高炉生产工艺流程示意图
高炉炼铁的工艺流程及主要设备
2020/2/17
武汉科技大学讲义—朱诚意
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矿山
焦化厂 制粉车间
精矿 粉矿 块矿
鼓风机 热风炉
球团矿 烧结矿
焦炭
煤粉 熔剂 热风
高
炼铁工艺流程图
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高 炉 炼 铁 系 统 （ 高 炉 本 体 和 辅 助 系 统 8）
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二、 高炉本体
1、高炉本体概述 包括高炉炉型、炉衬、冷却装置、钢结构及基础。 高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。 炉衬耐火材料围成高炉炉型。 炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达10~15
英
Throat：炉喉，Stack：炉身
文
Belly：炉腰
对
Bosh：炉腹
照
Tuyere：鼓风口
Tuyere breast：风口中心
Bustle pipe :围管
h0
Tuyere stock：风口支管
Hearth：炉缸
Iron notch：出铁口
Schema2t0i2c0o/2f/1a7blast furnace, illustrating so武m汉e科o技f 大th学e 讲de义fi—ne朱d诚te意rms.
（kg ）
（kg）
60 454
1533
218
安钢炼铁厂高炉工艺简介
2、工艺流程
4800m3高炉工艺布置图
3、主要工艺参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 项目 有效容积 利用系数 焦比 煤比 富氧率 熟料率 烧结矿配比 球团矿配比 块矿配比 入炉矿品位 入炉风量 热风温度 炉顶温度 炉顶压力 渣铁比 日产生铁 年产生铁 单位 m3 t/(m3·d) kg/t铁 kg/t铁 1# 2200 2.36 350 169 5.10% 95% 80% 15% 4.50% 55.91% 4200 1185 150～260 0.21 368 5200 187 3# 4800 2.3 305 200 4% 86% 91% 75% 73.30% 16% 13% 9% 13.60% 59.20% 55.47% 7000 5800 1250 1250 150～260 150～250 0.25 0.22 310 365 10918 6500 382 237
1#、2#高炉，矿、焦槽单独设置，各用一条运 输胶带机（供矿皮带和供焦皮带），共用一条上 料主皮带，构成两个独立、并列的系统。
4.1矿焦槽系统
3#高炉，矿、焦槽呈双排布置，不设中间斗， 矿石、焦炭在槽下筛分称量后共用一条胶带机运 入上料主胶带输送机，然后运至高炉炉顶设备。
4#、5#高炉，矿、焦槽单独设置，矿石筛分 后经皮带机运输到两个矿石集中斗，焦炭由焦槽 直接进入焦炭集中斗，称量后装入料车，然后运 至高炉炉顶设备。
4.5炉体系统
4.5炉体系统
4.5.4炉底、炉缸内衬
2200m3 和2800m3 高炉采用陶瓷杯炭砖水冷炉底炉缸结构。 炉底中心下部立砌两层国产炭砖,其中下层为半石墨炭 砖，上层为微孔炭砖；上部砌两层低导热刚玉莫来石砖,炉 缸内侧砌低导热刚玉莫来石砖，外侧炉缸采用进口微孔炭 砖，在进口微孔炭砖与风口组合砖之间砌筑3层国产微孔炭 砖；在炉缸，炉底交接处采用加厚陶瓷质耐火材料和进口 微孔炭砖砌筑结构。 在风口区采用大块组合砖砌筑，以加强结构的稳定性； 铁口通道采用大块和小块相结合特殊组合砖结构。
炼铁工艺流程图
炼铁工艺流程图炼铁工艺流程图炼铁厂质量监视和测量过程一、高炉系统（一）工艺流程图（图1）焦炭烧结矿球团矿块矿辅料喷煤高炉★富氧、鼓风水渣煤气、炉尘铸铁铁水图1炼钢（二）监视和测量过程：1.监控入炉原燃料成分：对焦炭、烧结矿、球团矿、块矿、辅料的粒度、水份、含粉率、化学成分及原料配比进行监控。
2.对喷煤的粒度、水份、化学成分进行监控。
3.对铸块尺寸进行监控。
4.对煤气含尘、含水进行监控。
5.对高炉的生铁中含[Si]、[S]及炉渣碱度进行控制，使生铁质量符合标准要求。
（三）工艺参数：1．高炉炉缸安全容铁量炉容：380m3、449m3、329m3、402m3。
安全容铁量：112t、144t、97t、116t。
炉缸存铁量接近安全容铁量时禁止放上渣，并采取相应措施，防止事故发生。
2．炉顶温度不大于500℃，气密箱温度不大于70℃。
3．风、渣口冷却水压应高出热风压力0.05Mpa，水压下降低于0.1Mpa时高炉应立即组织休风。
4．铁水罐内最高铁水面应低于罐沿300mm。
6．休风时冷风管道及煤气系统应保持正压。
7．打水空料面时，H2含量应不大于6%，并至少每小时测定一次煤气成分。
当H2含量大于6%，O2含量大于2%时，应停止回收煤气。
8．高炉热风压力小于0.05Mpa时，必须关闭混风切断阀。
9．煤粉水分＜2%，最好在1%以下；筛分粒度：粒度级＜60μm＜50%粒度级＜100μm＜80%粒度级＜500μm＜20%粒度级＜200μm＜0%二、竖炉系统（一）竖炉系统工艺流程图（图2）配料混合造球筛分焙烧★球团矿仓高炉矿槽图2（二）监视和测量过程：1．监控生球水分、粒度、抗压强度和落下强度。
2．监控和测量球团矿转鼓指数。
3．监控焙烧过程的焙烧时间和温度，燃烧室温度和压力。
4．监控球团矿FeO含量。
（三）工艺参数：1．燃烧室压力≤19000Pa，压力超标，调整时间不超过15分钟。
1．燃烧室温度900℃～1050℃，温度超标，调整时间不超过60分钟。
高炉炼铁生产工艺流程简介
高炉炼铁生产工艺流程简介高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。
付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。
高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。
这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。
因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。
高炉的主要组成部分高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。
炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。
炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。
炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。
炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。
炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。
它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。
炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。
炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。
炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。
炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。
炉腰：高炉直径最大的部位。
它使炉身和炉腹得以合理过渡。
由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。
炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动。
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。
高炉炼铁工艺流程与主要设备-PPT精选
Cinder notch/emgency iron
Schem20a19ti/c10o/1f6a blast furnace, illustrating so武m汉e科o技f 大th学e 讲de义fi—ne朱d诚te意rms. notch;出渣口
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f）高炉有效容积：在有效高度范围
内炉型所包括的空间。用Vu表示 巨型高炉： Vu >4000m3 大型高炉： Vu >620m3
具有单独分离价值的伴生元素如Ti、稀土元素
矿石的还原性
指矿石在炉内被煤气还原的难易程度。
赤铁矿较不如磁铁矿，还原性较好； 菱铁矿、褐铁矿因在受热过程中出现分解，呈现疏松多
孔结构，易还原。
矿石的高温性能
矿石在还原过程中和还原后不因强度降低出现破碎， 以免矿粉堵塞煤气流通孔造成冶炼困难
第二章 高炉炼铁
高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而 高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁 的过程。
2.1 高炉炼铁的工艺流程及主要设备
2019/10/16
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2.1.1 几个基本概念
1 矿物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物 理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。其 中能够为人类利用的称为有用矿物。
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矿山
焦化厂 制粉车间
精矿 粉矿 块矿
鼓风机 热风炉
球团矿 烧结矿
焦炭
煤粉 熔剂 热风
高
炼铁工艺流程图
炉
水泥厂 铸铁机
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炉渣 铁水 高炉煤气 铸造生铁 炼钢生铁
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高炉炼铁生产工艺流程简介2
高炉炼铁生产工艺流程简介[导读]:高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。
高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。
铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。
焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。
矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。
高炉生产是连续进行的。
一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。
本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。
由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。
高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。
付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
高炉冶炼原理简介：高炉生产是连续进行的。
一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。
生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。
在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。
铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。
煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。
现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。
高炉冶炼工艺流程简图：[高炉工艺]高炉冶炼过程:高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。
铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。
焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。
矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。
高炉炼铁工艺培训课程(PPT 96页)
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2.1.1.1 几个基本概念
1 矿物(Minerals)：地壳中具有均一内部结构、化学 组成及一定物理、化学性质的天然化合物或自然 元素称为矿物。其中能够为人类利用的称为有用 矿物。
2 矿石(Ore)：在现代的技术经济条件下，能以工业 规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿 物称为矿石。
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铁矿石处理工艺流程
矿石(ore)→破碎(crush)→筛分 (screen)→富矿(high-grade ore)→混匀(mix)→高炉；
矿石→破碎→筛分→贫矿 (lean ore)→磨矿 (grinding)→筛分→选矿 →造块→人造富矿→高炉
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分解反应： 结晶水的分解：褐铁矿（mFe2O3·nH2O） 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O) 熔剂分解：CaCO3=CaO+CO2(750℃以上) MgCO3=MgO+CO2(720℃)
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烧结过程的主要反应
还原与再氧化反应：Fe、Mn等
靠近燃料颗粒处：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2;
高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提 供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末 少、有害杂质少及性能稳定的原料。
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铁矿石
磁铁矿（Fe3O4）-magnettie 赤铁矿（Fe2O3）-hematite
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite
高炉矿槽炉顶上料系统的工艺流程
本文介绍了莱钢1#1000m高炉矿槽炉顶上料系统的工艺流程，施耐德公司昆腾系列PLC控制系统的特点、硬件组态及软件功能，并详细介绍了该PLC控制系统的主要控制功能。
Abstract：This paper mainly discuss the process control system of feeding system for blast furnace based on Schneider TSX Quantum series PLC. Configuration software Concept2.6 are adopted to monitor and manage process data. The whole system well satisfies the technical requiments for control.关键词：PLC；自动控制；上料系统；昆腾Key words：PLC；automation；feeding system；Quantum1、概述莱钢1#1000m高炉2005年投产，矿槽炉顶上料系统设计采用施耐德公司昆腾系列PLC，该控制系统实现了对矿石、球团、烧结、焦碳等原料的自动称量，并完成称量误差的自动补偿；实现了炉顶各阀门的顺序自动开关，α、β、γ的角度自动设定以及其他相关辅助设备的自动控制；实现了对高炉矿槽炉顶上料系统的数据采集、数据显示与数据控制。
该系统投运以来，运行稳定，效果良好。
2、高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程简述2.1 槽上控制工艺流程：高炉槽上设计13个料仓，4个烧结矿仓(3#、4#、5#、6#)，2个焦炭仓（7#，8#），3个球团仓（9#、10#、11#），2个杂矿仓（1#、2#），1个焦丁仓。
槽上有3条打料皮带机，每条皮带机对应一辆卸料小车，采用卸料小车可以将胶带机输送的原料卸至不同的料仓，当采用卸料小车进行卸料时，卸料小车先开至所选择的料仓上方，然后启动胶带机，原料就经卸料小车卸到小车下方的料仓内。