高炉炼铁原理

高炉炼铁原理
炉料在下降过程中，经预热、脱水、间接还原 、直接还原而转化成金 属铁，并不断升温和被焦炭渗碳而形成液态铁水。
焦炭堆密度小，在高炉中其体积占高炉总体积的35~50%。在风口区以 上地区，始终处于固体状态，而在高炉炉料中部铁矿石软化、熔融，在料 柱下部，金属铁和炉渣已形成液态铁水和熔渣，故焦炭对上部炉料起支承 作用，并成为煤气上升和铁水、熔渣下降所必不可少的高温疏松骨架。
综上所述，高炉的基本功能是将铁矿石加热、还原、造渣、脱硫、融 化、渗碳得到铁水。
矿石、焦炭、熔剂装入
煤气排出炉外净化后并入管网
3、高炉内的主要反应有：
1、吸附水蒸发
2、结晶水分解 3、矿石间接还原 4、矿石间接还原和直接还原 5、矿石直接还原 6、含铁元素还原和渗C 7、脱S反应 8、石灰石分解 91、0、炉碳渣的生燃成烧槽下称量、配料
煤气穿过料柱上升，就会遇到 阻力，阻力的大小与多种因素 有关。
380kpa
所以说：装入料的物理特性以及物料在炉内的分布决定着煤 气分布的均匀程度，也就是决定着煤气的速度及温度的分布。 注：炉子下部煤气发生的过程对气流也有重要作用。
高炉炼铁原理
高炉气体力学
P炉料的下降力=炉料自身重力 —炉料间及炉料与炉墙摩擦力 —煤气浮力 >0
220kpa
如P=0，意味着炉料停止下降
料柱
炉
1
料
下
3 降煤
气
2
上
8升
4
69 57
鼓风、喷吹燃料
10
液态渣铁
出铁、出渣
高炉中的反应
来自百度文库
高炉炼铁原理
预热区 间 接 还 原
热储备区 区
Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4+1.25CO →FeO+0.25CO+CO2 游离水蒸发、化合水分解 碳的沉积 2CO →CO2+C
FeO+3.3CO ↔ Fe+2.3CO+CO2
炼铁
2012年9月
高炉炼铁原理
高炉炉内炉料状况及反应
高炉炼铁原理
•高炉炼铁过程实质是一个铁氧化物的还原过程
这个过程极为复杂，存在一系列的化学反应。这些反应发生在炉料下 降和煤气上升的逆流运动中：还原顺序为Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 高炉内由上到下大致分为五个区域，即块状带、软熔带、滴落带、焦 炭回旋区和渣铁区。
此反应在900℃达到平衡时，CO的 气相成分为70%，即ηco＝30％
直 接 还 原 区
0
熔化区 1000℃
FeO+CO→Fe+CO2 C+CO2→2CO 各种元素的还原
铁的渗碳
2000℃
FeO+C→Fe+CO
高炉炼铁原理
高炉气体力学
高炉可以认为是个逆流式热交换器。
炉料存在空隙，使得煤气得以上升。煤气的机械运动取决于 它上升过程中遇到的阻力，而其热能和化学能的利用则取决 于与炉料接触的时间、紧密程度及其分布的均匀性。