高爐煉鐵工藝流程與主要設(shè)備

1、2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意1第二章第二章 高爐煉鐵高爐煉鐵2.1 高爐煉鐵的工藝流程及主要設(shè)備高爐煉鐵的工藝流程及主要設(shè)備高爐煉鐵：在高爐中采用還原劑將鐵礦石經(jīng)濟(jì)而高爐煉鐵：在高爐中采用還原劑將鐵礦石經(jīng)濟(jì)而高效的還原得到溫度和成分符合要求的液態(tài)生鐵高效的還原得到溫度和成分符合要求的液態(tài)生鐵的過(guò)程。的過(guò)程。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意22.1.1 幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念1 礦物礦物：地殼中具有均一內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及一對(duì)物：地殼中具有均一內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及一對(duì)物理、化學(xué)性質(zhì)的天然化合物或自然元素稱為礦物。其理、化學(xué)性質(zhì)的天然化合物或自然元素稱為礦物。其中能夠?yàn)槿祟惱?/p>

2、用的稱為中能夠?yàn)槿祟惱玫姆Q為有用礦物有用礦物。 2 礦石礦石：在現(xiàn)代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中：在現(xiàn)代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取金屬、金屬化合物或其它產(chǎn)品的礦物稱為提取金屬、金屬化合物或其它產(chǎn)品的礦物稱為礦石礦石。3 礦石的品位礦石的品位：礦石中有用成分的質(zhì)量百分含量，稱為：礦石中有用成分的質(zhì)量百分含量，稱為該礦石的該礦石的品位品位。4 脈石：脈石：礦石中沒(méi)有用的成分稱為礦石中沒(méi)有用的成分稱為脈石脈石，一般在冶煉過(guò)，一般在冶煉過(guò)程中需要程中需要去除去除。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意35、富礦、富礦：含鐵品位：含鐵品位50%的鐵礦石的鐵礦石 赤鐵礦：理論含鐵量赤

3、鐵礦：理論含鐵量70% 磁鐵礦：理論含鐵量磁鐵礦：理論含鐵量72.4% 菱鐵礦：理論含鐵量菱鐵礦：理論含鐵量48 . 3% 褐鐵礦：理論含鐵量褐鐵礦：理論含鐵量55 . 266.1% 6、 貧礦貧礦：實(shí)際含鐵量低于理論含鐵量：實(shí)際含鐵量低于理論含鐵量70%的鐵礦石稱的鐵礦石稱貧礦（必須經(jīng)過(guò)選礦后使用）貧礦（必須經(jīng)過(guò)選礦后使用）7、塊礦和粉礦、塊礦和粉礦扣除扣除CO2和結(jié)晶水和結(jié)晶水富礦富礦破碎、篩分破碎、篩分塊礦塊礦(510mm),上限上限粉礦（粉礦（5mm）供燒結(jié)廠生產(chǎn)燒結(jié)礦）供燒結(jié)廠生產(chǎn)燒結(jié)礦大中型高爐大中型高爐45mm中小型高爐中小型高爐6080%浮選浮選磁鐵礦磁鐵礦 細(xì)磨細(xì)磨 -200

4、目目6080%磁選磁選褐鐵礦褐鐵礦 先磁化焙燒先磁化焙燒 后細(xì)磨后細(xì)磨 磁選磁選菱鐵礦菱鐵礦 細(xì)磨細(xì)磨 -200目目6080%浮選浮選2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意52.1.2 高爐煉鐵工藝流程及主要設(shè)備高爐煉鐵工藝流程及主要設(shè)備一、煉鐵流程及設(shè)備系統(tǒng)一、煉鐵流程及設(shè)備系統(tǒng)n高爐煉鐵生產(chǎn)流程比較定型，它由高爐煉鐵生產(chǎn)流程比較定型，它由高爐本體及高爐本體及若干輔助系統(tǒng)組成。若干輔助系統(tǒng)組成。q生產(chǎn)時(shí)從爐頂分批裝入各種爐料，從高爐下部生產(chǎn)時(shí)從爐頂分批裝入各種爐料，從高爐下部風(fēng)口不斷鼓入熱風(fēng)，在連續(xù)熔煉過(guò)程中得到液風(fēng)口不斷鼓入熱風(fēng)，在連續(xù)熔煉過(guò)程中得到液態(tài)渣鐵，定期從爐缸渣鐵口排出爐外，與

5、爐料態(tài)渣鐵，定期從爐缸渣鐵口排出爐外，與爐料進(jìn)行一系列作用的煤氣從爐頂溢出。進(jìn)行一系列作用的煤氣從爐頂溢出。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意6轉(zhuǎn)爐煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼廠礦山礦山高高爐爐鑄造生鐵鑄造生鐵鑄鐵機(jī)鑄鐵機(jī)鐵水鐵水煉鋼生鐵煉鋼生鐵爐渣爐渣高爐煤氣高爐煤氣水泥廠水泥廠放散放散精礦精礦粉礦粉礦塊礦塊礦球團(tuán)礦球團(tuán)礦 燒結(jié)礦燒結(jié)礦焦化廠焦化廠焦炭焦炭制粉車間制粉車間煤粉煤粉熔劑熔劑鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī) 熱風(fēng)爐熱風(fēng)爐 熱風(fēng)熱風(fēng)軋鋼廠軋鋼廠煉鐵工藝流程圖2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意7n由于高爐的效率高、能耗低，所以高爐生產(chǎn)的鐵占由于高爐的效率高、能耗低，所以高爐生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的世界鐵總

6、產(chǎn)量的95%以上。以上。n我國(guó)最大的高爐是寶鋼我國(guó)最大的高爐是寶鋼3號(hào)高爐（號(hào)高爐（4350m3）。世界）。世界最大高爐達(dá)最大高爐達(dá)5000m3以上。以上。 2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意8高爐煉鐵系統(tǒng)（高爐本體和輔助系統(tǒng)）高爐煉鐵系統(tǒng)（高爐本體和輔助系統(tǒng)）2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意92022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意102022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意11二、二、 高爐本體高爐本體1、高爐本體概述、高爐本體概述n包括包括高爐爐型高爐爐型、爐襯爐襯、冷卻裝置冷卻裝置、鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)及及基礎(chǔ)?；A(chǔ)。n高爐爐型均為五段式，圓形工作空間。高爐爐型均為五段式，圓形工

7、作空間。n爐襯耐火材料圍成高爐爐型。爐襯耐火材料圍成高爐爐型。n爐襯靠冷卻裝置保護(hù)，使一代工作爐齡達(dá)爐襯靠冷卻裝置保護(hù)，使一代工作爐齡達(dá)1015年。年。n鋼結(jié)構(gòu)是加固爐體和支撐各種附屬設(shè)備的構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)是加固爐體和支撐各種附屬設(shè)備的構(gòu)件。n高爐大小以有效容積的立方米數(shù)表示。高爐大小以有效容積的立方米數(shù)表示。高爐本體結(jié)構(gòu)仍在不斷向高效、長(zhǎng)壽方向發(fā)展之中。高爐本體結(jié)構(gòu)仍在不斷向高效、長(zhǎng)壽方向發(fā)展之中。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意122、高爐爐型概述、高爐爐型概述1）、高爐內(nèi)部及爐墻而形成的工作空間的幾何）、高爐內(nèi)部及爐墻而形成的工作空間的幾何形狀稱為形狀稱為高爐爐型高爐爐型。爐襯耐火材

8、料圍成高爐爐。爐襯耐火材料圍成高爐爐型。型。2）、高爐）、高爐爐型爐型為圓斷面五段式即：為圓斷面五段式即：爐喉、爐身、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸爐腰、爐腹、爐缸五部分。即高爐內(nèi)型圖所看五部分。即高爐內(nèi)型圖所看到的五部分。到的五部分。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意132022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意14Schematic of a blast furnace, illustrating some of the defined terms.h0h6hu(b)死鐵層高度死鐵層高度h0(c)高爐有效高度高爐有效高度hu(d)爐頭高度爐頭高度h6(e)高爐全高高爐全高h(yuǎn)(a)料線零位

9、：是測(cè)料線零位：是測(cè)定料面高度的基礎(chǔ)。定料面高度的基礎(chǔ)。鐘式爐頂：大鐘開鐘式爐頂：大鐘開啟時(shí)大鐘的底邊；啟時(shí)大鐘的底邊；無(wú)鐘爐頂：爐喉鋼無(wú)鐘爐頂：爐喉鋼磚的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處或鋼磚的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處或鋼磚頂部磚頂部h3）、幾個(gè)概念：）、幾個(gè)概念：2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意15Schematic of a blast furnace, illustrating some of the defined terms.Top ring:爐頂鋼圈爐頂鋼圈(爐頂法蘭爐頂法蘭)Offtake :排氣管排氣管Top cone:高爐爐頭（爐頂錐高爐爐頭（爐頂錐形部分）形部分）Armour（爐喉）鋼磚（爐喉）鋼磚St

10、ockline level：料線零位：料線零位Throat：爐喉，：爐喉，Stack：爐身：爐身Belly：爐腰：爐腰Bosh：爐腹：爐腹Tuyere：鼓風(fēng)口：鼓風(fēng)口Tuyere breast：風(fēng)口中心：風(fēng)口中心Bustle pipe :圍管圍管Tuyere stock：風(fēng)口支管：風(fēng)口支管Hearth：爐缸：爐缸Iron notch：出鐵口：出鐵口Cinder notch/emgency iron notch;出渣口出渣口h0h6hu本體結(jié)構(gòu)中英文對(duì)照本體結(jié)構(gòu)中英文對(duì)照2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意16f）高爐有效容積：在有效高度范）高爐有效容積：在有效高度范圍內(nèi)爐型所包括的空間。用

11、圍內(nèi)爐型所包括的空間。用Vu表示表示 巨型高爐：巨型高爐： Vu 4000m3 大型高爐：大型高爐： Vu 620m3 中型高爐：中型高爐： Vu=255620m3 小型高爐：小型高爐： Vu 65%，P、S含量低的礦石可直接供直接含量低的礦石可直接供直接還原和熔融還原還原和熔融還原q50% T.Fe1.6） 高堿度燒結(jié)礦的堿度決定于高堿度燒結(jié)礦的堿度決定于: a)燒結(jié)礦的冶金性能燒結(jié)礦的冶金性能; b)酸性爐料的入爐比例。酸性爐料的入爐比例。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意36c、抽風(fēng)燒結(jié)原理、抽風(fēng)燒結(jié)原理燒結(jié)原理燒結(jié)原理2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意37d、燒結(jié)工藝流程燒

12、結(jié)工藝流程2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意38e、燒結(jié)過(guò)程的主要反應(yīng)、燒結(jié)過(guò)程的主要反應(yīng) n燃燒反應(yīng)、分解反應(yīng)、還原與再氧化反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、分解反應(yīng)、還原與再氧化反應(yīng)、氣化反應(yīng)氣化反應(yīng)q固相反應(yīng)和液相粘結(jié)形成一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦固相反應(yīng)和液相粘結(jié)形成一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦q低熔點(diǎn)固相產(chǎn)物是液相形成的前提低熔點(diǎn)固相產(chǎn)物是液相形成的前提q粘結(jié)相粘結(jié)相主要有鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅灰石、硅酸二鈣、主要有鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅灰石、硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣、鈣鐵灰石及少量反應(yīng)不全的游離石英硅酸三鈣、鐵酸鈣、鈣鐵灰石及少量反應(yīng)不全的游離石英和石灰。和石灰。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義

13、朱誠(chéng)意39圖圖 燒結(jié)過(guò)程示意圖燒結(jié)過(guò)程示意圖I燒結(jié)礦層：燒結(jié)礦層：II燃燒層：燃燒層：III預(yù)熱層：預(yù)熱層：IV燒結(jié)料層：燒結(jié)料層：V墊底料層墊底料層1冷卻，再氧化；冷卻，再氧化；2冷卻，再結(jié)晶；冷卻，再結(jié)晶；3固體碳燃燒液相形成；固體碳燃燒液相形成；4固相反應(yīng)氧化，還原，分解；固相反應(yīng)氧化，還原，分解；5去水；去水；6水分水分凝結(jié)2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意40球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程和球團(tuán)礦球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程和球團(tuán)礦 n將準(zhǔn)備好的原料將準(zhǔn)備好的原料(細(xì)磨精礦或其他細(xì)磨粉狀物料、細(xì)磨精礦或其他細(xì)磨粉狀物料、添加劑等添加劑等)，按一定比例經(jīng)過(guò)配料、混勻制成一定，按一定比例經(jīng)過(guò)配料、混勻制成一定尺寸的

14、小球，然后采用干燥焙燒或其他方法使其發(fā)尺寸的小球，然后采用干燥焙燒或其他方法使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而硬化固結(jié)這一過(guò)程即生一系列的物理化學(xué)變化而硬化固結(jié)這一過(guò)程即為為球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程其產(chǎn)品即為其產(chǎn)品即為球團(tuán)礦球團(tuán)礦。n球團(tuán)礦分球團(tuán)礦分酸性酸性球團(tuán)礦和球團(tuán)礦和堿性堿性球團(tuán)礦。由于酸性球團(tuán)球團(tuán)礦。由于酸性球團(tuán)礦生產(chǎn)操作較易控制，且品位高，強(qiáng)度好，同時(shí)高礦生產(chǎn)操作較易控制，且品位高，強(qiáng)度好，同時(shí)高爐冶煉也需要酸性球團(tuán)與高堿度燒結(jié)礦配臺(tái)使用。爐冶煉也需要酸性球團(tuán)與高堿度燒結(jié)礦配臺(tái)使用。因此，目前世界各國(guó)以生產(chǎn)因此，目前世界各國(guó)以生產(chǎn)酸性球團(tuán)礦為主酸性球團(tuán)礦為主。n球團(tuán)法于球團(tuán)法于1912年

15、提出。年提出。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意41n球團(tuán)生產(chǎn)的工藝過(guò)程大體可分為配料、混合、球團(tuán)生產(chǎn)的工藝過(guò)程大體可分為配料、混合、造球、焙燒及成品處理等工序，其工藝流程見(jiàn)造球、焙燒及成品處理等工序，其工藝流程見(jiàn)圖圖1。Fig. Schematic diagram of the traveling grate system for producing pellets.2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意42Fig. Balling drum mixer. Fig. Induced draft rotary or circular sinter coolers shown in pr

16、ocess of construction.2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意43Fig. Two disc-type pelletizing machines. Ore fines are fed to the discs by the belt conveyors (behind the operator).As the discs rotate, there is a balling action that causes the fines to agglomerate into pellet-like masses that are discharged from the dis

17、cs over their lip at the bottom onto to the belt conveyor shown at floor level that carries the pellets to the bins of the sinter machine.2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意44n為保證球團(tuán)礦質(zhì)量，在焙燒過(guò)程中應(yīng)保證氧化氣為保證球團(tuán)礦質(zhì)量，在焙燒過(guò)程中應(yīng)保證氧化氣氛，控制升溫速度，達(dá)到球團(tuán)固結(jié)的最佳溫度并氛，控制升溫速度，達(dá)到球團(tuán)固結(jié)的最佳溫度并保持足夠的高溫時(shí)間，保證再結(jié)晶充分進(jìn)行。在保持足夠的高溫時(shí)間，保證再結(jié)晶充分進(jìn)行。在冷卻過(guò)程中應(yīng)控制好冷卻速度

18、。冷卻過(guò)程中應(yīng)控制好冷卻速度。Fig. Four types of iron ore agglomerates. The briquettes at the lower right were produced by hot ore briquetting.2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意453、鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯法、鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯法n它是由鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)組合成的焙燒工藝（見(jiàn)它是由鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)組合成的焙燒工藝（見(jiàn)圖）。生球的圖）。生球的干燥、脫水和預(yù)熱過(guò)程在鏈篦機(jī)上干燥、脫水和預(yù)熱過(guò)程在鏈篦機(jī)上完成，高完成，高溫溫焙燒在回轉(zhuǎn)窯焙燒在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行，而內(nèi)進(jìn)行，而冷卻則在冷卻機(jī)冷

19、卻則在冷卻機(jī)上完成。上完成。 圖圖 鏈篦機(jī)鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯焙燒球團(tuán)示意圖回轉(zhuǎn)窯焙燒球團(tuán)示意圖1布料器；布料器；2鏈篦機(jī)；鏈篦機(jī)；3干燥室；干燥室；4預(yù)熱室；預(yù)熱室；5回轉(zhuǎn)窯；回轉(zhuǎn)窯；6冷卻機(jī)；冷卻機(jī)；7振動(dòng)給料器；振動(dòng)給料器；8冷卻風(fēng)機(jī)；冷卻風(fēng)機(jī)；9抽煙機(jī)；抽煙機(jī)；10多管除塵器；多管除塵器；11燃燒器燃燒器 2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意46n我國(guó)鋼鐵企業(yè)的原料供應(yīng)一般都十分復(fù)雜：有以進(jìn)口我國(guó)鋼鐵企業(yè)的原料供應(yīng)一般都十分復(fù)雜：有以進(jìn)口粉礦為主的，也有以國(guó)產(chǎn)鐵精礦為主的，還有各種各粉礦為主的，也有以國(guó)產(chǎn)鐵精礦為主的，還有各種各樣的地方小鐵礦所產(chǎn)的鐵礦石。原料品種多，化學(xué)成樣的地方小鐵礦

20、所產(chǎn)的鐵礦石。原料品種多，化學(xué)成分和冶金性能變化大，穩(wěn)定性和均勻性差。分和冶金性能變化大，穩(wěn)定性和均勻性差。n爐料結(jié)構(gòu)即高爐生產(chǎn)中酸性爐料、堿性爐料及塊礦所爐料結(jié)構(gòu)即高爐生產(chǎn)中酸性爐料、堿性爐料及塊礦所占的比例。占的比例。n世界上高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)不是單一模式世界上高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)不是單一模式,它決定于它決定于礦源和煉鐵成本。礦源和煉鐵成本。n根據(jù)我國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況，根據(jù)我國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況，高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)應(yīng)該是高高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)應(yīng)該是高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦,或高堿度燒結(jié)礦配加酸或高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦和塊礦性球團(tuán)礦和塊礦,或高堿度燒結(jié)礦配加塊礦或高堿度燒結(jié)礦配加

21、塊礦六、高爐爐料結(jié)構(gòu)六、高爐爐料結(jié)構(gòu)2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意472 燃料燃料fuels(1)（冶金）焦炭（冶金）焦炭n成分成分q固定碳：固定碳：8085%q灰份（灰份（SiO2占占4550%，Al2O3占占1530%）q揮發(fā)份揮發(fā)份CO、CO2、CH4、N2、H2n作用作用q燃燒產(chǎn)生熱量燃燒產(chǎn)生熱量q燃燒后產(chǎn)生燃燒后產(chǎn)生CO作為還原劑作為還原劑q支撐料柱，使料層透氣支撐料柱，使料層透氣2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意48n高爐冶煉對(duì)焦炭質(zhì)量的要求高爐冶煉對(duì)焦炭質(zhì)量的要求q強(qiáng)度強(qiáng)度：通過(guò)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)測(cè)定：通過(guò)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)測(cè)定q固定固定C和灰分含量和灰分含量：良好的冶金焦應(yīng)固定：良

22、好的冶金焦應(yīng)固定C高，高，灰分低灰分低n高爐實(shí)踐證明，灰分升高高爐實(shí)踐證明，灰分升高1%，焦比升高，焦比升高2%，高爐產(chǎn)量下降高爐產(chǎn)量下降3%q硫硫：焦炭帶入的硫含量占冶煉單位質(zhì)量生鐵所：焦炭帶入的硫含量占冶煉單位質(zhì)量生鐵所需原料總硫量的需原料總硫量的80%。n焦中的硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高焦中的硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高0.1%，高爐焦比增，高爐焦比增加加1.2%2.0%q揮發(fā)份揮發(fā)份：要求揮發(fā)分質(zhì)量適當(dāng)，主要防止揮發(fā)：要求揮發(fā)分質(zhì)量適當(dāng)，主要防止揮發(fā)分過(guò)高分過(guò)高2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意49q成分和性能的穩(wěn)定性以及粒度成分和性能的穩(wěn)定性以及粒度n焦炭成分和性能的波動(dòng)對(duì)高爐冶煉行程的焦炭成分和性

23、能的波動(dòng)對(duì)高爐冶煉行程的穩(wěn)定不利，影響高爐生產(chǎn)效率及燃料消耗穩(wěn)定不利，影響高爐生產(chǎn)效率及燃料消耗n對(duì)焦炭粒度的要求是在保證高爐順行的前對(duì)焦炭粒度的要求是在保證高爐順行的前提下，盡量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度提下，盡量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度比礦石的平均粒度大比礦石的平均粒度大35倍，控制在倍，控制在4060mm。水分波動(dòng)會(huì)引起焦炭負(fù)荷波動(dòng)。水分波動(dòng)會(huì)引起焦炭負(fù)荷波動(dòng)q反應(yīng)性和熱強(qiáng)度反應(yīng)性和熱強(qiáng)度n反應(yīng)性反應(yīng)性是指焦炭與是指焦炭與CO2氣體反應(yīng)而氣化的難易氣體反應(yīng)而氣化的難易程度程度,熱強(qiáng)度是指反應(yīng)后的強(qiáng)度熱強(qiáng)度是指反應(yīng)后的強(qiáng)度n對(duì)高爐用焦來(lái)說(shuō)希望反應(yīng)性小些，熱強(qiáng)度高些對(duì)高爐用焦來(lái)說(shuō)希望反應(yīng)性

24、小些，熱強(qiáng)度高些我國(guó)有專門的冶金焦炭技術(shù)指標(biāo)。我國(guó)有專門的冶金焦炭技術(shù)指標(biāo)。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意50(2)（噴吹）煤粉（噴吹）煤粉n代替部分焦炭，降低生產(chǎn)成本代替部分焦炭，降低生產(chǎn)成本n高爐冶煉對(duì)煤粉的要求高爐冶煉對(duì)煤粉的要求q固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低q可磨性好：制備成適合噴吹工藝的細(xì)粒煤粉時(shí)可磨性好：制備成適合噴吹工藝的細(xì)粒煤粉時(shí)能耗少，對(duì)輸送設(shè)備磨損小能耗少，對(duì)輸送設(shè)備磨損小q粒度細(xì)：保證煤粉在風(fēng)口前完全氣化粒度細(xì)：保證煤粉在風(fēng)口前完全氣化q爆炸性弱：確保在制備和輸送過(guò)程中人身及設(shè)爆炸性弱：確保在制備和輸送過(guò)程中人身及設(shè)備安全

25、備安全q燃燒和反應(yīng)性好：燃燒不完全會(huì)影響噴煤效果燃燒和反應(yīng)性好：燃燒不完全會(huì)影響噴煤效果并且未燃煤粉會(huì)使料柱透氣性變差，影響爐況并且未燃煤粉會(huì)使料柱透氣性變差，影響爐況順行；要求煤粉的反應(yīng)性好順行；要求煤粉的反應(yīng)性好2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意51通常情況下通常情況下,生產(chǎn)生產(chǎn)1噸鋼鐵須消耗大約噸鋼鐵須消耗大約0.5噸焦炭噸焦炭,而生產(chǎn)而生產(chǎn)1噸焦炭大致需要噸焦炭大致需要1.3噸精噸精煤煤,其中需肥精煤其中需肥精煤(工業(yè)味精工業(yè)味精)0.4噸。噸。我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量中，煉焦煤的比例較高，占我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量中，煉焦煤的比例較高，占27%27%。2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意52(

26、3)天然氣：天然氣：q 我國(guó)的天然氣儲(chǔ)量很小，僅占世界總儲(chǔ)量的我國(guó)的天然氣儲(chǔ)量很小，僅占世界總儲(chǔ)量的1.2%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣。我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣作為一次能源。作為一次能源。q產(chǎn)量最高的前產(chǎn)量最高的前3個(gè)國(guó)家是：前蘇聯(lián)、美國(guó)和加拿個(gè)國(guó)家是：前蘇聯(lián)、美國(guó)和加拿大。大。(4)石油：石油：q我國(guó)的石油儲(chǔ)量很小，僅占世界總儲(chǔ)量的我國(guó)的石油儲(chǔ)量很小，僅占世界總儲(chǔ)量的3%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣作為一我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣作為一次能源。次能源。q產(chǎn)量最高的前產(chǎn)量最高的前3個(gè)國(guó)家是：沙特、前蘇聯(lián)和美國(guó)。個(gè)國(guó)家是：沙特、前蘇聯(lián)和美國(guó)。2022-3-18

27、武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意533 熔劑熔劑Fluxesn熔劑主要包括熔劑主要包括q石灰石：主要成份石灰石：主要成份 CaCO3q白云石：白云石：CaCO3MgCO3q螢石：螢石：CaF2q硅石：硅石：SiO2q錳礦：錳礦：MnO2n作用作用q降低脈石和焦炭灰份的熔點(diǎn)，使?fàn)t渣具有良好的降低脈石和焦炭灰份的熔點(diǎn)，使?fàn)t渣具有良好的流動(dòng)性，使?fàn)t渣具有一定的脫硫能力；特殊熔劑流動(dòng)性，使?fàn)t渣具有一定的脫硫能力；特殊熔劑在刷洗爐墻粘結(jié)物、爐缸堆積、爐況不順行時(shí)短在刷洗爐墻粘結(jié)物、爐缸堆積、爐況不順行時(shí)短時(shí)使用以造成低黏度和低熔點(diǎn)爐渣。時(shí)使用以造成低黏度和低熔點(diǎn)爐渣。在我國(guó)蘊(yùn)藏量很大，各在我國(guó)蘊(yùn)藏量很大，各省基本

28、都有質(zhì)量好的礦省基本都有質(zhì)量好的礦山。遼寧省大石橋地區(qū)山。遼寧省大石橋地區(qū)有質(zhì)量一流的鎂沙資源有質(zhì)量一流的鎂沙資源2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意544 鼓風(fēng)鼓風(fēng)n作用作用q燃燒焦炭和煤粉，產(chǎn)生熱量和還原劑燃燒焦炭和煤粉，產(chǎn)生熱量和還原劑n風(fēng)溫風(fēng)溫11001300C，鼓風(fēng)物理熱占高爐熱，鼓風(fēng)物理熱占高爐熱量總收入的量總收入的20%左右左右國(guó)內(nèi)噸鐵爐料消耗情況：國(guó)內(nèi)噸鐵爐料消耗情況： 鐵礦石：鐵礦石：1.61.8 t/t 熔劑：熔劑：0400 kg/t 焦炭：焦炭：250500 kg/t 煤粉：煤粉：100250 kg/t 鼓風(fēng)：鼓風(fēng)：17002200 Nm3/t2022-3-18武漢科

29、技大學(xué)講義朱誠(chéng)意55二、高爐煉鐵的產(chǎn)品二、高爐煉鐵的產(chǎn)品1、生鐵（鐵水）、生鐵（鐵水）高爐鐵水溫度為高爐鐵水溫度為14501550C，主要用來(lái)煉鋼，主要用來(lái)煉鋼主要成分為主要成分為Fe，還有，還有C和少量雜質(zhì)（和少量雜質(zhì)（Si，Mn，P，S）。）。(1) 煉鋼生鐵煉鋼生鐵q高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中8090%為為煉鋼生鐵煉鋼生鐵，它是由它是由Fe、C和少量雜質(zhì)（和少量雜質(zhì)（Si1.25%）較高的）較高的鑄造生鐵鑄造生鐵和少量和少量鐵合金鐵合金，5%左右。左右。鑄造生鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鑄造生鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意57(3) 鐵合金鐵合金q鐵合金多用鐵合金多用

30、電爐電爐生產(chǎn)，多用作煉鋼脫氧劑生產(chǎn)，多用作煉鋼脫氧劑和合金添加劑和合金添加劑q高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中有高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中有5%左右的高碳左右的高碳鐵合金，其中包括錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵鐵合金，其中包括錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵q鐵合金是高能耗產(chǎn)品，我國(guó)除了可自給有鐵合金是高能耗產(chǎn)品，我國(guó)除了可自給有余外，每年還大量出口到周邊國(guó)家，如日余外，每年還大量出口到周邊國(guó)家，如日本等本等高碳錳鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高碳錳鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意582、煤氣、煤氣n用途用途q高爐生產(chǎn)的副產(chǎn)品高爐生產(chǎn)的副產(chǎn)品煤氣煤氣，可以給本廠，可以給本廠（70%以上燒熱風(fēng)爐）或其他廠（燒結(jié)廠、以上燒熱風(fēng)爐）或其

31、他廠（燒結(jié)廠、煉焦廠、煉鋼廠或軋鋼廠等）作為煉焦廠、煉鋼廠或軋鋼廠等）作為氣體燃?xì)怏w燃料料，也可以用來(lái)，也可以用來(lái)發(fā)電發(fā)電或城市或城市取暖取暖。n成分成分qCO、CO2、N2、H2、CH4n產(chǎn)量產(chǎn)量q2000m3/t左右（左右（2560kg/t）冶煉不同鐵種時(shí)煤氣發(fā)熱量及成分不盡相同。冶煉不同鐵種時(shí)煤氣發(fā)熱量及成分不盡相同。 2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意593、爐渣、爐渣n產(chǎn)量：產(chǎn)量：200500kg/tn用途用途q高爐高爐爐渣經(jīng)高壓水急冷后成為水淬渣，爐渣經(jīng)高壓水急冷后成為水淬渣，是制是制造水泥的好原料，消耗占高爐渣量的造水泥的好原料，消耗占高爐渣量的70%。q緩冷后破碎后代替天

32、然碎石料鋪路，消耗總緩冷后破碎后代替天然碎石料鋪路，消耗總渣量不到渣量不到10%q液體爐渣經(jīng)處理后，用作輕質(zhì)混凝土骨料，液體爐渣經(jīng)處理后，用作輕質(zhì)混凝土骨料，在建筑上用作防熱、隔音，或作為絕熱材料在建筑上用作防熱、隔音，或作為絕熱材料q溫度比鐵水高溫度比鐵水高50100，出爐時(shí)溫度一般，出爐時(shí)溫度一般為為14001550 ，熱含量，熱含量16801900kJ/kg，未找到合適的潛熱利用方法未找到合適的潛熱利用方法2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意60n主要成分主要成分qSiO2(3242%)、CaO(3544%)、 MgO(413%) Al2O3(616%) 及少量及少量MnO、FeO、

33、SqR=1.01.25q包鋼高爐渣含包鋼高爐渣含CaF2、K2O、Na2O及及RExOy；攀鋼；攀鋼高爐渣含高爐渣含V2O5；酒鋼高爐渣含；酒鋼高爐渣含BaO4、爐塵、爐塵n產(chǎn)量產(chǎn)量q20100kg/tn用途用途q少量少量高爐塵高爐塵送燒結(jié)廠使用。送燒結(jié)廠使用。q作副產(chǎn)品作副產(chǎn)品2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意612.1.4 高爐生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高爐生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、有效容積利用系數(shù)（一、有效容積利用系數(shù)（u）q高爐每立方米有效容積每天生產(chǎn)的合格鐵水量高爐每立方米有效容積每天生產(chǎn)的合格鐵水量（t/m3d）二、焦比（二、焦比（K）q冶煉一噸生鐵消耗的干焦或綜合焦炭量（冶煉一

34、噸生鐵消耗的干焦或綜合焦炭量（kg/t）（1）入爐焦比）入爐焦比u u=高爐每天的合格生鐵量高爐每天的合格生鐵量P高爐有效容積高爐有效容積VuK =每天裝入高爐的干焦炭量每天裝入高爐的干焦炭量高爐每天出鐵量高爐每天出鐵量2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意62（2）折算入爐焦比）折算入爐焦比生鐵折算系數(shù)：以生產(chǎn)煉鋼生鐵為標(biāo)準(zhǔn)（折算系數(shù)為生鐵折算系數(shù)：以生產(chǎn)煉鋼生鐵為標(biāo)準(zhǔn)（折算系數(shù)為1 1），將其它各種牌號(hào)的生鐵按冶煉的難易程度折合為），將其它各種牌號(hào)的生鐵按冶煉的難易程度折合為煉鋼生鐵的數(shù)值煉鋼生鐵的數(shù)值 K折折 =每天裝入高爐的干焦炭量每天裝入高爐的干焦炭量合格生鐵折合產(chǎn)量合格生鐵折合產(chǎn)

35、量2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意63三、煤比（或油比）三、煤比（或油比）q冶煉一噸生鐵消耗的煤粉量或重油（冶煉一噸生鐵消耗的煤粉量或重油（kg/t）四、噴煤率四、噴煤率q每天噴入高爐的每天噴入高爐的煤粉煤粉量與高爐每天消耗的量與高爐每天消耗的燃料燃料量之比，即煤比與燃料比之比量之比，即煤比與燃料比之比M =每天噴入高爐的煤粉量每天噴入高爐的煤粉量高爐每天出鐵量高爐每天出鐵量100%噴煤率噴煤率=每天噴入高爐的煤粉量每天噴入高爐的煤粉量高爐每天消耗的燃料量高爐每天消耗的燃料量 = 100%煤比煤比燃料比燃料比燃料比焦比煤比（或油比）燃料比焦比煤比（或油比）2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意64五、綜合焦比五、綜合焦比（1）置換比）置換比K =每天裝入高爐的焦炭量每天裝入高爐的焦炭量+每天噴入高爐的煤粉量每天噴入高爐的煤粉量置換比置換比高爐每天出鐵量高爐每天出鐵量R =K0-K1+KKMR噴吹的輔助燃料置換比噴吹的輔助燃料置換比K0未噴吹輔助燃料前的實(shí)際平均焦比未噴吹輔助燃料前的實(shí)際平均焦比K1噴吹輔助燃料后的平均入爐焦比噴吹輔助燃料后的平均入爐焦比K其他各種因素對(duì)實(shí)際焦比影響的代數(shù)和其他各種因素對(duì)實(shí)際焦比影響的代數(shù)和2022-3-18武漢科技大學(xué)講義朱誠(chéng)意65（2）噴吹率）噴吹率六、折算綜合焦比六、折算綜合焦比K折算折算 =每天裝入高爐的焦炭量每天裝入高爐的