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高爐煉鐵的工藝流程

高爐煉鐵工藝流程 1、高爐煉鐵原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。生

作者admin 浏览 发布时间 2019-04-22 09:45

高爐煉鐵的工藝流程

高爐煉鐵工藝流程
1、高爐煉鐵原理
煉鐵過程實質上是將鐵從其自然形態——礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。
煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等,其原理是礦石在特定的氣氛中(還原物質CO、H2、C;適宜溫度等)通過物化反應獲取還原後的生鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外,絕大部分是作爲煉鋼原料。 
高爐煉鐵是現代煉鐵的主要方法,鋼鐵生産中的重要環節。這種方法是由古代豎爐煉鐵發展、改進而成的。盡管世界各國研究發展了很多新的煉鐵法,但由于高爐煉鐵技術經濟指標良好,工藝簡單,生産量大,勞動生産率高,能耗低,這種方法生産的鐵仍占世界鐵總産量的95%以上。 
煉鐵工藝是是將含鐵原料(燒結礦、球團礦或鐵礦)、燃料(焦炭、煤粉等)及其它輔助原料(石灰石、白雲石、錳礦等)按一定比例自高爐爐頂裝入高爐,並由熱風爐在高爐下部沿爐周的風口向高爐內鼓入熱風助焦炭燃燒(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料),在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣。原料、燃料隨著爐內熔煉等過程的進行而下降,在爐料下降和上升的煤氣相遇,先後發生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵,鐵礦石原料中的雜質與加入爐內的熔劑相結合而成渣,爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐,送往煉鋼廠。同時産生高爐煤氣,爐渣兩種副産品,高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成,自渣口排出後,經水淬處理後全部作爲水泥生産原料;産生的煤氣從爐頂導出,經除塵後,作爲熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。
2、高爐冶煉主要工藝設備
高護煉鐵設備組成有:   
①高爐本體;②供料設備;③送風設備;④噴吹設備;⑤煤氣處理設備;⑥渣鐵處理設備。
通常,輔助系統的建設投資是高爐本體的4~5倍。生産中,各個系統互相配合、互相制約,形成一個連續的、大規模的高溫生産過程。高爐開爐之後,整個系統必須日以繼夜地連續生産,除了計劃檢修和特殊事故暫時休風外,一般要到一代壽命終了時才停爐。 
高爐煉鐵系統(爐體系統、渣處理系統、上料系統、除塵系統、送風系統)主要設備簡要介紹一下。
1、高爐 
横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳,壳内砌耐火磚内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好,工艺 简单 ,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ,还有副产高炉渣和高炉煤气。  高炉本体的主要组成部分如下:
高爐爐殼:現代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼,只有極少數最小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼。爐殼的作用是固定冷卻設備,保證高爐砌體牢固,密封爐體,有的還承受爐頂載荷。爐殼除承受巨大的重力外,還要承受熱應力和內部的煤氣壓力,有時要抵抗崩料、坐料甚至可能發生的煤氣爆炸的突然沖擊,因此要有足夠的強度。爐殼外形尺寸應與高爐內型、爐體各部厚度、冷卻設備結構形式相適應。   
爐喉:高爐本體的最上部分,呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口,也是煤氣的導出口。它對爐料和煤氣的上部分布起控制和調節作用。爐喉直徑應和爐缸直徑、爐腰直徑及大鍾直徑比例適當。爐喉高度要允許裝一批以上的料,以能起到控制爐料和煤氣流分布爲限。
爐身:高爐鐵礦石間接還原的主要區域,呈圓錐台簡稱圓台形,由上向下逐漸擴大,用以使爐料在遇熱發生體積膨脹後不致形成料拱,並減小爐料下降阻找力。爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布有很大影響。
爐腰:高爐直徑最大的部位。它使爐身和爐腹得以合理過渡。由于在爐腰部位有爐渣形成,並且粘稠的初成渣會使爐料透氣性惡化,爲減小煤氣流的阻力,在渣量大時可適當擴大爐腰直徑,但仍要使它和其他部位尺寸保持合適的比例關系,比值以取上限爲宜。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不很顯著,一般只在很小範圍內變動。 
炉腹:高炉熔化和造渣的主要区段,呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点,其直径自上而下逐渐缩小,形成一定的炉腹角。炉腹的存在,使燃烧带处于合适位置,有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定,但不能过高或过低,一般为3.0~3.6m。炉腹角一般为79~82 ;过大,不利于煤气流分布;过小,则不利于炉料顺行。 
爐缸:高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區域,呈圓筒形。出鐵口、渣口和風口都設在爐缸部位,因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學侵蝕最劇烈的部位,對高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質量和品種都有極重要的影響。 
爐底:高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力,而且受到1400~4600℃的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度,並且表面生成渣皮(或鐵殼),才能阻止其進一步受到侵蝕,所以必需對爐底進行冷卻。通常采用風冷或水冷。目前我國大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底,大大改善了爐底的散熱能力。  
爐基:它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層,因而其形狀都是向下擴大的。高爐和爐基的總重量常爲高爐容積的10~18倍(噸)。爐基不許有不均勻的下沈,一般爐基的傾斜值不大于0.1%~0.5%。高爐爐基應有足夠的強度和耐熱能力,使其在各種應力作用下不致産生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形,以減少熱應力的不均勻分布。  
爐襯:高爐爐襯組成高爐的工作空間,並起到減少高爐熱損失、保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌築而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響,各部位工作條件不同,受損壞的機理也不同,因此必須根據部位、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火材料。
爐喉護板:爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下,工作條件十分惡劣,維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調節的先決條件。爲此,在爐喉設置保護板(鋼磚)。小高爐的爐喉保護板可以用鑄鐵做成開口的匣子形狀;大高爐的爐喉護板則用100~150mm厚的鑄鋼做成。爐喉護板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護板還起著調節爐料和煤氣流分布的作用。
2、高爐除塵器 
用來收集高爐煤氣中所含灰塵的設備。高爐用除塵器有重力除塵器、離心除塵器、旋風除塵器、洗滌塔、文氏管、洗氣機、電除塵器、布袋除塵器等。粗粒灰塵(>60~90um),可用重力除塵器、離心除塵器及旋風除塵器等除塵;細粒灰塵則需用洗氣機、電除塵器等除塵設備。
3、高爐鼓風機
高爐最重要的動力設備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣,而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動力。現代大、中型高爐所用的鼓風機,大多用汽輪機驅動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。近年來使用大容量同步電動鼓風機。這種鼓風機耗電雖多,但啓動方便,易于維修,投資較少。高爐冶煉要求鼓風機能供給一定量的空氣,以保證燃燒一定的碳;其所需風量的大小不僅與爐容成正比,而且與高爐強化程度有關、一般按單位爐容2.1~2.5m3/min的風量配備。但實際上不少的高爐考慮到生産的發展,配備的風機能力都大于這一比例。
4、高爐熱風爐
热风炉是为高炉加热鼓风的设备,是现代高炉不可缺少的重要组成部分。现代热风炉是一种蓄热式换热器。目前风温水平为1000℃~1200 ℃ ,高的为1250 ℃~1350 ℃ ,最高可达1450 ℃~1550 ℃。 提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明,采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。
5、鐵水罐車   
鐵水罐車用于運送鐵水,實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下,用于高爐或混鐵爐等出鐵。
3、高爐煉鐵用耐火材料
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。
通常,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭,0.2-0.4噸熔劑,總計需要2-3噸原料。爲了保證高爐生産的連續性,要求有足夠數量的原料供應。
因此,無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。
生鐵的冶煉雖原理相同,但由于方法不同、冶煉設備不同,所以工藝流程也不同。下面分別簡單予以介紹。 
高爐生産是連續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐爲一代)能連續生産幾年到十幾年。生産時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料鬥組成,現代化高爐是鍾閥爐頂和無料鍾爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300攝氏度),噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵後,作爲工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。
生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其它国家还是中国,高炉的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是4063立方米,日产生铁超过10000吨,炉渣4000多吨,日耗焦4000多吨。
4、高爐基本操作制度
1、炉前操作的任务  ①、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具,按规定的时间分别打开渣、铁口,放出渣、铁,并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内,渣铁出完后封堵渣、铁口,以保证高炉生产的连续进行。  ②、完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。 ③、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。  ④、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。
2、高爐爐況穩定順行:一般是指爐內的爐料下降與煤氣流上升均勻,爐溫穩定充沛,生鐵合格,高産低耗。
3、操作制度:根據高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料條件、生産計劃及品種指標要求)制定的高爐操作准則。
4、高爐基本操作制度:装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。       宜兴耐火材料廠宜興凯发K8旗舰厅APP下载特種耐火材料有限公司專業生産以下産品:各類耐火板承燒板推板棚板硼板匣缽坩鍋電瓷耐火磚耐火材料,各類碳化矽三明治氧化剛玉氧化锆高鋁堇青石莫來石澆注料耐火産品,詳細了解或者咨詢耐火材料信息请联系(汪勇:13585042015 QQ:24699159 微信号:bianluo)。