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文檔簡介

1、2022/7/25/03:28:021主要內(nèi)容2.1 高爐冶煉用原料(raw materials)2.2 高爐煉鐵原理2.3 高爐結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)備2.4 高爐操作2022/7/25/03:28:0222.1 高爐冶煉用原料2.1.1 主要原料2.1.2 燒結(jié)(sintering)2.1.3 球團(tuán)(pelletizing)2022/7/25/03:28:0232.1.1.1 幾個(gè)基本概念1 礦物(Minerals):地殼中具有均一內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及一定物理、化學(xué)性質(zhì)的天然化合物或自然元素稱為礦物。其中能夠?yàn)槿祟惱玫姆Q為有用礦物。 2 礦石(Ore):在現(xiàn)代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,能以工業(yè)規(guī)模從中提取

2、金屬、金屬化合物或其它產(chǎn)品的礦物稱為礦石。3 礦石的品位(Ore grade):礦石中有用成分的質(zhì)量百分含量,稱為該礦石的品位。4 脈石(Gauge):礦石中沒有用的成分稱為脈石,一般在冶煉過程中需要去除。2022/7/25/03:28:0245、富礦(high-grade ore):含鐵品位50%的鐵礦石 赤鐵礦:理論含鐵量70% 磁鐵礦:理論含鐵量72.4% 菱鐵礦:理論含鐵量48 . 3% 褐鐵礦:理論含鐵量55 . 266.1% 6、貧礦(lean ore):實(shí)際含鐵量低于理論含鐵量70%的鐵礦石稱貧礦(必須經(jīng)過選礦后使用)7、塊礦(lump ore)和粉礦(fine ore)扣除CO

3、2和結(jié)晶水富礦破碎、篩分塊礦(510mm),上限粉礦(5mm)供燒結(jié)廠生產(chǎn)燒結(jié)礦大中型高爐45mm中小型高爐6080%浮選磁鐵礦 細(xì)磨 -200目6080%磁選褐鐵礦 先磁化焙燒 后細(xì)磨 磁選菱鐵礦 細(xì)磨 -200目6080%浮選2022/7/25/03:28:0262.1.1.2 主要原料高爐冶煉用的原料主要有鐵礦石(天然富礦和人造富礦)、燃料(fuel)(焦炭和噴吹燃料)、熔劑(flux)(石灰石與白云石等)。冶煉1t生鐵大約需要1.62.0t礦石,0.40.6t焦炭(coke),0.20.4t熔劑。高爐冶煉是連續(xù)生產(chǎn)過程,必須盡可能為其提供數(shù)量充足、品味高、強(qiáng)度好、粒度均勻粉末少、有害雜

4、質(zhì)少及性能穩(wěn)定的原料。2022/7/25/03:28:027鐵礦石磁鐵礦(Fe3O4)-magnettie赤鐵礦(Fe2O3)-hematite褐鐵礦(mFe2O3nH2O)-limonite 菱鐵礦(FeCO3)-siderite 2022/7/25/03:28:028鐵礦石處理工藝流程礦石(ore)破碎(crush)篩分(screen)富礦(high-grade ore)混勻(mix)高爐;礦石破碎篩分貧礦 (lean ore)磨礦 (grinding)篩分選礦 造塊人造富礦高爐2022/7/25/03:28:029燃料焦炭的作用:發(fā)熱劑、還原劑及料柱骨架。 粒度:大型高爐 4060mm;

5、 中型高爐 2540mm; 小型高爐 1525mm;噴吹燃料: 固體(無煙煤與煙煤粉) 液體(重油、煤焦油) 氣體(天然氣或焦?fàn)t煤氣)2022/7/25/03:28:0210熔劑熔劑主要使用石灰石(calcite) 和白云石(dolomite);熔劑的要求:有效成分含量高(CaO+MgO);有害雜質(zhì)S、P低;粒度均勻,強(qiáng)度好,粉末少。熔劑的作用:助熔,改善流動性,使渣鐵容易分離;脫硫(焦炭和礦石中S)。2022/7/25/03:28:02112.1.2 燒結(jié)(sintering)將各種粉狀鐵礦粉,配入適宜的燃料和熔劑,均勻混合,然后放在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火燒結(jié)。在燃料燃燒產(chǎn)生高溫和一系列物理化學(xué)變化作用

6、下,部分混合料顆粒表面發(fā)生軟化熔融,產(chǎn)生一定數(shù)量的液相,并潤濕其它未融化的礦石顆粒。冷卻后,液相將礦粉顆粒粘結(jié)成塊。這一過程叫是燒結(jié),所的到的塊礦叫燒結(jié)礦。2022/7/25/03:28:0212燒結(jié)生產(chǎn)的必要性 在自然界中,能直接用于高爐冶煉的富礦越來越少,使得人們不得不開采貧礦(含鐵品位2540%),但貧礦直接入爐是不經(jīng)濟(jì)的,仍須經(jīng)過選礦提高其品位。要選礦,必須對礦石進(jìn)行破碎研磨,因此鐵礦粉選礦后粒度組成不符合高爐冶煉的要求,必須經(jīng)過造塊后方可用于冶煉。2022/7/25/03:28:0213燒結(jié)礦的優(yōu)點(diǎn) 燒結(jié)礦是人工制造的礦石,它比天然礦石有許多優(yōu)點(diǎn),通常含鐵量高,粒度組成均勻,氣孔率大

7、,成分穩(wěn)定,還原性能好。另外,含堿性熔劑,高爐造渣性能好,具有良好的冶金性能。高爐使用燒結(jié)礦,可提高產(chǎn)量,降低燃料消耗。燒結(jié)工藝流程2022/7/25/03:28:02152022/7/25/03:28:0216武鋼三燒396m2鼓風(fēng)環(huán)式冷卻機(jī)2022/7/25/03:28:0217燒結(jié)過程示意圖燒結(jié)料層有明顯的分層,依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層、燃燒層、預(yù)熱和干燥 層、過濕層,然后又 相繼消失,最后剩下 燒結(jié)礦層。2022/7/25/03:28:0218400m2帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)2022/7/25/03:28:0219燒結(jié)過程的主要反應(yīng)燃燒反應(yīng):C+O2,燒結(jié)廢氣中以CO2為主,存在少量CO,還有一些自由

8、氧和氮。 2C+O2=2CO; C+O2=CO2分解反應(yīng): 結(jié)晶水的分解:褐鐵礦(mFe2O3nH2O) 高嶺土(Al2O3 2SiO22H2O) 熔劑分解:CaCO3=CaO+CO2(750以上) MgCO3=MgO+CO2(720)2022/7/25/03:28:0220燒結(jié)過程的主要反應(yīng)還原與再氧化反應(yīng):Fe、Mn等 靠近燃料顆粒處:3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2; 遠(yuǎn)離燃料顆粒處:2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3; 3FeO+1/2O2=Fe3O4.氣化反應(yīng):脫硫8595。 FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 2FeS+7

9、/2O2=Fe2O3+2SO22022/7/25/03:28:0221燒結(jié)礦的形成燒結(jié)礦是一種由多種礦物組成的復(fù)合體。由含鐵礦物和脈石礦物組成的液相粘結(jié)在一起組成。含鐵礦物有磁鐵礦、方鐵礦(或浮氏體)、赤鐵礦粘結(jié)相主要有鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅灰石、硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣、鈣鐵灰石及少量反應(yīng)不全的游離石英和石灰。2022/7/25/03:28:0222礦物名SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3Fe3O4熔點(diǎn)()1730257027992042156515972022/7/25/03:28:0223 燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo) 燒結(jié)礦質(zhì)量對高爐冶煉有重大影響,改善其質(zhì)量是“精料”的主要措施。 對其質(zhì)

10、量評價(jià)指標(biāo)主要有化學(xué)成分、物理性能、冶金性能等。2022/7/25/03:28:0224 化學(xué)成分 高爐要求燒結(jié)礦化學(xué)成分穩(wěn)定,波動小,有害雜質(zhì)少。 主要包括TFe、FeO、S、堿度(CaO/SiO2)。 目前武鋼入爐燒結(jié)礦品位在55%56%左右,一級品允許波動范圍為0.5;堿度在1.90左右,一級品允許波動范圍為0.08;S含量一級品0.08%。2022/7/25/03:28:0225 物理性能 包括機(jī)械強(qiáng)度和粒度組成等。高爐要求燒結(jié)礦機(jī)械強(qiáng)度高,粉末少,粒度均勻。 燒結(jié)礦粒度小于5mm的稱之為粉末。粉末含量對高爐料柱透氣性影響很大。粉末含量高,高爐透氣性差,導(dǎo)致爐況不順,可能引起崩料或懸料

11、。 反應(yīng)機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo)為:轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、抗磨指數(shù)、篩分指數(shù)。 目前武鋼燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度大約在79%80%左右。2022/7/25/03:28:0226高溫冶金性能 低溫還原粉化率(RDI Reduction Degradation Index ):是指燒結(jié)礦在高爐上部約500還原氣氛下抗粉化的能力。 3.15mm粒級越小越好。 還原度(RI):是指燒結(jié)礦在900 還原氣氛下被還原成Fe的能力。還原度越高越好2022/7/25/03:28:0227燒結(jié)廠巡視2022/7/25/03:28:0228燒結(jié)機(jī)世界上90%以上燒結(jié)礦由抽風(fēng)帶式燒結(jié)機(jī)生產(chǎn),其主要設(shè)備為燒結(jié)臺車。2022/7/25/03:28:

12、0229 天然塊礦(生礦)氧化球團(tuán)酸性爐料堿性爐料: 高堿度燒結(jié)礦保證高爐爐渣堿度CaO/SiO2=11.25高爐爐料結(jié)構(gòu)精礦粉:用于生產(chǎn)氧化球團(tuán)粉礦+精礦粉:用于生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦氧化球團(tuán): 品位高(TFe6267%) 粒度均勻(915mm) 強(qiáng)度高(150200kg) 還原性好高堿度燒結(jié)礦:堿度(CaO/SiO2)1.6 機(jī)械強(qiáng)度好 冶金性能好: 還原性能,低溫還原粉化性能,軟熔性能2022/7/25/03:28:02302.1.3 球團(tuán)將準(zhǔn)備好的原料(細(xì)磨精礦或其他細(xì)磨粉狀物料、添加劑等),按一定比例經(jīng)過配料、混勻制成一定尺寸的小球,然后采用干燥焙燒或其他方法使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而

13、硬化固結(jié)這一過程即為球團(tuán)生產(chǎn)過程其產(chǎn)品即為球團(tuán)礦。球團(tuán)礦生產(chǎn)的工藝流程一般包括原料準(zhǔn)備、配料、混合、造球、干燥和焙燒、冷卻、成品和返礦處理等工序。 2022/7/25/03:28:0231 氧化球團(tuán): 品位高, 粒度均勻(915mm), 強(qiáng)度高(150200kg), 還原性好, 是一種優(yōu)質(zhì)的煉鐵原料品種TFeFeOCaOSiO2MgOAl2O3MnOSR巴西球團(tuán)65.811.610.473.670.730.490.13國產(chǎn)球團(tuán)63.210.171.226.010.480.760.20國產(chǎn)球團(tuán)64.201.881.333.661.591.510.080.030.36燒結(jié)礦56.337.8010.

14、225.372.452.230.270.0231.90南非塊礦63.260.761.332.490.531.510.150.030.53巴西塊礦66.624.230.707.940.231.110.09海南塊礦52.171.10.3513.30.020.80.050.520.032022/7/25/03:28:0232生產(chǎn)球團(tuán)礦的原料(1) 磁鐵精礦粉: TFe=6069% (Fe3O4理論品位72.4%) 粒度-200目(0.074mm)7080%(2)粘結(jié)劑:膨潤土(SiO266.7%, Al2O328.3%, H2O5%): 0.52.5%粘結(jié)劑的作用: (1) 吸收水分 (2) 改善精

15、礦粉造球性能 (3) 提高生球強(qiáng)度 (4) 提高生球爆裂溫度2022/7/25/03:28:0233基本工藝流程2022/7/25/03:28:0234球團(tuán)豎爐2022/7/25/03:28:02352022/7/25/03:28:0236豎爐生產(chǎn)對生球質(zhì)量的要求(1) 粒度要求: 915 mm(2) 抗壓強(qiáng)度: 0.81.0kg/個(gè)(3) 落下次數(shù): 3次 (0.5m高度自由落到鋼板上至破裂的次數(shù))(4) 爆裂溫度: 650 2022/7/25/03:28:0237鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)廠 鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)廠 2022/7/25/03:28:02382022/7/25/03:28:0239 9

16、00: 2Fe3O4 + 1/2O2-3Fe2O3 1100: Fe2O3晶粒長大形成強(qiáng)大的晶橋2022/7/25/03:28:0240950氧化: 保持足夠氧化時(shí)間, 使整個(gè)球團(tuán)充分氧化11501250長大: Fe2O3晶體再結(jié)晶長大, 球團(tuán)強(qiáng)度迅速提高1100: 溫度低于1100, Fe2O3再結(jié)晶緩慢,球團(tuán)強(qiáng)度差 1300: 溫度高于1300,Fe2O3開始分解Fe2O3Fe3O4 若升溫過快, 外層Fe2O3迅速長大, 阻礙O2向中心擴(kuò)散, 形成分層結(jié)構(gòu),球團(tuán)強(qiáng)度差.2022/7/25/03:28:02416, 8, 10, 16 m2豎爐, 8m2日產(chǎn)1000噸球團(tuán)礦 8m2豎爐焙燒

17、室有效高度(即從爐口到排礦器中心線之間的距離)7.510 m, 焙燒室有效容積6090m3 爐口平均有效寬度1.7m,長度4.65.1m 燃燒室容積6065m3優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,對材質(zhì)無特殊要求缺點(diǎn):單爐產(chǎn)量低,只適用于磁精粉球團(tuán)焙燒 由于豎爐內(nèi)氣體流難控制,焙燒不均勻造成球團(tuán)礦質(zhì)量不均勻2022/7/25/03:28:0242優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,可以處理各種礦石,生產(chǎn)各種球團(tuán)礦缺點(diǎn):易結(jié)圈2022/7/25/03:28:0243鼓風(fēng)干燥抽風(fēng)干燥預(yù)熱焙燒均熱鼓風(fēng) 冷卻一冷二冷優(yōu)點(diǎn):操作簡單,控制方便,可以處理各種礦石,生產(chǎn)能力大缺點(diǎn):上下層質(zhì)量不均,臺車易損,需要高溫合金,流程復(fù)雜帶式焙燒機(jī)2022

18、/7/25/03:28:02442.2 高爐煉鐵原理2.2.1 高爐冶煉過程及特點(diǎn)2.2.2 燃燒反應(yīng)2.2.3 還原反應(yīng)2.2.4 高爐爐渣與脫硫2.2.5 爐料與煤氣運(yùn)動 2.2.6 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2022/7/25/03:28:0245武鋼 6號高爐2022/7/25/03:28:0246寶鋼4號高爐 2022/7/25/03:28:0247芬蘭魯基(Ruukki)公司的1號高爐 2022/7/25/03:28:0248450m3高爐2022/7/25/03:28:024950m3小高爐2022/7/25/03:28:02502.2.1高爐冶煉過程及特點(diǎn)現(xiàn)代高爐生產(chǎn)過程是一個(gè)龐

19、大的生產(chǎn)體系,除高爐本體外,還有供料、送風(fēng)、煤氣凈化除塵、噴吹燃料和渣鐵處理等系統(tǒng)。高爐煉鐵的本質(zhì) 傳質(zhì)過程:礦石中的O2- O2- 進(jìn)入煤氣中,實(shí)現(xiàn)鐵與氧的分離 傳熱過程:煤氣攜帶的熱量傳給爐料,使?fàn)t料熔化成渣鐵,實(shí)現(xiàn)渣鐵分離O2-(礦)CO CO22022/7/25/03:28:0251高爐生產(chǎn)工藝流程2022/7/25/03:28:02522022/7/25/03:28:0253高爐結(jié)構(gòu)高爐是由耐火材料砌筑而成豎式圓筒形爐體,外有鋼板制成爐殼加固密封,內(nèi)嵌冷卻器保護(hù),爐子自上而下依次分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分。爐缸部分設(shè)有風(fēng)口、鐵口和渣口,爐喉以上為裝料裝置和煤氣封蓋及導(dǎo)出管

20、。2022/7/25/03:28:0254高爐爐內(nèi)爐料狀況及反應(yīng)2022/7/25/03:28:02552.2.2 燃燒反應(yīng)爐頂加入的焦炭,其中風(fēng)口前燃燒的碳量約占入爐總碳量的65%75%,是在風(fēng)口前與鼓風(fēng)中的O2燃燒,1721參加直接還原反應(yīng),10左右溶解進(jìn)入鐵水。燃燒反應(yīng)的作用: 為高爐冶煉過程提供主要熱源;為還原反應(yīng)提供CO、H2等還原劑;為爐料下降提供必要的空間。2022/7/25/03:28:0256燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)的機(jī)理一般認(rèn)為分兩步進(jìn)行:風(fēng)口前碳素的燃燒是不完全燃燒,生成CO并放出熱量。 由于鼓風(fēng)中總含有一定的水蒸氣,灼熱的C與H2O發(fā)生下列反應(yīng): C+H2O=CO+H2 -12

21、4390kJ 實(shí)際生產(chǎn)中的條件下,風(fēng)口前碳素燃燒的最終產(chǎn)物由CO、H2、N2組成。2022/7/25/03:28:0257回旋區(qū)及燃燒帶回旋區(qū):風(fēng)口前產(chǎn)生焦炭和煤氣流回旋運(yùn)動的區(qū)域稱為回旋區(qū)?;匦齾^(qū)和中間層組成焦炭在爐缸內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)的區(qū)域稱為燃燒帶。實(shí)踐中常以CO2降至12的位置定為燃燒帶界限。大型高爐的燃燒帶長度在10001500mm左右。2022/7/25/03:28:02582.2.3 還原反應(yīng)2.2.3.1 基本概念2.2.3.2 高爐內(nèi)鐵氧化物的還原2.2.3.3 高爐內(nèi)非鐵元素的還原2022/7/25/03:28:02592.2.3.1基本概念還原反應(yīng) 還原劑奪取金屬氧化物中的氧

22、,使之變?yōu)榻饘倩蛟摻饘俚蛢r(jià)氧化物的反應(yīng)。 高爐煉鐵常用的還原劑主要有CO、H2和固體碳。 鐵氧化物的還原順序 遵循逐級還原的原則。 當(dāng)溫度小于570時(shí),按Fe2O3Fe3O4Fe的順序還原。 當(dāng)溫度大于570時(shí),按Fe2O3Fe3O4 FeOFe的順序還原。2022/7/25/03:28:02602.2.3.2 高爐內(nèi)鐵氧化物的還原用CO和H2還原鐵氧化物 用CO和H2還原鐵氧化物,生成CO2和H2O還原反應(yīng)叫間接還原。 用CO作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)小于800的區(qū)域進(jìn)行。 用H2作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)8001100的區(qū)域進(jìn)行。用固體碳還原鐵氧化物 用固體碳還原鐵氧化物,生成CO

23、的還原反應(yīng)叫直接還原。 在高爐內(nèi)具有實(shí)際意義的只有FeO+C=Fe+CO的反應(yīng)。 直接還原要通過氣相進(jìn)行反應(yīng),其反應(yīng)過程如下:直接還原一般在大于1100的區(qū)域進(jìn)行,8001100區(qū)域?yàn)橹苯舆€原與間接還原同時(shí)存在區(qū),低于800的區(qū)域是間接還原區(qū)。 2022/7/25/03:28:02622.2.3.3 高爐內(nèi)非鐵元素的還原 錳的還原硅的還原磷的還原 鉛、鋅、砷的還原 2022/7/25/03:28:0263錳的還原 高爐內(nèi)錳氧化物的還原由高級向低級逐級還原直到金屬錳,順序?yàn)椋簭腗nO2到MnO可通過間接還原進(jìn)行還原反應(yīng)。MnO還原成Mn只能靠直接還原取得。MnO的直接還原是吸熱反應(yīng)。高爐爐溫是錳

24、還原的重要條件,其次適當(dāng)提高爐渣堿度,增加MnO的活度,也有利于錳的直接還原。還原出來的錳可溶于生鐵或生成Mn3C溶于生鐵。 2022/7/25/03:28:0264硅的還原硅的還原只能在高爐下部高溫區(qū)(1300以上)以直接還原的形式進(jìn)行: SiO2+2CSi2CO -628297kJSiO2在還原時(shí)要吸收大量熱量,硅在高爐內(nèi)只有少量被還原。 還原出來的硅可溶于生鐵或生成FeSi再溶于生鐵。 較高的爐溫和較低的爐渣堿度有利于硅的還原。 鐵水中的含硅量可作為衡量爐溫水平的標(biāo)志。2022/7/25/03:28:0265磷的還原 磷酸鐵(FeO)3P2O58H2O又稱藍(lán)鐵礦,藍(lán)鐵礦結(jié)晶水分解后,形成

25、多微孔的結(jié)構(gòu)較易還原,反應(yīng)式為: 磷酸鈣(主要存在形式)在高爐內(nèi)首先進(jìn)入爐渣,在11001300時(shí)用碳作還原劑還原磷,其還原率能達(dá)60;當(dāng)有SiO2存在時(shí),可以加速磷的還原: 磷在高爐冶煉條件下,全部被還原以Fe2P形態(tài)溶于生鐵。2022/7/25/03:28:0266鉛、鋅、砷的還原 還原出來的鉛(密度11.34g/cm3)易沉積于爐底,滲入磚縫,破壞爐底;部分鉛在高爐內(nèi)易揮發(fā)上升,遇到CO2和H2O將被氧化,隨爐料一起下降時(shí)又被還原,在爐內(nèi)循環(huán)。還原出來的鋅,在爐內(nèi)揮發(fā)、氧化、體積增大使?fàn)t墻破壞,或凝附于爐墻形成爐瘤。還原出來的砷,與鐵化合影響鋼鐵性能,使鋼冷脆,焊接性能大大降低。2022

26、/7/25/03:28:0267FeO + C = Fe + CO 650kcal/kgFeMnO + C = Mn + CO 1248kcal/kgMnSiO2+ 2C = Si + 2CO 5360 kcal/kgSi2Ca3(PO4)2+3SiO2+10C = 3Ca2SiO4+4P +10CO5471kcal/kg P鐵水主要成分:C、Si、Mn、P、S、 元素 收得率 鐵 99.7% 錳 4060% (煉鋼生鐵) 70%(鑄造生鐵) 磷 100%2022/7/25/03:28:02682.2.3.5生鐵的生成與滲碳過程 生鐵的生成:滲碳和已還原的元素進(jìn)入生鐵中,得到含F(xiàn)e、C、Si、

27、Mn、P、S等元素的生鐵。 滲碳過程 固體海綿鐵發(fā)生滲碳過程: (滲C有限,不到1)在1400左右時(shí),與熾熱的焦炭繼續(xù)進(jìn)行固相滲碳。熔化后的金屬鐵與焦炭發(fā)生滲碳反應(yīng):3Fe液+C焦=Fe3C液。 2022/7/25/03:28:02692.2.4 高爐爐渣與脫硫 高爐爐渣是鐵礦石中的脈石和焦炭(燃料)中的灰分等與熔劑相互作用生成低熔點(diǎn)的化合物,形成非金屬的液相。高爐爐渣的成分高爐爐渣作用成渣過程生鐵去硫2022/7/25/03:28:02702.2.4.1 高爐爐渣的成分高爐爐渣的來源:礦石中的脈石、焦炭(燃料)中的灰分、熔劑中的氧化物、被侵蝕的爐襯等。高爐爐渣的成分:氧化物為主,且含量最多的

28、是SiO2、CaO、Al2O3、MgO。 爐渣中氧化物的種類:堿性氧化物、酸性氧化物和中性氧化物。以堿性氧化物為主的爐渣稱堿性爐渣;以酸性氧化物為主的爐渣稱酸性爐渣。 爐渣的堿度(R):爐渣中堿性氧化物和酸性氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比表示爐渣堿度: 高爐爐渣堿度一般表示式:R=w(CaO)w (SiO2) 爐渣的堿度根據(jù)高爐原料和冶煉產(chǎn)品的不同,一般在1.01.25之間。 2022/7/25/03:28:02712.2.4.2 高爐爐渣的作用分離渣鐵,具有良好的流動性,能順利排出爐外。具有足夠的脫硫能力,盡可能降低生鐵含硫量,保證冶煉出合格的生鐵。具有調(diào)整生鐵成分,保證生鐵質(zhì)量的作用。保護(hù)爐襯,具

29、有較高熔點(diǎn)的爐渣,易附著于爐襯上,形成“渣皮”,保護(hù)爐襯,維持生產(chǎn)。2022/7/25/03:28:02722.2.4.2 成渣過程 (1)焦炭在風(fēng)口處完全燃燒,灰分進(jìn)入爐渣。 (2)石灰石在下降過程中,分解的CaO在滴落帶,被初渣溶解,參與造渣。 (3)礦石在塊狀帶固相反應(yīng)生成了低熔點(diǎn)的化合物沿焦炭縫隙流下,分離出初渣。隨后渣中(FeO)不斷還原進(jìn)入鐵中,至滴落帶,爐渣以滴狀下落,渣中FeO已降到23。 (4)滴落的初渣成分不斷變化,初渣開始是自然堿度,以后隨著SiO2的還原,石灰石渣化并加入焦炭灰分,經(jīng)過堿度波動之后形成終渣。 成渣過程中,軟熔帶對爐內(nèi)料柱透氣性影響很大,習(xí)慣上把這一帶叫成

30、渣帶。 2022/7/25/03:28:02732.2.4.3 生鐵去硫硫的來源:礦石、焦炭、熔劑和噴吹燃料中的硫分。爐料中焦炭帶入的硫最多,占7080。冶煉每噸生鐵由爐料帶入的總硫量稱硫負(fù)荷。爐渣去硫 爐渣去硫反應(yīng): FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO) 生成的FeO在高溫下與焦炭作用: (FeO)+C=Fe+CO-Q 總的脫硫反應(yīng)可寫成: FeS+(CaO)+C=(CaS)+Fe+CO-Q 爐外脫硫 高爐常用的爐外脫硫劑是蘇打粉(Na2CO3)。反應(yīng)式為: Na2CO3+FeS=Na2S+FeO+CO2-Q 還有石灰、白云石、電石、復(fù)合脫硫劑等。2022/7/25/03:28:027

31、4高爐中鐵水脫硫反應(yīng): 高爐渣的主要組成:CaO、MgO、 SiO2、 Al2O3、FeO、MnO、S燒結(jié)礦:CaO、 SiO2、MgO、Al2O3、S球團(tuán)礦、塊礦: SiO2、Al2O3、S焦炭、煤粉:SiO2、Al2O3、S高爐中8085%的S來自焦炭和煤粉主要成分: CaO SiO2 Al2O3 MgO FeO MnO CaS 3540 3540 15(18) 12 1.0 0.450.850.851.25w (Mn)一組二組三組0.40.4 1.01.02.0w (P)特級一級二級三級0.100.100.150.150.250.250.40w (S)特類一類二類三類0.020.020.

32、030.030.050.050.07鐵水溫度在14501550。按照Si含量的不同,將高爐鐵水分為煉鋼生鐵(w Si1.25%)和鑄造生鐵(w Si1.25%)。煉鋼生鐵中C含量在3.74.3%之間。我國生鐵產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn) 2022/7/25/03:28:02862.3 高爐結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)備2.3.1 高爐本體2.3.2 高爐附屬系統(tǒng)馬鋼2500m3高爐 2022/7/25/03:28:02872.3.1 高爐本體2.3.1.1 高爐內(nèi)型2.3.1.2 爐頂裝料裝置2022/7/25/03:28:02882.3.1.1 高爐內(nèi)型高爐是一個(gè)豎立圓筒形爐子,其內(nèi)部工作空間形狀稱為高爐內(nèi)型,即通過高爐中

33、心線的剖面輪廓。高爐內(nèi)型一般由爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉五段組成。爐型設(shè)計(jì)合理,能促進(jìn)高爐冶煉指標(biāo)的改善和延長高爐的使用壽命,故爐型是高爐最基本的工藝參數(shù)?,F(xiàn)代高爐向大型化發(fā)展,合理爐型總的趨勢是矮胖化。2022/7/25/03:28:02892.3.1.1 高爐內(nèi)型高爐有效容積:超大型高爐 :Vu3000m3大型高爐:Vu15002500m3中型高爐 :Vu6001000m3小型高爐:Vu 300m3以下我國第一座超大型高爐是1985年9月15日建成投產(chǎn)的寶鋼1號高爐4063m3。到目前為止,我國已經(jīng)建成投產(chǎn)32004350m3超大型高爐近20座,5000m3級超大型高爐有河北曹妃甸首鋼京唐鋼鐵公司的2座5500m3高爐、沙鋼5860m3。一座4000m3級高爐日產(chǎn)生鐵量達(dá)到10000 以上。2022/7/25/03:28:02902.3.1.2 爐頂裝料裝置高爐爐頂裝料設(shè)備的作用是按冶煉要求,向爐內(nèi)合理布料,同時(shí)要嚴(yán)密封住爐內(nèi)荒煤氣不逸出爐外。常用的爐頂裝料設(shè)備主要有鐘式爐頂和溜槽式(亦稱無鐘式)爐頂。2022/7/25/03:28:0291鐘式爐頂1旋轉(zhuǎn)布料器;2煤氣封蓋;3均壓室;4大料鐘;5大料斗;6小料

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