2009-2_铁冶金学_1现代高炉炼铁工艺.ppt

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1、第一部分：炼铁篇铁冶金学2009年9月22日铁冶金学1、现代高炉炼铁工艺2、高炉炼铁原料3、高炉炼铁基础理论4、高炉炉料和煤气运动5、高炉强化冶炼6、非高炉炼铁现代炼铁方法现代炼铁方法分为(1)高炉炼铁法(2)非高炉炼铁法高炉炼铁法即以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。原因：传统的“高炉—转炉炼钢流程”，工艺成熟，可大规模生产，是现代钢铁生产的主要形式。由于高炉炼铁受能源焦炭的限制，在一些缺乏焦煤资源的国家和地区，经过长期的研制和实

2、践，也逐步形成了不同形式的非高炉炼铁法。现代钢铁生产的一般流程现代炼铁方法现代炼铁方法分为:非高炉炼铁法非高炉炼铁法，泛指高炉以外，不用焦炭，用煤、燃油、天然气、电为能源基础的一切其它炼铁方法。例如直接还原法，主要是指在冶炼过程中，炉料始终保持固体状态而不熔化，产品为多孔状海绵铁或金属化球团的方法。熔融还原法是用高品位铁精矿粉（经预还原）在高温熔融状态下直接还原冶炼（钢铁）的一种新工艺。新兴的“直接还原—电炉炼钢流程”，规模较小，目前还正在发展，是钢铁生产的重要补充。第一章现代高炉炼铁工艺1.1高炉炼铁生产流程1.2高炉本体

3、及主要构成1.3高炉冶炼产品1.4高炉技术经济指标1.1高炉炼铁生产流程高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。炼铁冶炼过程：炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤

4、气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。工艺框图1.1高炉炼铁生产流程高炉炼铁生产非常复杂，除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统、炉顶煤气余压发电系统等。通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉（停炉大修、不包括中修）。1.2高炉本体及主要构成密闭的高炉本体是冶炼生铁的主体

5、设备。它是由耐火材料砌筑成竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却设备保护。高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，该容积总和为它的有效容积，反映高炉所具备的生产能力。1.2高炉本体及主要构成1.2.1高炉内衬高炉内耐火材料砌筑的实体称为高炉内衬，其作用是形成高炉工作空间。由于高炉冶炼过程温度高且有复杂的物理化学反应发生，炉衬在冶炼过程中将受到侵蚀和破坏。炉衬被侵蚀到一定程度，就需要采取措施修补。当前高炉内衬喷涂修补新技术（了解）：遥控喷涂是修复高炉的新技术，是延长高炉

6、炉衬寿命的有效措施。其突出优点：喷涂操作机械化程度高；连续喷涂一次成型；喷涂效率高，回弹量小；炉衬烘烤时间短，热效率高。它适用于高炉炉腹、炉腰、炉身内衬的修复。停炉大修便是高炉一代寿命的终止。南钢95t湿法喷涂料（大连摩根，等）在高炉炉身上的成功实施，标志着宝冶建设工业炉公司对这一前沿领域在人员、装备、工艺技术掌握上已趋成熟，具备批量施工能力。湿法喷涂技术具有广泛市场应用前景，该项目的成功应用必将产生巨大经济效益（图为外方专家指导时的情景）。1.2高炉本体及主要构成通常，高炉炉衬以陶瓷质材料（包括粘土质和高铝质等）和炭质材料

7、（炭砖、炭捣石墨等）砌筑。了解：大型高炉石墨炭砖大多仍采用进口产品。西格里集团——为您提供全套高炉炉内衬设计与施工服务的最佳选择！我们根据您高炉与还原炉内不同区域对石墨碳素部件的不同需求提供所有标准的石墨与碳素产品，包括超多微孔碳砖与超微孔陶瓷碳素、粘胶与泥浆。同时，我们也正继续努力开发新材料，以延长您高炉的使用寿命。1.2高炉本体及主要构成1.2.1高炉内衬对高炉内衬的基本要求如下：1）各部位内衬与热流强度相适应，以保持在强热流冲击下内衬的稳定性。2）炉衬的侵蚀和破坏与冶炼条件密切相关，不同位置的耐火材料受侵蚀破坏机理不同

8、，因此要求各部位内衬与侵蚀破损机理相适应，以延缓内衬破损速度。1.2高炉本体及主要构成1.2.2高炉冷却设备温度是影响高炉炉衬侵蚀程度的主要因素之一，炉衬的温度状态是炉衬破损的主要原因。因此，采用合适的冷却设备，维持高炉炉衬在一定温度下工作，可使其不失去强度，维持炉型。使用冷却设备还可保护