非高炉炼铁
非高炉炼铁工艺最新进展
炼铁是为炼钢提供台格原料的重要工序。随着炼钢工艺技术的革命，炼铁工艺技术也有了新的发展和突破。目前，钢铁工业已经形成了高炉一转炉与熔融还原一转炉流程并存，以及转炉、电炉、煤氧废钢熔化炼钢同时并存的局面。炼铁工艺则形成了以高炉炼铁为主，同时发展直接还原、熔融还原为辅的工艺路线。面临不同技术特点的炼铁工艺，应如何选择，是发展我国钢铁工业、确定产品大纲的重要环节。
a.直接还原工艺。近年来,直接还原工艺仍保持持续稳定地增长, 2006年世界直接还原铁总产量达到5980万t。其中,以天然气为能源的气基直接还原的产量占8013%(MIDREX: 5917%, HYL: 1814% , FINMET:212%),各种煤基直接还原工艺的产量占1917%。转底炉直接还原工艺是近年来的研究开发热点,国外已建成多座不同规模的生产装置。但据报道,北美建成的数个转底还原铁厂都在闲置,日本建设的几座转底炉直接还原装置也是作为专门处理钢铁厂内粉尘来使用的。
b.熔融还原工艺。国外正在运行的4套COREX熔融还原装置保持良好的生产状态。2006 年, 在南非SALDANHA 钢厂的COREX直接还原联合装置连续生产了75万t 铁水和75万t直接还原铁。该装置为气基直接还原铁的生产开辟了新路。除新投产的宝钢CORECC - 300装置外,原韩国韩宝公司10年前建设的2套C - 2000装置正在搬迁到印度的HA2IRA钢铁厂。2007年,浦项150万t F INEX装置的投产反映了开发者对该技术的信心。据宣传,F INEXT投资成本和运行成本比高炉流程分别低20%和15%左右。HISMELT已开发了25 年。第一套80万t工业生产装置于2005 年10 月投产,工艺和操作上所取得的突出成果包括:生产率达到设计能力的75% ～80%,煤比最低达到820kg/ t;反应炉实现最高富氧率操作;操作对原料、喷吹和生产率等方面的适应性,验证了装置在开动、停止、闲置的灵活机动能力。以下详细说明该法的最新进展。
1 COREX、COREX /DR 熔融还原技术
COREX 技术是世界上唯一已实现工业生产的熔融还原炼铁技术。它采用块矿或球团矿和非炼焦煤, 而不需用炼焦设备或焦炭。到目前为止, 先后已有5 套COREX 设备投入运转, 设备型号由C- 1000 提升为C- 2000, 年产能力从30 万t 提高到60 ～80 万t。
COREX 生产工艺流程: 块矿、烧结矿、球团矿或这些原料的混合物, 通过一个封闭漏斗系统装入到还原竖炉中, 在此, 这些原料被逆向流动的还原气体还原成金属化程度大约93%的直接还原铁(DR1) 。螺旋卸料器将DRI 从还原竖炉传送到熔融气化炉中, 在此, 除了进行其他冶金和炉渣反应外, 还进行最终还原和熔化。然后, 像在普通高炉上的操作一样, 进行出铁和出渣。从用煤流程的观点来看, 这种方法可通过一个封闭漏斗系统直接将非炼焦煤装入熔融气化炉中, 与喷入熔融气化炉中的氧气燃烧, 生成高效还原气。由于熔融气化炉圆顶中的温度超过1 000 ℃, 因此在脱除挥发分期间从煤中释放出来的碳氢化合物, 立即分解为一氧化碳和氢, 不需要的焦油和酚等副产品被消除了, 因此也就不可能释放到大气中。熔融气化炉中存在的还原气主要含有煤粉、灰尘和铁尘的CO 和H2 组成, 灰尘大部分可在热煤气旋风除尘器中从气流中去除, 通过添加冷煤气,还原气温度可调整到最佳工作范围800 ～850 ℃。离开热煤气旋风除尘器之后, 还原气通过一个环形风管被吹入到还原竖炉中, 以对流方式来还原铁矿石。炉顶煤气随后在洗涤器中进行冷却和净化, 经过洗涤器冷却和净化之后的煤气可作为一种高价值的输出气体, 广泛用于发电、生产DR1, 钢铁厂内设备加热以及生产合成气体等。
2 FINEX 熔融还原技术
FINEX 工艺是一种直接使用煤和粉矿的熔融还原炼铁技术, 由浦项制铁和
奥钢联联合开发。直接使用粉矿生产铁水和直接还原铁是未来炼铁新工艺开发的驱动力之一。
FINEX 工艺的基础: 一是直接利用烧结用的铁精矿( - 8 mm) ; 二是利用COREX 技术的优点, 即比高炉路线更经济; 由于节约资源和能源, 污染排放少, 对环境比较友好; 直接用煤; 输出煤气价值高, 可在冶金生产和能源企业广泛利用; 熔化气化炉技术成熟, 可直接用煤; 所产铁水的质量与高炉基本相同; 操作灵活。在F1NEX 工艺中, 铁矿粉在4 级或3 级流化床反应器中被预热并还原成直接还原铁粉( 见图2) 。上面一级反应器主要作为预热段, 在接下来的几级反应器中, 铁矿粉被逐级还原成直接还原铁粉, 直接还原铁粉可直接加入、也可先压成块以热压块铁(HBI) 的形式加入到熔化气化炉中, 然后被还原成金属铁并熔化。冶金还原和熔化所需热量由煤氧燃烧气化提供,煤气化产生的还原煤气输人到流化床反应器中。FINEX 工艺的输出煤气是高价值产品, 可以进一步用来生产DRI /HBI、发电或者用作加热用煤气。熔化气化炉产生的铁水和炉渣同高炉、CORKX 炉操作一样, 从炉缸排出。FINEX 工艺的吸引力在于, 由于直接使用了粉矿( 而不是烧结矿和球团矿) 、直接用煤( 而不象高炉那样需要焦炭) 来生产铁水。经计算, 其生产成本比同等规模的高炉要低15%～20%。由于可以使用各种廉价铁矿粉( 目前占所有开采量的大约60%)和非焦煤, FINEX 工艺的工业化应用前景光明。
图2. FINEX 工艺流程
3.HISMELT 熔融还原技术
HISMELT 法商业规模工厂于2005 年5 月建成投产, 为该工艺的发展迈出了新的步伐。HISMELT 法用原燃料种类很广泛, 粉矿和钢厂废弃均在内的各种含铁料都可以使用, 燃料可用非焦煤煤粉, 原燃料及熔剂均被喷射到铁浴中, 铁浴充当主要还原反应介质, 因而反应速度很高, 尤其是氧化铁的还原反应, 这就加强了熔池的搅拌。它与COREX 和FINEX 装置不同之处还在于不用纯氧( 使用空气或富氧率30% 的空气) , 可以节约大量基建投资并降低成本, 但它的炉气利用价值也因而较低。HISMELT铁水不含硅, 对炼钢有好处, 而且当使用高磷矿时90% ～95% 的磷进入炉渣, 也能生产出低磷铁水。它在试验室和10 万t /a 试验工厂取得数据基础上, 2001 年澳大利亚RITINTO 集团、美国纽柯公司、日本三菱集团和中国首都钢铁集团公司四方组成合资公司, 在澳大利亚西部建设商业规模的HISMELT 工艺炼铁厂, 年产能力为80 万t, 现经过多方努力, 该厂已于2005年5 月正式投产, 经过1～2 年试产后可以积累必要的数据和经验, 进一步作为新型炼铁工艺推广使用。我国山东莱芜钢铁公司曾和前述公司签订协议, 如果澳大利亚商业规模HISMELT工艺炼铁厂生产实践证明可行, 将在莱钢建设第2 座HISMELT 炼铁厂, 年产能力亦为80 万t。图3 为HISMELT 工艺流程简图。
此法优点突出: 设施体积较小; 矿粉及煤粉直接喷吹入炉, 无需造块; 矿石不受限制;可用精矿粉, 也可用( 处理) 钢铁生产废料;主要是用高温热风, 可用富氧提高冶炼效果;污染较轻。这是较好的炼铁方法。它唯一缺点是渣中含铁量较高, 如使用贫矿, 渣量大, 铁损失将增加。它的生产费用( 制造成本) 较低, 建设投资较少, 是高炉最有力的竞争者, 是有希望革高炉命的新技术。
图三.HISMELT 工艺流程
作为一种可以直接使用煤粉和铁矿粉, 而且在以熔融还原( 还原速度快)
为主要特点的炼铁工艺, 对冶金学家来说是一种长期追求的理想工艺。熔融还原的研究自20 世纪40 年代就已开始, 而且方法很多, 如HISMELT、CIOS、DIOS、AISI 法等。该类技术共同的技术特点有: 采用纯氧鼓风; 铁浴煤气( 向炉缸中吹入煤粉生成煤气) ; 流化床传热升温和还原;高温高压; 还原煤气的净化和有效利用等。理论研究的成果很多, 实验室研究和小型工业试验较多, 但进行工业性试验的仅有COREX、FINEX、HISMELT 等少数。熔融还原应用于工业生产尚有许多问题需解决, 如各种耐高温同时又耐磨的材料和设备( 包括喷枪、阀门等) ;高温煤气的除尘、回收和再利用; 流化床对原料的粒度的严格要求; 以及在较小规模时, 投资较省和获得较好和稳定的技术经济指标等问题需要进一步研究解决和开发。因而融熔还原作为一项炼铁的新技术真正进入工业性大规模生产还要走较长的路。
在某一个地区, 采用某项工艺生产DRI 或铁水、矿石、能源的成本最低, 经营费用最少,则该工艺在当地就最有前途。针对我国绝大多数地区缺油少气, 非焦煤资源供应充足, 而相对廉价的条件, 发展主要以煤为燃料和还原剂的高效冶炼工艺最有前途。例如CORER 熔融还原炼铁设备及利用CORER 输出煤气进行直接还原的竖炉或流态化炉, 就是这类可以首选的工艺。此外, 可以直接使用较廉价的粉矿、铁精矿粉和粉煤的冷固结含碳球团, 氧化球团作原料的炼铁新工艺, 如FINEX, FASTMET 等工艺如能大型化并实现经济生产也将是很有竞争力的新炼铁技术。随着电炉短流程及小型紧凑型钢铁厂的迅速发展, 作为高炉炼铁工艺的补充及就近向炼钢炉供应优质炉料的生产设备,非高炉炼铁技术将迅速发展和进步。
参考文献：
1.黄雄源. 《金属材料与冶金工程》第36卷第1期2008
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4. 储满生, 赵庆杰. 《中国冶金》第18卷第9期2008
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
非高炉炼铁工艺发展现状
万方数据
万方数据
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/cf1151890.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。
炼铁工艺与操作讲述
学习领域（课程）标准 学习领域18：炼铁工艺与操作 适用专业：冶金专业 学习领域代码：02043 学时：60 学分：4 制订人： 审核：
《炼铁工艺与操作》学习领域（课程）标准 一、学习领域（课程）综述 （一）学习领域定位 “炼铁工艺与操作”学习领域由施工员岗位及岗位群的“炼铁工艺学”行动领域转化而来，是构成冶金技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一： 理》、《机械基础》等学习领域基础上，该学习领域的实践性很强，是学生就业的主要工作领域，对学生毕业后工作具有重要的作用。 （二）设计思路 本学习领域立足于职业能力的培养，从学习领域内容的选择及排序两个方面重构知识和技能。 在学习领域内容的选择上，根据炼铁工岗位及其岗位群“高炉炼铁、设备维护及设计工艺方案”这一典型工作任务对知识和技能的需要，以从业中实际应用的经验和策略的习得为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅。以行动为导向，基于工作过程的系统化，构建理论与实践一体化的学习领域内容。以工作任务为载体设计学习情境，每一学习情境都设计为完成一个分部炼铁工作任务，体现一个系统化的完整的工作过程。 在学习领域内容的排序上，遵循认知规律，由易到难地设计学习情境，同时兼顾工作过程的先后顺序。 （三）学习领域（课程）目标 1. 方法能力目标： 培养学生谦虚、好学的能力；
树立学生勤于思考、做事认真的良好作风和良好的职业道德。 熟练掌握高炉炼铁生产工艺，掌握炼铁原料及评价， 掌握高炉炼铁的原理 熟练掌握高炉强化冶炼的途径、方法及途径。 2. 社会能力目标： 培养学生的沟通能力及团队协作精神； 培养学生分析问题、解决问题的能力； 培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风； 培养学生的质量意识、安全意识； 培养学生语言表达能力。 3. 专业（职业）能力目标： 掌握高炉原料及其要求，能够识别、运用原料，具备原料的准备和处理能力； 熟悉高炉冶炼产品及其标准； 掌握高炉冶炼原理，能够选择合理操作制度，进行高炉生产； 掌握炼铁工艺计算和高炉现场操作工艺计算； 根据完成的工作进行资料收集、整理和存档等技术资料整理能力； 通过强化训练，可以考取炼铁工职业资格证书。 二、学习领域（课程）描述 学习领域描述包括学习领域名称、学期、参考学时、学习任务和学习领域目标等，见表二： 表二学习领域的描述
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/cf1151890.html,ki.11-4406/n.2011.03.015
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: 料舛调控阀 炉喉 ?-50012 炉身外壳 炉身< 耐火硅层 ，炉体支杂 炉 /热风管 -140012 环炉热风管 炉腹 -180012 其风咀 一出查口 、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: --- ----- _ _ _ _ _ ---------------------------------------------------- 皆被机 炼钢 煤气清洗 -------- *废水沉淀分隅 早. J I ____ n ___ _□ i 煤气管网 ■ 注*凸策段诊均户咬哽R }jr rp ： / / y^j Hyj j 1 9 u 12 LbJ D 小 5□ ;返矿畋带机] 粉1、 阳t ___________ 〔揪尘等） 制煤粉设番 卜一札收带机 十?尘〔乱料系统} 炉顶彼压站、沏滑站 炉顶高压操作设备 均排压设施 炉顶检修设俯 矿石中间漏斗 I ------- 1 I 豉虬机1* 热说炉 泥地、升口机 ttfttaa 机、炉前脱时 摆动涂嘲、炉甫胃生 高炉冷却没备、炉 换炉、燃烧控制 装置各种阀门. 缠水糟耳、余焦 回收装胃 他冥域车 戡水城车 除尘暴 冲渣 |、财法 消水分用 水沧在 热水泉房 土冷却修 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 1.3 企业基本情况 新绛县祥益工贸有限公司根据山西省发展和改革委员会(晋发改备案【2007】146号)批文，建设450m3高炉，并配套建设90m3带式烧结机等。 新绛县祥益工贸有限公司位于运城市新绛县煤化工业园区，厂址距新绛县城10km,距离同蒲铁路侯马北货站10km，距大运高速公路出口2.5km，距晋韩高速公路出口3km，交通运输十分便利，地理位置非常优越。 新绛县祥益工贸有限公司占地面积约28万m2，目前拥有职工600余人，其中中层管理人员20人，各类专业技术人员40余人（其中高级技术人员3人，中级技术人员20人），职工队伍稳定，职工素质普遍提高。公司紧紧依托当地丰富的矿产资源优势，艰苦创业，我稳步发展。 新绛县祥益工贸有限公司始终坚持质量第一、信誉为本的宗旨，依靠全体员工团结拼搏、积极开拓、艰苦创业、自强不息的努力，企业迅速发展壮大，为新绛县经济发展做出贡献。 1.4 高炉生产工艺简述 高炉冶炼用的焦炭、含铁原料、溶剂在原料厂和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应，炉内承受着高温高压作用。为此，高炉内要砌耐火材料，并在高温区和重要部位设冷却壁，确保高炉安全生产。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给，冷风以热风炉加热后送入高炉。 高炉冶炼主要产品是生铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至炼钢厂进行炼钢。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤和6000kw发电机组。 高炉炉渣在炉前进行水冲渣，水渣送至建材厂制砖，或送至水泥厂作为制作水泥的原料。 高炉产生的各种原料、重力除尘拉到烧结厂进行配料烧结，煤气除尘的布袋拉到建材厂进行综合利用。 高炉生产工艺流程见图二。 1.6烧结生产工艺简述 90m3烧结机主要包括烧结机及相应配套的原料系统、配料系统、混料系统、破碎、筛分系统、鼓风冷却系统、成品贮存系统以及供风、供水、供电等辅助设施。 该工程主要由生产设施、辅助设施和生活设施三大部分组成，其中生活设施由建设单位同意考虑，故本设计只考虑生产设施和辅助设施。 生产设施包括原料及配料系统，主烧结室、带冷几室、风机房、烟卤，一混合室、二混合室、成品中间仓等。 辅助设施包括原料及配料系统除尘及配套风机，机头除尘室及配套风机、烟卤，机尾布袋出尘室及配套风机、变配电室、水泵房等。 生产设施的总图布置为带冷机室在、主烧结室东西方向布置，除尘室的南侧。原料上料及配料系统布置在主烧机室的东侧，一混合室、二混合室布置在主烧机室的南侧。成品中间仓布置在带冷机室的南侧，距高炉储矿槽100余米，由成品皮带将成品烧结矿送至高炉储矿槽上。 烧结生产工艺流程见图三。 1.8 高炉喷煤生产工艺简述 高炉喷煤配套工程，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。自从六十年代我国鞍钢、首钢高炉喷煤会的成功以来很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤在工艺及其相关技术得到了迅速发展。尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术（宝钢喷煤煤比打达到≥200kg/Tfe水平）给高炉生产注入县的生机。国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量业日趋增加，由于国内 高炉炼铁论文 时间：2010-11-12 08:12:40|浏览：112次|评论：0条 [收藏] [评论] [进入论坛] 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣… 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。 关键词: 固态焦炭渣铁分离炉料均匀煤气流分布 绪论 高炉是炼铁的专用设备。虽然近代技术研究了直接还原、熔融技术还原等冶炼工艺，但它们都不能取代高炉，高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。高炉生产是可持续的，他的一代寿命从开炉到大修的工作日一般为7-8年，有的已达到十年或十年以上。高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。 1.1我国钢铁工业生产现状 近代来高炉向大型化发方向发展，目前世界上已有数座5000立方米以上容积的高炉在生产。我过也已经有4300立方米的高炉投入生产，日产生铁万吨以上，日消耗矿石等近2万吨，焦炭等燃料5千吨。这样每天有数万吨的原、燃料运进和产品输出，还需要消耗大量的水、风、电气，生产规模及吞吐量如此之大，是其他企业不可比拟的。 1.2加入世贸对我国钢铁经济的影响 钢铁工业是人类社会活动中占有着极其重要的地位，对发展国民经济起着极其重要的作用。无论工业、农业、交通、建筑及国防均离不开钢铁。一个国家的钢铁生产水平，就直接反映了这个国家的科学技术发展和人民的生活水平。那么自中国加入世贸组织之后，自2001年底以来，全球钢铁价格已上涨2倍，提升了该行业的盈利水平。同期，由所有上市钢铁公司股价构成的全球钢铁股价格综合指数，表现超过所有上市公司平均股价表现近4倍。2003年，中国钢铁净进口量(进口减去出口)约为3500万吨。但今年，预计中国钢铁净出口量大约为5000万吨。假设这种趋势持续下去，中国钢铁公司出口量的上升，的确有可能影响全球钢铁行业的前景。中国从2006 年开始，从钢净进口国转变为净出口国，2007 年中国粗钢净出口量占中国粗钢产量的11.27%，占全球除中国外粗钢产量的6.47%。今年9 月受美国金融危机的影响，国内钢材出口量减少为667 万吨，较8 月份高点回落101 万吨。奥巴马上台后誓言要实施自己的金融新政，力争让美国经济在任期内重新好转。而积极的新政，无疑也会为中国钢铁出口带来新的消费希望。 1.3唐钢不锈钢高炉的情况介绍 唐钢不锈钢高炉现共有四座炼铁高炉分别有两座450t、两座550t高炉炼铁设备，其中两座550t高炉是由唐钢设计院主持设计的。不锈钢高炉现今以持续使用五年以上，日产量高，出铁效率高，并且在三号高炉中使用了TRT自动化控制系统，使得在随后的生产过程中，高炉出铁高效化，自动化迈进。 2唐钢不锈钢扩大生产规模化的可行性研究 2.1唐钢不锈钢生产规模能力 先进非高炉炼铁工艺技术经济分析 胡俊鸽，周文涛，郭艳玲，赵小燕 (鞍钢股份有限公司技术中心。辽宁鞍山114009) 摘要：简要介绍了先进非高炉炼铁技术的发展现状，对Midrex、HYL／HYL Energiron、Corex、Finex和ITmk3工艺的成熟性、生产成本、投资费用和环境友好性进行了对比分析，得出经济上较具优势的为Midrex和HYL/HYL Energiron工艺，并指出Midrex和HYL／HYL Energiron工艺在我国应用存在的问题和需要进一步研究的课题。 关键词：非高炉炼铁；Midrex；HYL／HYL Energiron；Corex；Finex；ITmk3 非高炉炼铁因不用或者少用焦煤而受到人们的关注。虽然高炉炼铁仍是当今炼铁生产的主体流程，但非高炉炼铁法已成为炼铁技术发展的方向。非高炉炼铁技术在我国“十二五”规划中作为国家鼓励的项目之一,仍将是钢铁企业扩大产能规模的重要途径之一。在诸多非高炉炼铁工艺中，考虑产能规模、污染物排放、能耗和产品质量等因素,认为在这些技术中，已获得工业化应用的比较先进的技术有,属于直接还原范畴的Midrex和HYL／HYL Energiron工艺以及属于熔融还原范畴的Corex、Finex和ITmk3工艺。本文在简要介绍这些工艺现状的基础上，对其经济性进行对比，从而进一步深入地了解和认识这些工艺，为下一步研究非高炉炼铁工艺提供参考。 1先进非高炉炼铁技术现状 1．1 Midrex工艺 Midrex技术最初由美国Midrex公司开发，于1984年被日本神户钢铁公司并购。近年。Midrex工艺年产量约占世界直接还原铁(DRI)总量的60％，在所有直接还原工艺中居第1位。目前，正在运行的Midrex炉中单炉最大产能为176万t／a,正在建设中的单炉最大产能为180万t／a。部分工业炉超过设计产能在运行,如安赛乐米塔尔的Midrex直接还原厂甚至以超过设计产能33％的状态运行。Midrex工艺在使用天然气为还原剂的情况下,能耗为9．61 GJ/t；一些炉子利用系数达15．2 t/(m3·d)，冶炼速度达230 t／h。 Midrex工业生产炉中。只有南非撒尔达那的1座炉子使用Corex排出的煤气作还原气源。为了在缺少天然气资源的地区进行推广，Midrex技术公司开发了以煤气化气作还原剂的工艺，并开发了炉顶煤气循环利用技术，把炉顶煤气脱CO2后作为还原气重新返回系统循环利用。目前，印度JSPL正在建1座Midrex炉，年产能为180万t／a，使用鲁奇煤气化技术，预计2012年完工投产。 1．2 HYL/HYL Energiron工艺 HYL/HYL Energiron技术最初是由墨西哥希尔公司开发的，2006年被Techint Group并购，之后又与Tenova和达涅利公司联合组成Energiron公司,在HYL ZR工艺基础上，形成新的技术牌名HYL Energiron。该工艺采用炉顶煤气循环利用技术，把炉顶煤气脱CO2后作为还原气体重新返回系统。 与Midrex工艺比，其最大特点是竖炉工作压力较高，Midrex工艺的压力为0．3 MPa，HYL／HYLEnergiron的压力为0．5～0．6 MPa。近年，HYL／HYLEnergiron产量在所有直接还原工艺中居第2位。正在运行的HYL/HYL Energiron单炉最大产能为160万t/a,大部分炉子都高出设计产能在运行。以天然气为还原剂，能耗仅为9．61 GJ／t。HYL/HYL Energiron工艺可以直接使用天然气，也可以使用煤气化气、焦炉煤气等作还原气源。达涅利将为印度JSPL设计4座年产能250万t的炉子，采用HYL ZR技术，以煤制气作还原剂，第1座炉子合同刚生效。 HYL／HYL Energiron单炉年产能正向大型化发展。除上述将为JSPL设计建设的250万t／a的炉子外,达涅利将为纽柯公司设计1座年产能250万t的炉子。该炉子采用HYL ZR 技术，计划2014年试车投产：为埃及Suez钢公司设计1座年产能195万t的炉子，采用 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： 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。 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 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 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: 一、炉前操作的任务 1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。 高炉炼铁工艺流程 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 高炉炼铁工艺流程 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：高炉炼铁工艺流程 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、xx、锰矿等）按一定比例自的风口向高炉内xx高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉． 高炉炼铁工艺流程 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 。 高炉炼铁的原料：铁矿石、燃料、熔剂 一、铁矿石 铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明： （1）磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO 的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含Fe72.4％，O 27.6％，具有磁性。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。 （2）赤铁矿（Hematite）也是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为5.26，含Fe70％，O 30％，是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。 （3）褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿（Goethite）HFeO2 和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3．nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62％，O 27％，H2O 11％，比重约为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。 （4）菱铁矿（Siderite）是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。 另外还有铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）硫化铁矿（Sulphide iron） 二、燃料 炼铁的主要燃料是焦炭。烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 1、焦炭分布 从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 2、焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。 3、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 真密度为1.8-1.95g/cm3； 视密度为0.88-1.08g/cm3； 非高炉炼铁工艺最新进展 炼铁是为炼钢提供台格原料的重要工序。随着炼钢工艺技术的革命，炼铁工艺技术也有了新的发展和突破。目前，钢铁工业已经形成了高炉一转炉与熔融还原一转炉流程并存，以及转炉、电炉、煤氧废钢熔化炼钢同时并存的局面。炼铁工艺则形成了以高炉炼铁为主，同时发展直接还原、熔融还原为辅的工艺路线。面临不同技术特点的炼铁工艺，应如何选择，是发展我国钢铁工业、确定产品大纲的重要环节。 a.直接还原工艺。近年来,直接还原工艺仍保持持续稳定地增长, 2006年世界直接还原铁总产量达到5980万t。其中,以天然气为能源的气基直接还原的产量占8013%(MIDREX: 5917%, HYL: 1814% , FINMET:212%),各种煤基直接还原工艺的产量占1917%。转底炉直接还原工艺是近年来的研究开发热点,国外已建成多座不同规模的生产装置。但据报道,北美建成的数个转底还原铁厂都在闲置,日本建设的几座转底炉直接还原装置也是作为专门处理钢铁厂内粉尘来使用的。 b.熔融还原工艺。国外正在运行的4套COREX熔融还原装置保持良好的生产状态。2006 年, 在南非SALDANHA 钢厂的COREX直接还原联合装置连续生产了75万t 铁水和75万t直接还原铁。该装置为气基直接还原铁的生产开辟了新路。除新投产的宝钢CORECC - 300装置外,原韩国韩宝公司10年前建设的2套C - 2000装置正在搬迁到印度的HA2IRA钢铁厂。2007年,浦项150万t F INEX装置的投产反映了开发者对该技术的信心。据宣传,F INEXT投资成本和运行成本比高炉流程分别低20%和15%左右。HISMELT已开发了25 年。第一套80万t工业生产装置于2005 年10 月投产,工艺和操作上所取得的突出成果包括:生产率达到设计能力的75% ～80%,煤比最低达到820kg/ t;反应炉实现最高富氧率操作;操作对原料、喷吹和生产率等方面的适应性,验证了装置在开动、停止、闲置的灵活机动能力。以下详细说明该法的最新进展。 1 COREX、COREX /DR 熔融还原技术 COREX 技术是世界上唯一已实现工业生产的熔融还原炼铁技术。它采用块矿或球团矿和非炼焦煤, 而不需用炼焦设备或焦炭。到目前为止, 先后已有5 套COREX 设备投入运转, 设备型号由C- 1000 提升为C- 2000, 年产能力从30 万t 提高到60 ～80 万t。高炉炼铁生产工艺流程简介
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---非高炉炼铁现状趋势方向 周渝生
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