高炉炼铁工艺培训课程课件

*,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,*,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,96,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,92,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,*,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,*,*,18,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,*,*,61,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,*,*,86,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,*,*,91,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,*,*,章高炉炼铁,(BlastFurnaceIronmaking),章高炉炼铁,主要内容,2.1,高炉冶炼用原料,(raw materials),2.2,高炉炼铁原理,2.3,高炉结构及附属设备,2.4,高炉操作,2024/11/24,2,主要内容2.1 高炉冶炼用原料(raw materials),钢铁生产的典型工艺（长流程）,钢铁生产的典型工艺（长流程）,3,2.1,高炉冶炼用原料,2.1.1,主要原料,2.1.2,烧结,(sintering),2.1.3,球团,(pelletizing),2024/11/24,4,2.1 高炉冶炼用原料2.1.1 主要原料2023/10/9,2.1.1.1,几个基本概念,1,矿物,(Minerals),：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一定物理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。其中能够为人类利用的称为,有用矿物,。,2,矿石,(Ore),：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿物称为,矿石,。,3,矿石的品位,(Ore grade),：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的,品位,。,4,脉石,(Gauge),：,矿石中没有用,的成分称为,脉石,，一般在冶炼过程中需要,去除,。,2024/11/24,5,2.1.1.1 几个基本概念1 矿物(Minerals)：地,5,、富矿,(high-grade ore),：含铁品位,50%,的铁矿石,赤铁矿：理论含铁量,70%,磁铁矿：理论含铁量,72.4%,菱铁矿：理论含铁量,48 . 3%,褐铁矿：理论含铁量,55 . 266.1%,6,、贫矿,(lean ore),：实际含铁量低于理论含铁量,70%,的铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用）,7,、块矿,(lump ore),和粉矿,(fine ore),扣除,CO,2,和结晶水,富矿,破碎、筛分,块矿,(510mm),上限,粉矿（,5mm,）供烧结厂生产烧结矿,大中型高炉,45mm,中小型高炉,50%的,8,、精矿,(ore concentrate),：贫矿经过破碎，细磨，并通过磁选或浮选得到的高品位细粉状矿石,.,赤铁矿,细磨,-200,目,6080%,浮选,磁铁矿,细磨,-200,目,6080%,磁选,褐铁矿,先磁化焙烧,后细磨,磁选,菱铁矿,细磨,-200,目,6080%,浮选,2024/11/24,7,8、精矿(ore concentrate)：贫矿经过破碎，细,2.1.1.2,主要原料,高炉冶炼用的原料主要有,铁矿石,（天然富矿和人造富矿）、,燃料,(fuel),（焦炭和喷吹燃料）、,熔剂,(flux),（石灰石与白云石等）。,冶炼,1t,生铁大约需要,1.62.0t,矿石，,0.40.6t,焦炭,(coke),，,0.20.4t,熔剂。,高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提供,数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定,的原料。,2024/11/24,8,2.1.1.2 主要原料高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富,铁矿石,磁铁矿（,Fe,3,O,4,）,-magnettie,赤铁矿（,Fe,2,O,3,）,-hematite,褐铁矿（,mFe,2,O,3,nH,2,O,）,-limonite,菱铁矿（,FeCO,3,）,-siderite,2024/11/24,9,铁矿石磁铁矿（Fe3O4）-magnettie赤铁矿（Fe2,铁矿石处理工艺流程,矿石,(ore),破碎,(crush),筛分,(screen),富矿,(high-grade ore),混匀,(mix),高炉；,矿石破碎筛分,贫矿,(lean ore),磨矿,(grinding),筛分选矿,造块人造富矿高炉,2024/11/24,10,铁矿石处理工艺流程矿石(ore)破碎(crush)筛分(,燃料,焦炭的作用：,发热剂,、,还原剂,及,料柱骨架,。,粒度：大型高炉,4060mm,；,中型高炉,2540mm,；,小型高炉,1525mm,；,喷吹燃料：,固体（无烟煤与烟煤粉）,液体（重油、煤焦油）,气体（天然气或焦炉煤气）,2024/11/24,11,燃料焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。2023/10/9,熔剂,熔剂主要使用石灰石,(calcite),和白云石,(dolomite),；,熔剂的要求：,有效成分含量高（,CaO+MgO,）；,有害杂质,S,、,P,低；,粒度均匀，强度好，粉末少。,熔剂的作用：,助熔，改善流动性，使渣铁容易分离；,脱硫（焦炭和矿石中,S,）。,2024/11/24,12,熔剂熔剂主要使用石灰石(calcite)2023/10/91,2.1.2,烧结,(sintering),造块处理的必要性,烧结矿和球团矿优点,2024/11/24,13,2.1.2 烧结(sintering)造块处理的必要性202,2.1.2,烧结,(sintering),将各种,粉状铁,，配入适宜的,燃料,和,熔剂,，均匀混合，然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却后，液相将,矿粉颗粒粘结成块,。这一过程叫是,烧结,，所的到的块矿叫,烧结矿,。,2024/11/24,14,2.1.2 烧结(sintering)将各种粉状铁，配入适宜,烧结工艺流程,烧结工艺流程,15,武钢三烧,396m,2,鼓风环式冷却机,2024/11/24,16,武钢三烧396m2鼓风环式冷却机2023/10/916,烧结过程示意图,烧结料层有明显的分层，依次出现,烧结矿层,、,燃烧层,、,预热和干燥,层,、,过湿层,，然后又,相继消失，最后剩下,烧结矿层,。,2024/11/24,17,烧结过程示意图烧结料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、燃烧层,烧结矿层,燃烧层,预热和干燥层,过湿层,2024/11/24,18,烧结矿层2023/10/918,400m,2,带式抽风烧结机,2024/11/24,19,400m2带式抽风烧结机2023/10/919,烧结过程的主要反应,燃烧反应,：,C+O,2,，烧结废气中以,CO,2,为主，存在少量,CO,，还有一些自由氧和氮。,2C+O,2,=2CO,；,C+O,2,=CO,2,分解反应,：,结晶水的分解：褐铁矿（,mFe,2,O,3,nH,2,O,）,高岭土（,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O),熔剂分解：,CaCO,3,=CaO+CO,2,(750,以上,),MgCO,3,=MgO+CO,2,(720),2024/11/24,20,烧结过程的主要反应燃烧反应：C+O2，烧结废气中以CO2为主,烧结过程的主要反应,还原与再氧化反应：,Fe,、,Mn,等,靠近燃料颗粒处：,3Fe,2,O,3,+CO=2Fe,3,O,4,+CO,2,;,Fe,3,O,4,+CO=3FeO+CO,2,;,远离燃料颗粒处：,2Fe,3,O,4,+1/2O,2,=3Fe,2,O,3,;,3FeO+1/2O,2,=Fe,3,O,4,.,气化反应：脱硫,85,95,。,FeS,2,+11/2O,2,=Fe,2,O,3,+4SO,2,2FeS+7/2O,2,=Fe,2,O,3,+2SO,2,2024/11/24,21,烧结过程的主要反应还原与再氧化反应：Fe、Mn等2023/1,烧结矿的形成,烧结矿形成机理,是一种由多种矿物组成的复合体。由,含铁矿物,和,脉石矿物,组成的液相粘结在一起组成,。,含,铁矿物,有磁铁矿、方铁矿（或浮氏体）、赤铁矿,粘结相,主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、,铁酸钙,、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和石灰。,2024/11/24,22,烧结矿的形成烧结矿形成机理2023/10/922,烧结厂巡视,2024/11/24,23,烧结厂巡视2023/10/923,烧结机,世界上,90%,以上烧结矿由,抽风带式烧结机,生产，其主要设备为,烧结台车,。,2024/11/24,24,烧结机世界上90%以上烧结矿由抽风带式烧结机生产，其主要设备,2.1.3,球团,将准备好的原料,(,细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等,),，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结这一过程即为,球团生产过程,其产品即为,球团矿,。,球团矿生产的工艺流程一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。,2024/11/24,25,2.1.3 球团将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、,圆盘造球机,2024/11/24,26,圆盘造球机 2023/10/926,竖炉球团矿生产的工艺流程,2024/11/24,27,竖炉球团矿生产的工艺流程 2023/10/927,2.2,高炉炼铁原理,2.2.1,高炉冶炼过程及特点,2.2.2,燃烧反应,2.2.3,还原反应,2.2.4,高炉炉渣与脱硫,2.2.5,炉料与煤气运动,2.2.6,高炉生产主要技术经济指标,2024/11/24,28,2.2 高炉炼铁原理2.2.1 高炉冶炼过程及特点2023/,2.2.1,高炉冶炼过程及特点,现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，除,高炉本体,外，还有,供料,、,送风,、,煤气净化除尘,、,喷吹燃料,和,渣铁处理,等系统。,高炉炼铁的本质,传质过程,：矿石中的,O,2-,O,2-,进入煤气中，实现铁与氧的分离,传热过程,：煤气携带的热量传给炉料，使炉料熔化成渣铁，实现渣铁分离,O,2-,(,矿）,CO CO,2,2024/11/24,29,2.2.1高炉冶炼过程及特点现代高炉生产过程是一个庞大的生产,高炉生产工艺流程,2024/11/24,30,高炉生产工艺流程2023/10/930,高炉结构,高炉是由耐火材料砌筑而成,竖式圆筒形炉体,，外有钢板制成炉壳加固密封，内嵌冷却器保护，炉子自上而下依次分为,炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸,五部分。炉缸部分设有风口、铁口和渣口，炉喉以上为装料装置和煤气封盖及导出管。,2024/11/24,31,高炉结构高炉是由耐火材料砌筑而成竖式圆筒形炉体，外有钢板制成,高炉炉内炉料状况及反应,2024/11/24,32,高炉炉内炉料状况及反应2023/10/932,2.2.2,燃烧反应,炉顶加入的焦炭，其中风口前燃烧的碳量约占入炉总碳量的,65%,75%,，是在风口前与鼓风中的,O,2,燃烧，,17,21,参加直接还原反应，,10,左右溶解进入铁水。,燃烧反应的,作用,：,为高炉冶炼过程提供主要热源；,为还原反应提供,CO,、,H,2,等还原剂；,为炉料下降提供必要的空间。,2024/11/24,33,2.2.2 燃烧反应炉顶加入的焦炭，其中风口前燃烧的碳量约占,燃烧反应,燃烧反应的机理一般认为,分两步,进行：,风口前碳素的燃烧只能是不完全燃烧，生成,CO,并放出热量。,由于鼓风中总含有一定的水蒸气，灼热的,C,与,H,2,O,发生下列反应：,C+H,2,O=CO+H,2,-124390kJ,实际生产中的条件下，风口前碳素燃烧的最终产物由,CO,、,H,2,、,N,2,组成。,2024/11/24,34,燃烧反应燃烧反应的机理一般认为分两步进行：2023/10/9,回旋区及燃烧带,回旋区,：风口前产生焦炭和煤气流回旋运动的区域称为回旋区。,回旋区和中间层组成焦炭在炉缸内进行燃烧反应的区域称为,燃烧带,。,实践中常以,CO,2,降至,1,2,的位置定为燃烧带界限。大型高炉的燃烧带长度在,1000,1500mm,左右。,2024/11/24,35,回旋区及燃烧带回旋区：风口前产生焦炭和煤气流回旋运动的区域称,2.2.3,还原反应,2.2.3.1,基本概念,2.2.3.2,高炉内铁氧化物的还原,2.2.3.3,高炉内非铁元素的还原,2024/11/24,36,2.2.3 还原反应2.2.3.1 基本概念2023/10/,2.2.3.1,基本概念,还原反应,还原剂,夺取金属氧化物中的氧,，使之变为金属或该金属低价氧化物的反应。,高炉炼铁常用的还原剂主要有,CO,、,H,2,和固体碳,。,铁氧化物的还原顺序,遵循逐级还原的原则。,当温度小于,570,时，按,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,Fe,的顺序还原。,当温度大于,570,时，按,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeOFe,的顺序还原。,2024/11/24,37,2.2.3.1基本概念还原反应 2023/10/937,2.2.3.2,高炉内铁氧化物的还原,用,CO,和,H,2,还原铁氧化物,用,CO,和,H,2,还原铁氧化物，生成,CO,2,和,H,2,O,还原反应叫,间接还原,。,用,CO,作还原剂的还原反应主要在高炉内小于,800,的区域进行。,用,H,2,作还原剂的还原反应主要在高炉内,800,1100,的区域进行。,2024/11/24,38,2.2.3.2 高炉内铁氧化物的还原用CO和H2还原铁氧化物,用固体碳还原铁氧化物,用固体碳还原铁氧化物，生成,CO,的还原反应叫,直接还原,。,在高炉内具有实际意义的只有,FeO+C=Fe+CO,的反应。,直接还原要通过气相进行反应，其反应过程如下：,直接还原一般在大于,1100,的区域进行，,800,1100,区域为直接还原与间接还原同时存在区，低于,800,的区域是间接还原区。,用固体碳还原铁氧化物,39,2.2.3.3,高炉内非铁元素的还原,锰的还原,硅的还原,磷的还原,铅、锌、砷的还原,2024/11/24,40,2.2.3.3 高炉内非铁元素的还原 锰的还原2023/10,锰的还原,高炉内锰氧化物的还原由高级向低级逐级还原直到金属锰，顺序为：,从,MnO,2,到,MnO,可通过间接还原进行还原反应。,MnO,还原成,Mn,只能靠直接还原取得。,MnO,的直接还原是吸热反应。高炉炉温是锰还原的重要条件，其次适当提高炉渣碱度，增加,MnO,的活度，也有利于锰的直接还原。,还原出来的锰可溶于生铁或生成,Mn,3,C,溶于生铁。,2024/11/24,41,锰的还原 高炉内锰氧化物的还原由高级向低级逐级还原直到金属锰,硅的还原,硅的还原只能在,高炉下部高温区,(1300,以上,),以直接还原的形式进行：,SiO,2,+2C,Si,2CO -628297kJ,SiO,2,在还原时要吸收大量热量，硅在高炉内只有少量被还原。,还原出来的硅可溶于生铁或生成,FeSi,再溶于生铁。,较高的炉温和较低的炉渣碱度有利于硅的还原。,铁水中的含硅量可作为衡量炉温水平的标志。,2024/11/24,42,硅的还原硅的还原只能在高炉下部高温区(1300以上)以直接,磷的还原,磷酸铁,(FeO),3,P,2,O,5,8H,2,O,又称蓝铁矿，蓝铁矿结晶水分解后，形成多微孔的结构较易还原，反应式为：,磷酸钙,（主要存在形式）在高炉内首先进入炉渣，在,1100,1300,时用碳作还原剂还原磷，其还原率能达,60,；当有,SiO,2,存在时，可以加速磷的还原：,磷在高炉冶炼条件下，,全部,被还原以,Fe,2,P,形态溶于生铁。,2024/11/24,43,磷的还原 磷酸铁(FeO)3P2O58H2O又称蓝铁,铅、锌、砷的还原,还原出来的铅（密度,11.34g/cm,3,）易沉积于炉底，渗入砖缝，破坏炉底；部分铅在高炉内易挥发上升，遇到,CO,2,和,H,2,O,将被氧化，随炉料一起下降时又被还原，在炉内循环。,还原出来的锌，在炉内挥发、氧化、体积增大使炉墙破坏，或凝附于炉墙形成炉瘤。,还原出来的砷，与铁化合影响钢铁性能，使钢冷脆，焊接性能大大降低。,2024/11/24,44,铅、锌、砷的还原 还原出来的铅（密度11.34g/cm3）易,2.2.3.5,生铁的生成与渗碳过程,生铁的生成：渗碳和已还原的元素进入生铁中，得到含,Fe,、,C,、,Si,、,Mn,、,P,、,S,等元素的生铁。,渗碳过程,固体海绵铁发生渗碳过程：,（渗,C,有限，不到,1,）,在,1400,左右时，与炽热的焦炭继续进行固相渗碳。熔化后的金属铁与焦炭发生渗碳反应：,3Fe,液,+C,焦,=Fe,3,C,液,。,2024/11/24,45,2.2.3.5生铁的生成与渗碳过程 生铁的生成：渗碳和已还原,2.2.4,高炉炉渣与脱硫,高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭,(,燃料,),中的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化合物，形成非金属的液相。,高炉炉渣的成分,高炉炉渣作用,成渣过程,生铁去硫,2024/11/24,46,2.2.4 高炉炉渣与脱硫 高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭(,2.2.4.1,高炉炉渣的成分,高炉炉渣的来源：矿石中的脉石、焦炭,(,燃料,),中的灰分、熔剂中的氧化物、被侵蚀的炉衬等。,高炉炉渣的成分：氧化物为主，且含量最多的是,SiO,2,、,CaO,、,Al,2,O,3,、,MgO,。,炉渣中氧化物的种类：碱性氧化物、酸性氧化物和中性氧化物。以碱性氧化物为主的炉渣称碱性炉渣；以酸性氧化物为主的炉渣称酸性炉渣。,炉渣的碱度,(R),：炉渣中碱性氧化物和酸性氧化物的质量百分数之比表示炉渣碱度：,高炉炉渣碱度一般表示式：,R=m(CaO),m (SiO,2,),炉渣的碱度根据高炉原料和冶炼产品的不同，一般在,1.0,1.3,之间。,2024/11/24,47,2.2.4.1 高炉炉渣的成分高炉炉渣的来源：矿石中的脉石、,2.2.4.2,高炉炉渣的作用,分离渣铁,，具有良好的流动性，能顺利排出炉外。,具有足够的脱硫能力,，尽可能降低生铁含硫量，保证冶炼出合格的生铁。,具有调整生铁成分，保证生铁质量的作用,。,保护炉衬，,具有较高熔点的炉渣，易附着于炉衬上，形成,“,渣皮,”,，保护炉衬，维持生产。,2024/11/24,48,2.2.4.2 高炉炉渣的作用分离渣铁，具有良好的流动性，能,2.2.4.2,成渣过程,（,1,）焦炭在风口处完全燃烧，,灰分,进入炉渣。,（,2,）石灰石在下降过程中，,分解的,CaO,在滴落带，被初渣溶解，参与造渣。,（,3,）矿石在块状带固相反应生成了低熔点的化合物沿焦炭缝隙流下，分离出,初渣,。随后渣中,(FeO),不断还原,进入铁中，至滴落带，炉渣以滴状下落，渣中,FeO,已降到,2,3,。,（,4,）滴落的初渣成分不断变化，初渣开始是自然碱度，以后随着,SiO,2,的还原,，,石灰石渣化,并加入,焦炭灰分,，经过碱度波动之后形成,终渣,。,成渣过程中，,软熔带,对炉内料柱透气性影响很大，习惯上把这一带叫,成渣带,。,2024/11/24,49,2.2.4.2 成渣过程 （1）焦炭在风口处完全,2.2.4.3,生铁去硫,硫的来源：矿石、焦炭、熔剂和喷吹燃料中的硫分。炉料中,焦炭,带入的硫最多，占,70,80,。,冶炼每吨生铁由炉料带入的总硫量称,硫负荷,。,炉渣去硫,炉渣去硫反应：,FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO),生成的,FeO,在高温下与焦炭作用：,(FeO)+C=Fe+CO-Q,总的脱硫反应可写成：,FeS+(CaO)+C=(CaS)+Fe+CO-Q,炉外脱硫,高炉常用的炉外脱硫剂是苏打粉,(Na,2,CO,3,),。反应式为：,Na,2,CO,3,+FeS=Na,2,S+FeO+CO,2,-Q,还有,石灰,、白云石、电石、复合脱硫剂等。,2024/11/24,50,2.2.4.3 生铁去硫硫的来源：矿石、焦炭、熔剂和喷吹燃料,2.2.5,炉料与煤气运动,2.2.5.1,炉料运动,2.2.5.2,煤气运动,2024/11/24,51,2.2.5 炉料与煤气运动2.2.5.1 炉料运动2023/,2.2.5.1,炉料运动,炉料在炉内下降的基本条件：高炉内不断形成促使炉料下降的自由空间。,形成炉料下降的自由空间的因素,焦炭在风口前燃烧生成煤气。,炉料中的碳素参加直接还原。,炉料在下降过程中重新排列、压紧并熔化成液相，体积缩小。,定时放出渣铁。,2024/11/24,52,2.2.5.1炉料运动炉料在炉内下降的基本条件：高炉内不断形,2.2.5.2,煤气运动,煤气的体积的变化,煤气的成分的变化,煤气的温度的变化,煤气的压力的变化,2024/11/24,53,2.2.5.2 煤气运动 煤气的体积的变化2023/10/9,煤气的体积的变化,煤气量取决于冶炼强度、鼓风成分、焦比等因素。,煤气的体积,总量在上升,过程中是增,加的。,2024/11/24,54,煤气的体积的变化煤气量取决于冶炼强度、鼓风成分、焦比等因素。,煤气成分的变化,CO,：煤气上升过程中，,CO,在高炉下部高温区开始增加，煤气中的,CO,含量会相应减小。,CO,2,：在炉缸、炉腹部位几乎为零，从中温区开始增加。,H,2,：来源于风中,H,2,O,汽和焦炭中的有机,H,2,和喷吹燃料中的挥发,H,2,，上升过程中由于参加间接还原和生成,CH,4,，含量逐渐减少，但由于炉料中结晶水和碳作用生成部分,H,2,，又可适量增加煤气中,H,2,的含量。,N,2,：鼓风带入的,N,2,，焦炭中的有机,N,2,和喷吹燃料中的挥发,N,2,，在上升过程中不参加任何反应，绝对量不变。,CH,4,：高温时少量焦炭与,H,2,作用生成,CH,4,，上升过程中又加入焦炭挥发分中,CH,4,，但数量很少，变化不大。,2024/11/24,55,煤气成分的变化CO：煤气上升过程中，CO在高炉下部高温区开始,炉内热交换现象：炉缸煤气在上升过程中把热量传递给炉料，温度逐渐降低；而炉料在下降过程吸收煤气的热量，温度逐渐上升。,煤气温度的变化,2024/11/24,56,炉内热交换现象：炉缸煤气在上升过程中把热量传递给炉料，温度逐,压头损失,(p),的表示式,p =P,炉缸,-P,炉喉,压头损失,p,的作用,增加到一定程度时，将妨碍高炉顺行。,煤气压力的变化,2024/11/24,57,压头损失(p)的表示式 煤气压力的变化2023/1,2.2.6,高炉生产主要技术经济指标,有效容积利用系数（,V,）,：高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（,t/m,3,d,）,入炉焦比,（,K,）：冶炼一吨生铁消耗的焦炭量（,kg/t,）,V,=,高炉每天的合格生铁量,P,高炉有效容积,V,u,K =,每天装入高炉的焦炭量,高炉每天出铁量,2024/11/24,58,2.2.6 高炉生产主要技术经济指标有效容积利用系数（V）,煤比（或油比）：,冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（,kg/t,）,燃料比,焦比煤比（或油比）,冶炼强度：,高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下）,V,=I/K,M =,每天喷入高炉的煤粉量,高炉每天出铁量,I =,高炉每天消耗的焦炭量,高炉的有效容积,煤比（或油比）：冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）M,59,生铁合格率,：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。,休风率：,高炉休风时间（不包括计划大、中、小修）占日历工作时间的百分数。,规定的日历作业时间,=,日历时间,-,计划大中修及封炉时间,休风率反映高炉操作及设备维护的水平。,生铁成本：,生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用的总和，单位：元,/tFe,。,炉龄（高炉一代寿命）,：即从高炉点火开始到停炉大修之间实际运行的时间或产铁量。炉龄长，产铁多，经济效益高。,休风率,=,高炉休风时间,规定的日历作业时间,100%,生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。,60,铁水温度在,14501550,。按照,Si,含量的不同，将高炉铁水分为炼钢生铁,(w Si4000m,3,大型高炉：,620m,3,中型高炉：,255620m,3,小型高炉：,100m,3,2.3.1.1,高炉内型,2024/11/24,65,高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在水平面到料线零位水平面之,2.3.1.1,高炉内型,2.3.1.1 高炉内型,66,2.3.1.1,高炉内型,2.3.1.1 高炉内型,67,高炉内型对压差的影响,高炉内型对压差的影响,68,高炉内型对燃料比的影响,高炉内型对燃料比的影响,69,高炉内型对应力场的影响,高炉内型对应力场的影响,70,高炉内型对炉身处管道行程的影响,高炉内型对炉身处管道行程的影响,71,高炉内型对炉身处管道行程的影响,高炉内型对炉身处管道行程的影响,72,高炉内型对炉身处管道行程的影响,高炉内型对炉身处管道行程的影响,73,炉腰对边缘应力场的影响,炉腰对边缘应力场的影响,74,炉型对炉缸状况的影响,炉型对炉缸状况的影响,75,炉型对炉缸状况的影响,炉型对炉缸状况的影响,76,2.3.1.2,炉顶装料装置,高炉炉顶装料设备的,作用是按冶炼要求，向炉内合理布料，同时要严密封住炉内荒煤气不逸出炉外。,常用的炉顶装料设备主要有,钟式炉顶,和,溜槽式（亦称无钟式）炉顶,。,2024/11/24,77,2.3.1.2 炉顶装料装置高炉炉顶装料设备的作用是按冶炼要,钟式炉顶,1,旋转布料器；,2,煤气封盖；,3,均压室；,4,大料钟；,5,大料斗；,6,小料钟；,7,受料斗,2024/11/24,78,钟式炉顶1旋转布料器；2023/10/978,无钟炉顶,1,带式上料机；,2,旋转料罐；,3,驱动电动机；,4,托盘式料门；,5,上密封阀（放散）；,6,密封料罐 ；,7,卸料漏斗；,8,料流调节阀；,9,下密封阀（均压）；,10,波纹管；,11,眼睛阀；,12,气密箱；,13,溜槽,2024/11/24,79,无钟炉顶1带式上料机；2023/10/979,溜槽布料,2024/11/24,80,溜槽布料2023/10/980,无钟炉顶,无钟炉顶,81,无钟炉顶,无钟炉顶,82,无钟炉顶,无钟炉顶,83,无钟炉顶,无钟炉顶,84,2.3.2,高炉附属设备,2.3.2.1,原料供应系统,2.3.2.2,送风系统,2.3.2.3,煤气净化系统,2.3.2.4,渣铁处理系统,2024/11/24,85,2.3.2 高炉附属设备2.3.2.1 原料供应系统2023,皮带上料,上料系统,2.3.2.1,原料供应系统,2024/11/24,86,皮带上料上料系统2.3.2.1 原料供应系统2023/1,2.3.2.2,送风系统,高炉送风系统包括,高炉鼓风机,、,冷风管路,、,热风炉,、,热风管路、风口,以及管路上的各种,阀门,等。,蓄热式热风炉由,拱顶,、,燃烧室,和,蓄热室,等几,部分构成。蓄热式热,风炉呈周期性工作，,一个工作周期有,燃烧,期,、,送风期,和,切炉期,三个过程。,一般一座,高炉有,三至四座,热风炉。,2024/11/24,87,2.3.2.2 送风系统高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路,蓄热式热风炉结构,2024/11/24,88,蓄热式热风炉结构2023/10/988,由热风炉送出的热风通过,热风总管,送到高炉，再经,热风围管,和,送风支管,，将热风均匀的分配到每个,风口,，以便炉内焦炭和喷吹燃料进行燃烧。,热风围管,由钢结构本体、耐火内衬、吊挂装置和下部电葫芦单轨梁组成。,风口装置,主要由风口大套、中套和风口小套组成。,热风围管及风口,2024/11/24,89,由热风炉送出的热风通过热风总管送到高炉，再经热风围管和送风支,2.3.2.3,煤气净化系统,1,高炉；,2,重力除尘器；,3 ,洗涤塔；,4,文氏管；,5,调压阀组；,6,脱水器,2024/11/24,90,2.3.2.3 煤气净化系统1高炉；2重力除尘器；3 ,重力除尘和文氏除尘,重力除尘,文氏除尘,2024/11/24,91,重力除尘和文氏除尘重力除尘文氏除尘2023/10/991,2.3.2.4,渣铁处理系统,2024/11/24,92,2.3.2.4 渣铁处理系统2023/10/992,渣铁分离器,2024/11/24,93,渣铁分离器2023/10/993,1,水渣沟,;2,水渣槽及放散筒,;3,分配器,;4,脱水转鼓,;5,鼓内胶带运输机,6,鼓外胶带运输机,;7,水渣成品贮存槽,;8,集水斗,;9,冷却水池,;10,泵站,11,脱水转鼓的细筛网,;12,轴向刮板,;13,吹扫用压缩空气,;14,冲洗水,转鼓脱水法工艺流程,1水渣沟;2水渣槽及放散筒;3分配器;4脱水转鼓;5,94,武钢,5,号,高炉出铁场平面布置,2024/11/24,95,武钢2023/10/995,第二章 小结,重点掌握内容：,高炉炼铁原料及作用、烧结及过程；,高炉结构、高炉内区域及进行反应、直接还原和间接还原、高炉炉渣作用、生铁去硫、高炉生产主要技术经济指标；,高炉有效容积、炉顶装料装置、热风炉炉型及原理；,2024/11/24,96,第二章 小结重点掌握内容：2023/10/996,