高爐煉鐵工藝流程

1、 煉 鐵 基 本 概 論一、高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程在高爐煉鐵生產(chǎn)中，高爐是工藝流程的主體，從其上部裝入的鐵礦石、燃料和熔劑向下運(yùn)動，下部鼓入空氣燃燒燃料，產(chǎn)生大量的還原性氣體向上運(yùn)動，爐料經(jīng)過加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一系列物理化學(xué)過程，最后生成液態(tài)爐渣和生鐵。 高爐是一豎式圓筒形冶煉爐，由爐基、爐殼、爐襯及冷卻設(shè)備、支柱或框架組成。用耐火磚或其他材料砌筑成的爐襯形成的高爐內(nèi)部空間形狀稱為爐型，一般由上至下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分。如圖所示。爐喉爐身 爐腰爐腹?fàn)t缸 以高爐本體為核心，高爐生產(chǎn)還包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：1.上料系統(tǒng)：包括貯礦場，貯礦槽，焦炭滾篩，稱量漏斗， 料坑，

2、料車、斜橋和卷揚(yáng)機(jī)等，大型高爐采用皮帶機(jī)上料。本系統(tǒng)的任務(wù)是將原、燃料運(yùn)到爐頂裝入受料漏斗。2.裝料系統(tǒng)：包括上料罐，下料罐，上密封閥，下密封閥，料流調(diào)節(jié)閥，布料溜槽，氣密箱等。高壓操作的高爐還有均壓閥和放散閥。本系統(tǒng)的任務(wù)是均勻地按工藝要求將上料系統(tǒng)運(yùn)來的爐料裝入爐內(nèi)。3.送風(fēng)系統(tǒng)：包括鼓風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)爐，熱風(fēng)總管，熱風(fēng)圍管、送風(fēng)裝置等。本系統(tǒng)的任務(wù)是把從鼓風(fēng)機(jī)房送出的冷風(fēng)加熱并送入高爐。4.煤氣回收及除塵系統(tǒng)：包括煤氣上升管，煤氣下降管，重力除塵器，布袋除塵等。高壓高爐還有高壓閥組。本系統(tǒng)的任務(wù)是將爐頂引出的含塵量很高的荒煤氣凈化成合乎要求的氣體燃料。5.渣鐵處理系統(tǒng)：包括出鐵場，泥炮，開口機(jī)

3、，爐前吊車，鐵水罐，擺動流槽，鑄鐵機(jī)，堵渣口機(jī)，嘉恒爐渣處理設(shè)施等。本系統(tǒng)的任務(wù)是定期將爐內(nèi)的渣、鐵出凈，保證高爐連續(xù)生產(chǎn)。6.噴吹系統(tǒng)：噴吹系統(tǒng)目前以噴煤為主。噴煤系統(tǒng)有制粉機(jī)，收集罐，貯存罐，噴吹罐，混合器和噴槍。噴油系統(tǒng)有卸油泵，貯油罐，過濾器，送油泵，穩(wěn)壓罐，調(diào)整裝置及噴槍。本系統(tǒng)的任務(wù)是磨制、收存和計(jì)量后把煤粉或重油從風(fēng)口噴入高爐。7.動力系統(tǒng)：該系統(tǒng)包括水、電、壓縮空氣、氮?dú)狻⒄羝壬a(chǎn)供應(yīng)部門。本系統(tǒng)的任務(wù)是為高爐各生產(chǎn)系統(tǒng)提供保障服務(wù)。二、高爐生產(chǎn)特點(diǎn)1.生產(chǎn)規(guī)模大型化近年來高爐向大型化發(fā)展，目前世界上已有數(shù)座5580m3以上容積的高爐在生產(chǎn)。我國也已經(jīng)有4350m3的高爐投入

4、生產(chǎn)，日前生鐵萬噸以上，日消耗礦石近2萬噸，焦炭等燃料5千噸。這樣每天有數(shù)萬噸的原、燃料運(yùn)進(jìn)和產(chǎn)品輸出，還需要消耗大量的水、風(fēng)、電、氣。生產(chǎn)規(guī)模及吞吐量如此之大，是其他企業(yè)不可比擬的。2.高爐生產(chǎn)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的重要環(huán)節(jié)現(xiàn)代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，都以生產(chǎn)規(guī)模相匹配的生產(chǎn)流程為基本形式，高爐處于中間，起著重要的承上啟下作用。因此，高爐工作者應(yīng)努力防止各種事故，保證聯(lián)合生產(chǎn)的順利進(jìn)行。3.長期連續(xù)生產(chǎn)高爐從開爐投產(chǎn)到停爐，一代爐齡一般有十年左右（中間可能進(jìn)行一次中修）。在此期間是不間斷地連續(xù)生產(chǎn)的，僅在設(shè)備檢修或發(fā)生事故時(shí)才能停止生產(chǎn)（稱為休風(fēng)）。某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將影響冶煉過程甚而停產(chǎn)，給企業(yè)帶

5、來巨大損失。4.機(jī)械化、自動化程度高高爐生產(chǎn)的大規(guī)?；斑B續(xù)性，必須有較高的機(jī)械化和自動化來保證。為了準(zhǔn)確連續(xù)地完成每日上萬噸原料及產(chǎn)品的裝入和排出，為了改善勞動條件，保證安全，提高勞動生產(chǎn)率，目前上料系統(tǒng)朝著皮帶化方向發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)，工業(yè)電視等均已裝備高爐生產(chǎn)的各個(gè)系統(tǒng)，機(jī)械化、自動化程度越來越高。三、高爐冶煉產(chǎn)品高爐生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是生鐵，副產(chǎn)品有爐渣、煤氣和爐塵。生鐵、鋼和熟鐵都是鐵碳合金，它們的主要區(qū)別是含碳量不同，含碳量小于0.2%的為熟鐵，含碳量0.2%1.7%的為鋼，含碳量1.7%以上的為生鐵。高爐生鐵含碳量為4%左右。表1 煉鋼用生鐵GB/T717-1998鐵種煉鋼用生鐵鐵號牌

6、號煉04煉08煉10代號L04L08L10化學(xué)成分（%）C3.50Si0.45>0.450.85>0.851.25Mn一組0.40二組>0.401.00三組>1.002.00P特級0.100一級0.1000.150二級>0.1500.250三級>0.2500.400S特類0.020一類>0.020.03二類>0.030.05三類>0.050.071.生鐵生鐵分為制鋼生鐵和鑄造生鐵兩類，它們的主要區(qū)別是含硅量不同。根據(jù)煉鋼方法的不同，制鋼生鐵可分為堿性平爐生鐵、酸性轉(zhuǎn)爐和堿性轉(zhuǎn)爐生鐵。鑄造生鐵按照硅的含量分為六級。各種牌號生鐵成分及要求見表1

7、、表2。表2 鑄造用生鐵 GB718-82鐵 種鑄 造 用 生 鐵鐵號牌號鑄34鑄30鑄26鑄22鑄18鑄14代號Z34Z30Z26Z22Z18Z14化學(xué)成分%c>3.3Si>3.203.60>2.803.20>2.402.80>2.002.40>1.602.001.25>1.60Mn1組0.502組>0.500.903組>0.901.30P1級0.062級>0.060.103級>0.100.204級>0.200.405級>0.400.90S1類0.030.042類0.040.053類0.052.爐渣爐渣有許多用途。

8、液態(tài)爐渣用水急冷水淬成水渣，是良好的制磚和制水泥原料。液態(tài)爐渣用高壓蒸汽或高壓壓縮空氣吹成渣棉，可做絕熱材料。冷凝后的干渣也是制磚和生產(chǎn)水泥的原料，還可以制成其他建筑材料。3.高爐煤氣每冶煉1噸生鐵約會產(chǎn)生17002500m3煤氣，其化學(xué)成分有CO2（15%20%），CO（20%30%），H2（1%3%），N2（56%58%）和少量的CH4經(jīng)除塵后能成為很好的低熱值氣體燃料，發(fā)熱值一般為29003800KJ/m3。高爐煤氣是無色無味透明的氣體，由于含CO較高，會使人中毒致死。當(dāng)煤氣與空氣混合，煤氣含量達(dá)到46%62%，溫度達(dá)到著火點(diǎn)（650）時(shí)，就會發(fā)生爆炸。因此，在煤氣區(qū)域工作時(shí)要特別注意防

9、火防爆和煤氣中毒。4.爐塵（瓦斯灰）爐塵是隨高速上升的煤氣帶出高爐的細(xì)顆粒爐料，在除塵系統(tǒng)與煤氣分離。爐塵中含鐵30%45%，含碳8%20%，每冶煉一噸生鐵約產(chǎn)生10150kg爐塵。爐塵回收后可作為燒結(jié)原料，也可制作水泥。四、高爐煉鐵主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對高爐生產(chǎn)的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的總要求是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽和安全。主要指標(biāo)有：1.高爐有效容積利用系數(shù)：它是指每立方米高爐有效容積一晝夜生產(chǎn)煉鋼鐵的噸數(shù)，即高爐每晝夜生產(chǎn)某品種的鐵量（P）乘以該品種折合為煉鋼鐵的折算系數(shù)（A）后與有效容積（Vu）的比值：=P×A/Vu（t/m3d）2.冶煉強(qiáng)度I：分為焦炭冶煉強(qiáng)度和綜合冶煉強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)

10、。焦炭冶煉強(qiáng)度是指每晝夜、每立方米高爐有效容積消耗的焦炭量，即一晝夜裝入高爐的干焦炭量（Qk）與有效容積（Vu）的比值：I焦=Ok/Vu（t/m3d）由于采用噴吹燃料技術(shù)，將一晝夜噴吹的燃料量與焦炭量相加后與有效容積之比就稱為綜合冶煉強(qiáng)度：I綜=（Qk+ Q噴）/ Vu（t/m3d）3.休風(fēng)率：休風(fēng)率是高爐休風(fēng)停產(chǎn)時(shí)間占規(guī)定日歷作業(yè)時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。規(guī)定日歷作業(yè)時(shí)間是指日歷時(shí)間減去計(jì)劃大、中修時(shí)間和封爐時(shí)間。4.生鐵合格率：這是質(zhì)量指標(biāo)。生鐵的化學(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)稱合格生鐵。生產(chǎn)的合格鐵量占高爐總產(chǎn)鐵量的百分?jǐn)?shù)即為生鐵合格率。5.焦比K：它是冶煉1噸生鐵所需要的干焦量：K= Qk/P（kg/t）

11、6.折算焦比K折：它是將所煉某種生鐵折算成煉鋼鐵以后，計(jì)算冶煉1噸煉鋼鐵所需要的干焦炭量：K折= Qk/PXA（kg/t）7.煤比（Y）和油比（M）：煤比是每煉1噸生鐵所噴吹的煤粉量。油比是每煉1噸生鐵所噴吹的重油量。Y= Qy/P（kg/t）；M= Qm/P（kg/t）8.綜合燃料比：它是指每煉1噸生鐵所消耗的干焦炭量與煤粉、重油量之和。K綜=（Qk+ Qy +Qm）/p（kg/t）9.綜合焦比：首先應(yīng)確定煤粉或油與焦炭的置換比。噴吹單位重量（或體積）的燃料所能代替焦炭的數(shù)量稱為燃料的置換比。綜合焦比是將冶煉1噸生鐵所噴吹的煤粉或重油量乘上置換比折算成干焦炭量，再與冶煉1噸生鐵所消耗的干焦炭

12、量相加即為綜合焦比。10.生鐵成本：生鐵成本是冶煉1噸生鐵所需要的費(fèi)用，包括原料、燃料、動力、工資及管理等費(fèi)用。生鐵成本是評價(jià)高爐經(jīng)濟(jì)效益好壞的重要指標(biāo)。五、煉鐵技術(shù)發(fā)展方向煉鐵技術(shù)近年來發(fā)展很快，主要進(jìn)展有以下幾個(gè)方面：1.高爐容積向大型化發(fā)展，世界上不斷有4000m3以上的高爐投入生產(chǎn)，由于高爐大型化，生鐵產(chǎn)量增加，焦比降低，效率高、成本低，易于機(jī)械化和自動化，大型化成為必然趨勢。2.進(jìn)一步改善原料條件，普遍使用精料，即要求原料品位高，熟料，粒度小，含粉率低，成分粒度穩(wěn)定等，尤其是在改善人造富礦質(zhì)量，提高高溫冶金性能，加強(qiáng)整粒，改善爐料結(jié)構(gòu)，提高焦炭質(zhì)量等方面，投入了大量的精力，這是改善高