和高風(fēng)溫相結(jié)合的方法，統(tǒng)稱為綜合鼓風(fēng)。噴吹燃料煤氣量增大，爐缸溫度可能降低，因而增加噴吹量受到限制，而富氧鼓風(fēng)和高風(fēng)溫即可提高理論燃燒溫度，又能減少爐缸煤氣生成量，實(shí)踐證明，采用綜合鼓風(fēng)，可有效地強(qiáng)化高爐冶煉，明顯改善噴吹效果，大幅度降低焦比和燃料比，綜合鼓風(fēng)是獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑。第7章 低硅冶煉冶煉低硅生鐵是增鐵節(jié)焦的一項(xiàng)技術(shù)措施。煉鋼采用低硅鐵水，可減少渣量和鐵耗，縮短冶煉時(shí)間，獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益。每降低si0.1%，可降低焦比47%kg/t。第8章 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的努力，完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，但是由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間較短，本人水平有限，所以還有許