《高爐煉鐵》PPT課件

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1、第三章高爐煉鐵武漢科技大學冶金工程系周進東13.1概述現(xiàn)代高爐生產(chǎn)過程是一個龐大的生產(chǎn)體系,除高爐本體外,還有供料系統(tǒng)、爐頂裝料系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)。武鋼6號高爐寶鋼3號高爐23.1概述33.2高爐煉鐵基本概念3.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品(1)原料高爐使用的原料包括鐵礦石(燒結(jié)礦、球團礦和塊礦)、焦炭、煤粉、鼓風和少量熔劑。鐵礦石:在大型高爐爐料結(jié)構(gòu)中,高堿度燒結(jié)礦一般占70~80%、酸性的球團礦和塊礦占20~30%。43.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品品種w(TFe)(%)w(FeO)(%)w(Si

2、O2)(%)w(CaO)(%)w(MgO)(%)w(Al2O3)(%)R寶鋼燒結(jié)礦59.477.554.258.201.271.091.93鞍鋼燒結(jié)礦58.497.904.609.702.300.502.11巴西球團礦65.811.613.670.470.730.490.13國產(chǎn)球團礦63.210.176.011.220.480.760.20巴西塊礦66.624.237.940.700.231.110.09南非塊礦62.892.116.490.590.032.360.0953.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品熔劑通常為石灰石,用來調(diào)節(jié)爐

3、渣堿度。高爐渣的堿度(R=CaO/SiO2)在1.0~1.25之間,當堿性爐料(高堿度燒結(jié)礦)與酸性爐料(球團礦和塊礦)比例合適時,高爐中可不加或只加少量石灰石。根據(jù)入爐綜合品位,冶煉1t生鐵需要消耗鐵礦石1.5~1.7t。6高爐原料鐵礦石熔劑其他含鐵代用品天然塊礦人造富礦燒結(jié)礦球團礦堿性熔劑—石灰、石灰石、白云石酸性熔劑—硅石特殊熔劑—螢石高爐、轉(zhuǎn)爐爐塵殘鐵軋鋼鐵皮硫酸渣3.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品73.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品燃料焦炭在高爐風口區(qū)域燃燒產(chǎn)生大量熱量和煤氣(CO+N2)。煤氣中的CO將鐵礦石中的氧化鐵還原成金

4、屬鐵,燃燒產(chǎn)生的熱量將渣鐵熔化成鐵水和液態(tài)爐渣。焦炭在高爐內(nèi)始終呈固態(tài),它能夠?qū)⒄麄€高爐的料柱支撐起來,保持高爐內(nèi)部具有良好的透氣性。83.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品煤粉從高爐風口噴入爐內(nèi),在風口區(qū)域燃燒產(chǎn)生熱量和還原煤氣,可代替部分焦炭。但煤粉無法代替焦炭的另一個重要作用—支撐料柱。目前,冶煉1噸生鐵大約需要消耗焦炭250~350kg,消耗煤粉150~250kg。9高爐燃料固體燃料氣體燃料焦炭煤粉焦爐煤氣高爐煤氣用于高爐本體用于熱風爐3.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品103.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品鼓風空氣通過高爐鼓風機加壓后成為

5、高壓空氣(鼓風),經(jīng)過熱風爐換熱,將溫度提高到1100~1300℃,再從高爐風口進入爐缸,與焦炭和煤粉燃燒產(chǎn)生熱量和煤氣。鼓風帶入高爐的物理熱占高爐熱量總收入的20%左右。在鼓風中加入氧氣可提高鼓風中的氧含量(稱為富氧鼓風)。采用富氧鼓風可提高風口燃燒溫度,有利于高爐提高噴煤量和高爐利用系數(shù)。冶煉1噸生鐵大約需要鼓風1400~1700Nm3。113.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品(2)產(chǎn)品鐵水鐵水的主要化學成分為Fe、C、Si、Mn、P、S等,溫度1450~1550℃。按照Si含量的不同,將高爐鐵水分為煉鋼生鐵(w[Si]<1.25%

6、)和鑄造生鐵(w[Si]≥1.25%)。鐵水中C呈飽和狀態(tài),煉鋼生鐵中C含量在3.7~4.3%之間。123.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品高爐煤氣高爐煤氣主要化學成分(體積百分比)為CO:21~26%、CO2:14~21%、N2:55~57%、H2:1.0~3.0%、CH4:0.2~0.8%。高爐煤氣發(fā)熱值3200~3800KJ/m3,屬低熱值煤氣。冶煉每噸生鐵產(chǎn)生高爐煤氣1800~2000m3左右。133.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品CO:煤氣上升過程中,CO在高爐下部高溫區(qū)開始增加,煤氣中的CO含量會相應(yīng)減小。CO2:在爐缸、爐腹部

7、位幾乎為零,從中溫區(qū)開始增加。H2:來源于風中H2O汽和焦炭中的有機H2和噴吹燃料中的揮發(fā)H2,上升過程中由于參加間接還原和生成CH4,含量逐漸減少,但由于爐料中結(jié)晶水和碳作用生成部分H2,又可適量增加煤氣中H2的含量。N2:鼓風帶入的N2,焦炭中的有機N2和噴吹燃料中的揮發(fā)N2,在上升過程中不參加任何反應(yīng),絕對量不變。CH4:高溫時少量焦炭與H2作用生成CH4,上升過程中又加入焦炭揮發(fā)分中CH4,但數(shù)量很少,變化不大143.2.1高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品高爐渣高爐冶煉1t生鐵產(chǎn)生300~600kg爐渣。高爐渣主要成分為:w(SiO2

8、)=32~42%、w(CaO)=35~44%、w(Al2O3)=6~14%、w(MgO)=4~13%、w(MnO)=0.3~1.0%、w(FeO)=0.5~0.8%、w(S)=0.7~1.1%、R=1.05~1.25。在這一成分范圍內(nèi),高爐渣的熔化

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