煉鐵學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、1、高爐系統(tǒng)包括高爐本體、原燃料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、送9、降低高爐循環(huán)富集堿量的主要措有降低爐料帶入的堿風(fēng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、煤氣清洗處理系統(tǒng)。量、增大爐渣排走的堿量。2、高爐生產(chǎn)過程控制的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)有送風(fēng)條件，軟熔區(qū)1、 碳與氧形成CO2的反應(yīng)稱為完全燃燒，形成CO的反的位置、形狀及尺寸，固體爐料區(qū)的工作狀態(tài)應(yīng)稱為不完全燃燒。3、鐵礦石的分為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦 2、影響鼓風(fēng)動(dòng)能的因素主要有風(fēng)量、風(fēng)溫、風(fēng)壓、風(fēng)口4、鐵礦石評(píng)價(jià)的要點(diǎn)有含鐵品位、脈石的成分及分布、截面積。有害元素的含量、有益元素、礦石的還原性、礦石的高1、料柱壓差 P主要決定于氣流速度和料層通道的當(dāng)量 溫性能。直徑。5、

2、煉焦工藝過程中影響焦炭質(zhì)量的環(huán)節(jié)大體上可分為洗2、高爐精料的六字方針是高、穩(wěn)、熟、小、勻、凈。煤、配煤、焦?fàn)t操作、熄焦等，其中配煤起著決定作用，3、改善料柱的透氣性必須改善原、燃料質(zhì)量，改善造渣，6、6、7、1、2、燒結(jié)過程的主反應(yīng)有燃燒反應(yīng)、分解反應(yīng)、還原與再透氣性改善。配煤中最重要的是控制混合煤料的膠質(zhì)層厚度。洗煤的目的在于降低原煤中灰分及硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。高爐生產(chǎn)的產(chǎn)品有生鐵、鐵合金、高爐煤氣、爐渣 散狀物料聚集時(shí)顆粒間的固結(jié)力=聯(lián)結(jié)力一排斥力 改善操作,獲得適宜的軟熔帶形狀和最佳煤氣分布4、從正同裝至倒同裝，邊緣氣流逐漸發(fā)展，而中心氣流 逐漸減弱。5、高爐順行的重要標(biāo)志是合理的煤氣流分布促

3、進(jìn)料柱的氧化反應(yīng)、氣化反應(yīng)、水分蒸發(fā)和凝結(jié)。6、軟熔帶形狀基本有三種類型：“倒V”形，“”形3、燒結(jié)料固結(jié)經(jīng)歷固相反應(yīng)、液相生成、冷凝固結(jié)過程。和“祖，形4、 燒結(jié)過程中固相反應(yīng)能夠進(jìn)行的重要因素是溫度。7、高爐順行的主要標(biāo)志：爐料順利下降，煤氣分布合5、液相生成是燒結(jié)成型的基礎(chǔ)，液態(tài)物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)理，爐缸工作均勻、活躍，爐溫充沛穩(wěn)定，生鐵質(zhì)量良是影響燒結(jié)固結(jié)好壞，乃至冶金性能的重要因素。好。6、常見的燒結(jié)礦顯微結(jié)有粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、骸狀結(jié)1、高爐生產(chǎn)的目標(biāo)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽、高效益。構(gòu)、丹點(diǎn)狀的共晶結(jié)構(gòu)、熔蝕結(jié)構(gòu)。2、噴吹補(bǔ)充燃料時(shí)影響置換比的主要因素有：噴吹燃料7、燒結(jié)礦冷凝形成的

4、礦物組成及其結(jié)構(gòu)是影響燒結(jié)礦質(zhì) 的種類；噴吹燃料在風(fēng)口前氣化程度；鼓風(fēng)參數(shù)。量的重要因素。1、高爐有效容積利用系數(shù)：規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)，每立方米8、 牛球成型的機(jī)理是利用細(xì)磨粉料表面能大的特性。有效容積每晝夜生產(chǎn)的合格鐵水的噸數(shù)。有效容積利用9、鐵礦粉球團(tuán)過程包括生球成型和熔燒固結(jié)兩個(gè)主要作系數(shù)t/m3.d=合格生鐵折合產(chǎn)量/（有效容積*規(guī)定工作 業(yè)。成球過程分為三個(gè)階段：形成母球、母球長(zhǎng)大、長(zhǎng)日）大了的母球進(jìn)一步緊密。2、焦比：冶煉單位生鐵消耗的干焦的千克數(shù)；入爐焦比10、牛球干燥的目的是避免焙燒時(shí)發(fā)生破裂、同時(shí)提高 又稱凈焦比，實(shí)際消耗的焦炭數(shù)量，入爐焦比=干焦耗用焙燒效率。中表面氣化和內(nèi)部擴(kuò)

5、散兩個(gè)過程組成。量（kg） /合格牛鐵產(chǎn)量（t）；綜合焦比指每生產(chǎn)一噸生11、球團(tuán)礦在高溫下焙燒，引起強(qiáng)度增加的原因有：晶鐵所消耗的干焦數(shù)量以及各種輔助燃料折算為干焦量總橋聯(lián)結(jié)：固相燒結(jié)固結(jié)；液相燒結(jié)固結(jié)和。12、現(xiàn)代高爐冶煉最佳爐料結(jié)構(gòu)為高堿度燒結(jié)礦配加酸3、冶煉強(qiáng)度：冶煉過程強(qiáng)化的程度，以每晝夜（d）燃性球團(tuán)礦。燒的干焦量衡量，冶煉強(qiáng)度=干焦耗用量/（有效容積*規(guī)1、FexO,方鐵礦，俗稱浮士體，是立方晶系氯化鈉型的定工作日）t/m3.dF竺缺位的晶體。4、休風(fēng)率：休風(fēng)率是指高爐休風(fēng)時(shí)間（不包括計(jì)劃中的2、FexO在低溫下不能穩(wěn)定存在，當(dāng)溫度低于570C時(shí)，大、中、小修）占規(guī)定工作時(shí)間的百

6、分?jǐn)?shù)。將分解成為FeQ +a -Fe。5、固相反應(yīng)：在一定溫度條件下這種或那種離子克服晶3、鐵氧化物的多級(jí)還原反應(yīng)中還原順序:570CFe2O3f格中的結(jié)合力，在晶格內(nèi)部進(jìn)行位置交換，并擴(kuò)散刀與FeQ - FexO f Fe, V570CFe2O3 f FeQ f Fe之相接觸的鄰近的其他晶格內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)。固相反應(yīng)能4、影響鐵還原速率的因素主要有溫度、壓力、礦石粒度、夠進(jìn)行的重要因素是溫度。煤氣成分、礦石的種類和性質(zhì)。6、析碳反應(yīng)：高爐內(nèi)進(jìn)行著一定程度的析碳反應(yīng)，2CO5、 MnO及MnO、Mn O在高爐的爐身上部轉(zhuǎn)化為MnO。=CO +C該反應(yīng)是碳素溶解損失反應(yīng)的逆反應(yīng)。碳素溶22 33 4

7、26、高爐中Si還原的多級(jí)反應(yīng)過程為:1500CSiO2WiO2解損失反應(yīng)：CO2+C=2CO。（氣）/i；V1500CSiO2=Si 7、上部調(diào)劑：利用裝料制度的變化以調(diào)節(jié)爐況；下部調(diào)7、解決鈦渣變稠的措施可概括為吃精料、造好渣、低硅劑：通過調(diào)節(jié)風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能及噴吹量來控制風(fēng)口燃燒鈦、爐缸活。帶狀況的煤氣流的初始分布。8、在使用熟料的情況下，焦炭帶入爐內(nèi)的硫占總?cè)霠t硫8、間接還原：還原劑為氣態(tài)CO或H2；直接還原：還原量的80%以上。劑為固體C。9、全壓差：煤氣通過料柱（自爐缸風(fēng)口水平面至爐喉4、高爐中Si還原的基本條件：1）較高的爐缸溫度和充料線水平）的壓力損失，可近似地采用高爐料柱的全壓

8、足的熱儲(chǔ)備q，熱儲(chǔ)備越充足，則生鐵含Si越高。要提 差 P表示 P = P缸一P喉e P熱一P頂高生鐵的含硅量必須提高爐缸溫度，措施在于提高風(fēng)溫、10、 料線：大鐘下降位置下沿至料面的垂直距離。富氧鼓風(fēng)、采用難熔渣操作和適當(dāng)提高焦比2）降低爐11、批重：裝入高爐的每一批爐料是由焦炭，礦石和熔劑渣堿度，爐渣堿度越高，渣中SiO2活度越小，越不利于 按一定重量比例組成的。三者的總重量稱為料批重 硅的還原。降低爐渣堿度，即采用酸性渣操作，可增大12、裝料制度：爐料裝入爐內(nèi)方式的總稱。它決定爐料SiO2的活度，促進(jìn)Si還原3）選擇適宜的原料。在爐內(nèi)的分布狀況。5、高爐冶煉對(duì)爐渣的性能要求：1）良好的流

9、動(dòng)性能2）13、熱制度:在工藝操作上控制高爐內(nèi)熱狀態(tài)的方法的總良好的化學(xué)反應(yīng)性能3）良好的透氣、透液性能，滿足稱。渣鐵、渣氣分離的良好條件4）良好的穩(wěn)定性，不因冶14、送風(fēng)制度：通過風(fēng)口向高爐內(nèi)鼓送具有一定能量的煉條件的變化而導(dǎo)致爐渣性能的惡化。爐渣是決定金屬 風(fēng)的各項(xiàng)控制參數(shù)的總稱。包括風(fēng)量、風(fēng)溫、風(fēng)壓、風(fēng) 成品最終成分及溫度的關(guān)鍵因素。中含氧量、濕分、噴吹燃料以及風(fēng)口直徑、風(fēng)口中心線6、高爐順行的主要標(biāo)志:爐料順利下降，煤氣分布合理， 與水平的傾角，風(fēng)口端伸入爐內(nèi)的長(zhǎng)度等。爐缸工作均勻、活躍，爐溫充沛穩(wěn)定，生鐵質(zhì)量良好。15、造渣制度：包括造渣過程和終渣性能的控制。造渣 總的結(jié)構(gòu)是焦比低、

10、產(chǎn)量高、質(zhì)量好。制度應(yīng)根據(jù)冶煉條件、生鐵品種確定。7、高爐煤氣流合理分布的標(biāo)志：1爐料順利下降，爐況16、理論燃燒溫度：高爐風(fēng)口的理論燃燒溫度是指燃料穩(wěn)定順行，爐溫充足，整個(gè)料柱透氣性好2）煤氣能量 在風(fēng)口前燃燒時(shí)（不完全燃燒）所產(chǎn)生的熱量加上助嫩熱 利用充分，爐頂溫度低，而CO利用率高，最終表現(xiàn)為焦 風(fēng)含有的熱量全部傳給燃燒產(chǎn)物時(shí)達(dá)到的溫度.它是高比、燃料比降低。爐冶煉計(jì)算中的一個(gè)重要參數(shù)。8、高爐接受高風(fēng)溫的條件：加強(qiáng)原料準(zhǔn)備，提高礦1、高爐冶煉的主要目的：用鐵礦石經(jīng)濟(jì)而高效率地得到石和焦炭的強(qiáng)度，特別是高溫強(qiáng)度，篩除小于5mm的粉溫度和成分合乎要求的液態(tài)生鐵。 實(shí)現(xiàn)礦石中金屬末以改善料柱

11、的透氣性；提高爐頂煤氣壓力，對(duì)比高 元素和氧元素的化學(xué)分離一還原過程；實(shí)現(xiàn)已被還原壓和高風(fēng)溫對(duì)高爐冶煉的影響可以看出，高風(fēng)溫對(duì)高爐 的金屬與脈石的機(jī)械分離一熔化與造渣過程；控制溫還原和順行的不利因素可以得到高要操作對(duì)還原和降低 度和液態(tài)渣鐵之間的交互作用得到溫度和化學(xué)成分合格爐內(nèi)煤氣壓差得有利影響彌補(bǔ)；噴吹燃料和在這之 的鐵液。前得鼓風(fēng)加濕，向風(fēng)口噴吹補(bǔ)充和加濕鼓風(fēng)可降低風(fēng)口2、 高爐冶煉對(duì)焦炭的質(zhì)量要求：強(qiáng)度：（轉(zhuǎn)鼓指數(shù)）前的理論燃燒溫度，可解決由于風(fēng)溫提高使?fàn)t子下部溫 如果焦炭沒有足夠的強(qiáng)度，則要被破碎，產(chǎn)生大量的粉 度升高造成爐況難行的問題。末，導(dǎo)致料柱透氣性惡化、爐渣粘稠、渣中帶鐵以及

12、風(fēng)9、噴吹補(bǔ)充燃料使?fàn)t缸理論溫度降低的原因:1）燃燒產(chǎn) 渣口大量破損等。固定C及灰分含量：焦炭含灰分高物的數(shù)量增加，用于加熱產(chǎn)物到燃燒溫度的熱量增多2） 則含碳量低?；曳衷黾颖仨毰浼訑?shù)量與灰份相當(dāng)?shù)膲A性噴吹燃料氣化時(shí)因碳?xì)浠衔锓纸馕鼰幔紵懦龅臒?氧化物以造渣。焦炭含灰分量增加時(shí)，高爐實(shí)際渣量將 值低3）焦炭到達(dá)風(fēng)口燃燒帶時(shí)已被上升煤氣加熱，可為 以比灰分量?jī)杀兜谋嚷试鲩L(zhǎng)。硫：焦炭帶入的硫占冶燃燒帶帶入物理熱。煉單位生鐵所需原料總硫量的80%左右。揮發(fā)分含量：10、實(shí)際生產(chǎn)中限制噴吹量的因素：風(fēng)口前噴吹燃料 揮發(fā)分在焦炭中殘留較高，則說明干餾時(shí)間段，不能構(gòu)的燃燒速率是目前限制噴吹量的薄弱環(huán)

13、節(jié)；高溫區(qū)放 成結(jié)晶完善程度好、強(qiáng)度足夠搞的焦炭。揮發(fā)分過低，熱和熱交換狀況，高爐冶煉需要有足夠的高溫?zé)崃勘ＷC 會(huì)形成小而結(jié)構(gòu)脆弱的焦炭。成分和性能的穩(wěn)定性爐子下部物理化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行；流體力學(xué)因素限制； 及粒度。成分和性能：鐵礦石（中和、混勻）焦炭（提 產(chǎn)量和置換比降低是限制噴吹量的又一因素。高煉焦工藝）粒度：有兩方面的因素對(duì)焦炭的平均粒度11.富氧鼓風(fēng)對(duì)高爐冶煉的影響：1）對(duì)風(fēng)口前燃料燃燒 提出不同要求。一是縮小粒度（從提高焦炭成品率，降的影響：風(fēng)口前產(chǎn)生的煤氣量減少，煤氣中CO含量增加， 低成本的經(jīng)濟(jì)因素方面考慮；從冶煉過程考慮，加速爐氮含量減少。理論燃燒溫度大幅度提高。風(fēng)中N2含量的

14、內(nèi)傳熱傳質(zhì)）。二是增大粒度（從軟熔帶透氣性考慮）降低和t理的提高大大加快了碳的燃燒過程，這將導(dǎo)致 反應(yīng)性：高爐用焦炭希望較低的反應(yīng)性，以保障高爐良風(fēng)口前燃燒帶的縮小，并引起邊緣氣流的發(fā)展2）對(duì)爐 好的透氣性內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響：富氧對(duì)高爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響3、粉礦造塊的目的：將粉狀料制成具有高溫強(qiáng)度的塊與提高風(fēng)溫時(shí)的影響相似3）對(duì)還原的影響：富氧對(duì)間狀了以適應(yīng)高爐冶煉、直接還原等在流體力學(xué)方面的要 接還原發(fā)展有利的方面在于爐缸煤氣中CO濃度的提高 求；通過造塊改善鐵礦石的冶金性能，使高爐指標(biāo)得與氮含量的降低。但爐身溫度降低7001000C間接還 到改善；通過造塊去除某些有害雜質(zhì)，回收有益元素原強(qiáng)

15、烈發(fā)展的溫度帶高度的縮小，以及產(chǎn)量增加時(shí)，爐 達(dá)到綜合利用資源和擴(kuò)大鐵礦石原料資源。料在間接還原區(qū)停留的時(shí)間縮短。1.畫出Fe-O-CO系統(tǒng)和Fe-G-H2系統(tǒng)的平衡狀態(tài)圖，并標(biāo)出各物質(zhì) 穩(wěn)定存在的區(qū)域及相關(guān)反應(yīng)。3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 1.畫出Fe-O-CO系統(tǒng)和Fe-G-H2系統(tǒng)的平衡狀態(tài)圖，并標(biāo)出各物質(zhì) 穩(wěn)定存在的區(qū)域及相關(guān)反應(yīng)。3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4+CO = 3FeO+CO1/4Fe3O4+CO=3/4Fe+CO2 FeO+CO=Fe+CO23Fe2O3+H2 = 2Fe3O4+H2OFe3O4+H2=3FeO+

16、H2O-,，1/4Fe3O4+H2=3/4Fe+H2OFeO+H2=Fe+H2O2.畫出運(yùn)行中高爐的縱剖面圖，標(biāo)出個(gè)相關(guān)區(qū)域并簡(jiǎn)&B0惦科版3爆滴的旅權(quán)逾福救暗區(qū)睥Stt國柄存的法蚣情名稱IE實(shí)焦蠅區(qū)估- 晟帙區(qū)浦一岷口焦炭循環(huán)區(qū)主要反應(yīng)主要特征1固體爐料區(qū)間接還原，爐料中水份蒸發(fā) 及受熱分解，少量直接還原， 爐料與煤氣間熱交換焦與礦呈層狀分布，皆呈固體 狀態(tài)，以氣固相反應(yīng)為主2軟熔區(qū)爐料在軟熔區(qū)上部邊界開始 軟化，而在下部邊界熔融滴 落，主要進(jìn)行直接還原反應(yīng) 及造渣為固一液一氣的多相反應(yīng)，軟 熔的礦石層對(duì)煤氣阻力很大， 決定煤氣流動(dòng)及分布的是焦 窗總面積及其分布3疏松焦炭區(qū)向下滴落的液態(tài)渣鐵

17、與煤氣 及固體炭之間進(jìn)行多種復(fù)雜 的質(zhì)量傳遞及傳熱過程松動(dòng)的焦炭流不斷地滴落向 焦炭循環(huán)區(qū)，而其間有夾雜著 向下流動(dòng)的渣鐵液滴4壓實(shí)焦炭區(qū)在堆積層表面，焦炭與渣鐵 間的反應(yīng)相對(duì)呆滯，又稱“死料柱”5渣鐵貯存區(qū)在鐵滴穿過渣層瞬間及渣鐵 層間的交界面上發(fā)生液一液 反應(yīng)；由風(fēng)口得到輻射熱， 并在渣鐵層中發(fā)生熱傳遞渣鐵層相對(duì)靜止只有在周期性渣鐵放出時(shí)才有較大擾動(dòng)6風(fēng)口焦炭循環(huán)區(qū)焦炭及噴入的輔助燃料與熱 風(fēng)發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱 煤氣，并主要向上快速逸出焦塊急速循環(huán)運(yùn)動(dòng)，既是煤氣 產(chǎn)生的中心又是上部焦塊得 以連續(xù)下降的“漏斗”，是爐 內(nèi)高溫的焦點(diǎn)述各區(qū)域的主要反應(yīng)及主要 特征。m i-4運(yùn)行中的高爐縱削

18、如圖1 冏體爐村區(qū)薄一-軟培區(qū)2一明松焦.鞍區(qū),3、燒結(jié)過程的主反應(yīng)包括哪些內(nèi)容，簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。1）燃燒反應(yīng) C+O2=CO2 2C+O2=2CO 2CO+O2=2CO2 CO2+C=2CO燒結(jié)過程中反應(yīng)易發(fā)生，在高溫區(qū)有利于 和 進(jìn)行，但由于燃燒層薄，廢氣經(jīng)過預(yù)熱層溫度很 快下降，反應(yīng)受到限制，但在混合料中燃料粒度過細(xì)， 配碳過多而且偏析較大時(shí)，此反應(yīng)仍有一定程度發(fā)展。 反應(yīng)易于在低溫區(qū)進(jìn)行。2）分解反應(yīng)：a、結(jié)晶水分解：分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)， 因而用褐鐵礦或強(qiáng)磁選和浮選的褐鐵精礦粉燒結(jié)時(shí)，需 要更多的燃料，配量一般高達(dá)9% 11%。b、碳酸鹽分 解：在燒結(jié)過程中不僅要求CaCO3完全分解，而且

19、要求分 解出來的CaO完全為液相完全吸收與其他礦物結(jié)合，而 不希望有游離的CaO存在。C、高價(jià)氧化物分解3）還原與再氧化反應(yīng)：燒結(jié)過程中由于原料中碳分布的 偏析和氣體組成成分分布的不均勻性，使得某些地區(qū)， 特別是再燃料顆粒周圍的（CO2） / （CO）比值很小，而 該處溫度較高，部分Fe2O3可還原為FexO，甚至可能被 還原為Fe。再離燃料顆粒較遠(yuǎn)的地區(qū)該比值可能很大， 相應(yīng)氧含量較多，F(xiàn)e3O4和FexO可能被氧化。4）氣化反應(yīng)：a、氧化：b、還原：某些易揮發(fā)的元素如 能再燒結(jié)過程中被還原也可以氣化脫除，這些元素包括 Zn、K、Na等。困難的是這些元素的氧化物再燒結(jié)料中 形成鹽類，難以還原。C、氯化：氯化燒結(jié)易腐蝕設(shè)備