炼铁培训教材

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1、炼铁工艺、电气仪表设备及其自动化基础培训讲师：孟卓源信息化部自控处概述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。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(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)，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300℃），喷入油、煤或天然气等燃料。随着焦炭等燃料的燃烧，产生热煤气流由下而上运动，而炉料则由上而下运动，互相接触，进行热交换，逐步还原，熔化成铁和渣，

2、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。由于高炉在钢铁厂处于咽喉位置，需及时和稳定地供给炼钢工序合格的铁水，故其稳定工作是很重要的。高炉生产能耗很大，占整个钢铁厂的约60%，加之近年来由于高炉大型化，稍有不正常，损失就很大，因此其稳定工作就愈加显得重要。此外，大中型高炉每昼夜上料装料达近万吨，如此大量的且要正确称量、配料、批重和水分补正以及要按规定顺序及时装入炉内，用人工执行是很困难的。因此国内外新建大中型高炉都是高度自动化的。概述高炉自动化的目的主要是保证高炉操作的4个主要问题：即正确的配料并以一定的顺序及时

3、装入炉内；控制炉料均匀下降；调节料柱中炉料分布及保持与煤气流良好的接触；保持合适的热状态。现代高炉自动化主要是指仪表检测及控制系统、电气控制系统和过程及管理用的计算机。仪表控制系统和电气控制系统通常由DCS或PLC完成。现代大型高炉车间主要包括五部分：高炉本体、贮矿槽、出铁场、除尘器和热风炉。此外还有辅助车间，如煤气清洗、炉顶煤气余压发电（TRT）、水渣、水处理和制粉车间。本教材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。第一章高炉炼铁基本知识1.1高炉生产概述1.1.1高炉工艺流程和产品(1)高炉概述高炉是用于生产生铁的的炉子，它是圆柱和圆台型的结合体

4、，是一种“瓶式”竖炉，他从上到下一共分为五个部分，有炉喉（圆柱）、炉身（圆台）、炉腰（圆柱）、炉腹（圆台）和炉缸（圆柱）,在炉缸开有数量不等的风口、渣口和铁口。他的产品就是生铁，生铁是含有1.7%以上的碳(C),并且含有一定数量的硅(Si)、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）等元素的铁碳合金的统称。它的副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘。生铁一般分为三大类：即供炼钢用的炼钢生铁，供铸造机件和工具用的铸造铁，以及特种生铁，如作合金用的高炉锰铁和硅铁等。(2)高炉生产工艺流程高炉是炼铁工艺流程的主体，另外还有上料系统、装料系统、送风系统、煤气回收和除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的

5、动力系统。高炉冶炼用的铁矿石和燃料、溶剂等就是由炉顶的装料设备装入炉内的，并向下运动；从下部鼓入的空气燃烧燃料，产生大量的高温还原性气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列化学物理过程，最终生成液态炉渣和生铁。第一章高炉炼铁基本知识1.1高炉生产概述1.1.1高炉工艺流程和产品(3)高炉生产的特点1)长期连续生产，高炉从开炉到大修（现在一代炉龄已达15年）停炉这一期间内一直不停地连续运转，仅在设备检修或发生事故时才暂停生产（即休风）。2)规模大型化，目前已有5000m3的高炉，日产万吨生铁。3)机械、自动化程度越来越高。4)生产的联合性，从高炉本身来说，从上料到

6、出铁、出渣，从送风到煤气回收，各系统都必须有机的协调联合工作。在整个钢铁联合生产中，高炉也是重要的一环，它的事故或停产都会对整个生产造成严重影响。(4)高炉副产品的用途高炉渣：液态炉渣用水急冷成水渣，可做水泥原料；液态炉渣用高压蒸汽或高压空气吹成棉渣，可做绝热保温材料。液态炉渣用少量高压水冲到一个旋转的滚筒上急冷而成膨珠（膨胀渣），是良好的保温材料，也可做轻质混凝土骨料。用炉渣可制成矿渣砖，或用干渣块做铺路材料。高炉煤气一般含有20％以上的一氧化碳、少量的氢和甲烷，发热值一般为2900~3800kj/m3，是一种很好的低发热值气体燃料，除用来烧热风炉外，还可供炼焦、加热炉和烧锅炉。高炉

7、炉尘是随高炉煤气带出炉外的细粒炉料，主要含铁和碳，可作烧结的原料。第一章高炉炼铁基本知识1.1高炉生产概述图1高炉冶炼工艺流程简图第一章高炉炼铁基本知识1.1高炉生产概述1.1.2高炉炼铁的主要经济技术指标与相关术语解释(1)利用系数η利用系数一般指的是容积利用系数,即高炉一立方米容积每日生产的合格炼钢生铁产量（t/m3.d），是高炉一日的产量（P）与高炉容积（V）的比值。我国的利用系数按高炉有效容积计算，欧美用工作容积计算，分别称为有效容积利