冶金技术概论.doc

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1、第一篇炼铁生产概述所谓炼铁是指利用含铁矿石、燃料、熔剂等原燃料通过冶炼生产合格生铁的工艺过稈。自然界屮的铁绝大多数以铁氧化物的形态存在于矿石中，如赤铁矿、磁铁矿等。高炉炼铁就是从铁矿石屮将铁还原出来，并熔炼成液态生铁，还原铁矿石需要还原剂。为了使铁矿石屮的脉石生成低熔点的熔融炉渣而排出，必须有足够的热量并需加入熔剂（主要是石灰石）。在高炉炼铁屮，还原剂和热量都是由燃料与鼓风供给的。目前所用的燃料主要是焦炭（个别少数地区用无烟煤等），有的高炉还从风口喷入重油、天然气、煤粉等其他燃料,以代替部分焦炭。通常，冶炼It生铁需要1.5-2.01铁矿石,0.4〜0.6

2、t焦炭,0.2〜0.4t熔剂，总计需要2〜31原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。下瓯以高炉炼铁为例说明炼铁的一般生产过稈。1—称量漏斗；2—漏矿皮带：3一电除尘器；4一闸式阀；5一煤气净化设备；6—净化煤气放散管；7一文氏管煤气洗涤器；8—下降管；9一除尘器；10—炉顶装料设备；11一装料传送皮带；12—高炉：13—渣口;14一高炉本体；15—Hi铁场；16—铁口；17—围管；18—热风炉设备；19_烟囱;20~冷风管：21一烟道总管；22一蓄热室；23一燃烧宅；24一混风总管；25一鼓风机；26一净煤气；27一煤气总管：28—热风

3、总管：29—焦炭称最漏斗：30—碎铁称最漏斗：31—装料设备：32—焦炭槽：33—给料器；34—原料设备；35—粉焦输送带；36—粉焦槽：37—漏焦皮带：38—矿石槽；39—给料器从图1屮可知，高炉生产工艺过程由一个高炉本体和五个辅助设备系统完成。高炉本体是炼铁生产的核心设备，包括炉基、炉壳、炉衬、冷却设备、炉顶装料设备等,整个冶炼过程是在高炉内完成的。五个辅助设备系统中上料系统（包括贮矿场、贮矿槽、焦炭仓、焦炭滚筛、称量漏斗、称量车等）的任务是将高炉所需原燃料通过上料设备装入高炉内以供高炉冶炼用；送风系统（包括鼓风机、热风炉、热风弯管、肓吹管等）的任务是

4、将风机送来的冷风经热风炉预热以后送进高炉内；煤气净化系统（上升管、下降管、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器等）的任务是将高炉冶炼所产生的荒煤气进行净化处理，以获得合格的气体燃料；渣铁处理系统（包括出铁场、泥炮、开口机、炉前吊车、铁水罐、铸铁机、渣罐等）的任务是将炉内放出的渣、铁，按要求进行处理；喷吹燃料系统（包括煤粉收集罐、贮煤罐、喷吹罐、混合器和喷枪等）是将按一定要求准备好的燃料喷入炉内可代替部分昂贵的冶金焦，以降低冶炼成本,改善高炉操作指标。炉料从炉顶装料设备装入高炉后，白上而下运动。从高炉下部的风口处鼓入热风（1000〜1300°C）,燃料屮的碳素

5、（还有少量碳氢化合物）在热风屮发生燃烧反应，产生具有很高温度的还原性气体（CO、H2）o炉料下降过程中被上升的炽热煤气流加热，在此过程屮发生一系列的物理化学变化；有炉料的挥发与分解，铁氧化物和其他物质的还原，生铁与炉渣的形成，燃料的燃烧，热交换等。这些过稈不是单独进行的，而是在相互制约下数个过程同时进行的。基木过稈是燃料在炉缸风1-1前燃烧形成高温煤气，煤气不停地向上运动,与不断下降的炉料相互作用，其温度、数量和化学成分逐渐发生变化，最麻从炉顶逸出炉外。炉料在不断下降过程中，由于受到高温还原煤气的加热和化学作用，其物理形态和化学成分逐渐发生变化，最麻在炉缸

6、里形成液态渣铁，铁水定期从铁口放出。矿石中的脉石与熔剂作用变成炉渣浮在液态的金属铁液面上，从渣口排出。反应后的气态产物称为高炉煤气,从炉顶排出。煤气含有可燃性气体，经净化处理后成为气体燃料。以上就是炉料通过高炉生产生铁的一般过程。高炉冶炼的主要产品是生铁，副产品迅炉渣、煤气和一定最的炉尘等。生铁分为制钢生铁和铸造生铁两大类，我国约90%以上的为制钢生铁，其余的部分为铸造生铁。它们的主要区别是含Si量不同。炉渣是高炉的副产品。矿石屮的脉石和熔剂、燃料灰分等熔化后组成炉渣，其主要成分为CaO、MgO、SiO2、AI2O3等。炉渣有许多用途，常用作水泥原料及隔热

7、、建材、铺路等材料。我国大屮型高炉的渣量一般在每吨铁300〜600婕乙间，地方小高炉的渣量大大超过此数值。煤气的化学成分为CO、CO2、出、N2及少量CH4等。高炉冶炼每吨生铁大约产生煤气1700〜3000m3o煤气经处理后，成为很好的气体燃料，除作为热风炉的燃料外，还可供炼钢、炼焦、轧钢厂均热炉以及烧锅炉等用户。高炉煤气是无色、无味的气体，有毒易爆炸。因此，在煤气区域工作，要特别注意防火和预防煤气屮毒。炉尘是随高炉逸出的细粒炉料，经除尘处理后与煤气分离。炉尘含Fc、C、CaO等有用物质，可作为烧结的原料，吨铁炉尘量为10〜100婕。近年来LI木用炉尘生产

8、海绵铁成功，开辟了利用炉尘的新途径。高炉生产的技术水平和经济效果可