国内外高炉炼铁技术的发展 (2)
国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势
邹忠平、项钟庸、赵瑞海、罗云文
1 前言
21进入世纪以来，钢铁工业受到金融危机的冲击，世界环境有了很大的变化。随着我国钢铁产能的增加（图1），炼铁原料质量下降，资源和能源价格上扬，二氧化碳排放等问题，炼铁作为钢铁工业集中消耗能源、资源的部门首当其冲。 在德国，钢铁企业已经承诺将在2012年前比1990年降低CO 2排放量22%；在京都议定书中日本计划钢铁厂排放的CO 2量比1990年减少10.5 %。我国生铁产量已经超过世界产量的一半，必然会对我国高炉炼铁提出相应的要求。 在新世纪对炼铁技术的展望，离不开资源、能源和经济等形势的变化，这些主要课题。21世纪也是高炉炼铁“变革的世纪”，期望在新时期钢铁产业能够进入资源、能源和环境的和谐，这是确立炼铁业持续发展的重要关键，也必须从这个理念和观点展开高炉炼铁技术的研究和开发。
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年份
生铁产量/万t
世界
中国日本
图1 世界、我国和日本的生铁产量
我国许多高炉已经感到当前形势的变化，并采取了相应的措施。对高炉炼铁技术发展的方向有了新的认识，为振兴炼铁工业打下了基础。为此很有必要综观世界高炉炼铁技术发展及今后的方向十分必要。
我国高炉在大型化、高效化、低排放过程中，对高炉设计、生产出现了一系
列的新问题已经得到各方面的重视，并正在进行研究，更需要多方协作。
2炼铁资源和能源的充分利用
在钢铁企业炼铁系统的资源消耗和能耗消耗约占70%，在炼铁系统中削减CO2排放量是迫切的任务。理论上一吨铁水最少需要414kg的碳，或者465kg的焦炭，333kg的碳或者80％的焦炭将用于化学反应。各厂高炉采取了降低燃料比、焦比，提高热效率、还原效率，喷吹煤粉、喷吹塑料，回收一切可能回收的热量等等降低CO2排放的措施。
我国提出以精料为基础，“高效、优质、低耗、长寿、环保”的炼铁生产技术方针[1]。
2.1高效利用资源、能源
近年来，我国高炉生产理念已经发生了根本变化，过去单纯强调高产，如今转变为“高效”，亦即，高效利用资源、高效利用能源、高效利用设备。
图2为德国在降低燃料比方面的取得的成就。通过过去几年降低燃料比方面的进步，可以清楚的看到未来减少燃料比还存在着潜在的空间。
图2德国近60年来降低燃料比的成绩[2]
2.2喷煤技术
去年我国煤炭由出口国转变为进口国，在此之前，我国焦煤早已成为进口国了。我国早在1963年就开发了喷煤技术，是最早采用喷煤的国家之一。近年来，为了降低原燃料的成本，大力提倡喷吹煤粉，宝钢等厂长期维持超过200kg/t大量喷吹。可是由于矿石和煤的品位降低喷吹量维持在120~200kg/t。
为了提高喷煤量，除了改善原燃料条件以外，适当发展中心气流、控制炉顶温度和压力降、避免软熔带透气性恶化，由于未燃炭和焦粉采取活跃炉缸中心和
死料堆等等，例如采取中心加焦控制气流分布，采用混合配煤等措施提高煤粉燃烧率，改善矿石高温还原性等措施。
由于各高炉的生产条件不同，在高利用系数，低燃料比的条件下，提高煤比必须采用焦炭强度高，低SiO2、低Al2O3和高温还原性良好的烧结矿。图3表示宝钢、浦项和日本等国高炉燃料比与煤比的关系。特别是，上海宝钢1号高炉、浦项3号高炉，达到了界限的过剩氧气比0.6，矿焦比6.0的操作。
图3世界各国燃料比与煤比的关系[3]
3高炉操作界限的研究
高炉稳定顺行是充分利用资源、能源的有效途径。所以各国大力开发各种操作技术，采用人工智能等辅助操作工具，使用专家系统来指导高炉操作。由于目前专家系统主要是总结有经验操作人员的知识，加以条理化，往往在炉况正常时专家系统能够给予正确指导。由于高炉的复杂性，而在高炉失常时，有经验的操作专家也主要是依靠高炉的各种表象临场发挥处理，这就成为提高控制水平的障碍。因此必须把表象的内在因素弄清楚，这是研究高炉操作界限的动因。
对高炉强化界限研究的目标是，燃料比降低到450kg/t，削减CO210.5%。实现低燃料比操作的障碍在炉身、死料堆、炉缸部分形成悬料、崩料、液泛、出铁和出渣不顺等异常现象。这些都是自古以来炼铁界急待解决的问题，而对降低燃料比起着重大的作用，已经到了非解决不可的程度。研究揭示其发生机理和解明主要原因，以及缓和动力学界限发生的技术，迫在眉睫。
探索界限并不是限制生产，而是利用规律，由必然走向自由的必由之路。
随着高炉大型化，下料的不稳定因素增加，发生悬料、崩料可能性的频率增高，为了确保稳定生产，对高炉下料的行为的研究越来越重要。高炉下部受风口前循环区内焦炭供应的漏斗流区域与炉缸中心死料堆的影响非常大。确保高炉下部死料堆的透气性和透液性对维持稳定生产非常重要。此外，关注死料堆1~2周的更新，在更新的机理中由于贮铁时铁水的浮力炉缸内焦炭层的上升运动。包括死料堆在内的炉料运动对高炉长寿和稳定操作至关重要。
为了弄清强化的界限及下料异常现象，分三个方面进行研究（1）煤气的界限流量及流态化和液泛现象；（2）悬料、崩料和管道发生的原因及高炉稳定顺行的研究；（3）死料堆结构的变化与煤气、熔体的偏流及不稳定传热机理。
3.1煤气的界限流量及流态化和液泛现象[3]
最近对高炉滴落带产生液泛，及其极限的定量化进行了更深入的研究，综合许多作者的研究成果绘成图14。此外，由液滴的力学分析导出滞留量的推算式，确认了其妥当性（图15）。进一步，明确了在低燃料比的操作条件下，颗粒直径、颗粒的浸润性和填充结构对滴落带液体的偏流、液泛和渣铁滞留的影响。
图14液泛数据曲线
（左下角的图例为已经发表的作者名；上部表格中为Y.Bando等人的试验）
图15液体总滞留量的实验数据与计算结果的比较[4] 我国高炉工作者了也对宝钢高炉条件下粉末的流态化和液泛进行了研究，并说明高炉强化存在界限，同时提出了控制炉腹煤气量，提高高炉强化的方法。进而，提出了以炉腹煤气量指数为准绳的高炉设计新体系[5]。
3.2悬料、崩料和管道发生的原因及高炉稳定顺行的研究
研究了高炉循环区周期性的崩料与压力变动的关系（图13），由控制炉料结构来防止悬料的方法。根据高炉解剖调查配合实物模型和数学模型分析了高炉内料柱压力，循环区上部区域煤气和固体流及空隙率周期变化[17]。弄清了维持循环区的稳定、确保中心气流、防止炉腹、炉腰炉墙附着物的形成是得到炉料稳定下降重要因素。此外，用微波对实际高炉循环区进行了调查，死料堆形状及循环区深度及循环区与死料堆的间距对高炉顺行有很大的影响。
图13循环区大小与不连续性之间相对应[15]
首钢4号高炉进行风口取样，根据焦炭取样的研究结果，分析了循环区焦炭带的长度与实际风速、风口焦炭粒度及焦炭质量的关系；通过炉缸风口循环区径向煤气压差分析对高炉焦炭负荷、上下部制度的合理调整提出了建议[6]。
3.3死料堆结构的变化与煤气、熔体的偏流及不稳定传热机理
根据高炉解剖调查和实际生产操作发现循环区对死料堆的状况及其透液性有重大影响。实物模型和数学模型分析了循环区发生粉末的积蓄行为对死料堆透液性有重大影响（图16）。此外，开发了炉缸部份熔体流动、传热、反应模型，明确了降低燃料比时，渣铁流动、残留渣铁量与温度变化的关系。根据高炉解剖调查配合数学模型分析研究了死料堆漂浮的状况（图）[7]。同时，为了稳定出铁、出渣克服炉缸环流研究了出铁的操作制度（图17）。
图16未燃烧煤粉和粉焦的体积分数[23]
图17各种炉内条件对最高煤气－炉渣界面的相对高度至出铁口的影响
图
根据死料堆漂浮条件和克服炉缸环流的研究，世界各国都提出了加深死铁层至炉缸直径25~30%的建议，在我国也有相同的建议[1]。
对高炉操作技术和设计技术的定量化已经提上日程。这是高炉技术由粗放型转变到集约型和精细化的必由之路。对高炉失常等难于定量化的现象开始进行系统的研究，开发新的强化高炉功能的实验方法及现象的模型和分析方法等。此外，关于炉况波动的力学因素也得到了重要的认识，迫切希望以此为基础进一步展开指导操作和设计技术的研究。
4高炉大型化
近年来，我国高炉的大型化有了很大进步。随着高炉大型化，高炉装备水平有了很大提高，装备技术也有长足进步，装备的本地化率不断提高。
世界上4000m3以上高炉大部分集中在日本，日本仅5000m3高炉12有座，主要集中于大分、福山、鹿岛、君津、名古屋、京浜、仓敷、千叶、加古川等厂。欧洲主要集中于德国施威尔根、俄罗斯斯维尔德罗夫和克里瓦洛格、意大利塔兰托、法国敦刻尔克、英国雷德卡、荷兰艾莫依登。还有美国的内陆和雀点，巴西的图巴朗，以及韩国浦项、光阳。
在世界上，我国新建大型高炉具有领先的装备水平。在装备技术方面采用了无料钟炉顶、铜冷却壁、高压炉顶、喷煤装置、水渣粒化装置、炉前烟气除尘装置、高温热风炉、富氧鼓风、脱湿鼓风等等装备。
高炉大型化除了对高炉炉内现象进行了更精细的研究外，为此，必须弄清各种炉内现象，并合理控制循环区及死料堆的形成行为和焦炭粉化及产生堆积的行为对炉料透气性和下料有重大的影响。进一步有必要寻求重要操作因素合适的送风制度和装料制度。
高炉大型化不仅是装备的大型化，更重要的是必须了解不同容积高炉炉内过程特征，对于操作者是一个重新认识的过程，只有充分了解炉内过程才能用以指导高炉操作。
大型高炉的设计特征是依靠先进的技术手段来实现高炉的强化，依靠自动控制采用精细的管理来控制高炉过程。不能单纯依靠鼓风，依靠强制的方法，粗放
型的手段实现高产。
5高炉长寿及快速大修
由于高炉大型化高炉大修对整个钢铁企业的影响巨大，由于金融危机的影响设备更新资金短缺，由于高炉稳定操作和炉体维修技术的发展，各国都在大力研究高炉的长寿技术。
5.1高炉长寿
世界各国都十分重视高炉的长寿技术。15超过年的长寿高炉不断增加，我国也出现了15超过年的长寿高炉，宝钢3号高炉正在向20年的高寿迈进。图11为日本大型高炉寿命的实绩，表明由于近年来高炉操作技术和维护技术的进步，高炉寿命越来越长，近年来出现了超过20年的长寿高炉，其中有巴西图巴朗1号4415m3高炉超过26年（2009年月停炉，整个炉役情况尚未见报导），水岛4号4826m3高炉差2个月达到20年，千叶6号4500 m3高炉寿命20年。
图11日本和巴西高炉寿命
在长寿技术中，有以下关键技术：
（1）合理的高炉炉体设计技术：
a) 采用合理内型；
b) 采用铜冷却壁；
c) 特别是，为了克服炉缸环流加深死铁层，同时提高炉缸炉墙耐材的抗铁水侵蚀性[12,13]，提高炭砖的导热率，防止铁水的渗透将气孔微细化，以及炉缸侧壁采用铜冷却壁；
d) 改进炉体冷却。
（2）操作管理技术：
a)由高炉布料控制炉内气流分布降低炉墙热负荷；
b)保持高炉的稳定操作，降低炉体、炉缸热负荷的波动；
c)控制炉缸、炉底冷却，强化侧壁温度管理；
d)改善出铁制度和布料技术，控制炉缸铁水流动。
日本从1990年以来，认识到了提高炉缸炉墙耐侵蚀[12,13]是最重要的课题。特别是在高炉开炉初期炭砖热面尚不要被渣皮复盖，裸露在铁水中的碳砖极易被侵蚀，在操作上更要精心；在冷却方面，甚至采用制冷机降低水温。
（3）高炉长寿和维修技术；
a)破损测量和调查技术；
b)有效修补破损部位的技术[18]。
5.2快速大修
由于高炉停炉的损失巨大，除了投入巨资外，钢铁企业的产量下降不但招致的经济损失，还因此带来市场份额的损失。因此，除了延长高炉寿命以外，还要求缩短停炉的时间进行快速大修。
在快速大修方面，我国也自力更生开发了世界一流的高炉快速大修技术，实现了宝钢1、2号4000m3级高炉采用分段装卸的大修工艺，一次搬运最大重量达到3200t。宝钢1、2号高炉大修时间分别为78天和98天的成绩[8]。
6减少CO2排放的新工艺
高炉是直接排放CO2的工艺，所以主要目标是降低所以主要目标是减少投入高炉中的碳，尤其是焦炭。在欧洲ULCOS工程，为炼钢评估单位容积内的物料、电、氢、天然气的消耗，同时也对降低碳进行评估[2]。
国外正在研究多种全氧并利用炉顶煤气循环的工艺，RFCS正在研究一种全氧高炉，如图14。用冷的氧气替代热风从风口鼓入，将大部分炉顶煤气经过一个CO2洗涤塔，一部分被处理过的富含CO的煤气被循环使用到风口加热到1200℃，其余部分被加热到900℃，并鼓入位于炉身下部的第二排风口。
图14炉顶煤气循环高炉
模型计算约使用175kg/t煤、焦比降低到200kg/t，燃料比降低了24％，并在LKAB实验高炉上得到了验证。计划建设具有煤气回收技术的50万吨高炉。但要达到大高炉的规模大约还要15～20年。
7结语
参考文献
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版社，2007年.
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92（2006）12，694~702.
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Properties on Liquid Flow Behavior in Lower Part of Blast Furnace, ISIJ Int. , 2005, 45 (10): 1461~1465.
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Zhong-ping. The 5th International Congress on the Science and Technology of
Ironmaking (ICSTI’09) p.716~721. 9.
炼铁的发展
炼铁的发展 由于人类对铁的需要量不断增加，人们把视线投向了地球本身，希望能在地球中找到所需要的铁，而不再是坐等“天外来客”的馈赠。为此人们作了不懈的努力。当人们学会了从矿石中提炼出铁以后，青铜时代就让位于铁器时代。在人类历史上，起过革命作用的原材料中铁应该居首位，无论在世界的哪个地区，冶铁技术的发明都是划时代的重大事件。 据研究，铁的大量出现是在公元前八世纪。在霍萨巴德的王宫贡物中（公元前720－705年）就发现了160吨铁，其中多是铁棒。公元前800年，欧洲转入早期铁器时期。炼铁知识传到不列颠，大约是在公元前500年。与此同时，约公元前400年，已由伊朗自东传到印度，也可能传到中国。欧洲早期铁器时代带触角木剑柄的剑与中国商周青铜剑之间就有很大的相似性。 制铁技术分为两部分：即冶炼和热锻。可能首先掌握并用于陨铁。 纯铁的熔点为1540℃。这个温度在公元19世纪前是不可能达到的。因此早期生产的锻铁都是固态铁。用木炭火在约1200℃的温度下，把铁矿石还原成基本上是纯的固态铁。还原出来的铁呈团块状，称为“坯铁”。这是一种固态铁、渣和未烧完木炭屑的混合物。有时要把这种坏铁破碎，靠敲击使小铁块相互分开。这种小铁块可以与其它部分区别开来。因为它们是可锻的，在敲击下变平。然后把它们放在锻炉加热，经过热锻，小铁块就能被锻接成大块。 早期的冶铁技术，大多采用“固体还原法”，即冶铁时，将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，点火焙烧，在650￣1000℃温度下，利用炭的不完全燃烧，产生一氧化碳，遂使铁矿石中的氧化铁被还原成铁。但是由于炭火温度不够高，致使被还原出的铁只能沉到炉底而不能保持熔化状态流出。人们只好待把铁炼成，炼炉冷却后，再设法将铁取出。这种铁块表面因夹杂渣滓而显粗糙，有的还不如青铜坚韧。后人们发现，炼出的铁反复加热，压延锤打，才能柔韧不脆。人们还发现再将红热的锻铁猛淬入冷水会变成坚韧的好铁，这种铁比青铜好。 最原始的炼铁炉是碗式炉。它只不过是在地上或岩石上挖出一个坑，风可以从鼓风器通过风嘴直接鼓入，碎矿石和木炭混装或分层装在烧红的炭火上，最高温度至少应达1150℃。这种炼炉没有出渣口，炉渣向下流到底部结成渣饼或渣底，有时则结成圆球，即渣球或渣粒。坯铁留在渣上面，在冶炼过程结束后，打
高炉炼铁炼钢工艺
本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质CO、H2、C；适宜温度等） 通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外， 绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要
方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
高炉炼铁生产工艺流程简介(一)
高炉炼铁生产工艺流程简介（一） 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。 高炉的主要组成部分高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形
成料拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小围变动。炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3．0～3．6m。炉腹角一般为79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用
炼铁高炉冶金技术的应用与发展
炼铁高炉冶金技术的应用与发展 改革开放以来，随着我国经济社会的高速发展，我国的冶金技术取得了巨大的进步，使得冶金炼铁效率得到了极大的提高，钢铁的生产质量也有了质的飞跃，有效的支撑了我国社会主义事业的发展，满足了经济社会发展的需要。 标签：炼铁高炉；冶金技术；应用；发展 前言 近年来，我国炼铁行业在经济快速发展的带动下，各方面都取得不错的进步，冶金技术在炼铁高炉中的普遍应用，更是明显的提高了经济效益，不仅促进了炼铁的发展，还促进了炼铁技术向节能环保方面的发展，在一定程度上提高了企业的竞争力，适应了经济市场的环境变化。因此，对炼铁高炉中的冶金技术有必要进行总结和进一步研究。 1 冶金技术及我国高炉炼铁的发展概况 从上世纪70年代末，我国全面引进先进的钢铁生产装备和技术开始，到现在发展了30多年，其技术日臻完善，提高了钢铁生产的效率。进入新世纪以来我国高炉炼铁利用系数呈现先升后降的趋势，显示出我国钢材业由供不应求逐渐转向供大于需的局面。并且根据有关数据显示，随着市场竞争和环保的需求，我国高炉炼铁的燃料也出现喷煤比高，焦比和燃料比降低的态势。而一些先进的高炉炼铁的燃料比已经低于490.00kg/t，焦比将近300kg/t，而高炉煤比则控制在一定的范围内，说明随着先进的冶金技术大规模的应用于高炉炼铁，我国高炉炼铁技术已经有了一个质的提升。 冶金技术主要是指从铁矿石等矿物中提取金属及其金属化合物，然后使用科学的加工方法将提取出的金属或其化合物制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。通常，常见的现代冶金技术主要有三种，即湿法冶金技术、电冶金技术和火法冶金技术。 首先，湿法冶金技术是指在溶液里进行冶金的过程，其温度一般要求不高。湿法冶金技术的步骤主要有：第一，浸出，是指使用能与矿石中金属反应的溶液，对矿石进行浸泡反应，金属通常以离子的形式呈现在溶液中，然后提取分离出来的金属。需要注意的是，在对比较复杂的矿石提取时，需要对矿石进行预处理，使金属成为混合物后在进行浸出提取。第二，净化，该过程主要对分离出来的含有金属的溶液进行处理，去除杂质的过程。第三，制备金属，对不含杂质的溶液进行电离、氧化还原反应等方法提取出所需要金属的过程。 其次，电冶金技术是指利用电能将所需金属提取出来的一种方法。电冶金技术可以分为电热和电化冶金两种，电热冶金主要是指将电能转化为热能来提取金属的过程，而电化冶金技术是指将溶液或熔体中的金属通过电化学反应进行提
高炉炼铁工艺关键技术介绍
高炉炼铁工艺关键技术介绍 王维兴<中国金属学会北京100711） 136********yejinbu@https://www.360docs.net/doc/9d14944830.html, 钢铁工业是国民经济的基础产业，也是能源消耗的大户，约占我国总能耗的16.3%，占全国GDP的3.2%。随着我国工业化进程的快速发展，钢铁需求量还要增长，随之带来能耗的急剧增加，污染物排放加剧，产业发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。因此，推进钢铁行业节能减排，对加快钢铁工业结构调整，切实转变钢铁工业发展方式，促进节约、清洁和可持续发展具有重要意义。 目前，铁矿石的价值与价格发生严重扭曲，铁矿石价格高居不下和钢材价格下跌，使钢铁企业微利或亏损。这种态势将会维持较长时间。为此，企业要加快技术改造、产品升级、结构调整，进行精细化管理，用系统工程<技术、经济、管理向结合，统筹规划等），科学地、可持续地发展企业。 炼铁系统能耗、污染物排放、生产成本约占钢铁联合企业的70%。所以，炼铁系统要完成钢铁企业节能减排，降低生产成本的重任。高炉的能耗占钢铁企业总能耗的近50%。高炉炼铁所需能源78%是由碳素<焦炭和煤粉=燃料比）燃烧提供的，热风提供19%的能量，炉料化学反应热占3%。因此，降低燃料比是炼铁节能减排、降低生产成本的主攻方向。 高炉炼铁是以精料为基础。精料水平对炼铁指标的影响率在70%，高炉操作占10%，企业管理占10%，设备运行状态占5%，外界因素占5%。当前，铁矿石品位下降是国内外大趋势，适度使用低
品位矿；我们应在“稳”、“均”、“少”、“好”等方面下功夫。 炼铁系统的关键生产技术介绍： 1.烧结、球团工序 低质矿预处理、预混合和强力混合技术、烧结机厚料层、防漏风、余热回收利用和高效低成本烟气净化技术。烧结机大型化、现代化的集成技术。 <1）加快推广的关键技术 1）原料综合技术经济评价技术(采购、物流、贮运和钢铁冶炼最终效益>和管理技术； 2）原、燃、辅料的高效加工(破碎、细磨、干燥、再细磨>技术； 3）高精度及微量精确自动称量配料设备及技术； 4）高效强力混合、高效强化造球和大型圆盘造球机高效強化造球、生球筛分、破碎技术； 5）高配比褐铁矿、高铁、低硅烧结技术； 6）提高烧结烟气和冷却废气的余热发电效率。 7）成熟、先进、经济的烧结烟气综合治理技术<脱硫、脱硝、除二噁英、除尘等）。 <2）需积极探索、研发、加快烧结工程化的关键技术 1）新型低漏风率、长寿命、高质量和高效节能型大型烧结机、带式焙烧机、链箅机-回转窑氧化球团成套设备设计和制造技术；
高炉炼铁简介
高炉炼铁简介 高炉炉前出铁 高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤/吨生铁左右。70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤/吨生铁。中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。 高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代 高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术正面临淘汰。电炉技术炼钢是当今世界趋势。电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能，减少原材料和电力等的浪费。在订单经济时代，生产要根据市场需求变化，但高炉炼铁技术周期长，生产产品低级，且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期，可根据订单安排生产，原材料和动力资源浪费少，不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。当今社会进入材料时代后，市场需要的钢材不再是传统的材料，高炉炼铁生存空间更大为缩小，且附加值很低，以中国钢铁业为例，全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱，原因就是因为高炉炼铁技术低级落后，不能生产高附加值产品。我们固然赞美中国钢铁业对国家的贡献，但不能躺在功劳薄上睡大觉，高炉炼铁技术已经进入死胡同。作为世界上第一钢铁生产大国，世界铁矿第一进口大国，世界钢铁业初级钢材第一出口大国，世界钢铁第一进口大国，世界钢铁产业人数最多的国家，世界钢铁厂最多的国家，中国必须认真思考中国钢铁业的下一步发展战略。不能以推动就业为借口，把钢铁业的发展寄托在国家的巨型投资拉动钢铁业的繁荣，而要认真的思考减少污染，提高产品附加值和适应市场的实际需求，实现钢铁业的产业升级，效益升级。 编辑本段主要产铁国家产量和技术经济指标
北欧国家高炉炼铁技术发展趋势
北欧国家高炉炼铁技术发展趋势 1 技术发展 芬兰鲁基(Ruukki)公司的1号高炉于2010年大修，2号高炉将于2011年大修。另外，2011年烧结厂关闭后，这两座高炉将全部使用球团矿冶炼。 在钢铁联合企业，高炉炼铁是能耗最高的环节。为了保持竞争力，必须减少高炉能耗和还原剂的使用。例如，鲁基和瑞典欧维克(Ovako)公司开发了喷吹重油技术来降低焦比，而瑞典SSAB公司乌克瑟勒松德(Oxelosund)厂采用了氧煤喷枪。同时，由于使用了高品位的铁矿石，北欧高炉普遍实现了低渣量冶炼。 2 氧煤喷枪 喷吹燃料代替部分焦炭，可以大幅度提高高炉利用系数和能源效率。喷吹燃料的高效燃烧是根本性的，是高喷吹量的主要问题。为了改善煤的燃烧，瑞典国家冶金研究院于20世纪90年代初开发了氧煤喷枪。通过单风口喷吹试验，SSAB公司乌克瑟勒松德厂4号高炉全部更换为氧煤喷枪。氧煤枪是内管走煤粉、外管通旋流氧气的同轴套管式直管，氧气对枪管同时起冷却作用。单风口大量喷煤试验表明燃烧十分稳定。乌克瑟勒松德4号高炉换成氧煤枪后，喷煤量由35kg／t增加到喷煤系统最大能力135kg／t。SSAB报告显示，在没有炉顶加压和没有无料钟布料条件下，高炉操作稳定，燃料比(煤+焦)较低，约为465kg／t。另外，由于减少了炉尘量，电除尘效果得到改善，高炉透气性提高。 试验高炉 1997年瑞典矿业公司(LKAB)投资500万欧元，在位于吕勒奥市的瑞典国家冶金研究院建造了试验高炉，这也是北欧研发投入最大的项目。该试验高炉工作容积为9立方米，日产铁水35吨。虽然当时建造试验高炉的目的只是为了LKAB公司内部球团的研究开发，但经过5个炉役的试验，其潜能就得到了发挥。LKAB公司和客户以及其他厂商(包括北欧和欧盟国家)在此做了大量研发项目的试验，包括矿石、焦炭、新型无料钟炉顶、高喷油和富氧、杂料喷吹、测量技术等，至今共进行了25个炉役的试验，每次试验平均运行8个星期。 风口喷吹造渣剂 风口喷吹碱性造渣剂是很有意义的技术开发，工作人员对喷吹高炉炉尘和转炉渣进行了实验室研究和半工业试验。 工作人员在试验高炉和SSAB公司吕勒奥3号高炉上进行了高炉炉尘喷吹试验，主要目的是为了循环利用和回收炉尘中的碳等能源。尽管存在管道磨损问题，但试验表明了该技术的可行性和有效性。喷吹转炉渣时，沿高炉高度方向，从炉腹到风口，炉渣的化学性能得到改善，特别是在使用高铁球团的低渣量冶炼时更是如此。通过风口喷吹造渣剂可以消除极端炉渣成分不合理而对高炉操作产生的影响。煤粉中的酸性灰分在回旋区外围形成不透液的凝固层，阻碍风口高度的煤气流分布。 同样，在使用高铁球团时加入石灰石和其他碱性熔剂，由于炉渣碱度特别高，炉腹渣的黏度和熔点会升高，也影响气流分布。通过喷吹转炉渣和其他碱性物料，可调节高炉炉渣成分，消除风口酸性渣和炉腹碱性渣的极端状况。 在LKAB试验高炉上成功进行了转炉渣喷吹试验，吨铁喷吹量为36．9kg，取得了渣比从136kg／t降低到101kg／t、焦比下降11kg／t的良好效果。同时，铁水硅含量降低了28％，并保持稳定。此外，排碱量和铁水硫含量并未受到明显影响。研究表明，与单独喷煤相比，煤粉和转炉渣混合喷吹会使回旋区疏松、深度变长。影响大规模试验的因素是须将大量转炉渣磨细。 2 含铁原料有效利用 目前北欧国家炼铁所用的铁矿石绝大部分来自瑞典LKAB公司位于拉普兰地区(Lapland)的高品位磁铁矿，该矿区的大规模开采始于20世纪初期，球团矿生产始于1955
非高炉炼铁工艺发展现状
万方数据
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非高炉炼铁工艺发展现状 作者：王振智 作者单位：中冶天工上海十三冶建设有限公司设备安装分公司,上海,201900 刊名： 中国高新技术企业 英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES 年，卷(期)：2011(2) 参考文献(7条) 1.王保利发展直接还原铁是解决废钢资源短缺的有效途径 1998(02) 2.钱晖;周渝生HYL-III直接还原技术[期刊论文]-世界钢铁 2005(01) 3.Oehlberg R J;Arthur G.McKee FIOR process for direct reduction of iron ore 1974(04) 4.阴继翔煤基直接还原技术的发展[期刊论文]-太原理工大学学报 2000(03) 5.Borl é e J;Steyls D;Colin R COMET:a coal-based process for the production of high quality DRI from iron ore fines 1999(03) 6.余琨原矿原煤冶炼-21世纪与高炉竞争的炼铁方式[期刊论文]-东北大学学报(自然科学版) 1998(04) 7.徐国群Corex技术的最新发展与发展前景[期刊论文]-炼铁 2004(23) 本文读者也读过(7条) 1.宁振.郑志强.NING Zhen.ZHENG Zhiqiang浅谈非高炉冶炼技术的发展前景[期刊论文]-科技传播2011(11) 2.崔胜楠.杨吉春对非高炉炼铁技术发展现状的综述[期刊论文]-科技信息2011(6) 3.唐恩.周强.翟兴华.阮建波适合我国发展的非高炉炼铁技术[期刊论文]-炼铁2007,26(4) 4.储满生.赵庆杰.CHU Man-sheng.ZHAO Qing-jie中国发展非高炉炼铁的现状及展望[期刊论文]-中国冶金2008,18(9) 5.庞建明.郭培民.赵沛.Pang Jianming.Guo Peimin.Zhao Pei煤基直接还原炼铁技术分析[期刊论文]-鞍钢技术2011(3) 6.花皑.崔于飞.吴培珍.李可卿.HUA Ai.CUI Yu-fei.WU Pei-zhen.LI Ke-qing直接还原铁的制造工艺及设备[期刊论文]-工业加热2011,40(1) 7.周渝生.钱晖.张友平.冯华堂非高炉炼铁技术的发展方向和策略[期刊论文]-世界钢铁2009,9(1) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/9d14944830.html,/Periodical_zggxjsqy201102025.aspx
高炉炼铁生产工艺流程简介
高炉炼铁生产工艺流程简介 导读]:高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入 高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉冶炼原理简介： 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉
顶是由料钟与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石 中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生 成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 ：高炉冶炼工艺流程简图 [高炉工艺]高炉冶炼过程: 高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批 送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。
高炉炼铁工艺流程(经典)
本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档：
一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质CO、H2、C；适宜温度等） 通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外， 绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要 方法，钢铁生产中的重要环节。 这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降
非高炉炼铁工艺发展现状_王振智
2011.01 57 摘要： 文章阐述了非高炉炼铁技术的发展现状及分类，并对主要工艺流程法作了较为详细的介绍，并对各种工艺流程的特点进行了分析，展望了非高炉炼铁技术在新世纪的发展前 景。 关键词： 非高炉炼铁；直接还原；熔融还原；二步法熔融还原；转底炉法中图分类号： TF557 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）03-0057-02非高炉炼铁工艺发展现状 王振智 （中冶天工上海十三冶建设有限公司设备安装分公司，上海 201900） 高炉炼铁发展至今，因其必须使用储量有限的焦炭为主要燃料，需要以一定粒径的块状铁矿石入炉冶炼等原因，面临着能源、环境、投资等方面的困扰。近几十年来世界各国的冶金工作者们一直致力于研究和改进各种非高炉炼铁技术。 一、非高炉炼铁生产工艺技术 直接还原和熔融还原是两种最主要的非高炉炼铁思路，他们较高炉炼铁具有更多的优势，因而具有较大的发展空间。直接还原分为气基和煤基直接还原，其中气基直接还原主要是气基竖炉法、气基流化床法，是利用天然气经裂化产出的H 2和CO作为还原剂，在竖炉中将铁矿石在固态温度下还原而成海绵铁，目前主要方法有Midrex和HYL法两种。煤基直接还原是用煤作还原剂在回转窑或循环流化床中将铁矿石在固态温度下还原成海绵铁，其中回转窑工艺是最成熟、应用最广的方法，具有代表性的是SL/RN法。熔融还原法是以煤炭为主要能源，使用天然富矿、人造富矿（烧结矿或球团矿）取代高炉生产液态生铁的方法。 二、直接还原工艺 （一）气基直接还原工艺 Midrex技术和HYL-III技术占直接还原铁产量的85％以上，是直接还原铁的两大主流技术。两者均采用逆流移动床作为反应器，还原气为天然气，天然气经转化炉变成H 2+CO的混合气，进入还原竖炉与氧化球团矿反应，最终金属化率>90%。HYL-III技术的特点是其还原温度比Midrex技术高约50℃～100℃（Midrex技术还原温度为800℃～900℃），另外，HYL-III反应器内压力>0.55MPa，其高温、高压、高氢气浓度的条件保证其高的还原速率。 Midrex技术和HYL-III技术具有污染较小，能耗低的特点，但都只解决了不使用焦炭这一个问题，仍必须使用球团矿，另外我国天然气资源严重缺乏，这两 种工艺难以适应我国国情。 图1 Midrex 竖炉结构示意图 F i o r 法和C i r c o f e r 法均采用流化床技术。Circofer法工艺原理：粉矿经过两段预热后进入反应器，在高于900℃的温度下被还原。反应器由流化床反应炉、再循环旋风收尘器和气化器组成。还原反应器中的流态化介质为还原性气体。在气化器中，煤与氧发生氧化，气体和再循环物料将反应热带入还原反应器内，氧化铁被还原为金属铁。目前流化床技术存在的问题是粉矿粘结及其对设备带来的损害。 （二）煤基直接还原工艺 煤基直接还原工艺主要包括回转窑法（如SL-RN 法）和转底炉法（如COMET法）。 SL－RN法工艺原理：铁矿石或球团矿与煤粉同时由窑尾加入窑内，借助于炉体的倾斜和转动，使炉料向窑头方向运动，经过预热带、还原带而得到产品。 COMET法是一种转底炉法，1997年由比利时的CRM 公司开发的一种用粉矿和煤生产优质海绵铁的工艺，工艺原理：采用转底炉，将煤层和铁矿粉交替铺在炉床上，通过煤气烧嘴加热。这样的混合物可使温度很快上升到1300℃以上。此工艺可以使用粉矿，但煤层和铁矿粉的交替铺层必然导致其生产率低的弱点。煤基直接还原有着自己的特点，我国煤资源丰富，此工 交流园地 E xchange Field DOI:10.13535/https://www.360docs.net/doc/9d14944830.html,ki.11-4406/n.2011.03.015
详细到哭 高炉炼铁工艺的系统组成 大系统让你更了解高炉
详细到哭！高炉炼铁工艺的系统组成！10大系统让你更了解 高炉！ 高炉炼铁工艺的系统组成：原料系统、上料系统、炉顶系统、炉体系统、粗煤气及煤气清洗系统、风口平台及出铁场系统、渣处理系统、热风炉系统、煤粉制备及喷吹系统、辅助系统(铸铁机室及铁水罐修理库和碾泥机室)。高炉炼铁主要工艺流程如图1-1所示。 一.原料系统 (1)原料系统的主要任务。负责高炉冶炼所需的各种矿石及焦炭的贮存、配料、筛分、称量，并把矿石和焦炭送至料车和主皮带。原料系统主要分矿槽、焦槽两大部分。矿槽的作用是贮存各种矿石，主要包括烧结矿、块矿、球团矿、熔剂等，其矿槽槽数及大小应根据各矿种配比及贮存时间确定，一般烧结矿贮存时间不小于10h，块矿、球团矿、熔剂等贮存时间相对更长一些。贮焦槽的作用是贮存焦炭，其槽数及大小根据焦比和贮存时间确定，一般焦炭贮存时间在8?12h。(2)矿槽和焦槽的形状及结构。一般上部为正方体或长方体钢筋混凝土结构，下部为平截锥体钢筋混凝土结构或钢结构。也有的厂矿槽和焦槽为全钢结构。焦矿槽一般设有耐磨衬板，主要有铸铁衬板、铸钢衬板、合金衬板、陶瓷橡胶衬板、铸石衬板等。其中，铸石衬板采用的最为广泛。(3)原料来源及
槽上运输方式。烧结矿、球团矿、焦炭分别来自烧结厂、球团厂、焦化厂，块矿、熔剂等来自原料厂，运输方式有胶带运输机、汽车、火车和吊车等，后两者已很少见了，用胶带运输机的高炉最多。(4)原料系统的工艺流程。焦炭、烧结矿等原料应根据高炉炉料的配比及贮存时间的要求由皮带机 等输送到焦、矿槽，焦、矿槽槽下根据高炉料批按程序组织供料，供料时，槽下给料机将炉料输送至振动筛进行筛分，合格粒度的炉料进入称量漏斗称量，返矿、返焦，由皮带或小车输送到返矿槽或返焦槽，再由皮带机或汽车运至烧结厂或焦化厂。炉料在称量斗按料批大小进行称量后，由主供矿、供焦皮带输送至料车或主皮带，再输送至炉内。为了节约焦炭资源，返焦一般还进行二次筛分，将5mm以上的焦丁回收利用，随烧结矿一起进入炉内，代替部分焦炭。(5)焦、矿槽的布置形式。焦、矿槽的布置形式多种多样，采用斜桥料车上料的高炉其焦槽与矿槽一般采用一列式布置，也可以是并列式布置。采用皮带上料的高炉，其焦槽、矿槽之间一般采用并列式布置，各自形成独立系统。就焦槽、矿槽本身而言，可以是一列式，也可以是共柱并列式，实际情况以一列式布置为主。(6)现代高炉焦矿槽的技术特点：1)完善的筛分设施，槽下设置高效的筛分系统，不但焦炭、烧结矿槽下设置振动筛，许多高炉甚至在球团和块矿槽下也设置有振动筛，尽量减少粉矿、粉焦进入炉内给高炉带来不利影响。2)
我国高炉发展现状
1.1我国高炉炼铁发展现状 近年来，随着我国经济的快速发展，在基础设施建设，房地产，汽车，家电，机电等行业的带动下我国炼铁工业也处于高速发展阶段，2007 年全国生铁产量达到4.6944 亿t，比上年度增长15.19%，占世界总产量的49.74%，08年全国生铁产量4.7067 亿t，炼铁生产能力超过6 亿t，09年全国生铁产量达5.4375亿t，但有6 000 万t/年的生产能力居于淘汰之列（主要是300m3以下容积小高炉）。在产量不断增长的同时，我国的高炉炼铁技术也取得了较大的进步，入炉焦比和炼铁工序能耗不断下降，喷煤比、热风温度和利用系数也不断提高，高炉操作技术也日趋成熟，各项技术经济指标得到进一步改善。我国现有高炉1 300 多座，大于1 000 m3 以上容积的高炉有150 多座。近年来，高炉大型化的步伐加快，宝钢建成三座4 000 m3级的高炉，另外已建成和在建的7 座4 000 m3级高炉以及首钢曹妃甸2座5500 m3高炉。大型高炉均采用了先进的技术装备，一大批成熟高新技术和装备的应用大大降低了生产成本和劳动强度，自动化程度也进一步提升，生产环境有了很大改善，企业生产效率和经济效益得到明显提高。但是，目前我国只有宝钢，武钢，鞍钢，沙钢，首钢等少数几家钢厂的技术装备水平及产品结构、品质达到世界先进水品，大多数中小企业整体相对比较落后，因此我国炼铁工业还有很长的路要走，需要大批有经验，懂理论，会技术的的建设者和接班人。 我国炼铁工业产业集中度较低，全国近千家炼铁企业，而年产生铁能力大于500万吨的21家企业产量不及总产量的40%。这说明，我国炼铁工业是处于多种结构，不同层次，各种生产技术指标共存的发展阶段。这个现状对于我国炼铁技术水平的提高和整个行业的发展十分不利，造成资源、能源的很大浪费并对环境造成很大破坏。所以，我国炼铁企业要加快淘汰落后产能，加大自主创新和技术攻关的投入力度，增加高科技人才的引进，积极与科研院所和相关高校实施合作，通过多种渠道努力实现炼铁企业的高效生产，使我国钢铁工业走向健康的可持续发展的道路。
高炉炼铁原料
高炉炼铁原料 1．铁矿石和燃料 高炉炼铁必备的三种原料中，焦炭作为燃料和还原剂，是主要能源；熔剂，如石灰石，主要用来助熔、造渣；铁矿石则是冶炼的对象。这些原料是高炉冶炼的物质基础，其质量对冶炼过程及冶炼效果影响极大。 铁矿石 铁矿石分类及特性 高炉冶炼用的铁矿石有天然富矿和人造富矿两大类，含铁量在50%以上的天然富矿经适当破碎、筛分处理后可直接用于高炉冶炼。贫铁矿一般不能直接入炉，需要破碎、富矿并重新造块，制成人造富矿（烧结矿或球团矿）再入高炉。人造富矿含铁量一般在55%~65%之间。由于人造富矿事先经过焙烧或者烧结高温处理，因此又称为熟料，其冶炼性能远比天然富矿优越，是现代高炉冶炼的主要原料。天然块矿统称成为生料。 我国富矿储量很少，多数是含Fe30%左右的贫矿，需要经过富矿才能使用。A.矿石和脉石 能从中经济合理的提炼出金属来的矿物成为矿石。如铁元素广泛地、程度不同地分布在地壳的岩石和土壤中，有的比较集中，形成天然的富铁矿，可以直接利用来炼铁；有的比较分散，形成贫铁矿，用于冶炼及困难又不经济。随着选矿和冶炼技术的发展，矿石的来源和范围不断扩大。含铁较低的贫矿经过富选也可用于炼铁。 矿石中除了用来提炼金属的有用矿物外，还含有一些工业上没有提炼价值的矿物或岩石，称为脉石。对冶炼不利的脉石矿物，应在选矿和其他处理过程中尽
量去除。但矿石中脉石的结构和分布直接影响矿石的选冶性能。如果含铁矿物结晶颗粒比较粗大，则在选矿过程中易于实现有用矿物的单体分离；反之，如果含铁矿物呈颗粒结晶嵌布在脉石中，则要进一步细磨矿石才能分离出有用单体。 B．天然矿石的分类及特性 天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等几种，主要矿物组成及特征见下表。 磁铁矿，主要含铁矿物为Fe3O4，具有磁性。其化学组成可视为Fe2O3* FeO，其中FeO 30%，Fe2O3 69%，Tfe 72.4%, O27.6%。磁铁矿颜色为灰色或黑色，由于其结晶结构致密，所以还原性比其他铁矿差。磁铁矿的熔融温度为：1500-1580摄氏度。这种矿物与TiO2和V2O5共生，叫钒钛磁铁矿；只与TiO2共生的叫钛磁铁矿，其他常见混入元素还有镍、铬、钴等。在自然界中纯磁铁矿很少见，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。假象赤铁矿仍保留着磁铁矿的外形，但Fe3O4已被氧化成Fe2O3的矿石。一般用TFe / FeO的比值来区分： TFe / FeO = 2.33 为纯磁铁矿石 TFe / FeO < 3.5 为磁铁矿石 TFe / FeO = 3.5~7.0 为半假象赤铁矿石 TFe / FeO > 7.0 为假象赤铁矿石 式中TFe –矿石含铁总量（又称全铁）
高炉炼铁生产工艺流程简介
高炉炼铁生产工艺流程简介 [导读]:高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉冶炼原理简介： 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 高炉冶炼工艺流程简图： [高炉工艺]高炉冶炼过程: 高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中， 定期从铁口、渣口放出。 高炉冶炼工艺--炉前操作
高炉炼铁技术简易计算1
高炉炼铁技术简易计算题 1．有效容积1260m 3高炉，矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。 求：从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)，(r 矿取1.8t/ m 3，r 焦取0.5 t/ m 3，工作容积取有效容积的85%) 答案： 有效系数有效容积工作容积?=85.01260?=﹦1071 m 3 压缩率 焦炭堆比重焦炭批重矿石堆比重矿批重量 每批料的炉内体积??? ? ??+= ()%1515.00.88.10.30-??? ? ??+=﹦27.77m 3 每批料在炉内体积工作容积到达风口平面的料批数= 77 .271071 = ≈39 经过39批料到达风口平面。 2．620m 3高炉焦批3850kg ，焦丁批重200kg ，矿批15000kg 每小时喷煤8000kg ，每小时跑6批料，求焦炭综合负荷。 答：条件中没有给出焦炭含水分百分数，既将焦炭按干焦进行计算，如果有水分百分数还要扣除水分折合为干焦量后进行计算 () 批料焦丁量批料煤量批干焦炭重量批料矿量 焦炭综合负荷++= 2 .06 0.885.300 .15++= ﹦2.79 3．烧结矿碱度从1.25降到1.15，已知烧结矿含SiO 2为13.00%，矿批为20t/批，如全部使用烧结矿，如何调整石灰石用量？(石灰石有效CaO 为50%) 答案：此为自溶性烧结或者是低碱度烧结时的现场计算，目前已经非常少见 ()石灰石有效率 现碱度原碱度烧结矿石批重每批料需要加减石灰石-??? =10002SiO 也可以分步计算石灰石用量：
50.0/15.125.11000%00.13）（石量一吨烧结矿需要加石灰-??=﹦26 kg 当矿石批重为20t 时，全部使用烧结矿时，每批加石灰时26×20=520kg/批 每批加石灰石520 kg 。 4．544m 3高炉正常的日产量1300t 生铁，风量1150m 3/min 。某天因上料系统出现故障减风至800m 3/min ，两小时后恢复正常，问减风影响生铁产量多少？ 答案： ?? ? ??-??= 正常时风量水平减风时风量水平正常风量水平减风累计时间日产量减风影响生铁产量24 ()1150 80011502241300 -??= ﹦33 t 减风影响生铁产量33t 。 5．380m 3高炉干焦批重3.2t ，焦炭含碳85%，焦碳燃烧率为70%，大气湿度1%，计算风量增加200m 3/min 时，每小时可多跑几批料？ 答案： 每批料需氧气量： 12 24 .221000?? ???=焦炭燃烧率焦炭含碳量干焦批重每批料需要氧量 12 24 .2270.085.010002.3?????=﹦1776.4m3 加风后氧量增加： 大气湿度） （风量增加量加风后氧量增加?+?=29.021.0 ）（%0.129.021.0200?+?=﹦42.58m 3 /min 每小时可多跑料： 60?= 每批料需要氧量加风后氧量增加每小时多跑料批数601776 58 .42?=﹦1.44批 每小时可多跑1.44批。 6．已知风量3200m 3/min ，鼓风湿度3%，富氧率3%，煤气中含N 253.5%，求高炉煤气发生量？
---非高炉炼铁现状趋势方向 周渝生
1.1 非高炉炼铁主题 高炉炼铁已经发展了几百年，目前在高产、低耗、长寿、效率、优质包括节能、环保等许多方面都有长足的进步，是目前世界上炼铁界占绝对统治地位的炼铁工艺。 但高炉炼铁工艺的进步并不能完全克服它与生俱来的固有的缺点，这就是它对优质冶金焦和人造块矿的强烈的依赖。正因为如此，决定了它的流程比较长即从炼焦、烧结或球团最终到高炉的长流程；决定了它的能耗比较高即需要经过冷态—热态—冷态—热态的反复的转换；也决定了它的污染比较严重，炼焦和烧结一直是冶金工厂中污染排放大户。 更严峻的是主焦煤的资源极为有限而且分布地域不均匀，仅占我国煤资源产储量的25%左右。尽管我国是煤资源的大国，但是随着我国钢铁产量的飞跃发展（目前的产能已经达到 4.7亿吨/年）据有关方面的预测我国的炼焦煤资源只够使用30年。30年后炼焦煤匮乏的将来我们如何生产钢铁？这一问题已经明明白白的摆在我们的面前！ 2010年我国的粗钢产量已达到62665万吨，其中约有三分之一是能耗高、污染大的小高炉生产的，对环境造成严重的破坏，国家《钢铁产业发展政策》严格地规定了新建钢厂和现有钢厂淘汰落后的标准规范。另一方面又明确规定“支持企业跟踪、研究、开发和采用直接还原、熔融还原等钢铁生产流程前沿技术”。这一政策为非高炉炼铁技术的发展开拓了广阔的空间。 开发非高炉炼铁技术的主要目的就是要摆脱对冶金焦的依赖，扩大利用非炼焦煤的使用比例并推进冶金能源、资源的高效循环利用，它的目标还在于扩大直接使用低成本难选的低品质（含有过高的氧化硅、氧化镁、氧化铝、磷或硫中的一种或二种杂质）天然块矿或粉矿炼铁。这样可以使原料资源可利用的选择范围进一步拓宽，工艺流程大为缩短，生产成本更有竞争力，投资和污染大幅度降低，是一种清洁的炼铁技术，对钢铁工业的可持续发展具有十分重要的意义。 目前我国的经济发展正面临着以科学的发展观，走循环经济可持续发展道路的转型期。钢铁行业既是我国主导的基础工业又是能耗和污染的大户，而非高炉炼铁技术的诸多优点正是我国钢铁行业调整结构、降低能耗和污染的重要技术。随着宝钢引进COREX技术，韩国POSCO开发Finex技术的强劲势头，国内钢铁界正在形成一股开发、研究、发展、引进非高炉炼铁技术的热潮，并逐渐形成十分强劲的技术需求。 1.1.1直接还原技术的现状与差距 迄今为止，国际上商业化实绩较突出和有一定国际影响的直接还原工艺包括：MIDREX、HYL-Ⅲ、FINMET、FASTMET、RN等。但就还原剂的种类而言，可以分为气基直接还原和煤基直接还原。按生产装置的类型来分类，可以分为：竖炉法、流化床法、回转窑法、转底炉法和隧道窑法。世界上气基直接还原主要在天然气储量丰富、价格低廉的地区得到应用和发展。由于我国天然气价格昂贵气基直接还原一直没有得到发展，首钢正在策划在焦炉煤气富裕的产焦地区建设50万吨/年焦炉煤气HYL-Ⅲ-ZR零重整的气基直接还原装置，但大多数地区因为缺乏还原煤气，只能考虑如何用煤来进行铁矿石的直接还原。由于直接用煤的煤基直接还原回转窑工艺，生产规模较小，而且容易结圈。所以，用煤制气连接气基直接还原工艺受到人们的青睐，宝钢研究院1999年结题的BL法生产直接还原铁工艺就是这一类型技术开发的尝试。随着COREX技术的发展，作为COREX煤气的应用，经过适当的变换后与气基直接还原工艺相连接，生产直接还原铁技术也有新的发展，如南非撒旦那的COREX-Midrex直接还原联合流程。印度JINDAL公司正在奥里萨邦设计建设60万吨/年用鲁奇煤制气--竖炉直接还原工艺生产直接还原铁工程。为了推进含铁固体废物再利用，新日铁先后在君津制铁所和広畑制铁所各