高炉炼铁基本概念与工艺设备课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,冶金概论,General Discussion of Metallurgy,3. 高炉炼铁,Chapter,III,：Blast Furnace Ironmaking,冶金概论General Discussion of Meta,1,3.1,高炉炼铁基本概念,高炉炼铁,高炉炼铁,是为炼钢提供铁原料的主要方法,高炉在钢铁联合企业中的地位,3.1高炉炼铁基本概念高炉炼铁 高炉炼铁 是为炼钢提,2,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉原料,铁矿石,熔 剂,其他含铁代用品,天然块矿,人造富矿,烧结矿,球团矿,碱性熔剂 石灰、,石灰石、白云石,酸性熔剂 硅石,特殊熔剂 萤石,高炉、转炉炉尘,残铁,轧钢铁皮,硫酸渣,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 高炉原料铁矿石熔 剂其他含铁,3,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉燃料,固体燃料,气体燃料,焦 炭,煤 粉,焦炉煤气,高炉煤气,用于高炉本体,用于热风炉,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 高炉燃料固体燃料气体燃料焦,4,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁,5,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉内型,是用耐火材料砌筑而成的，供高炉冶炼的内部空间的轮廓。,炉喉 Throat,炉身 Shaft,高炉本体,炉腰 Belly,炉腹 Bosh,炉 缸 Hearth,风口Tuyere,铁口 Taphole,渣口 Slag taphole,高炉有效容积,代表高炉的大小或生产能力,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 高炉内型 是用耐火材,6,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,荷兰Corus Ijmuiden钢铁公司高炉发展,高炉编号,1,2,3,4,5,6,7,大 小,建成年份,1924,1926,1930,1958,1961,1967,1972,炉缸直径 / m,5.6,5.6,5.9,8.5,9.0,11.0,13.8,工作容积 / m,3,519,519,598,1413,1492,2328,3790,初期产量 (t/d),280,280,360,1380,1700,3000,5000,当前/最终产量(t/d),1000,1000,1100,3500,3700,7000,10500,拆除年份,1974,1974,1991,1997,1997,上一次大修,2002,1991,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 荷兰Corus Ijmuid,7,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉生产主要技术经济指标,1、有效容积利用系数(,u,),定义：每立方米高炉有效容积每天生产的铁水量t/(m,3,d),大型和超大型高炉,u,=2.52.8 t/(m,3,d),2、焦比( K ),定义：高炉冶炼每吨生铁消耗的焦炭量(kg/t),我国焦比为250650kg/t,3、煤比( M ),定义：高炉冶炼每吨生铁向高炉喷吹的煤粉量(kg/t),我国煤比为50250kg/t,4、燃料比( 焦比煤比 ),定义：高炉冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和(kg/t),我国燃料比为450700kg/t,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 高炉生产主要技术经济指标1、,8,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,5、综合焦比(K,),定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的焦 比(kg/t),煤粉置换比通常小于1.0，一般在0.750.90之间,6、冶炼强度(,I,),定义：每立方米高炉有效容积每天消耗的(干)焦炭量,t/(m3d),一般为0.8 1.0,t/(m,3,d),7、综合冶炼强度(,I,),定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的冶炼强度,t/(m,3,d),大型或超大型高炉达到1.2 1.6,t/(m,3,d),高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 5、综合焦比(K)6、冶炼,9,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉有效容积利用系数=冶炼强度/焦比,8、工序能耗,Ci=(燃料消耗+动力消耗-回收二次能源)/产品产量,(吨标准煤/t),1kg标准煤的发热量为7000千卡(29310kJ),2009年15月全国重点钢铁企业高炉,燃料比,为518kg/t，,热风温度,为1158，,炼铁工序能耗,为413.30kg标准煤/t，,入炉焦比,为374kg/t，,喷煤比,为144kg/t。,高炉炼铁基本概念3.1高炉炼铁 高炉有效容积利用系数=冶炼强,10,高炉炼铁基本概念,3.1,例题：,某高炉容积2000m,3,，年产150万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150kg，置换比为0.9，计算高炉,有效容积利用系数,、,焦比,、,燃料比,、,综合焦比,及,冶炼强度,各为多少？,答案：,利用系数,：2.05t/m,3,d,焦 比,：400kg/tFe,燃料比,：550kg/tFe,综合焦比,：535kg/tFe,冶炼强度,：0.822t/m,3,d,高炉炼铁,高炉炼铁基本概念3.1例题：某高炉容积2000m3，年产15,11,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.1 高炉本体,(Blast Furnace Body),钢结构,炉衬,冷却设备,送风装置,检测仪器设备,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 3.2.1 高炉本体(Bla,12,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,由四根支柱和多层横向拉杆组成。上至炉顶平台，下接高炉基础，与高炉中心成对称布置。,钢结构：,包括炉体,支承结构,和,炉壳,高强度钢板,焊接而成，起,承重,、,密封煤气,和,固定冷却器,的作用。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 由四根支柱和多层,13,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,炉衬：,由,耐火砖,砌筑而成,炉衬寿命将随着冶炼条件而变，但最薄弱的环节应在,炉底（含炉缸）,和,炉身,。,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 炉衬：由耐火砖砌筑而成,14,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却设备：,降低炉衬温度,，提高炉衬材料抗机械、化学和热产生的侵蚀能力，使炉衬材料处于良好的服役状态。,光面冷却壁,镶砖冷却壁,用于冷却,炉缸,和,炉底,炭砖,用于冷却,炉腹、炉腰,和,炉身,各部位的炉衬,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 冷却设备：降低炉衬温度，提高,15,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却板,纯铜,制造，安装时水平插入炉衬砖层中，对炉衬具有一定的,支托作用,。,风 口Tuyere,纯铜,制造，由,大套,、,中套,和,小套,组成。,鼓风进入炉缸的入口,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 冷却板纯铜制造，安装时水平插,16,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,送风装置,热风围管,Bustle Pipe,送风支管,Blast Pipe,热风围管,与连接热风炉的,热风总管,相连，在热风围管上均匀分布着数十套,送风支管,。,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 送风装置热风围管送风支管热风,17,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.2 炉顶装料设备,(Charging Equipment),双钟炉顶(Double Bell Charging),打开小料钟,，炉料落入大料斗内。,开大钟均压阀,，使大料钟上下压力一致。,打开大料钟,，将炉料布入炉内。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 3.2.2 炉顶装料设备(C,18,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,无钟炉顶(Bell-less Top Charging),采用可任意改变倾角的,旋转溜槽,完成布料任务。,可实现,单环,、,多环,、,螺旋,、,定点,、,扇形,布料方式。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 无钟炉顶(Bell-les,19,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.3 热风炉,(Hot Stove),任务：,向高炉连续不断地输送温度高达,11001300,的热风。,按结构形式分类,内燃式,Internal combustion type,顶燃式,Top combustion type,外燃式,External combustion type,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 3.2.3 热风炉(Hot,20,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,蓄热式热风炉的构成,(以外燃式为例),燃烧室,蓄热室,烘 顶,储存,煤气燃烧产生的大量,热量,煤气燃烧,产生热量,的空间,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 蓄热式热风炉的构成(以外燃式,21,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,工作过程：,燃烧期,换炉,送风期,34座热风炉交替进行燃烧和送风作业，向高炉连续不断地输送高温鼓风。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 工作过程： 34,22,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.4 煤气系统,(BFG System),煤气引导管道,除尘设备,余压发电,顶压调节,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 3.2.4 煤气系统(BFG,23,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,粗除尘,重力除尘器在高炉煤气除尘系统中用的,最普遍,。,重力除尘器可以除去粒径大于30m的大颗粒灰尘，,除尘率可达80%,，出口的煤气含尘量为210g/m,3,。,重力除尘器,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 粗除尘 重力除尘器,24,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘,(湿法),文氏管,收缩管,喉 口,扩张管,文氏管除尘器除去粉尘的同时，也使煤气流得到冷却。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 精除尘(湿法)文氏管 收缩管,25,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘,(干法),布袋除尘,布袋房,集尘仓,进出气孔,反清仓管道,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 精除尘(干法)布袋除尘 布袋,26,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.5 渣铁处理,(Treatment of Slag and Iron),由高炉炉缸排出的渣铁经出铁场的主沟上的渣铁分离器分开，,铁水,经摆动流咀装入鱼雷罐车运到炼钢厂炼钢。,炉渣,则进一步处理变成,水渣,或,干渣,。,大型高炉每天出铁12次以上,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 3.2.5 渣铁处理 (Tr,27,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,渣铁分离器,保证渣铁分离的装置,。其所以能够将炉渣在大闸前从侧面的渣沟排出，是由于渣沟底面高于大闸后的小坝。,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 渣铁分离器 保证渣,28,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,因巴(INBA)设备,投资费用大，,但,技术上最为成熟,，实际应用的高炉较多。,水渣处理,动画视频,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 因巴(INBA)设备,29,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,练习：,请将图中高炉的不同部分放在正确的位置,高炉炼铁工艺设备3.2高炉炼铁 练习：请将图中高炉的不同部分,30,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,炼铁生产流程,炉顶装料,风口鼓风,炉内熔炼,定期排渣铁,煤气溢出,高炉冶炼原理3.3高炉炼铁 炼铁生产流程 炉顶装料 风口鼓,31,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,块状带：,t1100-1200，矿石和焦炭呈有规律的分层分布,软融带：,t在1200-1400，由熔融的矿石层和固态的焦炭层组成,滴落带：,液态渣铁不断向下滴落，焦炭起支撑料柱的作用,风口回旋区：,焦炭燃烧，产生空间使炉料下降,死料柱：,填充在炉缸内的焦炭，更新缓慢,高炉内部炉料分布,高炉冶炼原理3.3高炉炼铁 块状带：t 570,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeO Fe,t 570,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,Fe,t = 570,Fe,X,OFe,3,O,4,-Fe,风口回旋区的燃烧反应,高炉冶炼原理3.3高炉炼铁 高炉铁氧化物的还原反应目的：从铁,33,用CO、H,2,作还原剂的还原反应,(间接还原),高炉炼铁,用CO、H2作还原剂的还原反应(间接还原)高炉炼铁,34,Fe-O-C和Fe-O-H体系中平衡气相组成,高炉炼铁,Fe-O-C和Fe-O-H体系中平衡气相组成高炉炼铁,35,高炉炼铁,用固体碳还原氧化铁,(直接还原),C的直接还原均为吸热反应,高炉炼铁 用固体碳还原氧化铁(直接还原)C的直接还原均为吸热,36,高炉炼铁,用固体碳直接还原铁氧化物的衡状态图解,高炉炼铁 用固体碳直接还原铁氧化物的衡状态图解,37,直接还原与间接还原区域分界线,高炉炼铁,间 接,剧烈熔损温度,直 接,开始熔损温度,间接+直接,1000区域(上部),只有间接还原,1000区域(中部),直接还原开始,熔损及水煤气反应剧烈进行的区域(下部),间接还原消失,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeO Fe,间接,间接,间+直,直接还原与间接还原区域分界线高炉炼铁 间 接剧烈熔损温度直,38,1,、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。,2,、不求与人相比，但求超越自己，要哭就哭出激动的泪水，要笑就笑出成长的性格！,3,、在你内心深处，还有无穷的潜力，有一天当你回首看时，你就会知道这绝对是真的。,4,、无论你觉得自己多么的了不起，也永远有人比你更强；无论你觉得自己多么的不幸，永远有人比你更加不幸。,5,、不要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。,6,、放弃该放弃的是无奈，放弃不该放弃的是无能；不放弃该放弃的是无知，不放弃不该放弃的是执着。,7,、不要轻易用过去来衡量生活的幸与不幸！每个人的生命都是可以绽放美丽的，只要你珍惜。,8,、千万别迷恋网络游戏，要玩就玩好人生这场大游戏。,9,、过错是暂时的遗憾，而错过则是永远的遗憾！,10,、人生是个圆，有的人走了一辈子也没有走出命运画出的圆圈，其实，圆上的每一个点都有一条腾飞的切线。,11,、没有压力的生活就会空虚；没有压力的青春就会枯萎；没有压力的生命就会黯淡。,12,、我以为挫折、磨难是锻炼意志、增强能力的好机会。,邹韬奋,13,、你不能左右天气，但可以改变心情。你不能改变容貌，但可以掌握自己。你不能预见明天，但可以珍惜今天。,14,、我们总是对陌生人太客气，而对亲密的人太苛刻。,15,、人之所以痛苦，在于追求错误的东西。,16,、知道自己要干什么，夜深人静，问问自己，将来的打算，并朝着那个方向去实现。而不是无所事事和做一些无谓的事。,17,、逆境是成长必经的过程，能勇于接受逆境的人，生命就会日渐的茁壮。,18,、哪里有天才，我是把别人喝咖啡的功夫，都用在工作上的。,鲁迅,19,、所谓天才，那就是假话，勤奋的工作才是实在的。,爱迪生,20,、做一个决定，并不难，难的是付诸行动，并且坚持到底。,21,、不要因为自己还年轻，用健康去换去金钱，等到老了，才明白金钱却换不来健康。,22,、如果你不给自己烦恼，别人也永远不可能给你烦恼，烦恼都是自己内心制造的。,23,、命运负责洗牌，但是玩牌的是我们自己！,24,、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。,25,、成功，往往住在失败的隔壁！,26,、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。,27,、人生是一场旅行，在乎的不是目的地，是沿途的风景以及看风景的心情。,28,、伟大的事业不是靠力气、速度和身体的敏捷完成的，而是靠性格、意志和知识的力量完成的。,29,、人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！,30,、在实现理想的路途中，必须排除一切干扰，特别是要看清那些美丽的诱惑。,31,、激情，这是鼓满船帆的风。风有时会把船帆吹断；但没有风，帆船就不能航行。,32,、滴水穿石不是靠力，而是因为不舍昼夜。,33,、忍别人所不能忍的痛，吃别人所别人所不能吃的苦，是为了收获得不到的收获。,34,、时间是个常数，但也是个变数。勤奋的人无穷多，懒惰的人无穷少。,字严,35,、不同的信念，决定不同的命运！,36,、只有你学会把自己已有的成绩都归零，才能腾出空间去接纳更多的新东西，如此才能使自己不断的超越自己。,37,、突破心理障碍，才能超越自己。,38,、人不怕走在黑夜里，就怕心中没有阳光。,9,、过错是暂时的遗憾，而错过则是永远的遗憾！,10,、人生是个圆，有的人走了一辈子也没有走出命运画出的圆圈，其实，圆上的每一个点都有一条腾飞的切线。,11,、没有压力的生活就会空虚；没有压力的青春就会枯萎；没有压力的生命就会黯淡。,12,、我以为挫折、磨难是锻炼意志、增强能力的好机会。,邹韬奋,13,、你不能左右天气，但可以改变心情。你不能改变容貌，但可以掌握自己。你不能预见明天，但可以珍惜今天。,14,、我们总是对陌生人太客气，而对亲密的人太苛刻。,39,、生命里最重要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚毅来完成它。,歌德,40,、工作中，你要把每一件小事都和远大的固定的目标结合起来。,41,、大部分人往往对已经失去的机遇捶胸顿足，却对眼前的机遇熟视无睹,20,、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。,赞科夫,21,、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。,约翰,贝勒斯,22,、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。,培根,23,、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。,高尔基,24,、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。,毛泽东,25,、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。,别林斯基,1、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。,39,