煉鐵廠工藝介紹課件

煉鐵工藝及工廠介紹國家工業(yè)建構筑物質量安全鑒定檢驗中心煉鋼基本工藝流程燒結燒結是鋼鐵生產(chǎn)工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，它是將鐵礦粉、粉（無煙煤）和石灰按一定配比混勻，經(jīng)燒結而成的有足夠強度和粒度的燒結礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結熟料煉鐵對于提高高爐利用系數(shù)、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。球團焦化裝爐煤經(jīng)過高溫干餾轉化為焦炭、焦爐煤氣和化學產(chǎn)品的工藝過程。即煤炭焦化。指主要從硬煤和褐煤中生產(chǎn)焦炭、煤氣、干餾炭及煤焦油或瀝青等副產(chǎn)品的煉焦爐的操作活動。焦炭是高爐冶煉的主要燃料。焦化煉鐵將金屬鐵從含鐵礦物（主要為鐵的氧化物）中提煉出來的工藝過程，主要有高爐法，直接還原法，熔融還原法，等離子法。高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭，一氧化碳，氫氣等燃料及熔劑（從理論上說把活動性比鐵的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來）裝入高爐中冶煉,去掉雜質而得到金屬鐵（生鐵）。2、高爐煉鐵原、燃料高爐煉鐵主要原、燃料為鐵礦石、燃料、熔劑。①鐵礦石◆鐵礦石種類鐵礦石分為天然礦和人造富礦。天然礦按鐵氧化物的主要礦物形態(tài)，分為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。煉鐵常用的天然礦有澳礦、印度礦等。錳礦一般在洗爐、生產(chǎn)錳鐵時才使用,在高爐開爐時為改善渣鐵流動性，也加入一部分錳礦。燒結礦和球團礦統(tǒng)稱人造富礦，人造富礦的出現(xiàn)解決了精礦粉、富粉礦的利用問題,同時用人工手段改變礦石的冶煉性能,所以人造富礦優(yōu)于天然礦。燒結礦一般為堿性，球團礦為酸性，通過燒結礦和球團礦搭配入爐形成合適的爐渣堿度。◆鐵礦石代用品高爐爐塵、轉爐爐塵、軋鋼皮等，這些原料均要加入人造富礦原料中使用?！魧﹁F礦石的質量要求貫徹精料方針，可概括為：“高、熟、凈、小、勻、穩(wěn)”六個字。煉鐵工作者經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐總結出“七分原料三分操作”或“四分原料三分設備三分操作”說明精料對高爐生產(chǎn)決定性影響。高爐煉鐵基本原理10③熔劑由于高爐造渣的需要，入爐中常需配加一定數(shù)量的助熔劑，簡稱熔劑。由于目前高爐采用大部分人造富礦冶煉，熔劑在燒結生產(chǎn)時已添加到燒結礦中，形成堿性燒結礦，高爐一般不需單獨吃熔劑。Ⅰ熔劑種類主要有石灰石（CaO3)、白云石[Ca(MgO)CO3]、硅石(SiO2))、螢石(CaF2)。高爐開爐時，為了平衡堿度及增加渣量，吃一部分灰石和硅石。螢石只有需要洗爐時才使用。Ⅱ對熔劑的要求

有效成分(CaO+MgO)含量高;熔劑中S、P雜質要少。高爐煉鐵基本原理124、高爐內爐料的分布按狀態(tài)不同分為五個區(qū)域：塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風口回旋區(qū)、渣鐵貯存區(qū)。高爐內爐料狀態(tài)分布示意圖軟熔帶示意圖一、高爐煉鐵基本原理145、爐內各區(qū)域的反應及特征塊狀帶：爐料中水分蒸發(fā)及受熱分解，鐵礦石還原，爐料與煤氣熱交換；焦炭與礦石層狀交替分布，呈固體狀態(tài)；以氣固相反應為主。軟熔帶：爐料在該區(qū)域軟化，在下部邊界開始熔融滴落；主要進行直接還原反應，初渣形成。滴落帶：滴落的液態(tài)渣鐵與煤氣及固體碳之間進行多種復雜的化學反應。風口回旋區(qū)：焦炭及煤粉與鼓入的熱風發(fā)生燃燒反應，產(chǎn)生高熱煤氣，是爐內溫度最高的區(qū)域。渣鐵貯存區(qū)：在渣鐵層間的交界面及鐵滴穿過渣層時發(fā)生渣金反應。一、高爐煉鐵基本原理156、爐內鐵礦石中鐵元素的還原反應◆間接還原：用CO、H2為還原劑還原鐵的氧化物，產(chǎn)物為CO2、H2O的還原反應。Fe2O3的間接還原反應（不可逆反應）

C＋O2=2CO，3Fe2O3＋CO＝2Fe3O4＋CO2C＋H2O＝CO＋H2，3Fe2O3＋H2＝2Fe3O4＋H2O

Fe3O4和FeO的間接還原反應（可逆反應）＞570℃：3Fe3O4＋CO＝2FeO＋CO23Fe3O4＋H2＝2FeO＋H2OFeO＋CO＝Fe＋CO2FeO＋H2＝Fe＋H2O

＜570℃：Fe3O4＋CO＝Fe＋CO2Fe3O4＋H2＝Fe＋H2O◆直接還原：用C作為還原劑，最終氣體產(chǎn)物為CO的還原反應。

3Fe2O3＋C＝2Fe3O4＋COFe3O4＋C＝3FeO＋COFeO＋C＝Fe＋CO◆直接、間接還原區(qū)域劃分：取決于爐內溫度分布低溫區(qū)＜800℃基本為間接還原中溫區(qū)800～1100℃直接還原與間接還原共存高溫區(qū)＞1100℃全部為直接還原一、高爐煉鐵基本原理167、鐵礦石中非鐵元素的還原

◆

Mn的還原

MnO2－Mn2O3-Mn3O4-MnO-Mn

◆

Si的還原

≥1500℃

SiO2－SiO-Si

≤1500℃

SiO2-Si

◆P的還原原料中的P幾乎100%被還原，高爐操作無法控制。8、爐料與煤氣運動

◆爐內煤氣流三次分布：

ⅰ自風口向上和向中心擴散；

ⅱ穿過滴落帶并在軟熔帶焦炭夾層中作橫向運動；

ⅲ曲折向上通過塊狀帶。

◆爐料下降的必要條件：

ⅰ風口前燃料的燃燒

ⅱ爐料中的碳素參加直接還原的消耗

ⅲ固體爐料的熔化，形成液態(tài)的渣、鐵

ⅳ定期放出渣、鐵

ⅴ爐料的相互填充一、高爐煉鐵基本原理17高爐設備介紹[高爐設備]高爐熱風爐介紹:熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現(xiàn)。理論研究和生產(chǎn)實踐表明，采用優(yōu)化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。高爐設備介紹[高爐設備]鐵水罐車:鐵水罐車用于運送鐵水，實現(xiàn)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。煉鋼煉鋼：生鐵→鋼需要做到：①降：降低含碳量②除：除去硫、磷等雜質

③調：調節(jié)合金元素的含量基本反應原理：利用氧化還原反應，在高溫下，用氧化劑（用純氧氣）把生鐵中過多的碳和其它雜質氧化除去。煉鋼現(xiàn)代煉鋼法：轉爐煉鋼法1.空氣轉爐煉鋼法2.氧氣轉爐煉鋼法3.復合吹煉轉爐煉鋼電弧爐煉鋼法平爐煉鋼法煉鋼煉鋼預處理在鐵水進入煉鋼爐冶煉前，除去其中的某些有害成分或提取其中某些有益成分的工藝過程?？煞譃槠胀ㄨF水預處理和特殊鐵水預處理。前者有鐵水預脫硫，鐵水預脫硅，鐵水預脫磷；后者有鐵水提釩，鐵水提鈮，鐵水脫鉻等。煉鋼預處理原理鐵水預處理是在原則上不外加熱源的情況下，利用處理劑中活性物質和鐵水中待脫除(或富集)元素進行快速反應，形成穩(wěn)定的渣相而和鐵水分離的過程。工藝

鐵水溝連續(xù)處理法，鐵水罐噴吹法，機械攪拌法，專用爐法，搖包法，轉鼓法，鐘罩法以及噴霧法等。煉鋼預處理重要的工藝節(jié)點：

兌鐵（如果不是專用的預處理罐則沒有）

前扒渣

預處理（脫硫、脫磷等）

后扒渣

出鐵煉鋼預處理煉鋼預處理煉鋼混鐵爐高爐和轉爐之間的煉鋼輔助設備。主要用于調節(jié)和均衡高爐和轉爐之間鐵水供求的設備，保證不間斷地供給轉爐需要的鐵水，鐵水在混鐵爐中儲存和混勻鐵水成份及均勻溫度，對轉爐煉鋼非常有利。煉鋼混鐵爐煉鋼混鐵爐煉鋼混鐵爐煉鋼鐵水冶煉煉鋼鐵水冶煉設備：

轉爐，電爐，平爐轉爐：對鐵水進行冶煉操作電爐：對不銹鋼廢鋼塊、生鐵塊等進行冶煉操作平爐：基本已經(jīng)不再使用煉鋼轉爐爐體可轉動，用于吹煉鋼的冶金爐。轉爐按爐襯的耐火材料性質分為堿性（用鎂砂或白云石為內襯）和酸性（用硅質材料為內襯）轉爐；按氣體吹入爐內的部位分為底吹、頂吹和側吹轉爐；按吹煉采用的氣體，分為空氣轉爐和氧氣轉爐。煉鋼轉爐轉爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是：靠轉爐內液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內的氧進行化學反應所產(chǎn)生的熱量，使金屬達到出鋼要求的成分和溫度。煉鋼轉爐轉爐冶煉的爐料主要為鐵水、造渣料（如石灰、石英、螢石等）、鐵合金（如硅鐵、錳鐵等）、脫氧劑（如硅化鐵等）以及增碳劑（如碳粉等），為調整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。煉鋼轉爐重要的工藝節(jié)點：

兌鐵

投料

吹氧

出鋼

扒渣

煉鋼轉爐廢鋼投料煉鋼轉爐轉爐吹煉煉鋼轉爐轉爐出鋼煉鋼轉爐氧槍氧氣轉爐煉鋼中的主要工藝設備之一煉鋼電爐電爐以電為熱源，可以迅速熔化廢鋼和合金，而且可以基本密閉，排除大氣的作用。電爐一般容量較?。ㄍD爐和平爐比），操作成本較高。由于這些特點，電爐煉鋼法曾主要用來生產(chǎn)特殊鋼或合金鋼。電爐冶煉的原料一般為廢鋼，特別是不銹鋼廢鋼，根據(jù)工藝需求，可能還會有一部分海面鐵煉鋼電爐電爐結構圖煉鋼電爐直流超高功率電爐煉鋼電爐電爐出鋼煉鋼精煉

鋼水爐外精煉是將原來在轉爐、電爐完成的部分精煉任務，移到爐外的鋼包或專用容器中進行，以便更有效地獲得優(yōu)質、低耗和多品種的鋼水。轉爐、電爐中只承擔溶化、去磷、脫硫和升溫的任務，減輕了負擔，技術經(jīng)濟指標顯著改善。常用的爐外精煉方法

鋼水爐外精煉的方法很多，大約有近30種。為實現(xiàn)爐外精煉任務，可采用鋼包吹氬、真空處理、吹氧、加熱和噴粉、喂絲等手段。根據(jù)不同的精煉目的，選擇一種或幾種精煉手段組合的精煉方法。在常壓下精煉鋼水的方法帶浸入罩吹氬微調成分與化學升溫（CAS或CAS-OB）煉鋼精煉喂絲法（WF法）噴粉法（TN法和SL法）鋼包吹Ar埋弧精煉法（LF法）氬氧脫碳精煉法（AOD）以鋼液真空脫氣為主的精煉方法鋼水循環(huán)真空脫氣法（RH法）鋼包提升真空脫氣法（DH法）鋼包真空吹氬法（VD）以真空吹氧脫碳、脫氣為主的精煉方法真空吹氧脫碳法（VOD）真空循環(huán)脫氣吹氧法(RH-KTB法)煉鋼精煉煉鋼鋼水澆鑄鋼水澆鑄有模鑄和連續(xù)澆鑄（簡稱“連鑄”）二種方法。模鑄是傳統(tǒng)的鑄造方法，雖然存在很多缺陷和問題，但不少鋼廠仍然采用模鑄作為澆鑄的手段。同時，由于它具有某些特殊的優(yōu)點，仍然是某些鋼種從鋼水變成鋼錠的主要澆鑄方法。連鑄是在經(jīng)過幾十年的發(fā)展得到廣泛應用的新技術新工藝。由于它的明顯優(yōu)點，如產(chǎn)品成本低、金屬收得率高、基建投資少、質量好、勞動條件好等，已正在取代模鑄成為鑄造方法的主體。煉鋼模鑄模鑄是傳統(tǒng)的澆注方法。模鑄必須要有鋼錠模。鋼錠模有不同的形狀及不同型號。模鑄又有上鑄和下鑄之分，上鑄由于固有的缺陷大多數(shù)情況下已被下鑄法所代替。模鑄坯的斷面形狀有方形、圓形、矩形、多角形等。鋼水——模鑄——開坯——成材工藝路線的收得率低。而鋼水連鑄成材工藝路線的收得率高，產(chǎn)品質量高。模鑄一般用于澆鑄一些高碳高合金鋼以及一些特殊規(guī)格要求的坯錠。煉鋼模鑄煉鋼模鑄煉鋼模鑄煉鋼連鑄連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設備包括回轉臺、中間包，結晶器、拉矯機等。連鑄的目的

將鋼水鑄造成鋼坯連鑄自動化控制連鑄機拉坯輥速度控制、結晶器振動頻率的控制、定長切割控制等控制技術連鑄工藝的重要工藝名詞澆次

煉鋼連鑄煉鋼連鑄將裝有精煉好鋼水的鋼包運至回轉臺，回轉臺轉動到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個結晶器中去。