炼铁高炉工艺流程及主要设备(内部培训)

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二、 高炉本体
1、高炉本体概述 n 包括高炉炉型、炉衬、冷却装置、钢结构及基础。 n 高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。 n 炉衬耐火材料围成高炉炉型。 n 炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达10~15年。 n 钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。 n 高炉大小以有效容积的立方米数表示。
Fe3O4，理论含铁量72.4%； Fe2O3，理论含铁量70%
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(1)自然界中主要铁矿石 自然界中铁元素主要以化合态存在。主要矿
物形式为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿。
主要含铁矿物（Chief Iron Bearing Minerals）
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磁铁矿（主要成分Fe3O4）
赤铁矿（主要成分Fe2O3）
2 矿石：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。
3 矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量，称为 该矿石的品位。
4 脉石：矿石中没有用的成分称为脉石，一般在冶炼过 程中需要去除。
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5、富矿：含铁品位>50%的铁矿石
赤铁矿：理论含铁量70%
磁铁矿：理论含铁量72.4%
高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。
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2、高炉炉型概述
1）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何 形状称为高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉 型。
2）、高炉炉型为圆断面五段式即：炉喉、炉身、 炉腰、炉腹、炉缸五部分。即高炉内型图所看 到的五部分。
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hu h
h6
3）、几个概念：
(a)料线零位：是测
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8、 精矿：贫矿经过破碎，细磨，并通过磁选或 浮选得到的高品位细粉状矿石
细磨
磁铁矿
磁选
-200目>60~80%
细磨
赤铁矿
浮选
-200目>60~80%
细磨
菱铁矿
浮选
-200目>60~80%
先磁化焙烧 褐铁矿
后细磨
磁选
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2.1.2 高炉炼铁工艺流程及主要设备
一、炼铁流程及设备系统 n 高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉本体及
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hu
本
体
Top ring:炉顶钢圈(炉顶法兰)
h6
结
Offtake :排气管
构 中 英 文 对 照
Top cone:高炉炉头（炉顶锥 形部分）
Armour（炉喉）钢砖 Stockline level：料线零位 Throat：炉喉，Stack：炉身 Belly：炉腰 Bosh：炉腹
Tuyere：鼓风口
菱铁矿：理论含铁量48 . 3%
扣除CO2
褐铁矿：理论含铁量55 . 2~66.1% 和结晶水
6、 贫矿：实际含铁量低于理论含铁量70%的铁矿石称 贫矿（必须经过选矿后使用）
7、块矿和粉矿
破碎、筛分 粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿
富矿
大中型高炉<45mm
块矿(>5~10mm),上限
中小型高炉<20~25mm
n 炼铁高炉工艺流程 及主要设备
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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。
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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。
炉渣 铁水 高炉煤气 铸造生铁 炼钢生铁
放散 轧钢厂 转炉炼7钢厂
n 由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占
世界铁总产量的95%以上。
n 我国最大的高炉是宝钢3号高炉（4350m3）。世界 最大高炉达5000m3以上。
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高 炉 炼 铁 系 统 （ 高 炉 本 体 和 辅 助 系 统 ）
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若干辅助系统组成。
q 生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部 风口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液 态渣铁，定期从炉缸渣铁口排出炉外，与炉料 进行一系列作用的煤气从炉顶溢出。
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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
为使高炉保持合理炉型，还要 靠炉体结构或炉墙的合理设计，并 辅以正确的操作制度。
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三 、高炉炉衬
1、 2、
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四、 高炉冷却装置
1）
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（2） （3） （4）
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五、高炉钢结构
1）
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（2）
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六、 高炉炉基
钢筋混凝土基座
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2.1.3 高炉炼铁原料及产品
一、高炉炼铁原料 1、含铁原料—Iron-Bearing Materials n 铁矿石：1.6~1.8吨/吨铁，主要成分为
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
Cinder notch/emgency iron
Schematic of a blast furnace, illustrating some of the defined terms. notch;出渣口
定料面高度的基础。
钟式炉顶：大钟开
启时大钟的底边；
无钟炉顶：炉喉钢
砖的转折点处或钢
பைடு நூலகம்
砖顶部
(b)死铁层高度h0
h0
(c)高炉有效高度hu
(d)炉头高度h6
(e)高炉全高h
Schematic of a blast furnace, illustrating some of the defined terms.
假象“赤铁矿”：磁铁矿在自然界中被氧化，
化学成分上已由Fe3O4成为Fe2O3，在结晶 结构上保持磁铁矿的特征。通常以矿石中全
铁含量与FeO含量的比值判别磁铁矿受氧化 的程度。
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硫铁矿（主要成分FeS2） 褐铁矿（主要成分2Fe2O3·3H2O）
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(2) 铁矿石的评价指标
n 含铁品位
q Fe品位高，脉石含量低，冶炼时所需熔剂和形 成的渣少，用于分离渣铁所需的能量低。
q T.Fe> 65%，P、S含量低的矿石可直接供直接 还原和熔融还原
q 50%< T.Fe<65%,可供高炉使用 q 我国绝大部分矿石T.Fe含量在30%左右，需富
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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 中型高炉： Vu=255~620m3 小型高炉： Vu <100m3
实践表明：炉型设计合理，能促进 高炉冶炼指标的改善和延长高炉的 使用寿命，故炉型是高炉最基本的 工艺参数。现代高炉向大型化发展， 合理炉型总的趋势是矮胖化。