高爐煉鐵工藝和設(shè)備(初稿).ppt

1、1,高爐煉鐵工藝和設(shè)備,柴XY,2,第一章 概述（一） 高爐基本知識(shí)概述 1 鋼和鐵的區(qū)別,生鐵：C含量大于2.1%。根據(jù)生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵（白口鐵）、鑄造生鐵（灰口鐵）和球墨鑄鐵等幾種。生鐵堅(jiān)硬、耐磨、鑄造性好，但生鐵脆，不能鍛壓。 鋼： C含量0.0218%- 2.1%。,3,2 反應(yīng)基本原理,Fe203十CO2Fe3O4十CO2 Fe304十CO3FeO十C02 FeO十COFe十CO2,4,高爐：橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸五部分 。,3 反應(yīng)容器 高爐,5,6,7,出鐵口,8,煉鐵工序

2、在鋼鐵工業(yè)中有承上啟下的作用。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的高物耗，高能耗，高汚染主要是體現(xiàn)在煉鐵系統(tǒng)。其工序能耗占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗的70%，汚染物排放為三分二。,9,冶煉時(shí)，從爐頂不斷地裝入鐵礦石（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦等）、焦炭、熔劑（石灰石、白云石），從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（10001300），噴入油、煤或天然氣等燃料。隨著焦炭等燃料的燃燒，產(chǎn)生熱煤氣流由下而上運(yùn)動(dòng)，而爐料則由上而下運(yùn)動(dòng)，互相接觸，進(jìn)行熱交換，逐步還原，熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口放出。集體流程如下:,10,（1）原燃料通過(guò)主皮帶上至高爐爐頂裝料設(shè)備，通過(guò)大鐘或布料溜槽均勻分布到爐喉。,爐頂裝料設(shè)備分為鐘 式爐頂和無(wú)料鐘爐頂： 無(wú)

3、料鐘爐頂因其設(shè)備簡(jiǎn) 單、密封性能良好、布 料手段靈活多樣，近年 來(lái)已經(jīng)逐步取代鐘式爐 頂,11,鐘式爐頂 無(wú)料鐘爐頂,圖 6 并罐式無(wú)鐘爐頂裝置示意圖 1皮帶運(yùn)輸機(jī)；2受料漏斗；3上閘門； 4上密封閥；5儲(chǔ)料倉(cāng)；6下閘門； 7下密封閥；8叉型漏斗；9中心喉管； 10冷卻氣體充入管；11傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)； 12探尺；13旋轉(zhuǎn)溜槽；14爐喉煤氣封蓋； ； 17料倉(cāng)支撐輪；18電子秤壓頭； 19支撐架；20下部閘門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)； 21波紋管；22測(cè)溫?zé)犭娕迹?3氣密箱； 24一更換滑槽小車；25一消音器,12,（2）上部裝入的鐵礦石、燃料和熔劑在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（10001300

4、），噴入油、煤或天然氣等燃料，燃料燃燒產(chǎn)生大量高溫還原性氣體向上運(yùn)動(dòng)，爐料經(jīng)過(guò)加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一系列物理化學(xué)過(guò)程，最后生成液態(tài)爐渣和生鐵。,13,（3）還原反應(yīng)生成的鐵匯聚到爐缸定期從出鐵口放出，鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口一起排出。,14,（4）煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣,15,1)長(zhǎng)期連續(xù)生產(chǎn)，高爐從開爐到大修（現(xiàn)在一代爐齡已達(dá)15年）停爐這一期間 內(nèi)一直不停地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，僅在設(shè)備檢修或發(fā)生事故時(shí)才暫停生產(chǎn)（即休風(fēng)）。 2)規(guī)模大型化，目前已有5860m3的高爐，日產(chǎn)萬(wàn)噸生鐵。 3)機(jī)械、自動(dòng)化程度越來(lái)越

5、高。 4)生產(chǎn)的聯(lián)合性，從高爐本身來(lái)說(shuō)，從上料到出鐵、出渣，從送風(fēng)到煤氣回收，各系統(tǒng)都必須有機(jī)的協(xié)調(diào)聯(lián)合工作。在整個(gè)鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)中，高爐也是重要的一環(huán)，它的事故或停產(chǎn)都會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。,4 高爐生產(chǎn)的特點(diǎn),16,5 高爐煉鐵的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)與相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋,(1)利用系數(shù) 利用系數(shù)一般指的是容積利用系數(shù),即高爐一立方米容積每日生產(chǎn)的合格煉鋼生鐵產(chǎn)量（t/m3.d），是高爐一日的產(chǎn)量（P）與高爐容積（V）的比值。我國(guó)的利用系數(shù)按高爐有效容積計(jì)算，歐美用工作容積計(jì)算，分別稱為有效容積利用系數(shù)和工作容積利用系數(shù)。另外還有爐缸面積利用系數(shù),即單位一平方米爐缸面積每日生產(chǎn)的合格煉鋼生鐵產(chǎn)量，是

6、高爐一日的產(chǎn)量（P）與高爐爐缸面積（A）的比值。 (2)冶煉強(qiáng)度I 現(xiàn)分為焦炭冶煉強(qiáng)度和綜合冶煉強(qiáng)度，焦炭冶煉強(qiáng)度是一日一立方米高爐容積消耗的焦炭量（t/m3.d），即高爐一日入爐的焦炭量（Qk）與高爐容積（V）的比值。一日一立方米高爐容積消耗的焦炭量和噴吹燃料的總和是綜合冶煉強(qiáng)度（t/m3.d），即高爐一日入爐的焦炭量（Qk）與噴吹燃料量（Q噴）相加與高爐容積（V）的比值。,17,(3)焦比 K：它是冶煉一噸生鐵所需的焦炭量(kg/t）。,18,(4)熱風(fēng)溫度:送風(fēng)系統(tǒng)送入的熱風(fēng)溫度。 提高100，風(fēng)口前理論燃燒溫度升高60，降低燃料比15kg/t，允許多噴吹煤粉30kg/t，有較高煉鐵的經(jīng)

7、濟(jì)效益。目前，我國(guó)煉鐵指標(biāo)之中與國(guó)際先進(jìn)水平相比，差距最大的地方是熱風(fēng)溫度偏低，相差100150。國(guó)外先進(jìn)水平的熱風(fēng)溫度為1250以上，領(lǐng)先水平為1300。09年，風(fēng)溫較高的企業(yè)有：太鋼1217、首鋼1217、寶鋼1203、三明1189、攀鋼1193、鞍鋼1186等。但是，尚有7個(gè)企業(yè)風(fēng)溫低于1000。,19,(5)焦炭負(fù)荷：是每批爐料中鐵礦石總量（包括燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、天然塊礦和錳礦等）（Q礦）與每批爐料中焦炭量（Q焦）的比值。 (6)休風(fēng)率： 休風(fēng)率是高爐休風(fēng)停產(chǎn)時(shí)間占規(guī)定日歷作業(yè)時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。所謂規(guī)定日歷作業(yè)時(shí)間是指日歷時(shí)間減去計(jì)劃大、中修時(shí)間。 (7)煤比 Y：煤比是冶煉一噸生鐵所噴吹的

8、煤粉量（kg/t）。 高爐噴 煤是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是降低煉鐵生產(chǎn)成本的重要手段，也是減少煉焦過(guò)程中環(huán)境污染的有利措施。我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)高爐噴煤比已達(dá)國(guó)際水平，但仍有較大提升的余地。09年噴煤比較高的企業(yè)有：太鋼185kg/t、寶鋼180 kg/t、新興鑄管172 kg/t、武鋼173 kg/t、萊鋼172 kg/t、鞍鋼168 kg/t。 (8)燃料比：它是指冶煉一噸生鐵所消耗的干焦量與煤粉之和。 2006年國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)公布，世界高爐平均燃料比為543 kg/t，09年比較低的企業(yè)有：首鋼466kg/t，寶鋼472 kg/t，馬鋼485 kg/t，太鋼488 kg/t，我國(guó)燃料比高于世

9、界平均水平，是我國(guó)高爐入爐礦含鐵品位低，熱風(fēng)溫度偏低，焦炭品質(zhì)差造成的。,20,(9)綜合焦比：綜合焦比是指即將冶煉一噸生鐵所噴吹的煤粉量乘上置換比折算成干焦炭量，在與冶煉一噸生鐵消耗的干焦量相加即為綜合焦比。 (10)工序能耗：是指某一段時(shí)間(月、季、年)內(nèi)，高爐生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及直接為煉鐵生產(chǎn)服務(wù)的附屬系統(tǒng)所消耗的各種能源的實(shí)物耗量。扣除回收利用的能源，并折算成標(biāo)煤（29330kjce/t）與該時(shí)段的內(nèi)生鐵產(chǎn)量之比值。09年工序能耗較低的企業(yè)有：太鋼353.22 kgce/t，邯鋼366.25kgce/t， 漣鋼381.01 kgce/t，鞍鋼390.62 kgce/t、杭鋼391

10、.34 kgce/t，武鋼393.34 kgce/t （11）生鐵合格率：合格生鐵產(chǎn)量占生鐵總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，。 （12）置換比（R）：噴吹單位重量（體積）燃料所能替代的焦炭量，kg/kg （13）生鐵成本：生產(chǎn)每噸合格生鐵所有原燃料、材料、動(dòng)力、人工等費(fèi)用的總和，元/噸。 (14)高爐壽命：高爐壽命有兩種表示方法：一是一代爐齡，從開爐到大修停爐的時(shí)間。一般8年以下為低壽命，812年為中等，12年以上為長(zhǎng)壽。二是一代爐齡中每立方米有效容積產(chǎn)鐵量。一般5000t/m3以下為低壽命，5000-8000t/m3為中等，8000t/m3以上為長(zhǎng)壽。,21,全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)煉鐵技術(shù)指標(biāo)年平均值,22,6

11、國(guó)內(nèi)外高爐簡(jiǎn)述,截至2009年11月，全世界共有9座5500m以上的特大型煉鐵高爐，除了沙鋼的世界高爐之王外，其他8座分別是：日本新日鐵大分廠1號(hào)、2號(hào)高爐（容積均為5775m），俄羅斯北方鋼鐵（Severstal）切列波維茨廠5號(hào)高爐（容積5580m），日本新日鐵君津廠4號(hào)高爐（容積5555m），德國(guó)蒂森鋼鐵斯韋爾根廠2號(hào)高爐（容積5513m），日本JFE福山廠5號(hào)高爐（容積5500m），韓國(guó)浦項(xiàng)光陽(yáng)鋼廠4號(hào)高爐（容積5500m），中國(guó)京唐鋼鐵1號(hào)高爐（容積5500m）。,23,日本是特大型高爐最多的國(guó)家，全世界18座5000m以上的高爐中，日本就占了12座。近年來(lái)日本四大鋼鐵公司，一口氣將

12、12座1979年前建設(shè)的高爐，擴(kuò)容改建到5000m以上；其中還包括2004年9月29日，住友金屬鹿島廠投產(chǎn)的5370m新1號(hào)高爐，這是日本25年來(lái)唯一新建的大型高爐。新日鐵大分廠2號(hào)高爐于1976年10月點(diǎn)火投產(chǎn)，1988年8月大修擴(kuò)容到5245m，2004年5月大修擴(kuò)容到5775m，日產(chǎn)量達(dá)到13500噸，成為當(dāng)時(shí)世界最大的煉鐵高爐。該爐自1976年投產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)鐵水產(chǎn)量已接近1億噸。2009年8月2日，新日鐵大分廠1號(hào)高爐經(jīng)過(guò)大修，也擴(kuò)容到5775m，該爐1972年11月投產(chǎn)時(shí)的容積為4158m。這些老舊高爐經(jīng)過(guò)不斷的大修改造，依然具有很高的生產(chǎn)效率,24,蘇聯(lián)于1974年底，在烏克蘭克里

13、沃羅格（Krivoi Rog）鋼鐵公司，建成容積5026m的9號(hào)高爐，年產(chǎn)量為400萬(wàn)噸，其爐殼用高強(qiáng)度鋼板制成，配備有自立式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度可達(dá)1450，比一般熱風(fēng)爐高200-300。這是蘇聯(lián)第一座5000m級(jí)高爐。2003年11月，9號(hào)高爐經(jīng)大修后復(fù)產(chǎn)。該廠曾經(jīng)是僅次于馬格尼托哥爾斯克鋼鐵公司的蘇聯(lián)第二大鋼鐵企業(yè)，現(xiàn)被安賽樂(lè)米塔爾收購(gòu)，2008年產(chǎn)量約810萬(wàn)噸。1986年4月，蘇聯(lián)在沃洛格達(dá)州的切列波維茨（Cherepovets）鋼鐵廠，建成容積5580m的5號(hào)高爐，該爐一度成為世界最大的煉鐵高爐，2005年9月大修復(fù)產(chǎn)，2008年1月31日發(fā)生火災(zāi)，2天后恢復(fù)生產(chǎn)。韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵光陽(yáng)鋼廠

14、，在1992年9月投產(chǎn)容積為3795m的4號(hào)高爐，年產(chǎn)量310萬(wàn)噸。2009年2月18日停爐大修，將容積擴(kuò)大到5500m，年產(chǎn)量提高到430萬(wàn)噸。7月21日，該爐完工復(fù)產(chǎn)，成為韓國(guó)容積最大的高爐。,25,我國(guó)煉鐵始于2500年前的春秋、戰(zhàn)國(guó)之交，當(dāng)時(shí)鐵廣泛應(yīng)用于武器、農(nóng)具和生活用具。漢武帝時(shí)(公元前110年)，將煉鐵收歸官營(yíng)，先后設(shè)立了49個(gè)鐵官。在鄭州古滎鎮(zhèn)出土的西漢中晚期冶鐵遺址中，煉鐵豎爐爐缸長(zhǎng)軸約4米，短軸約2.8米。有專家估算這樣的豎爐有效容積為50立方米，兩側(cè)各有2個(gè)風(fēng)口，設(shè)鼓風(fēng)器4具，日產(chǎn)量約500公斤。東漢時(shí)發(fā)明了以水力代替人力鼓風(fēng)，有力地推動(dòng)了煉鐵生產(chǎn)的發(fā)展。煉鐵技術(shù)逐步由中

15、國(guó)傳入朝鮮、日本等國(guó)。,26,目前，我國(guó)擁有1350多座高爐，大于1000m以上容積的高爐的200多座：其中5000 m級(jí)高爐有3座，3200 m級(jí)高爐有16座，2500-2800 m級(jí)高爐有42座，我國(guó)雖然從1996年起鋼鐵產(chǎn)量就已經(jīng)超過(guò)日本，躍居世界第一位，2008年粗鋼產(chǎn)量超過(guò)5億噸，相當(dāng)于日本的4倍。由于我國(guó)存在大量高污染、高能耗的小型高爐，國(guó)家從2005年制定鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策時(shí)，就明確要淘汰300m以下的高爐。2009年初制定鋼鐵產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃時(shí)，進(jìn)一步將高爐淘汰標(biāo)準(zhǔn)提高到1000m，這將直接壓縮落后鋼鐵產(chǎn)能1.8億噸以上。因此從2009年后，我國(guó)大型煉鐵高爐將進(jìn)入建設(shè)高潮。5月21日，唐

16、山曹妃甸首鋼京唐公司新建成的5500立方米1號(hào)高爐試生產(chǎn)成功。10月21日，沙鋼5860m高爐投產(chǎn)。2010年首鋼京唐5500立方米2號(hào)高爐將投產(chǎn)。此外寶鋼湛江、武鋼防城港項(xiàng)目均有建設(shè)5000立方米以上大型高爐的計(jì)劃。,27,08年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐情況,28,2.國(guó)外煉鐵生產(chǎn)狀況,生產(chǎn)總量下降,國(guó)外 我國(guó) 合計(jì) 2008年：4.564 4.706 9.270 2009年：3.545 5.437 8.982,29,鋼鐵產(chǎn)量差距明顯擴(kuò)大，鐵鋼比持續(xù)降低,2009年 國(guó)外鐵鋼比: 0.543 我國(guó)鐵鋼比:0.957 全球鐵鋼比: 0.736,30,第二章 高爐本體系統(tǒng),1 高爐內(nèi)的分解和還原過(guò)程 (

17、1)高爐原料中游離水對(duì)高爐冶煉的影響 游離水存在于礦石和焦炭的表面和空隙里。爐料進(jìn)入高爐之后，由于上升煤氣流的加熱作用游離水首先開始蒸發(fā)。游離水蒸發(fā)的溫度是100，但是料塊內(nèi)部也達(dá)到100，從而使?fàn)t料中的游離水全部蒸發(fā)掉，就需要更高的溫度。根據(jù)料塊的大小不同，需要達(dá)到120，或者對(duì)大塊來(lái)說(shuō)，甚至要達(dá)到200，游離水才能全部蒸發(fā)掉。 一般用天然礦或冷燒結(jié)礦的高爐。其爐頂溫度為150300，因此，爐料中的游離水進(jìn)入高爐之后，不久就蒸發(fā)完畢，不增加爐內(nèi)燃料消耗。相反，游離水的蒸發(fā)降低了爐頂溫度，有利于爐頂設(shè)備的維護(hù)，延長(zhǎng)爐頂設(shè)備的壽命。另一方面，爐頂溫度的降低使煤氣體積縮小，降低煤氣的流速，從而減少

18、爐塵吹出量。 (2)高爐原料內(nèi)結(jié)晶水對(duì)高爐冶煉的影響 爐料中的結(jié)晶水主要存在于水化物礦石（如褐鐵礦2Fe2O3H2O）和高嶺土（Al2O32SiO22H2O）中間。高嶺土是黏土的主要成分有些礦石含有高嶺土。試驗(yàn)表明，褐鐵礦中的結(jié)晶水從400開始分解，到400500才能分解完畢。高嶺土的結(jié)晶水從400開始分解，但分解速度很慢，到500600迅速分解，全部除去結(jié)晶水要達(dá)到8001000。,31,(3)高爐內(nèi)碳酸鹽分解與影響爐料中的碳酸鹽主要來(lái)自溶劑和礦石，主要是CaCO3、MgCO3 、MnCO3、 FeCO3等，這些碳酸鹽在下降過(guò)程中逐漸被加熱發(fā)生吸熱分解反應(yīng)。他們根據(jù)高爐內(nèi)的條件不同，他們的分

19、解溫度不同，具體數(shù)據(jù)： FeCO3、 MnCO3 、 MgCO3、 CaCO3 開始分解溫度/ 380-400 450-550 550-600 740 分解出1kgCO2吸熱/kJ 1995 2180 2490 4045 FeCO3、 MnCO3 和MgCO3的分解比較容易，分解吸熱也不多，都發(fā)生在低溫區(qū)，對(duì)高爐冶煉無(wú)大影響。而石灰石CaCO3就不一樣，開始分解溫度在700就不一樣,而沸騰溫度在960以上，而且分解速度還受到其它各種因素的影響，如料塊等。有5070的石灰石到高溫區(qū)分解，分解出的CO2與碳發(fā)生溶損反應(yīng)吸熱： CO2C2CO3770kJ/kg 高爐冶煉每使用100kg石灰石，焦比要

20、升高3040kg。所以高爐冶煉要求使用熟料。,32,(4)高爐煉鐵的還原過(guò)程 自然界沒(méi)有天然純鐵，在鐵礦石中鐵與氧結(jié)合在一起成為氧化物，它們是Fe2O3、Fe3O4和FeO，原子比為O/Fe是1.5、1.33和1.0，理論含氧量是30、27.6和22.2。高爐煉鐵就是要將鐵礦石中的鐵從氧化物中分離出來(lái)。鐵氧化物的失氧過(guò)程叫還原過(guò)程，而用來(lái)奪取鐵氧化物中的氧并與氧結(jié)合的物質(zhì)就叫還原劑。凡是與氧結(jié)合能力比鐵與氧結(jié)合能力強(qiáng)的物質(zhì)都可以做還原劑，但從價(jià)格和資源考慮最佳還原劑失C、CO和H2。C來(lái)源于煤，將煤干餾成焦碳作為高爐煉鐵的主要燃料，煤磨成煤粉噴入高爐成為補(bǔ)充燃料。CO來(lái)自于C在高爐內(nèi)氧化形成，

21、H2則存在于燃料中的有機(jī)物和揮發(fā)分，也來(lái)自于補(bǔ)充燃料的重油和天然氣。在高爐中除了鐵被還原外，還有其它元素被還原。它們是極易被還原的：Cu、Ni、Pb、Co，較難被還原的：P、Zn、Cr、Mn、V、Si、Ti，P、Zn是幾乎100被還原，其余的部分被還原：Mn5080；V80；Si570；Ti12。完全不能被還原的是：Mg、Ca、Al。 當(dāng)?shù)V石中含有Cu、Ni、Pb、Co、P、Zn、Cr、Mn、V、Si、Ti元素時(shí)，他們就會(huì)進(jìn)入生鐵，一般情況下，生鐵常含有的合金元素為P、Mn、Si、C、S，其中Mn、Si、S的含量可以控制，而P的含量不能控制，爐料中的P全部進(jìn)入生鐵。不管用何種還原劑，鐵氧化物還

22、原是由高級(jí)氧化物向低級(jí)氧化物到金屬逐級(jí)進(jìn)行的，順序是： 570 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe 570 Fe2O3 Fe3O4 Fe 低于570時(shí)，F(xiàn)e3O4 還原得到 Fe，而不是570以上那樣是FeO，是因?yàn)镕eO在570是不能穩(wěn)定存在的，它會(huì)分解為Fe3O4 和 Fe。,33,(5)高爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng) 1)碳素溶解損失反應(yīng)： CO2C2CO165390J/mol 2)水煤氣反應(yīng)： H2O+C=CO+H2124190J/mol 3)水煤氣置換反應(yīng)： COH2OCO2H2 4)間接還原反應(yīng): 用氣體還原劑CO、H2還原鐵氧化物的反應(yīng)叫做間接還原反應(yīng)。 Fe2O3的間接還原反應(yīng)（不可逆反應(yīng)）

23、 3Fe2O3CO2 Fe3O4CO2 3Fe2O3H22 Fe3O4H2O Fe3O4和FeO的間接還原反應(yīng)（可逆反應(yīng)） 570 3Fe3O4CO 2 FeOCO2 3Fe3O4H22 FeOH2O FeOCOFeCO2 FeOH2FeH2O 570 Fe3O4CO FeCO2 Fe3O4H2 FeH2O 5)直接還原反應(yīng)：用固體還原劑C還原鐵氧化物的反應(yīng)叫直接還原反應(yīng)。 3Fe2O3C2Fe3O4CO Fe3O4C3FeOCO FeOCFeCO,34,燒結(jié)、球團(tuán)礦,石灰石、白云山,焦炭,35,魚雷車,lumpore,主輸送帶,鼓風(fēng)機(jī),熱風(fēng)爐,除塵器,洗滌器,煙囪,配料間,爐頂回收電,BFG

24、,儲(chǔ)槽,冷空氣,熱風(fēng),混合氣,調(diào)濕系統(tǒng),廢氣,鼓風(fēng)嘴,出鐵口,無(wú)鐘罩式爐頂,高爐,sinter,coke,flux,高爐作業(yè)流程,36,2 高爐內(nèi)的造渣過(guò)程和爐渣的作用,(1)高爐內(nèi)爐渣生成過(guò)程 1）高爐造渣過(guò)程是伴隨著爐料的加熱和還原而產(chǎn)生的重要過(guò)程物態(tài)變化和物理化學(xué)過(guò)程。鐵礦石在下降過(guò)程中，受到上升氣流的加熱，溫度不斷升高，其物態(tài)也不斷改變，使高爐內(nèi)形成不同的區(qū)域：塊狀帶、軟熔帶、滴落帶和下爐缸的渣鐵貯存區(qū)。 2）爐渣形成過(guò)程。塊狀帶內(nèi)固相反應(yīng)形成低熔點(diǎn)化合物是造渣過(guò)程的開始，隨著溫度的升高，低熔點(diǎn)化合物中呈現(xiàn)少量液相，開始軟化黏結(jié)，在軟熔帶內(nèi)形成初渣，其特點(diǎn)是FeO和MnO含量高，堿度偏

25、低，成分不均勻。從軟熔帶滴下后成為中間渣，在穿越滴落帶時(shí)中間渣的成分變化很大：FeO、MnO被還原而降低，溶劑的或高堿度燒結(jié)礦中的CaO的進(jìn)入使堿度升高，甚至超過(guò)終渣堿度，直到接近風(fēng)口中心線吸收隨煤氣上升的焦碳灰分，堿度才逐步降低，中間渣穿過(guò)焦柱后進(jìn)入爐缸集聚，在下爐缸渣鐵貯存區(qū)內(nèi)完成渣鐵反應(yīng)，吸收脫硫產(chǎn)生的CaS和Si氧化的SiO2等成為終渣。,37,(2)爐渣的主要成分 爐渣成分來(lái)自以下幾個(gè)方面：a 礦石中的脈石，b 焦炭的灰分，c 溶劑氧化物 d 被侵蝕的爐襯。脈石和灰分的主要成分SiO2和Al2O3，稱酸性氧化物；溶劑的氧化物主要是CaO和MgO，稱堿性氧化物。當(dāng)這些氧化物單獨(dú)存在時(shí)其

26、熔點(diǎn)都很高，SiO2熔點(diǎn)1713，Al2O3熔點(diǎn)2050，CaO熔點(diǎn)2570，MgO熔點(diǎn)2800，高爐條件下不能熔化。只有在它們之間相互作用形成低熔點(diǎn)化合物，才能熔化成具有良好流動(dòng)性的爐渣。原料中加入溶劑的目的就是為了中和脈石和灰分中的酸性氧化物，形成高爐條件下能溶化并自由流動(dòng)的低熔點(diǎn)化合物。爐渣的主要成分就是這4種氧化物。用特殊礦石冶煉時(shí)根據(jù)不同的礦石種類還會(huì)有其它氧化物，如MnO、TiO2等，另外高爐渣中總是含有少量的FeO和硫化物。,38,(3)爐渣在高爐冶煉中的作用 由于爐渣具有熔點(diǎn)低、密度小和不熔于生鐵的特點(diǎn)，高爐冶煉過(guò)程中渣、鐵才能得以分離，獲得純凈的生鐵，這是造渣過(guò)程的基本作用。

27、另外還有一下幾方面的作用：渣鐵之間進(jìn)行合金因素的還原及脫硫反應(yīng)，起著控制渣鐵成分的作用；爐渣的形成造成了高爐內(nèi)的軟熔帶及滴落帶，對(duì)爐內(nèi)的氣流分布及爐料的下降都有很大的影響，因此爐渣的性質(zhì)和數(shù)量對(duì)高爐操作直接產(chǎn)生作用；爐渣黏附在爐墻上形成渣皮，起保護(hù)爐襯的作用，另一種情況又可能侵蝕爐襯，起破壞性作用，因此爐渣成分和性質(zhì)直接影響高爐壽命。 (4)爐渣堿度 爐渣堿度是用來(lái)表示爐渣酸堿性指數(shù)的。用堿性氧化物和酸性氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比來(lái)表示爐渣堿度，常用方法如下： R=CaO%/SiO2% 渣的堿度一定程度上決定了其溶化溫度、黏度及其主要特征，以及其脫硫和排堿能力等。因此堿度是非常重要的代表爐渣成分的實(shí)

28、用性很強(qiáng)的參數(shù)。,39,40,3 高爐用的礦石、溶劑和燃料,(1)高爐用礦石 高爐生產(chǎn)的主要原料是鐵礦石及其代用品、錳礦石、燃料和溶劑。鐵礦石包括天然礦和人造富礦（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦等）。一般含鐵量超過(guò)50的天然富礦，可以直接入爐；含鐵量低于3045的礦石直接入爐不經(jīng)濟(jì)，須經(jīng)選礦和造塊加工成人造富礦后入爐。鐵礦石代用品主要有：高爐爐塵、氧氣轉(zhuǎn)爐爐塵、軋鋼皮、硫酸渣以及一些有色金屬選礦的高鐵尾礦等，這些原料一般均加入造塊原料中使用。錳礦石一般只在高爐生產(chǎn)錳鐵時(shí)才使用。 鐵礦石的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：礦石的含鐵量是評(píng)價(jià)鐵礦石質(zhì)量最重要的標(biāo)準(zhǔn)，礦石有無(wú)開采價(jià)值，開采以后可否直接入爐和其冶煉價(jià)值如何，主要取決于礦石的

29、含鐵量。礦石含鐵量愈高，其冶煉價(jià)值愈高，隨著含鐵量的降低，礦石的冶煉價(jià)值降低，而且，冶煉價(jià)值降低的幅度，遠(yuǎn)比含鐵量降低的幅度大。,42,鐵礦石入爐前的加工處理,為了滿足高爐冶煉對(duì)鐵礦石的一系列的質(zhì)量要求，鐵礦石入爐之前必須進(jìn)行必要的加工處理。礦石的性質(zhì)不同，加工處理的方法也不同，對(duì)于天然富礦，首先要經(jīng)過(guò)破碎和篩分已獲得合適而均勻的粒度，然后在儲(chǔ)礦場(chǎng)按平鋪直取法進(jìn)行混勻，達(dá)到穩(wěn)定化學(xué)成分的目的。對(duì)褐鐵礦、菱鐵礦和致密難還原的磁鐵礦，還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋簾幚?，以?qū)逐其結(jié)晶水和CO2、提高品位、疏松組織、改善還原性。對(duì)于貧礦，一般都要經(jīng)過(guò)破碎、篩分、細(xì)磨和精選，得到含鐵60以上的精礦粉，然后經(jīng)過(guò)造塊得

30、到人造富礦，再按高爐粒度要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠扑楹秃Y分后入爐。,43,人造富礦：燒結(jié)礦和球團(tuán)礦,燒結(jié)礦是用礦粉（精礦粉褐鐵礦等），按配比添加溶劑石灰粉，再加燃料煤或焦粉，經(jīng)過(guò)一次混料機(jī)加水?dāng)嚢杌炀?，再?jīng)過(guò)二次混和造球后，進(jìn)入料倉(cāng)供燒結(jié)機(jī)用。這樣經(jīng)過(guò)布料器布料進(jìn)入燒結(jié)機(jī)臺(tái)車，經(jīng)點(diǎn)火器點(diǎn)火，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，就燒成了燒結(jié)礦，然后經(jīng)過(guò)破碎，篩粉，冷卻就可以入高爐了。球團(tuán)礦屬酸性，燒結(jié)礦屬堿性，燒結(jié)礦堿度越高相應(yīng)就可以多加球團(tuán)礦。 球團(tuán)礦是用精礦粉經(jīng)成球盤加工成球后，燒制而成，目前有土燒和豎爐燒兩種方法，土燒投資少，見(jiàn)效快，生球少。但污染大，球團(tuán)易粘結(jié)，亞鐵高。豎爐生產(chǎn)投資大，出球快，操做不好易產(chǎn)生較多的生球。,4

31、4,球團(tuán)礦燒結(jié)礦比較： 1、球團(tuán)礦的粒度小而均勻，有利于高爐料柱透氣性的改善和氣流的均勻分布。 2、球團(tuán)礦的冷態(tài)強(qiáng)度（抗壓和抗磨）高，便于運(yùn)輸、裝卸和貯存，粉末少。 3、球團(tuán)礦的鐵份高和堆密度大，有利于增加高爐料柱的有效重量，提高產(chǎn)量和降低焦比。 4、球團(tuán)礦的還原性好。 但是球團(tuán)礦的還原膨脹率要高于燒結(jié)礦，這點(diǎn)可不好。 你問(wèn)的是從工藝上來(lái)說(shuō)，這點(diǎn)的話應(yīng)該可以從以下來(lái)理解： 1、燒結(jié)礦需要在配料中加入燃料，而球團(tuán)礦不需要，但是它需要在熱廢氣中焙燒。 2、膨潤(rùn)土作為球團(tuán)的添加劑，而燒結(jié)中不需添加劑而用熔劑，一般是生石灰。 3、球團(tuán)生產(chǎn)中靠高溫焙燒，焙燒過(guò)程用肉眼不能直接觀察到料的情況，而燒結(jié)用火直

32、接接觸物料且生產(chǎn)情況很直觀。 至于美國(guó)偏重球團(tuán)，日本偏重?zé)Y(jié)，這個(gè)應(yīng)該可以從球團(tuán)和燒結(jié)對(duì)原料的要求上來(lái)說(shuō)： 球團(tuán)要求原料粒度細(xì)。粒級(jí)在-200目（-74m）必須80，比表面積15002000cm2/g，甚至更高。 而燒結(jié)所需粒度較粗。原料中-150目粒級(jí)在20以下，小球燒結(jié)法也只能是使原料中-150目粒級(jí)提高到4050。它處理粗粒原料的適應(yīng)性強(qiáng)，可處理各種富礦粉、焦粉、鋼鐵廠粉塵和粉粒狀含鐵廢料。,45,46,47,(2)高爐用熔劑 由于高爐造渣的需要，高爐配料中常加入一定數(shù)量的助熔劑，簡(jiǎn)稱熔劑。其目的是脈石中高熔點(diǎn)的氧化物生成低熔點(diǎn)的化合物，形成流動(dòng)性良好的爐渣，達(dá)到渣鐵分離和去除雜質(zhì)的目的

33、。高爐的熔劑主要有石灰石、白云石、菱鎂石、硅石及螢石等。目前由于精料的技術(shù)進(jìn)步，使用高堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)或塊礦，熔劑直接入爐的可能性越來(lái)越小，僅作穩(wěn)定爐況調(diào)劑爐渣堿度的手段。對(duì)熔劑的要求是：熔劑性高、有害雜質(zhì)少，粒度均勻。 (3)高爐的主要燃料及特點(diǎn) 高爐用的燃料有木炭、無(wú)煙煤、焦炭、煤粉、重油、天然氣和型焦?，F(xiàn)在主要用焦炭和煤粉，煤粉分無(wú)煙煤和煙煤。焦炭是高爐的主要燃料也是理想的燃料，它是由煤在高溫下（9001000）干餾而成，它的化學(xué)成分完全能夠滿足高爐煉鐵的要求，機(jī)械強(qiáng)度大大高于木炭，熱穩(wěn)定性比無(wú)煙煤好，氣孔度雖不如木炭，但比白煤大的多。噴吹燃料現(xiàn)在我國(guó)主要是煤粉，為了降低焦比，目前世

34、界各國(guó)普遍采用從高爐風(fēng)口噴入部分燃料以代替部分焦炭。,48,(4)高爐對(duì)焦炭質(zhì)量的要求 1)固定碳含量要高，灰分要低。因?yàn)楣潭ㄌ己扛撸浒l(fā)熱值高，單位重量焦炭所提供的還原劑數(shù)量也多，有利于降低焦比。焦炭中的固定碳含量提高1，可降低焦比2?；曳趾吭黾咏固抗潭ㄌ己烤徒档?。 2)降低焦炭強(qiáng)度。 3)灰分主要是SiO2和Al2O3等酸性氧化物，增加堿性熔劑用量，從而是渣量增加，焦比降低。一般灰分增加1，焦比升高2，產(chǎn)量降低3。含S、P雜質(zhì)要少，高爐冶煉過(guò)程中的硫80來(lái)自焦炭，焦炭含硫量升高須相應(yīng)提高爐渣堿度和提高爐溫以改善爐渣脫硫能力，從而渣量增加，焦比升高，產(chǎn)量降低。一般S升高0.1%,焦比升

35、高1.5，產(chǎn)量降低2。另外焦炭機(jī)械強(qiáng)度要高，粒度要均勻、粉末要少，水分穩(wěn)定，反應(yīng)性要低，抗堿性要強(qiáng)。 (5)高爐的精料方針 精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)，用“七分原料三分操作”或“四分原料三分設(shè)備三分操作”來(lái)說(shuō)明精料對(duì)高爐生產(chǎn)的影響，并有“高、熟、凈、小、勻、穩(wěn)、熔”七字方針。也就是入爐品位要高，多用燒結(jié)礦和球團(tuán)礦、篩除小于5mm的粉末，控制入爐礦上限，保證粒度均勻，化學(xué)成分穩(wěn)定。較全面的提法是“渣量小于300kg/t,成分穩(wěn)定、粒度均勻，具有良好的冶金性能，爐料結(jié)構(gòu)合理?！?49,3 高爐產(chǎn)品,生鐵：高爐最重要產(chǎn)品，生鐵是含有1.7%以上的碳(C),并且含有一定數(shù)量的硅(Si)、錳（Mn）、磷（P）

36、、硫（S）等元素的鐵碳合金的統(tǒng)稱。它的副產(chǎn)品是爐渣、高爐煤氣和爐塵。生鐵一般分為三大類：即供煉鋼用的煉鋼生鐵，供鑄造機(jī)件和工具用的鑄造鐵，以及特種生鐵，如作合金用的高爐錳鐵和硅鐵等。 高爐渣：液態(tài)爐渣用水急冷成水渣，可做水泥原料；液態(tài)爐渣用高壓蒸汽或高壓空氣吹成棉渣，可做絕熱保溫材料。液態(tài)爐渣用少量高壓水沖到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的滾筒上急冷而成膨珠（膨脹渣），是良好的保溫材料，也可做輕質(zhì)混凝土骨料。用爐渣可制成礦渣磚，或用干渣塊做鋪路材料。 高爐煤氣一般含有20以上的一氧化碳、少量的氫和甲烷，發(fā)熱值一般為2900-3800kj/m3，是一種很好的低發(fā)熱值氣體燃料，除用來(lái)燒熱風(fēng)爐外，還可供煉焦、加熱爐和燒鍋

37、爐。 高爐爐塵是隨高爐煤氣帶出爐外的細(xì)粒爐料，主要含鐵和碳，可作燒結(jié)的原料。,50,高爐強(qiáng)化冶煉的目的是提高產(chǎn)量，即提高高爐冶煉強(qiáng)度(I),提 高高爐有效容積利用系數(shù)(0)和降低焦比(K)。主要措施包 括： (1) 精料具體概括為:“高、熟、凈、勻、小、穩(wěn)、少、好”。 “高”指入爐礦石含鐵品位要高，焦炭、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦強(qiáng)度要高，燒結(jié)礦的堿度要高。 “熟”指熟料，即將鐵礦粉制成具有高溫強(qiáng)度，又符合各項(xiàng)冶金性能要求的塊狀料。 “凈是指入爐原料中小于5 mm的粉末要篩除。 “勻”是指高爐煉鐵的爐料粒度要均勻。 “小”是指入爐料的粒度要小、均勻，上限所規(guī)定的范圍要窄，并控制住爐料中的大塊。,4 高爐的

38、強(qiáng)化冶煉技術(shù)及技術(shù)進(jìn)步,51,“穩(wěn)”是指入爐料的化學(xué)成分和物理性能要穩(wěn)定，波動(dòng)范圍要小。 “少”是指爐料中有害雜質(zhì)要少。 “好”是指爐料的冶金性能要好。,52,(2)高壓操作 人為地將高爐內(nèi)煤氣壓力提高，超過(guò)30kPa的稱為高壓 操作。 通過(guò)系統(tǒng)中高壓閥組控制閥門的開閉度來(lái)完成。高壓操作可有 效地提高冶煉強(qiáng)度，有利于爐況順行，減少管道行程，降低爐 塵吹出量以及降低焦比等。當(dāng)前的高壓水平一般為140250 kPa，3000m3以上的高爐大多采用250300 kPa。,53,包鋼高爐高壓操作工藝流程圖,54,(3)高風(fēng)溫 高爐爐內(nèi)的熱量主要源自于燃料燃燒的化學(xué)熱和熱風(fēng)帶入的物 理熱。熱風(fēng)帶入的熱量

39、大約占1/4左右。提高風(fēng)溫是降低焦比 和強(qiáng)化冶煉的有效措施。風(fēng)溫每提高l00可降低焦比 812kg/t，產(chǎn)量增加2%3%。,55,(4)富氧鼓風(fēng) 富氧鼓風(fēng)是指通過(guò)鼓入工業(yè)氧氣，提高鼓風(fēng)中的氧氣含量，相對(duì)于降低N2的含量的強(qiáng)化冶煉途徑。富氧鼓風(fēng)可提高冶煉強(qiáng)度，爐缸煤氣量增加，促進(jìn)還原，提高爐缸溫度，降低焦比，有利于順行。富氧率一般為3%4%。,56,(5)加濕和脫濕鼓風(fēng) 加濕鼓風(fēng)在冷風(fēng)總管上加一定量的水蒸氣，經(jīng)熱風(fēng)爐送往高爐。加濕鼓風(fēng)風(fēng)中的水分在風(fēng)口前燃燒發(fā)生以下反應(yīng): 脫濕鼓風(fēng)將鼓風(fēng)中的濕分降低到較低水平。有利于提高風(fēng)口前理論燃燒溫度，有利于降低焦比、增加噴吹量和穩(wěn)定爐況。,57,(6) 噴吹

40、燃料 高爐噴吹燃料主要指通過(guò)風(fēng)口向爐內(nèi)噴入固體燃料、氣體燃料和液體燃料等，以代替部分的焦炭，降低焦比，同時(shí)有利于改善煤氣分布和煤氣還原能力，提高生鐵產(chǎn)量，促進(jìn)順行的效果。,58,1)對(duì)煤的質(zhì)量要求 煤的灰分越低越好，一般要求小于15。硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低越好，一般要求小于1.0%。膠質(zhì)層越薄越好，Y值應(yīng)小于10mm，以免在噴吹過(guò)程中結(jié)焦堵塞噴槍和風(fēng)口。煤的可磨性要好，HGI值應(yīng)大于50。燃燒性和反應(yīng)性要好，燃燒性和反應(yīng)性好的煤允許大量噴吹，并允許適當(dāng)放粗煤粉粒度，降低制粉能耗。發(fā)熱值越高越好。噴入的煤粉是以其放出的熱量和形成的還原劑（CO、H2）來(lái)代替焦炭的，煤的發(fā)熱值越高置換的焦炭越多。 2)煤

41、粉的制備 煤粉的制備主要有兩種工藝：一種是球磨機(jī)工藝，另一種是中速磨制粉工藝。它們的主要設(shè)備包括：煤倉(cāng)、給料機(jī)、磨煤機(jī)（中速磨或球磨機(jī)）、粗粉分離器、一級(jí)旋風(fēng)分離器、二級(jí)旋風(fēng)分離器、布袋收集器、煤粉倉(cāng)、抽風(fēng)機(jī)和干燥設(shè)備（煙氣爐等）。 3)煤粉的輸送與噴吹。 從制粉系統(tǒng)的煤粉倉(cāng)后面到高爐風(fēng)口的噴槍的設(shè)施屬于噴吹系統(tǒng)，主要用于煤粉輸送、收集、噴吹、分配和風(fēng)口噴射。高爐噴吹煤粉工藝有兩種：直接噴吹和間接噴吹。,59,(7)自動(dòng)化控制技術(shù) 借助于計(jì)算機(jī)對(duì)高爐的冶煉過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，是自動(dòng)化控制技術(shù)。它包括基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程控制和生產(chǎn)管理三方面職能，高爐生產(chǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一般不配管理計(jì)算機(jī)，其功能有廠級(jí)管

42、理計(jì)算機(jī)完成。基礎(chǔ)自動(dòng)化的主要內(nèi)容：礦槽和上料系統(tǒng)控制；高爐操作控制；熱風(fēng)爐操作控制；煤氣系統(tǒng)控制。高爐冷卻系統(tǒng)控制和冷卻器監(jiān)控。高爐過(guò)程控制的主要職能：采集冶煉過(guò)程的各種信息數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整理加工、存貯顯示、通訊交換、打印報(bào)表等。對(duì)高爐過(guò)程全面監(jiān)控，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算對(duì)爐況進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和異常情況報(bào)警，其中包括：生鐵硅含量預(yù)報(bào)、爐缸熱狀態(tài)監(jiān)控、煤氣流和爐料分布控制、爐況診斷、爐體侵蝕監(jiān)控、軟熔帶狀況檢測(cè)、爐況順行及異常的檢測(cè)與報(bào)警等。,60,高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，由爐基、爐殼、爐襯及冷卻設(shè)備、支柱或框架組成。其任務(wù)是保證高爐冶煉在其內(nèi)部連續(xù)進(jìn)行。除高爐本體系統(tǒng)外，另外還有原燃料供應(yīng)系統(tǒng)（包

43、括上料系統(tǒng)和裝料系統(tǒng)）、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣回收和除塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。,第三章 其它輔助系統(tǒng),61,62,上料系統(tǒng)：包括貯礦場(chǎng)、貯礦槽、焦炭滾篩、稱量漏斗、稱量車、料坑、斜橋、卷?yè)P(yáng)機(jī)、料車上料機(jī)、大型高爐采用皮帶上料機(jī)。 任務(wù)：及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地將合格原料送入高爐爐頂?shù)氖芰下┒贰?63,裝料系統(tǒng)：有鐘爐頂：包括受料漏斗、旋轉(zhuǎn)布料器、大小鐘漏斗、大小鐘、大小鐘平衡桿、探尺 無(wú)鐘爐頂：包括受料漏斗、上下密封閥、中心喉管、布料溜槽、探尺 高壓操作的高爐還有均壓閥、放散閥 任務(wù)：按工藝要求將上料系統(tǒng)運(yùn)來(lái)的爐料均勻的裝入爐內(nèi)并保證煤氣的密封。,64,送風(fēng)系統(tǒng)：包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管

44、道、冷風(fēng)管道、煤氣管道、混風(fēng)管道、各種閥門、換熱器等。 任務(wù)：連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需熱風(fēng)。,65,煤氣回收及除塵系統(tǒng)：包括煤氣上升管、煤氣下降管、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器、電除塵器或布袋除塵器 任務(wù)：將爐頂引出的含塵量很高的荒煤氣凈化成合乎要求的氣體燃料；回收高爐煤氣，使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對(duì)煤氣質(zhì)量的要求。,66,渣鐵處理系統(tǒng)：包括出鐵場(chǎng)、開口機(jī)、泥炮、爐前吊車、鐵水罐、堵渣機(jī)、水渣池及爐前水力沖渣設(shè)施等。 任務(wù)：定期將爐內(nèi)的渣、鐵出凈并及時(shí)運(yùn)走，以保證高爐連續(xù)生產(chǎn)。,67,噴吹系統(tǒng)：包括原煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等系統(tǒng)。 任務(wù)：均勻穩(wěn)定

45、地向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。,68,動(dòng)力系統(tǒng)：包括水、電、壓縮空氣、氮?dú)狻⒄羝壬a(chǎn)供應(yīng)部門 任務(wù)：為高爐各生產(chǎn)系統(tǒng)提供保障服務(wù)。,69,渣鐵處理系統(tǒng),煤氣除塵系統(tǒng),噴吹系統(tǒng),高爐,礦石 焦炭,煤,空氣,爐渣 鐵水,爐塵,凈煤氣,風(fēng)機(jī),熱風(fēng)爐,高爐及其附屬系統(tǒng),供料系統(tǒng),送風(fēng)系統(tǒng),除塵系統(tǒng),70,（-） 原燃料供應(yīng)系統(tǒng),1 概述 現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鐵原燃料的供應(yīng)系統(tǒng)以高爐貯礦槽為界分為兩部分。從原燃料進(jìn)廠到高爐 貯礦槽屬于原料廠管轄范圍，它完成原燃料的卸、堆、取、運(yùn)作業(yè)，根據(jù)要求還需要破碎、篩分和混勻作業(yè)，起到貯存、處理并供應(yīng)原燃料的作用。從高爐貯礦槽頂?shù)礁郀t爐頂裝料設(shè)備

46、屬于煉鐵廠管轄范圍，它負(fù)責(zé)向高爐按規(guī)定的原料品種、數(shù)量、分批地及時(shí)供應(yīng)?，F(xiàn)代高爐對(duì)原燃料供應(yīng)系統(tǒng)的要求是： （1）保證連續(xù)地、均衡地供應(yīng)高爐冶煉所需要的原燃料，并為進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉留有余地； （2）在貯運(yùn)過(guò)程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所必須的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等。焦炭在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡量降低破碎率； （3）由于原燃料的貯運(yùn)數(shù)量大，對(duì)大、中型高爐應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，提高配料、稱量的準(zhǔn)確度； （4）原燃料系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)和落料點(diǎn)都有灰塵產(chǎn)生，應(yīng)有通風(fēng)除塵設(shè)施。,71,2 槽上運(yùn)輸 (1)貯礦槽與貯焦槽 貯礦槽是高爐上料系統(tǒng)的核心，其作用如下： 1)解決高爐連續(xù)上料和車間斷續(xù)供料之間的矛盾。

47、高爐冶煉要求各種原料要按一定數(shù)量和順序分批加入爐內(nèi)，每批料的間隔只有68分鐘。原料從車間外或車間內(nèi)的貯礦場(chǎng)按冶煉要求直接加入料車或皮帶是不可能的。只有設(shè)置貯礦槽這一中間環(huán)節(jié)，才能保證有計(jì)劃按比例連續(xù)上料。 2)起到原料貯備的作用。原燃料生產(chǎn)和運(yùn)輸系統(tǒng)總會(huì)發(fā)生一些故障和定期檢修等，造成原、燃料供應(yīng)中斷。若在貯礦槽內(nèi)貯存足夠數(shù)量的原、燃料，就能夠應(yīng)付這些意外情況，保證高爐正常供料。 3)供料系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。設(shè)貯礦槽可使原、燃料供應(yīng)運(yùn)輸線路縮短，控制系統(tǒng)集中，使漏料、稱量和裝入料車等工作易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。,72,73,74,2 槽上運(yùn)輸 (2)貯礦槽的布置： 在一列式和并列式高爐平面

48、布置中，貯礦槽的布置常和高爐列線平行。在采用料車上料時(shí)，貯礦槽與斜橋垂直。采用皮帶機(jī)上料時(shí)，貯礦槽與上料皮帶機(jī)的中心線應(yīng)避免互相成直角，以縮短貯礦槽與高爐的間距。 貯礦槽的結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼-鋼筋混凝土混合式結(jié)構(gòu)兩種。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是礦槽的周壁和底壁都是用鋼筋混凝土澆灌而成?；旌鲜浇Y(jié)構(gòu)是貯礦槽的周壁用鋼筋混凝土澆灌，底壁、支柱和軌道梁用鋼板焊成，投資較前一種高。我國(guó)多用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 .3 槽下運(yùn)輸 (1)槽下運(yùn)輸稱量 在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱量并運(yùn)到料車（或上料皮帶機(jī)）的方法有兩種：一種是用稱量車完成稱量、運(yùn)輸、卸料等工序；一種是用皮帶機(jī)運(yùn)輸，用稱量斗稱量。 (2)稱量車稱料

49、 稱量車是一個(gè)帶有稱量設(shè)備的電動(dòng)機(jī)車。車上有操縱貯礦槽閉鎖器的傳動(dòng)裝置，還有與上料車數(shù)目相同的料斗，每個(gè)料斗供一個(gè)上料車，料斗的底是一對(duì)可開閉的門，借以向料車中放料。在稱量車軌道旁邊設(shè)有配料室，配料室操縱臺(tái)上設(shè)有稱量機(jī)構(gòu)的顯示和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。操作人員在配料室進(jìn)行配料作業(yè)，控制稱量車行走，當(dāng)稱量車停在某一礦槽下時(shí)，啟動(dòng)該槽下給料設(shè)備，給料并稱量，當(dāng)達(dá)到給料量時(shí)停止給料。,75,(3)皮帶機(jī)稱料 槽下采用皮帶機(jī)運(yùn)輸和稱量漏斗稱量的槽下運(yùn)輸稱量系統(tǒng)，焦倉(cāng)下一般設(shè)有振動(dòng)篩，合格焦炭經(jīng)焦炭 輸送 機(jī)送到焦炭稱量漏斗，小粒度的焦粉經(jīng)粉焦輸出皮帶機(jī)送至粉焦倉(cāng)。燒結(jié)礦倉(cāng)下也設(shè)有振動(dòng)篩，合格 燒結(jié)礦運(yùn)至礦石稱量漏斗

50、，粉狀燒結(jié)礦經(jīng)礦粉輸出皮帶機(jī)輸送至粉礦倉(cāng)。球團(tuán)礦直接經(jīng)給料機(jī)、礦石輸出 皮帶機(jī)送到礦石集中漏斗。 由皮帶機(jī)向爐頂供料的高爐，對(duì)貯礦槽的要求與料車式基本相同，只是貯礦槽與高爐的距離遠(yuǎn)些。在 裝料程序上，將向料車漏料改為向皮帶機(jī)漏料。 皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)牟巯鹿に嚵鞒谈鶕?jù)篩分和稱量設(shè)施的布置，可以分為以下三種： 1)集中篩分，集中稱量。料車上料的高爐槽下焦炭系統(tǒng)常采用這種工藝流程。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備數(shù)量少， 布置集中，可節(jié)省投資，但設(shè)備備用能力低，一旦篩分設(shè)備或稱量設(shè)備發(fā)生故障，則會(huì)影響高爐生產(chǎn)。 2)分散篩分，分散稱量。礦槽下多采用此流程。這種布置操作靈活，備用能力大，便于維護(hù)，適用于 大料批多品種的高爐。

51、3)分散篩分，集中稱量。焦槽下多采用此種流程。其優(yōu)點(diǎn)是有利于振動(dòng)篩的檢修，集中稱量可以減少 稱量設(shè)備，節(jié)省投資。 (4)兩種方法比較 皮帶機(jī)與稱量車比較具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)設(shè)備簡(jiǎn)單，節(jié)省投資；而稱量車設(shè)備復(fù)雜，投資高，維護(hù)麻煩。另外，稱量車工作環(huán)境惡劣，傳動(dòng) 系統(tǒng)和電器設(shè)備很容易出故障，要經(jīng)常檢修，要求有備用車，有的高爐甚至要有兩臺(tái)備用車才能滿足生產(chǎn) 需要，這就增加的投資。 2)皮帶機(jī)運(yùn)輸容易實(shí)現(xiàn)槽下操作自動(dòng)化，能有效地減輕體力勞動(dòng)和改善勞動(dòng)條件，有利于工人健康。 3)采用皮帶機(jī)運(yùn)輸，可以降低礦槽漏嘴的高度，在貯礦槽頂面高度不變的情況下，可以增大貯礦槽面 積?；谏鲜鲈?，我國(guó)高爐基本上都選用

52、皮帶機(jī)作為槽下運(yùn)輸設(shè)備。,76,(5)料車坑 料車式高爐在貯礦槽下面斜橋下端向料車供料的場(chǎng)所稱為料車坑。一般布置在主焦槽的下方。料車坑 的大小與深度取決于其中所容納的設(shè)備和操作維護(hù)的要求。小高爐比較簡(jiǎn)單，只要能容納裝料漏斗和上料 小車就可以了，大型高爐則比較復(fù)雜。 料車坑中安裝的設(shè)備有： 1)焦炭稱量設(shè)備，包括振動(dòng)篩、稱量漏斗和控制漏斗的閉鎖器。在需要裝料時(shí)振動(dòng)篩振動(dòng)，當(dāng)給料量 達(dá)到要求時(shí)停止。稱量漏斗一般為鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯錳鋼，其有效容積應(yīng)與料車的有效容積一致。 2)礦石稱量漏斗。當(dāng)槽下礦石用皮帶機(jī)運(yùn)輸時(shí)，一般采用礦石稱量漏斗。燒結(jié)礦在稱量之前應(yīng)篩除小 于5mm的粉末。 3)碎焦運(yùn)出設(shè)備。經(jīng)過(guò)焦

53、炭振動(dòng)篩篩出的焦粉，一般由斗式提升機(jī)提升到地面上的碎焦貯存槽中。 .4 上料設(shè)備 (1)上料機(jī) 將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備稱為上料機(jī)。對(duì)上料機(jī)的要求是：要有足夠的上料能力，不僅能滿足 正常生產(chǎn)的需要，還能在低料線的情況下很快趕上料線。為滿足這一要求，在正常情況下上料機(jī)的作業(yè)率 一般不應(yīng)超過(guò)70%；工作穩(wěn)妥可靠；最大程度的機(jī)械化和自動(dòng)化。 上料機(jī)主要有料罐式、料車式和皮帶機(jī)上料三種方式。料罐式上料機(jī)是上行重罐下行空罐，如果速度 快，則吊著的料罐就會(huì)擺動(dòng)不停，所以上料能力低，高爐早已不再采用。新建的大型高爐，多采用皮帶機(jī) 上料方式。,77,.4 上料設(shè)備 (2)料車式上料機(jī) 料車式上料機(jī)一般由三

54、部分組成：料車、斜橋和卷?yè)P(yáng)機(jī)。 1)料車 一般每座高爐兩個(gè)料車，互相平衡。料車容積大小則隨著高爐容積增大而增大，一般為高爐容積的0.7%1%。為了制造維修方便，我國(guó)料車的容積有：2.0 m3、4.5m3、6.5m3和9m3 幾種。隨著高爐強(qiáng)化，常用增大料車容積的方法來(lái)提高供料能力。 2)斜橋 斜橋大都采用桁架結(jié)構(gòu)，其傾角取決于鐵路線路數(shù)目和平面布置形式，一般為55O 65O 。設(shè)兩個(gè)支點(diǎn)，下端支撐在料車坑的墻壁上，上端支撐在從地面單設(shè)的門型架子上，頂端懸臂部分和高爐沒(méi)有聯(lián)系，其目的是使結(jié)構(gòu)部分和操作部分分開。有的把上支點(diǎn)放在爐頂框架上或爐體大框架上，在相接處設(shè)置滾動(dòng)支座，允許斜橋在溫度變化時(shí)自

55、由位移，消除了框架產(chǎn)生的斜向推力。 為了使料車上下平穩(wěn)可靠，通常在走行軌上部裝護(hù)輪軌。為了使料車裝得滿些，常將料車坑內(nèi)的料車軌道傾角加大到60左右。 3)卷?yè)P(yáng)機(jī) 卷?yè)P(yáng)機(jī)是牽引料車在斜橋上行走的設(shè)備。在高爐設(shè)備中是僅次于鼓風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備。要求它運(yùn)行安全可靠，調(diào)速性能良好，終點(diǎn)位置停車準(zhǔn)確，能夠自動(dòng)運(yùn)行。料車卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速箱、卷筒、鋼絲繩、安全裝置及控制系統(tǒng)組成。,78,.4 上料設(shè)備 (3)皮帶機(jī)上料系統(tǒng) 近年來(lái)，由于高爐的大型化，料車式上料機(jī)已不能滿足高爐生產(chǎn)需要，如一座3000 m3的高爐，料車坑 會(huì)深達(dá)5層樓以上，鋼絲繩會(huì)粗到難以卷曲的程度，故新建的大型高爐和部分中小型高爐

56、都采用了皮帶機(jī)上 料系統(tǒng)，因?yàn)樗B續(xù)上料，可以很容易地通過(guò)增大皮帶速度和寬度，滿足高爐要求。皮帶機(jī)上料系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 是： 1)大型高爐有兩個(gè)以上出鐵口和出鐵場(chǎng)，高爐附近場(chǎng)地不足，要求將貯礦槽等設(shè)施離高爐遠(yuǎn)些，皮帶 機(jī)上料系統(tǒng)正好適應(yīng)這一要求。 2)上料能力大，比料車式上料機(jī)效率高而且靈活，爐料破損率低，改間斷上料為連續(xù)上料。 3)節(jié)省投資，節(jié)省鋼材。采用皮帶機(jī)代替價(jià)格昂貴的卷?yè)P(yáng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)組，既減輕了設(shè)備重量，又簡(jiǎn)化 了控制系統(tǒng)。,79,（三）爐頂裝料設(shè)備 1 概述 高爐爐頂裝料設(shè)備的作用是將上料系統(tǒng)運(yùn)來(lái)的爐料裝入高爐并使之合理分布，同時(shí)起到爐頂密封作用 的設(shè)備。無(wú)論何種爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)滿足以下基本

57、要求： （1）要適應(yīng)高爐生產(chǎn)能力。 （2）要滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進(jìn)行爐頂調(diào)劑。 （3）保證爐頂可靠密封，使高壓操作順利進(jìn)行。 （4）爐頂設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單和堅(jiān)固，制造、運(yùn)輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度變化及高溫作用。 （5）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 2 布料裝置 料車式高爐爐頂裝料設(shè)備的最大缺點(diǎn)是爐料分布不均。料車只能從斜橋方向?qū)t料通過(guò)受料槽漏斗裝 入小料斗中，因此在小料斗中產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，大粒度爐料集中在料車對(duì)面，粉末料集中在料車一側(cè)，堆尖 也在這一側(cè)，爐料粒度越不均勻，料車卸料速度越慢，這種偏析現(xiàn)象越嚴(yán)重。這種不均勻現(xiàn)象在大料斗內(nèi) 和爐喉部位仍然重復(fù)著。為了消除這種不均勻現(xiàn)象

58、，通常采用的措施是將小料斗改成旋轉(zhuǎn)布料器，或者在 小料斗之上加旋轉(zhuǎn)漏斗。 (1)馬基式旋轉(zhuǎn)布料器 馬基式旋轉(zhuǎn)布料器是過(guò)去普遍采用的一種布料器，由小鐘、小料斗和小鐘桿組成，上邊設(shè)有受料漏 斗。馬基式旋轉(zhuǎn)布料器的作用是接受從受料漏斗卸下的爐料，并由小鐘的上、下運(yùn)動(dòng)與小鐘、小料斗共同 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)動(dòng)作過(guò)程完成向裝料器裝料和布料的任務(wù)。整個(gè)布料器由電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由 于旋轉(zhuǎn)布料器的旋轉(zhuǎn)，所以在小料斗和下部大料斗封蓋之間需要密封。這種布料器盡管應(yīng)用廣泛，但存在 一定的缺點(diǎn)，一是布料仍然不均，這是由于雙料車上料時(shí)料車位置與斜橋中心線有一定的夾角，因此堆尖 位置受到影響；二是旋轉(zhuǎn)漏斗與密封裝置極易磨損，而更換、檢修又較困難。為了解決上述問(wèn)題，出現(xiàn)了 快速旋轉(zhuǎn)布料器。,80,典型雙鐘式爐頂裝料設(shè)備,1.大鐘，2.爐頂支圈，3.大料斗，4.煤氣封蓋，5.小鐘，6.受料漏斗，7.均壓放散管，8.均壓管，9.小鐘桿，10.小鐘平衡錘，11.大鐘平衡錘，12.料車天輪，13. 大鐘桿，14.料車，15.小鐘桿止推軸承，16.料車曲軌，17.大齒圈，18.托壓輥，19.支座，20.布料器，21.煤氣導(dǎo)出管中心，22.探尺，23.料面,81,(2)快速