高炉炉顶煤气循环及炼铁新工艺
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，还要承受热应力和内部的煤气压力，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内型、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，一般只在很小范围内变动。
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。
高炉炼铁基本原理与工艺
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2.铁的间接还原与直接还原
（1）间接还原：用CO、H2为还原剂还原铁的氧化物，产物CO2、 H2O的还原反应。 特点：放热反应 反应可逆 （2）直接还原：用C作为还原剂，最终气体产物为CO的还原反应。 特点：强吸热反应 反应不可逆 （3）直接、间接还原区域划分：取决于焦碳的反应性 低温区 ＜800℃基本为间接还原 中温区 800~1100℃共存 高温区 ＞ 1100℃全部为直接还原 （4）用直接还原度rd、间接还原度ri来衡量高炉C素利用好坏，评价 焦比。
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2. (助)熔剂
（1）作用： 形成低熔点易流动的炉渣、脱S（碱性熔剂） （2）种类：
使用条件及作用
碱性
酸性
铁矿中脉石为酸性氧化物，包括：石灰石、白云石、石灰
铁矿中脉石为碱性氧化物，主要为：SiO2（只在炉况失常 时使用——（Al2O3）≥18%或排碱时） 高Al熔剂，主要为：含Al2O3高的铁矿（只在降低炉渣流动 性时使用）
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五、高炉强化冶炼手段与方法
1.大风量 风量增加，炉内传热效果下降，ri降低，K 增加。风量应与还原性相适应 2.高风温 风温增加，传热推动力增加，但利用风温 的同时K势必降低，透气性将下降 3.富氧 富氧将使炉缸温度增加，但煤气总量下降， 不利于全厂能量平衡；富氧达到的效果与提高 风温相比，成本提高10倍。
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中性
3 焦碳
①主要作用：
作为高炉热量主要来源的60~80%，其它热风提供 提供还原剂C、CO 料柱骨架，保证透气性、透液性
②质量要求：
含炭量：C↑ 灰份:10%左右，灰分低可使渣量↓ 含S量：<0.6% 生铁中[S]80%±来源于焦碳 强 度：M40 (kangsuiqd)、M10 (lmqd) 粒度组成：均匀 60mm 左右的 >80% ，大于 80mm 的 <10% ，大于 80mm的<10% 成分稳定（特指水分）： 一般采用干熄焦 焦碳反应性： C+CO2=2CO开始反应的高低快慢→影响间接还原区的 范围从而影响焦比
高炉炼铁工艺介绍
炼铁工序在钢铁工业中有承上启 下的作用。钢铁工业生产的高物 耗，高能耗，高汚染主要是体现 在炼铁系统。其工序能耗占钢铁 联合企业总能耗的70%，汚染物 排放为三分二。
1、原燃料通过主皮带上至高炉炉顶 装料设备，通过大钟或布料溜槽均 匀分布到炉喉
• 炉顶装料设备分为钟 式炉顶和无料钟炉顶
4、风口回旋区
• 焦炭在风口前，由于鼓风动能的作用在剧 烈的回旋运动中燃烧，形成一个半空状态 的焦炭回旋区
5、渣铁贮存区
• 炉缸下部，主要是液态渣铁以及浸入其中 的焦炭，铁滴穿过渣层以及渣铁界面后最 终完成必要的渣铁反应，得到合格的生铁
四、影响铁矿石还原的因素
• （1）矿石的气孔度和矿物组成。气孔度大而分布均匀的矿石还原性 好（气孔度大，矿石与煤气的接触面积大，特别是微气孔率，可以改 善气体的内扩散条件，提高内扩散速度。 • （2）矿石的粒度。相同质量的矿石，粒度越小与煤气的接触面积则 越大，煤气的用程度越好。 • （3）煤气温度。随着温度升高不论是界面化学反应还是扩散速度均 是加快的，同时在高温下活化分子数目增加，促进还原反应进行。 • （4）煤气压力。提高煤气压力使气体密度加大，增加了单位时间内 与矿石表面碰撞的还原剂的分子数，从而加快还原反应。 • （5）煤气中CO 和H2的浓度。从化学反应动力学看，提高煤气中CO 和H2浓度，既可提高还原过程中的内、外扩散速度，又可提高化学反 应速度，从而可以加快铁矿石的还原速度。 • （6）煤气流速。
5、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
高炉炼铁生产工艺流程
MnS少量溶于铁中，大量溶于渣中，FeS既溶于铁中，也溶于渣中。；炉渣的脱硫作用 就是渣中的CaO、MgO等碱性氧化物与生铁中的硫反应生成只溶于渣中的稳定化合物 CaS、MgS等从而减少生铁中的硫。 4.3硫的分配系数。硫在渣中的质量分数与在铁水中的质量分数之比。用LS=w（S）/ w[S]表示。 4.4影响炉渣脱硫能力的因素：炉渣碱度、MgO含量（提高渣的稳定性和流动性，有利 于脱硫）、Al2O3、FeO、渣铁温度（脱硫反应是吸热反应，提高温度有利于脱硫，提 高温度降低炉渣黏度）、提高硫的分配系数、高炉操作。
2.4送风制度：通过选用合适的风口面积，风量、风温、 喷吹量、富氧率等参数达到适宜的风速和鼓风动能及理论 燃烧强度，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃热 量充沛稳定。
6、高炉基本操作制度的宗旨: “上稳下活”。
3、炉况的判断：在实际生产中原燃料的物理性能、 化学成分经常会产生波动，气候条件的不断变化， 入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故 障也不可能避免，炉况判断就是判断这些影响程 度及顺行的趋向，即炉况是向凉还是向热，是否 会影响顺行，它们的影响程度如何等等。判断的 手段基本是两种，一是直接观察，如看入炉原料 外貌，看出铁、出渣、风口情况，二是利用高炉 数以千计、百计的检测点上得到的信息在仪表或 计算机上显示重要数据曲线，例如风量、风温、 风压等鼓风参数、各部位的温度静压力、料线变 化、透气性指数变化、风口前理论燃烧温度等等。
5.6炉顶压力曲线平稳、没有较大的尖峰。
5.7炉喉、炉身、炉腰各部温度正常、稳定、无大波动， 炉体各部冷却水温差正常。
高炉炼铁概述PPT课件
①还原过程 实现矿石中金属元素（主要是Fe）和氧 元素的化学分离； ② 造渣过程 实现已还原的金属与脉石的熔融态机械 分离； ③ 传热及渣铁反应过程 实现成分及温度均合格的液态铁水。
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1. 1高炉原料
高炉原料
—高炉炼铁—
铁矿石
熔剂
其它含铁代用品
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
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1.1钢铁工业概况
—高炉炼铁—
1.1.1国民经济中钢铁工业的地位
评价一个国家的工业发达程度
工业化水平
工业生产所占比重
工业机械化、 自动化程度
工业化水平的标志
劳动生产率↑ 需要大量机械设备
国民生活水准
交
市
民
生
通
政
用
活
工
设
住
用
具
施
宅
品
需要大量基础材料
钢铁产品
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➢价格低廉有较高的强度和韧性 ➢易于加工制造 ➢所需原料资源丰富 ➢ 冶炼工艺成熟、效率高
13 、修风率
定义：高炉修风时间占规定作业时间的百分数。
14、炉龄
定义：从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次
的大修之间的冶炼时间。
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第一章 思考题
—高炉炼铁—
1、试述3种钢铁生产工艺的特点。 2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。 7、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
高炉炼铁工艺介绍
高炉炼铁工艺介绍1. 简介高炉炼铁是一种重要的冶金工艺，用于将铁矿石转化为生铁的过程。
它是钢铁工业的核心环节之一，用于生产各种钢材。
2. 高炉炼铁的基本原理高炉炼铁的基本原理是将铁矿石与焦炭等还原剂混合后，在高温下进行还原反应，将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
同时，炉内的温度和化学反应条件还可以使一部分其他有害物质被除去。
3. 高炉炼铁的工艺流程3.1 高炉炉缸高炉炉缸是高炉的主要部分，通常由炉壳、炉缸和炉缸衬板组成。
炉缸衬板由耐火材料制成，以承受高温和化学侵蚀。
3.2 上料系统上料系统的主要作用是将矿石、焦炭、燃料及其他辅助材料送入高炉。
通常，这些原料需要经过破碎、筛分、称重等处理。
3.3 炉冰炉冰是指在高炉顶部装置的冷却设备，用于冷却进入高炉的热气体。
这样可以减少热能的损失，并为高炉提供所需的煤气流动动力。
3.4 高炉通气系统高炉通气系统主要包括风机和风口。
高炉顶部的风机通过送风管将空气送入高炉，从而维持高炉的氧气供应。
风口是位于炉缸底部的通气装置，用于引入煤气和空气，同时也是控制和调节高炉燃烧的关键。
3.5 高炉冷却系统高炉冷却系统主要用于冷却高炉的各个部位，包括炉缸、炉壁和炉顶。
这些部位会受到高温的侵蚀，而冷却系统可以降低温度，延长高炉使用寿命。
3.6 出铁系统出铁系统用于从高炉底部将生铁和渣铁分离出来。
通常通过出铁口将液态金属铁和渣铁分别引出，然后进一步处理。
3.7 气体处理系统高炉产生的煤气会通过气体处理系统进行处理。
其中一种常见的处理方法是将煤气用作燃料，同时采用高炉煤气洗涤的方式除去其中的尘埃和硫化物等有害物质。
4. 高炉炼铁的优缺点4.1 优点•高炉炼铁工艺稳定，适合大规模生产。
•可以利用多种铁矿石和煤炭，适应不同的原料条件。
•高炉炼铁可以同时除去一部分有害物质，对环境保护有一定的效果。
4.2 缺点•高炉炼铁能耗较高，对资源消耗较大。
•高炉炼铁产生的煤气和废渣需要进一步处理，处理过程中会产生一定的环境污染物。
高炉炼铁生产工艺流程简介
高炉炼铁生产工艺流程简介高炉冶炼目的：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，还要承受热应力和内部的煤气压力，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内型、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，一般只在很小范围内变动。
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。
高炉炼铁
高炉炼铁高炉gaolu liantie高炉炼铁blast furnace ironmaking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。
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。
[主要产铁国家产量和技术经济指标]70年代末全世界2000米以上高炉已超过120座，其中日本占1/3，中国有四座。
全世界4000米以上高炉已超过20座，其中日本15座，中国有1座在建设中。
50年代以来，中国钢铁工业发展较快，高炉炼铁技术也有很大发展，主要表现在：①综合采用精料、上下部调剂、高压炉顶、高风温、富氧鼓风、喷吹辅助燃料（煤粉和重油等）等强化冶炼和节约能耗新技术，特别在喷吹煤粉上有独到之处。
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高炉炉顶煤气循环及炼铁新工艺高炉炉顶煤气循环及炼铁新工艺是一种现代化的炼铁技术，其主要通过高炉炉顶的煤气循环利用，提高了炼铁效率和产能。
该技术的基本原理是，在高炉内的热煤气部分经过净化、再加热、再利用，从而使能源得以充分利用，同时还可降低产生的污染物排放。
与传统的炼铁工艺相比，高炉炉顶煤气循环及炼铁新工艺具有很多优点。
首先，该工艺可以将铁矿石更加充分地转化为钢铁，从而提高铁矿石的利用率。
其次，由于高炉炉顶上的煤气可以循环利用，因此该工艺还能减少对环境的污染，同时还可以节约能源。
最后，该工艺还可以改善钢铁生产的质量和稳定性，从而提高产品的竞争力。
目前，高炉炉顶煤气循环及炼铁新工艺已经被广泛应用于钢铁生产中，并取得了良好的效果。
随着技术的不断创新和发展，相信该工艺将会在未来的生产中得到更广泛的应用和推广。