焦炭和石灰石高炉炼铁示意图

高炉炼铁技术简介

矿石有许多优点，通常含铁量高，粒度组成均匀，气孔率大，成分稳定，还原性能好。另外，含碱性熔剂，高炉造渣性能好，具有良好的冶金性能。高炉使用烧结矿，可提高产量，降低燃料消耗。
烧结工艺流程
精矿、粉矿（0~10mm）
石灰石、白云石（80~0mm）
碎焦、无烟煤（25~0mm）
破碎
>3mm
• 炉渣中氧化物的种类：碱性氧化物、酸性氧化物和中性氧化物。以碱性氧化物为主的炉渣称碱性炉渣；以酸性氧化物为主的炉渣称酸性炉渣。
• 炉渣的碱度(R)：炉渣中碱性氧化物和酸性氧化物的质量百分数之比表示炉渣碱度：
• 高炉炉渣碱度一般表示式：R=w(CaO)／w (SiO2)
• 炉渣的碱度根据高炉原料和冶炼产品的不同，一般在1.0～1.25之间。
消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下）
高炉每天消耗的焦炭量 I=
高炉的有效容积
• 生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。
• 休风率：高炉休风时间（不包括计划大、中、小修）占日历工作时间的百分数。
规定的日历作业时间=日历时间-计划大中修及
封炉时间
休风率=
高炉休风时间规定的日历作业时间 ×100%
高炉炉渣与脱硫
• 高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭(燃料)中的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化合物，形成非金属的液相。
– 高炉炉渣的成分 – 高炉炉渣作用 – 成渣过程 – 生铁去硫
• 高炉炉渣的来源：矿石中的脉石、焦炭(燃料)中的灰分、熔剂中的氧化物、被侵蚀的炉衬等。
• 高炉炉渣的成分：氧化物为主，且含量最多的是 SiO2、CaO、Al2O3、MgO。
② 物理性能包括机械强度和粒度组成等。高炉要求烧结矿机械强度高，粉末少，粒度均匀。烧结矿粒度小于5mm的称之为粉末。粉末含量对高炉料柱透气性影响很大。粉末含量高，高炉透气性差，导致炉况不顺，可能引起崩料或悬料。反应机械强度的指标为：转鼓指数、抗磨指数、筛分指数。目前武钢烧结矿的转鼓强度大约在79%～80%左右。

高炉炼铁(附彩图)

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分: 一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示:附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识料钾调控阙,-20 0V炉身V-E001C■-14001C炉腹，-leoor £小料牛小料钟出铁口 , 900-1000V" 京铁加利面铁炉炉爆气首工艺设备相见文库文档:料风咀注,各类校珀均产生暖声:、高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其白然形态一一矿石等含铁化合物中还原出来的过程。

铁矿石、焦炭、石炎石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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、展了改进而成的。

尽管世界各国研究发很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单, 生产量大,劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锭矿等）按一定比例白高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。

原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。

同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，白渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

高炉结构图

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着，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。

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。

炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。

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。

炼铁的原理—工业炼铁

56%
选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。
如何从铁矿石中得到铁呢? 以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。
CO
Fe2O3 高温 Fe
【友情提示】
一氧化碳是一种无色，无味的气体，难溶于
水，密度略小于空气的密度。具有可燃性，
燃烧时发出蓝色火焰，生成二氧化碳。一氧
化碳还可以跟铁矿石中的氧化铁在高温时发
生反应，生产铁和二氧化碳。和一氧化碳化
学性质相似的物质还有单质碳、氢气。
(1)一氧化碳的物理性质:①
②、
③
④
.
化学性质： ① 可燃性、C 、H2 .
还原反应：氧化物中的氧被夺去的反应。夺取氧的物质具有还原性可作还原剂。夺取氧，具有还原性作还原剂高温
化碳白白烧掉太浪费了，对装置又进行了改进。猜一猜小明是怎样改进的？
C
A
B
Fe2O3+ 3CO 2Fe + 3CO2
我是还原剂！
C A
B
实验现象：
A处：固体由红色变成黑色； B处：澄清石灰水变浑浊。 C处：尾气燃烧发蓝色火焰
实验步骤：
给药品加热通入CO
停止通入CO 停止加热
C
A
B
①通入CO ②给药品加热
③停止加热 ④停止通入CO
在探究用赤铁矿(主要成分Fe2O3 )炼铁的主要反应原理时,老师设计的实验装置如图,实验中,小明发现一氧
三、炼铁的原理
工业炼铁
1.原料:
铁矿石焦炭
石灰石
2.设备:
炼铁高炉
3.原理:
高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
炼铁高炉示意图
常见的几种铁矿石的成分

高炉炼铁(附彩图)

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识工艺设备相见文库文档：一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：二、高炉炼铁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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。

尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。

原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。

同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。

高炉炼铁原料

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2、理化性质
（1）化学成分主要有：固定碳、灰分、挥发分、硫、水分。（2）化学性质焦炭反应性（CRI）：指焦炭与CO2、H2O等进行化学反应的能力；焦炭抗碱性：指抵抗碱金属及其盐类作用的能力。
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（3）焦炭转鼓强度
测试方法GB/T 1996-2003 ：转鼓为直径及长度皆为 1m的密闭容器，鼓内平行于轴线方向，每隔90度在内壁上焊1条长约1000mm，截面为100×50×10mm的角钢挡板。
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3、冶炼对焦炭要求
（1）应具有较高的强度。
Ⅰ类焦M40 ≥80.0 M10 ≤8.0。（2）固定碳含量要高、灰分含量低。一般干焦
含（质量分数）85%左右的固定碳，13%左右的灰分，其余为挥发分及硫。
实践证明：焦炭灰分增加1%，焦比升高2%，产量下降3%。
尤其对于1000M3以上的高炉，更应注重焦炭质量。
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（2）有害杂质S、P少。（3）粒度均匀，粒度范围为20~50mm。入炉前应筛除粉末及泥土杂质。目前碱性熔剂主要在铁矿粉烧结工序中加入。
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2.1.3 高炉燃料
2.1.3.4 焦炭 1、焦炭在高炉冶炼中的作用
（1）提供冶炼所需热量；（2）是高炉内主要的还原剂；（3）支撑料柱，起骨架作用；（4）铁水渗碳。冶炼1吨生铁约需250～600Kg焦炭。
9
特点： 1）含铁量为37~55%，吸水性很强； 2）焙烧可去除结晶水，矿石气孔率和含铁量
增加，矿石还原性好； 3）呈浅褐色、深褐色或黑色，脉石常为砂质
粘土。
10
（4）菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁
量48.2%。特点： 1）含铁量不高，焙烧分解CO2后，含铁量提高，

高炉炼铁简介

高炉炼铁简介高炉炉前出铁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。

铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。

20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。

20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤/吨生铁左右。

70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤/吨生铁。

中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。

1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。

1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。

1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。

1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。

高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术正面临淘汰。

电炉技术炼钢是当今世界趋势。

电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能，减少原材料和电力等的浪费。

在订单经济时代，生产要根据市场需求变化，但高炉炼铁技术周期长，生产产品低级，且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。

电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期，可根据订单安排生产，原材料和动力资源浪费少，不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。

当今社会进入材料时代后，市场需要的钢材不再是传统的材料，高炉炼铁生存空间更大为缩小，且附加值很低，以中国钢铁业为例，全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱，原因就是因为高炉炼铁技术低级落后，不能生产高附加值产品。

高炉炼铁概述PPT课件

过程
①还原过程实现矿石中金属元素（主要是Fe）和氧元素的化学分离； ② 造渣过程实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离； ③ 传热及渣铁反应过程实现成分及温度均合格的液态铁水。
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1. 1高炉原料
高炉原料
—高炉炼铁—
铁矿石
熔剂
其它含铁代用品
天然块矿人造富矿
烧结矿球团矿
碱性熔剂―石灰, 石灰石,白云石酸性熔剂― 硅石特殊熔剂― 萤石
4
1.1钢铁工业概况
—高炉炼铁—
1.1.1国民经济中钢铁工业的地位
评价一个国家的工业发达程度
工业化水平
工业生产所占比重
工业机械化、自动化程度
工业化水平的标志
劳动生产率↑ 需要大量机械设备
国民生活水准
交
市
民
生
通
政
用
活
工
设
住
用
具
施
宅
品
需要大量基础材料
钢铁产品
5
➢价格低廉有较高的强度和韧性 ➢易于加工制造 ➢所需原料资源丰富 ➢ 冶炼工艺成熟、效率高
13 、修风率
定义：高炉修风时间占规定作业时间的百分数。
14、炉龄
定义：从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次
的大修之间的冶炼时间。
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第一章思考题
—高炉炼铁—
1、试述3种钢铁生产工艺的特点。 2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。 7、熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。

高炉炼铁

3.用固体C还原
高炉冶炼特点
1.高炉冶炼是在炉料与煤气流的逆向运动过程中完成各种复杂的化学反应和物理变化，反应气氛是还原性气氛； 2.高炉是一个密闭容器，除了装料、出铁、出渣以及煤气以外，操作人员都无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器间接观察； 3.高炉生产过程是连续的，大规模的高温生产过程，机械化和自动化水平较高。

燃料燃烧反应铁矿石还原反应（铁氧化物）非铁元素还原（Si，Mn，等）造渣过程生铁生成
A、燃烧反应
放热燃烧产生高温还原气体CO 在高炉下部形成空间，保证炉料持续下降直接还原（参与化学还原）溶入生铁（铁水中含有一定量C）
焦炭（主要燃料）
燃料的燃烧是高炉的热能和化学能的发源地，决定了炉内煤气流，温度和热量的初始分布，对高炉生产起着至关重要的作用！
1.钢筋混凝土 2.耐火砖 3.冷却壁 4.水冷管
5.炉壳
冷却设备
支梁式水箱 A—铸管式 B—隔板式
扁水箱（铸钢）
炉腹、炉腰、炉身下部：冷却壁
炉缸和炉底周围：光板式冷却壁（紫铜冷却壁）
风口：冷却套
1.风口 2.风口二套 3.风口大套 4.直吹管 5.弯管 6.固定弯管 7.围管 8.短管 9.带有窥视孔的弯管 10.拉杆 11.炉壳
B、还原反应
铁氧化物的还原
1.铁氧化物的还原条件还原反应通式： MeO＋B＝Me＋BO B：还原剂 Me：某种金属要使反应能够进行，则： Me O B
还原剂B与O的化学亲和力 > Me与O的化学亲和力在高炉冶炼过程中，满足条件的还原剂是CO和C，还有少量的H2也参与还原
二.铁氧化物的还原顺序
焦炭在风口发生燃烧反应： C＋O2 =CO2 ＋33356kJ/kg + C+CO2 =2CO －13794kJ/kg 2C+O2 =2CO ＋9781kJ/kg

炼钢生产过程及流程图详解(全)

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、轧钢等流程。

（1）炼铁：就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。

焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。

炼铁是还原反应。

先是利用氧把矿石中铁及其他物质氧化为三氧化二铁、硫、磷的氧化物等。

硫的氧化物经过处理后排放，磷的氧化物还要加入石灰后转化为矿渣后排出。

主要反应为利用 C 把铁的氧化物还原 2 Fe2O3+ 3 C=4 Fe+ 3 CO2.（2）炼钢：是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

炼钢是氧化反应，是炼铁后的进一步加工。

主要是除去Fe中多余的 C ，因为 C 的含量太高影响钢的韧性。

反应式为： C+O2 = CO2 。

（3）连铸：将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。

（4）轧钢：连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材，形成产品。

炼钢工艺总流程图炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。

烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。

还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。

高炉炼铁

高炉炼铁：简介当今全世界几乎所有的钢材都是通过如下两种流程中的一种生产的：碱性氧气转炉炼钢(BOS) 电弧炉炼钢(EAF)"长流程" "短流程"100% 回收的废钢，固态生铁或直接还原铁75-80% 高炉铁水（生铁）20-25% 回收的废钢全球钢产量的64% (2005) 全球钢产量的33% (2005)很明显高炉炼铁仍然是为炼钢提供铁原料的主要方法。

下图说明了高炉在整个炼钢过程中的地位。

高炉使用铁矿石作为含铁原料，焦炭和煤粉作为还原剂以及石灰或石灰石作为熔剂。

高炉炼铁的主要目的是给BOS炼钢提供质量稳定的铁水。

通常炼钢厂要求铁水的条件为含硅0.3–0.7%，锰0.2–0.4%和磷0.06–0.13%，以及尽可能高的温度（出铁温度为1480-1520°C）。

一座内容积约为4500m3的现代大型高炉的炉缸直径为14-15m，高度为35m。

这样一座高炉每天能够生产10000吨铁水。

由于高炉需要消耗大量的冶金焦，因此出现了将来可替代高炉的其它炼铁工艺：用煤粉或者其它气态还原剂替代冶金焦的直接还原和熔融还原技术。

已经进行商业化生产的例子有Midrex(直接还原)和Corex(熔融还原)工艺。

高炉过程在高炉的炉腰和炉腹，热风与焦炭和煤粉发生反应生成CO和N2的混合气体。

炉内上升的混合气体与从炉顶下降的原料发生热交换和化学反应。

最后煤气从炉顶排出并且回收作为厂内的燃料。

在冶炼过程中要控制炉顶含铁原料与焦炭层厚度比以及它们的径向分布，以得到径向分布合适的煤气流。

炉料下降过程中，在高炉上部的低温区含铁原料与CO气体发生间接还原。

在高炉下部，还未反应的铁矿石与CO发生还原反应生成CO2，CO2又立即与焦炭反应生成CO，CO又用来还原氧化铁。

高炉下部高温区的整个反应步骤可以看作是铁矿石与固态C的直接还原。

被还原出的铁熔化，滴落，最后在炉缸汇聚成铁水。

然后按固定的时间间隔（一般2-5小时）打开炉墙上的铁口和渣口，排出铁水和熔渣。

高炉炼铁(附彩图)

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识工艺设备相见文库文档：一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：二、高炉炼铁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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。

尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。

原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。

同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。

高炉炼铁生产工艺 PPT

熔结层中砖与砖已烧结成一个整体，能抵抗铁水的渗入，并且坑底面的铁水温度也较低，砖缝已不再是铁水渗入的薄弱环节，这时炉衬损坏的主要原因转化为铁水中的碳将砖中二氧化硅还原成硅，并被铁水所吸收的化学侵蚀。生产实践表明：采用炉底冷却的大高炉炉底侵蚀深度约1~2m，而没有炉底冷却的高炉侵蚀深度可达4~5m。从炉底破损机理看出，影响炉底寿命的因素：首先是它承受的高压，其次是高温，再次是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底的冲刷，炉底的砖衬在加热过程中产生温度应力引起砖层开裂，此外在高温下渣铁也对砖衬有化学侵蚀作用，特别是渣液的侵蚀更为严重。
②软熔带：炉料由开始软化到软化终了的区域。此区域是由许多固态焦炭层和粘结在一起的半熔融的矿石层组成，焦炭与矿石相间层次分明。由于矿石呈软熔状透气性极差，上升的煤气流主要从像窗口一样的焦炭层通过，因此又称其为“焦窗”。软熔带的上缘是软化线，即矿石开始软化的温度；下缘是熔化线，即矿石熔化的温度，它和矿石的软熔温度区间相一致；其最高部位称为软熔带顶部，其最低部位与炉墙相连接，称为软熔带的根部。 ③滴落带：矿石熔化后呈液滴状滴落的区域，它位于软熔带之下，矿石熔化后形成的渣铁像雨滴一样穿过固态焦炭层而滴落进入炉缸。
五段式高炉内型如下图。
（2）高炉冶炼的基本过程高炉生产过程就是将铁矿石在高温下冶炼成生铁的过程。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的运动、相互接触过程中完成的。高炉生产所用的原料是含铁的矿石包括烧结矿、球团矿和天然富矿石；燃料主要是焦炭；辅助原料为熔剂和洗炉剂等。通过上料系统和炉顶装料系统按一定料批、装入顺序从炉顶装入炉内，从风口鼓入经热风炉加热到1000～1300℃的热风，炉料中的焦炭在风口前与鼓入热风中的氧发生燃烧反应，产生高温和还原性气体，这些还原性气体在上升过程中加热缓慢下行的炉料，并将铁矿石中的铁氧化物还原成为金属铁

第三章高炉炼铁

3.2.2 高炉内型
高炉内型是用耐火材料砌筑而成的，供高炉冶炼的内部空间的轮廓。现代高炉都是五段
式炉型（见图 3.3），从下至上分别为：炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉。 h1 ~ h5 分别表示炉缸至炉喉各部分的高度， h0 为死铁层深度， h f 为风口高度， H u 为高炉有效高度； d1 、 d 和 D 分别表示炉喉、炉缸和炉腰直径；α 和 β 分别表示炉腹角和炉身角。若用V1 ~V5 分别表示炉缸至炉喉各部分的容积，则高炉有效容积Vu ≈ Vi + V2 + V3 + V4 + V5 。
轧机（轧钢厂）
高炉煤气发电厂
图 3.2 高炉炼铁原料和产品流向直方图
表 3.1 几种铁矿石化学成分
品种 w(TFe) w(FeO) w(SiO2) w(CaO) w(MgO) w(Al2O3) R （%）（%）（%）（%）（%）（%）
宝钢烧结矿 59.47 7.55
4.25
8.20
1.27
1.09 1.93
鞍钢烧结矿 58.49 7.90
4.60
9.70
2.30
0.50 2.11
巴西球团矿 65.81 1.61
3.67
0.47
0.73
0.49 0.13
国产球团矿 63.21 0.17
6.01
1.22
0.48
0.76 0.20
巴西块矿 66.62 4.23
7.94
0.70
0.23
1.11 0.09
铸 22 Z22 >2.0 ~2.4
铸 18 铸 14 Z18 Z14 >1.6 >1.25 ~2.0 ~1.6

炼钢生产过程及流程图详解全

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、轧钢等流程。

（1）炼铁：就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。

焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。

炼铁是还原反应。

先是利用氧把矿石中铁及其他物质氧化为三氧化二铁、硫、磷的氧化物等。

硫的氧化物经过处理后排放，磷的氧化物还要加入石灰后转化为矿渣后排出。

主要反应为利用 C 把铁的氧化物还原 2 Fe2O3+ 3 C=4 Fe+ 3 CO2.（2）炼钢：是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

炼钢是氧化反应，是炼铁后的进一步加工。

主要是除去Fe中多余的 C ，因为 C 的含量太高影响钢的韧性。

反应式为： C+O2 = CO2 。

（3）连铸：将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。

（4）轧钢：连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材，形成产品。

炼钢工艺总流程图炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。

烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。

还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。

焦炭和石灰石高炉炼铁示意图

高炉炼铁技术简介

高炉炼铁(附彩图)

高炉结构图

炼铁工艺流程图

炼铁的原理—工业炼铁

高炉炼铁(附彩图)

高炉炼铁原料

高炉炼铁简介

高炉炼铁概述PPT课件

高炉炼铁

炼钢生产过程及流程图详解(全)

高炉炼铁

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第三章 高炉炼铁

炼钢生产过程及流程图详解 全

第三章高炉炼铁

炼钢生产过程及流程图详解全