材料工程基础讲稿24.ppt

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1、高炉本体系统原燃料供应系统送风系统辅助生产系统渣铁系统煤气系统高炉系统构成3．原料卷扬及装入设备原料矿石(铁矿石十石灰石)和焦炭从炉顶层状地装入，大型高炉上——皮带运输机方式。炉顶装置：原料沿圆周方向均匀分布，维持炉内均匀的透气性；为完全回收高炉煤气作为燃料使用而不泄漏气体；以及操作便利长期耐用等。使用皮带运输机上料装置和旋转溜槽式装料装置。4.热风炉及送风机高炉送风时，将热风炉(hotstove)加热到1000~15OOK的空气，经设在炉缸部的风口(tuyere)，以220~28Om/s的速度，

2、吹入炉内。热风炉的形式:燃烧室和蓄热室一体的热风炉。蓄热室以耐火砖砌成格子状，在燃烧室里燃烧高炉煤气和焦炉煤气，加热蓄热室里的耐火砖，达到预定温度后从反方向送冷风加热→输送到高炉。热风炉始终处于加热和放热状态→热风。高炉要设置两座以上的热风炉。目前可送1570~1670K的高温热风，燃烧室和蓄热室也成为分离型的，使用耐火度高的硅砖。热风的送风量是1050~1100m３(标态)/t铁水，由于高炉的大型化，送风量增多，多使用电动机驱动的轴流风机。空气由送风机经热风炉、热风环管从风口入炉，风口为铜制水冷

3、式，大型炉设置30~40个风口。在高炉运行过程中的工作周期：燃烧-送风-换炉。工作制度：二烧一送或三烧一送，并联或交叉并联。↑热风炉燃烧温度→↑风温；送风时间↑→送风温度↓。煤气发热值↑→燃烧温度高：2930KJ/标m3→理论燃烧温度1185℃；3970KJ/标m3→理论燃烧温度1449℃。空气+高炉煤气在热风炉中燃烧改为通入预热空气+3%纯氧,↑生产率。送风温度1000~1100K→↑1570~1670K。1%氧→↑6%出铁量。加入焦炉煤气+预热空气送风温度可达1870K。可以通过增减送风量调节

4、生产量。煤气需控制含尘量<10mg/m3，当前可以达0.5mg/m3。控制含水量，水蒸气量40g/m3煤气。2.风口红外摄像技术喷煤不喷煤5.铸铁场设备在炉缸部，设有4~5个出铁口(taphole)和出渣口(cindernotch)，间歇地进行出铁和放渣作业。每次出铁时间根据高炉容积而定，出铁口2个以上，以便于维修。12~13次/d。大型高炉4~5个出铁口和出渣口，中型高炉每次出铁30~40min/次。铁水注入鱼雷车或者铁水罐运到炼钢厂或铸成5－15kg铁锭，或在喷射水制造Φ10－2Omm粒铁的粒

5、铁机上制成冷铁暂时保存。出渣口：300~400kg/t铁。6.高炉煤气净化设备生产1吨生铁→1400m3的煤气，从高炉炉顶排出。高炉煤气含CO约20%、H2约2.8～3.2%，发热值为3400KJ/m3，通过除尘器、文丘里洗气器、电除尘器等净化后，作为热风炉、焦炉、锅炉等的燃料使用。7.高炉仪表设备高炉大型化需要解决的问题是:(1)保持透气性；(2)处理大量的铁水和渣；(3)稳定操作。稳定操作是左右整个钢铁企业生产率的重要事项，炉况稳定可以得到所需要的铁水量。以炉况稳定和自动控制为目标，设置多种仪

6、表设备，与计算机直接连接，在中央操作室集中管理。现在高炉的炉体上下设置了1000多个传感器，和计算机连接，但是还没有实现完全的自动控制。迄今为止研究出了由数学模型等进行的自动控制，最近又引入了把熟练工的经验引进计算机判断的专家系统。仪表设备有自动控制仪表和不具有直接控制功能而只是为了安全的检测仪表，这些都在中央管理室监视。下面是它的几个例子:§9-2高炉操作与用料1、日常操作新建或大修后的高炉开始操作——点火（blowingin）；完全停止高炉的操作——停风(blowingout)。炉顶装入的原料

7、：焦炭与矿石反应→生成的氧与煤气从炉顶排出，其余的成为铁水和渣。配料：把焦炭和矿石类（矿石+石灰石）交互层状装入。在测定了原料的化学组成、铁水和渣的量及化学组成，通过计算预测，进行配料计算生成目标成分的铁水和渣。按铁水和原料的化学组成，以渣碱度CaO/SiO2=1.2~1.3、Al2O3≈15%为目标计算。出渣作业与出铁作业同时进行，大型炉多数连续进行。高炉从点火到内部耐火砖被侵蚀报废—炉龄。连续工作15~20年。2、炼铁单耗和产品生产一吨铁所需的原料和费用——炼铁单耗。大致消耗为：铁矿石烧结矿球

8、团其他铁原料锰矿石焦炭煤粉石灰石259kg12461261.01.0431802.0电水消耗空气排出煤气排出烟尘炉渣65kw32t1050~1000m31400m3100kg350kg铁矿石：50~60%Fe，其余Mn·CaO,脉石（SiO2+Al2O3）。粉碎至10~25mm，占10~15%。烧结矿：粒度10mm粉铁矿+3~7%焦炭+石灰石在1470~1570K烧结为多孔质还原性好，硫、砷（70~80%）被除去的烧结矿。团球矿：微粉矿+粘结膨润土+石灰石粉在1470~1570K烧