铁矿石间接还原
试验铁矿石900℃间接还原性能检测
实验三、 铁矿石900℃间接还原性能检测【实验性质】综合性实验；学时：43.1实验目的（1） 了解并掌握铁矿石还原动力学性能测定方法。
（2） 了解所用设备的工作原理及基本操作方法。
（3） 进一步巩固所学冶金物理化学过程热力学、动力学等专业基础知识，并运用所学相关知识，对影响铁矿石还原动力学性能的相关因素进行分析讨论，提高理论联系实际的水平。
（4） 通过实验，使得同学们的动手能力和分析问题与解决问题的能力得到提高。
3.2实验装置及实验原理现代高炉生产中，铁矿石的还原是高炉冶炼要完成基本任务，还原过程包括两部分，既间接还原和直接还原。
间接还原是指还原剂是气体为即CO或H2的还原过程；直接还原是指用固体C完成的还原。
间接还原是高炉上部最主要的反应，在目前高炉冶炼技术条件下，尽量发展间接还原。
充分利用高炉煤气中的CO(H2)，对于改善高炉冶炼过程的能量利用，降低焦比具有重要的意义。
间接还原的反应是由高价氧化物到低价氧化物的反应，即：3Fe2O3+CO(H2)=2Fe3O4+CO2(H2O)Fe3O4+CO(H2)=3FeO+CO2(H2O)FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O)所谓铁矿石的还原性，是指铁矿石中的氧化铁被CO(H2)还原的难易程度。
高炉工作者力求铁矿石具有良好的还原性，因此需要通过实验测定铁矿石的还原性。
还原性是评价铁矿石冶炼价值的重要指标。
在本实验采用热天平失重法，其原理为：在900℃条件下，将悬挂于电子天平下反应管内的500克铁矿石通入还原气体CO或H2，铁氧化物中的氧与还原性气体发生反应，生成CO2或H2O而排出反应管外，铁矿石因失氧而重量逐渐减轻，这样便可计算出各时刻的相对还原度；画出还原度随时间变化的还原曲线。
本实验方法为《铁矿石的还原性测定方法》GB/T13241-91标准方法，该方法参照ISO7215标准实验装置见图3-1。
图3-1 铁矿石还原实验装置系统图3.3 实验步骤将铁矿石（烧结矿、球团矿、块矿）样品在105℃温度下烘干120分钟，以除去水分，铁矿石试样重500克，粒度为10—12.5mm，为保证粒度需用10—12.5mm 的标准筛进行试样筛分。
高炉炼铁生产工艺流程简介(一
高炉炼铁生产工艺流程简介（一）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。
铁矿石的还原性
世上无难事，只要肯攀登
铁矿石的还原性
铁矿石(烧结矿和球团矿)中与铁结合的氧被气体还原剂夺取的难易程度。
它是铁矿石的一种重要冶金性能。
通常采用一定粒度和质量的铁矿石试样，加热至一定温度，在一定化学成分和流量的还原气体下进行还原，根据铁矿石试样质量的减重或还原后试样中全铁和氧化亚铁的含量来计算氧的脱除率或脱除速率，作为铁矿石的还原性指数。
世界上现有不少国家的钢铁厂已把铁矿石还原性检验作为常规的检验项目之一，以预测和指导高炉的冶炼操作，改进烧结矿和球团矿的生产。
对高炉冶炼的影响
铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其还原性的好坏直接影响炼铁的经济指
标。
高炉冶炼时，易还原的铁矿石中含氧量大部分在高炉中上部被高炉煤气所还原，称为间接还原，此时焦炭消耗较低；难还原的铁矿石中相当多的含氧量要到高炉下部依靠碳的直接还原来完成，此时焦炭消耗高。
为了降低焦比，应尽可能以间接还原的方式夺取含铁原料中的氧，因此要求入炉铁矿石有良好的还原性。
影响铁矿石还原性的因素粒度、气孔率、矿物组成及结构、脉石成分等是影
响铁矿石还原性的主要因素。
(1)粒度。
在一定还原条件下，粒度细还原速度快。
因为粒度小、比表面积大，而还原速度与矿石的比表面积成正比。
冶炼实践证明，小块矿石还原比大块快，在高炉内间接还原比例较高，节约焦炭消耗。
但矿石粒度过分小，会使料柱透气性变坏。
(2)气孔率。
天然矿石由于成因的不同气孔率也不相同。
磁铁矿结构比较致密，气孔率低，还原性较差。
焙烧时Fe3O4 被氧化成Fe2O3，引起矿块某种程。
钢铁冶金实验1.2 (2016)
在某种情况下，试验达不到60％的还原度，此时，下列公式适用于较低的还原度：RVI= (1-23）
式中：tY—还原度达到Y%时的时间，min；
k；
Y = 50%时，k= 20.0。
O/Fe= 0.9，相当于还原度为40%。
四实验设备
实验设备流程示意图见图1-10。图中各设备、仪器名称和用途说明如下。
18温控仪：DWK—702，控制还原炉炉温。
19温控仪：KSY-6-16，控制CO发生炉炉温。
图1—10铁矿石还原性能实验流程
五方法步骤
1.实验方法
将一定粒度范围内的试样置于固定床中，用CO和N2组成的还原气体，在900℃的温度下进行等温还原，每隔一定时间（或连续）称量试样质量，以三价铁状态为基准，计算还原3小时后的还原度和原子比O／Fe等于0.9时的还原速率。
其余杂质气体成分要求与铁矿石还原性能测定相同，即：
H2≤0.2%（V/V）
H2O≤0.2%（V/V）
O2≤0.1%（V/V）
在整个还原期间，还原气体的标态流量保持15±1升/min。
3.装样：称取试样500g±1粒,称量精度至1g。将试样装入还原管，
表面整平，封闭顶部，放入电炉，吊挂于电子天平上，检查称量系统。
RDI＋6.3，RDI＋3.15，RDI-0.5。
六.实验报告
1.结果及试样评价。
2.回答问题
（1）低温还原粉化与烧结矿冷却粉化有什么不同？
（2）还原过程中的减重为什么不等于还原过程中的失氧量？3.叙述你在实验中了解到了什么，学到了什么。
一.试验的目的及意义
铁矿石（包括烧结矿、球团矿）的软化是造渣过程中对高炉行程影响较大的一个环节。铁矿石软化后由于受到上部炉料的荷重作用，使矿石本身和矿石之间的孔隙度大大降低，使得上升的煤气受到阻力显著增加，从而减慢了炉料的下降速度。因此，铁矿石的软化性能成为铁矿石冶金性能的重要组成部分。
浅谈高炉降低焦比的措施与途径
提高 １ ％， 焦 比降低 ２ ‰ 产量提高 ３ ％。铁矿石还原性是指铁矿石 被还原性 气体 ＣＯ 或 Ｈ 还原的难 易程度， 也是其质量的主要指标。 铁矿石 的还原性 好， 有利于焦 比降低 ， 但 只有 直接还原 与间接 还原在适 宜的比例范 围内，
维 持 适 宜 的 直接 还 原度 Ｒｄ ， 才 能 降低 焦 比 。 实践 证 明适 宜 的直 接 还 原 度 为
焦 比就 要 升 高 。 所 以 说 小 高 炉 的燃 料 比要 比大 高 炉 高 ３ ０ ￣ ５ ０ ｋ ｇ 。钢 铁 产 业
可以降低燃料 比。但 是在冶炼 强度 大于 １ ． ０ ５ ｔ ／ ｍ ・ ｄ时 ， 提 高冶炼强度是会 使燃烧 比升高 ， 而且在冶炼强度大于 １ ． １ ５ ｔ ／ ｍ３ ． ｄ时 以上 ， 提高冶 炼强度， 会 使燃 烧 比大 幅 度 升 高 。所 以 说 ， 控制 冶炼强度在 １ ． ０ ５ ￣ １ １ ５ ｔ ／ ｍ， ・ ｄ区 间 ， 操 作高炉是会得 到较低 的燃料 比。
０． ２ ￣ ０ ３。
Ｃ Ｏ 含量略高于中心的“ 平峰 ” 式 曲线 。综合煤气 Ｃ Ｏ 含量是小于 １ ０ ０ ０ ｍ 高炉为 １ ６ ％一 ２ ０ ％， １ ０ ０ ０ ｍ３ 左右高炉 ＣＯ 含量在 １ ８ ％ ～ ２ １ ‰ 大于 ２ ０ ０ ０ ｍ， 高 炉 ＣＯ２ 含量在 ２ ２ ％ ＇ ２ ４ ％。 采用大批 重上料 ， 可以稳 定上部煤气流 。我们 希望焦批的层厚要大于 Ｏ ． ５ ｍ， 宝钢 ４ ０ ０ ０ ｍ 级高炉焦批大 ， 层 厚在 ８ ０ ０ ￣ １ Ｏ ０ ０ ｍｍ。 在 生 产 过 程 中 调 整焦炭负荷时， 最好稳 定焦批 ， 调 整矿 批。 以使焦炭 层相 对稳定 ， 有“ 透气 窗” 作用， 高炉内煤气 流也稳 定。 当料线提 高时， 炉料堆尖会 向中心移动 ， 有 疏 松 边 缘 煤 气 的作 用 。 一般 料线 选 择 为 １ — ２ ｍ。 为提高料柱 的中心部位煤 气流顺畅 ，大 型高炉均采用 中心加焦的手
高炉炼铁
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有很大影响 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。
高炉热风炉
热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可 缺少的重要组成部分。现代热风炉是一种蓄热式换 热器。目前风温水平为1000℃~1200 ℃ ，高的为 1250 ℃~1350 ℃ ，最高可达1450 ℃~1550 ℃。 提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送 风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操 作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明， 采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长 热风炉寿命是提高风温的有效途径。
炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。 出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤 气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分 布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。
高炉炼铁工艺流程(经典之作)
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。
《炼铁原理(初中级)》题库
正确 正确 错误 正确 正确 正确 错误 正确 正确 正确 B A A A C B C B A
生铁含锰超过用户使用标准时应调整锰矿使用量，锰的还原率一般按( A.50% B.100% C.10%D.20% )考虑。 A.提高B.降低 C.维持原来D.不确 降低热风炉废气温度能( )热风炉热效率。 定 A.增硅B.降硅 C.不一定D.先增后 高炉中风口平面以上是( )过程。 减 A.块料带B.风口前燃烧带 C.滴落 高炉内哪个区域含硫最高( )。 带D.渣铁贮存带 A.风口易灌渣B.风口易涌渣 C.风 边缘过重，中心发展时( )。 口与正常时一样D.风口易烧坏 A.焦炭堆积密度B.焦炭真密度 C. ( )即为干燥块焦单位体积的质量。 焦炭视密度D.以上都不对 A.60年代B.60年代后期 C.70年代 软水密闭循环冷却是在( )发展起来的新的冷却方式。 D.70年代后期 A.随顶压的提高，生铁中[Si]降低 提高炉顶压力，对生铁中[Si]含量的影响描述正确的是( )。 B.随顶压的提高，生铁中[Si]含量
中难度 矿石的开始软化温度越低，越易熔化，因此，高炉透气性越好。 低难度 高炉有效容积是指从炉底到炉喉上沿线之间的炉内容积。 高难度 温度高于810℃时，CO 的还原能力比H2强。 中难度 炉料粒度小于5mm时，入炉易于还原，对生产有利。 中难度 在炉内高温区，矿石软化熔融后，焦炭是唯一以固态存在的物料。 高难度 冶炼低硅生铁时，必须提高渣碱度，目的是保证炉缸温度。 中难度 高炉喷吹煤粉后，炉缸风口燃烧带不变。 低难度 氢还原铁矿石的过程是放热反应过程。
错误 正确 正确 正确 正确 正确 错误 错误 正确 错误 正确 正确 错误 错误 正确 正确 错误 错误 正确
低难度 高炉炉内操作的目的是保证上升的煤气流与下降的炉料顺利进行。 高难度
铁矿石直接还原现状及提高质量的对策
甘 肃 冶 金GANSU METALLURGY第 43 卷第 1 期2021 年 2 月Vol.43 No.1Feb.,2021文章编号:1672-4461( 2021) 01-0030-05铁矿石直接还原现状及提高质量的对策权芳民，王明华(酒泉钢铁(集团)有限责任公司钢研院，甘肃 嘉峪关735100)摘要:通过对国内外煤基直接还原铁生产现状研究及存在问题的分析，依据传统经典铁矿石还原理论，在铁矿石碳气化直接还原技术的基础上,提出了铁矿石碳循环增氧还原技术，并通过隧道窑和回转窑两种还原设备进行试 验验证。
铁矿石煤基还原试验结果表明，该技术不仅可缩短铁矿石的还原时间，而且可提高还原产品的金属化率、降低生产能耗和碳的排放，对促进我国直接还原铁技术的发展具有重要意义。
关键词:钢铁；直接还原；技术现状；提高质量中图分类号:TF55 文献标识码：AThe Status and the Improving Quality Countermeasures ofFe Ore Direct Reduction TechnologyQUAN Fang-min , WANG Ming-hua(Steel Research Institute of Jiuquan Iron & Steel ( Group ) Co.Ltd., Jiayuguan 735100, China )Abstract : Based on the analysis of the present situation and existing problems of coal-based direct reduction iron production at home and abroad , and the traditional classical iron ore reduction theory , and the iron ore direct reduction technology ofcarbon gasification , the paper puts forward the technology of carbon cycling oxygen-increasing reduction of iron ore. The test verification is carried out by two kinds of reduction equipment , tunnel kiln and rotary kiln. The test results of coal-based re duction show that the technology can not only shorten the reduction time of iron ore , but also improve the metallization rateof reduction products , reduce production energy consumption and carbon emissions. It is of great significance to promote the development of direct reduction iron technology in China.Key Words : iron and steel ; direct reduction ; technology status ; improving quality1引言钢铁企业高炉炼铁工艺经历近200年的发展, 其技术完善程度几乎达到极致。
高炉炼铁名词解释
四、名词解释1．什么叫高炉炉料结构答案：高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。
2．什么叫精料答案：精料是指原燃料进入高炉前，采取措施使它们的质量优化，成为满足高炉强化冶炼要求的炉料，在高炉冶炼使用精料后可获得优良的技术经济指标和较高的经济效益。
3．什么叫矿石的冶金性能答案：生产和研究中把含铁炉料（铁矿石、烧结矿、球团矿）在热态及还原条件下的一些物理化学性能：还原性；低温还原粉化；还原膨胀；荷重还原软化和熔滴性称为矿石的冶金性能。
4．矿石还原性答案：还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度，是最重要的高温冶金性能指标。
5．'6．还原性能(RI)答案：通过间接还原途径从铁矿石氧化铁中夺取氧的容易程度。
7．低温还原粉化性能答案：矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。
8．低温还原粉化率(RDI)答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。
一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。
9．矿石的软熔特性答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。
10．矿石的软化温度答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。
11．—12．还原剂答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。
13．SFCA烧结矿答案：SFCA烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO2、Fe2O3、CaO和Al2O3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA。
14．均匀烧结答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。
高炉直接还原和间接还原分界线的温度
高炉直接还原和间接还原分界线的温度高炉是冶金工业中重要的设备之一，用于将铁矿石还原为铁。
在高炉冶炼过程中，还原反应是关键环节之一。
还原反应可以分为直接还原和间接还原两种方式。
直接还原是指将铁矿石直接还原为金属铁的过程。
在高炉冶炼中，直接还原主要发生在高炉的还原带内。
还原带是高炉中温度较高的区域，也是还原反应发生的主要区域。
在还原带内，铁矿石中的氧化铁与还原剂（如焦炭）发生反应，生成金属铁和一氧化碳等产物。
直接还原反应的温度一般在1200℃以上。
间接还原是指将铁矿石先还原为富含一氧化碳的气体，然后通过反应器（如氧化还原反应器）将一氧化碳还原为金属铁的过程。
间接还原一般在高炉的上部发生。
在高炉上部的还原带内，还原剂与铁矿石发生反应，生成一氧化碳和二氧化碳等气体。
这些气体随着炉顶的煤气流出，进入氧化还原反应器进行进一步的反应，生成金属铁和二氧化碳等产物。
间接还原的温度一般在600℃至800℃之间。
高炉直接还原和间接还原分界线的温度取决于多种因素，包括炉料的性质、还原剂的种类和用量、高炉的操作参数等。
一般来说，直接还原和间接还原的分界线温度在800℃至1000℃之间。
在这个温度范围内，既有直接还原反应的发生，也有间接还原反应的发生。
如果温度低于800℃，间接还原反应速率明显下降，直接还原反应成为主要反应。
如果温度高于1000℃，直接还原反应速率增加，间接还原反应相对减少。
高炉直接还原和间接还原分界线的温度对高炉冶炼过程的控制至关重要。
过高或过低的温度都会影响冶炼效果和能耗。
在实际操作中，可以通过调整炉料的配比、控制还原剂的用量和氧气的供给等方式来控制温度，以保证高炉冶炼过程的稳定和高效。
高炉直接还原和间接还原分界线的温度是冶炼过程中的重要参数。
了解和掌握这个温度范围，有助于优化高炉操作，提高冶炼效率。
通过合理调控温度，可以实现高炉冶炼过程的稳定和高效，为冶金工业的发展做出贡献。
高炉炼铁工艺流程(经典之作)
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。
3：铁矿石间接还原度测定《冶金综合实验》
铁矿石间接还原度测定一实验目的和意义铁矿石中铁氧化物的还原是高炉冶炼过程中最基本的反应,尽可能地发展间接还原,充分利用煤气中CO及H2的还原能力,对于改善高炉煤气的能量利用有很大作用。
因此研究影响间接还原反应速度的规律具有很重要的意义。
通过实验了解各种因素对矿石还原速度的影响,掌握减重法测定矿石还原性的实验方法及实验结果的处理方法。
二实验原理及方法用气体还原剂还原铁矿石是一种比较复杂的多相反应。
在整个还原过程中包括以下几个步骤：1. 气体还原剂通过气-固相之间气体边界层向固体表面扩散；2. 气体还原剂穿过还原生成的金属层，向金属- 氧化物界面扩散。
3. 界面化学反应；4. 还原的气体产物（CO2，H2O）穿过金属层向外扩散。
其中最慢的一步对还原速度起决定的控制作用。
铁矿石中矿物组成及结构，矿石的气孔率和矿石的粒度,还原气的组成和流速及还原温度等因素对还原速度有较大影响。
还原动力学研究主要是了解还原反应机理及各种因素对于还原速度的影响。
对一种新型矿石的动力学研究在生产实践上有着重要指导意义。
利用实验室中测定的化学反应速度常数和有效扩散系数及反应的活化能等数据,结合高炉内的温度分布和煤气分布,用电子计算机计算出炉内的间接还原率。
对指导高炉生产和控制模型的建立有很大的意义。
图1 竖式电炉示意图三实验装置采用东北大学生产的热重法氧化还原测定仪和热重电子天平，装置示意图见图1矿石放在耐热钢吊管中，吊管的内径3厘米，使用天平是带下钩的热重电子天平,量程0-4Kg，自动去皮，随时打印，下部是氧化铝球(用来预热气体和改善气流分布)悬挂在电炉中。
电炉由铁铬铝电炉丝绕制,炉丝的缠绕长度保证炉子有足够长的恒温区。
四实验步骤1.按照程序升温并使温度稳定700℃，电最高压不得超过120V。
2.打开氮气瓶上阀门再逐渐打开针阀调节转子流量计流量到2升/分,吹扫管路及吊管中的空气。
同时在电子天平上准确称出空吊兰重重。
3.将称取筛分好的100克试样放入吊管中,并将吊管挂于电子天平上（注意镍铬丝不要扭曲,吊管不要触及炉管壁），称量并记录吊管的重量。
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。
预览：工艺流程图(生产技术科)炼铁工艺流程为：炼铁主要原料为烧结矿和球团矿，并掺入富块矿，以少量硅石和萤石作熔剂，焦碳作燃料（也是还原剂）。
这些原料、辅料和燃料经槽下卷扬筛粉、配料、称量后（槽下有除尘系统及在线排放监测），由斜桥料车上料，经高炉炉顶送入高炉炉内进行冶炼，冶炼过程中由风机将冷风送入热风系统（有废气在线排放监测）加热后，向高炉炉膛鼓入热风助焦碳燃烧，同时向炉内吹氧和喷吹煤粉。
焦碳、煤粉燃烧后生成煤气，炽热的煤气在上升过程中把热量传递给炉料，原、辅料随着冶炼过程的进行而下降。
在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、熔化、渗碳等过程使铁矿还原生成铁水。
同时烧结矿等原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而生成炉渣。
高炉炼铁是连续生产，生成的铁水和炉渣不断地积存在炉缸底部，到一定时间后，由炉前操作打开高炉出铁口，出铁出渣（高炉炉前有煤气在线检测）。
从出铁口出来的铁水通过高炉出铁场的铁沟、撇渣器等流入铁水罐车的铁水罐内，热装送往炼钢厂炼钢。
当铁水用于炼钢有富余时，则将部分铁水送铸铁机浇注冷却成铸铁块。
高炉渣由出铁场的渣沟流出，采用茵芭法水渣处理，由皮带输送到新型建材厂。
高炉冶炼时产生的高炉煤气为炼铁厂的副产品，经煤气处理系统（有煤气在线检测）的重力除尘器和布袋除尘器两级除尘再经TRT余压发电系统后供热风炉烧炉和发电厂发电。
炼铁工艺流程介绍2015-02-06 热处理生态圈热处理生态圈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。
铁矿还原反应
铁矿还原反应深度还原过程中，固体碳和CO共同参与还原反应，CO由碳的气化反应产生，在还原过程中起重要作用；铁氧化物按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 的顺序逐渐还原。
主要脉石矿物石英、鲕绿泥石、白云石、长石和云母不能被还原为单质，但会与FeO反应生成铁橄榄石（2FeO·SiO2）、铁尖晶石（FeO·Al2O3）、铁酸钙（2CaO·Fe2O3）等铁复杂化合物；尽管这些铁复杂化合物可以被固体碳还原生成金属铁，但铁复杂化合物的生成会阻碍FeO→Fe的还原。
脉石矿物之间也可能发生反应，形成Ca-Al-Si-O物质，反应过程与矿石中脉石矿物含量有关。
此外，磷矿物可被还原生成单质磷，单质磷进入金属铁会影响产品质量。
深度还原过程中，赤铁矿被逐渐还原为金属铁，因此在不同的还原阶段，还原反应动力学机理有所不同。
在还原反应初期，铁晶核在颗粒表面生成并逐渐生长，还原反应由随机成核与生长机理控制；随着还原反应的进行，金属铁颗粒继续长大，与气体和固体扩散有关的动力学机理成为主要的反应控制机理。
反应动力学分析表明，在一定范围内提高还原剂配比和反应温度可以缩短反应时间；而铁复杂化合物还原为金属铁的活化能较高，还原难度较大。
深度还原过程中矿石微观结构演变过程可分为三个阶段。
①边缘破坏阶段：颗粒外层赤铁矿被还原，形成微金属相；生成的FeO会与脉石反应，形成铁硅酸盐和铝酸盐，成为还原初期的渣相；上述反应和新相的形成导致颗粒外层结构的破坏。
②内部破坏阶段：颗粒内部赤铁矿发生还原反应，颗粒内部出现金属铁相；颗粒外层的金属相明显聚集生长；颗粒内部脉石与FeO反应，形成硅酸铁和铝酸盐渣相；颗粒外层的铁硅酸盐和铝酸盐进一步还原成金属铁，而生成的SiO2、Al2O3与CaO反应，形成Fe-Ca-Al-Si-O 系渣相；颗粒内部结构在此阶段被破坏。
③完全破坏阶段：铁硅酸盐和铝酸盐中的铁全部还原为金属铁，Fe-Ca-Al-Si-O系渣相转化为Ca-Al-Si-O 系渣相；金属相进一步聚集长大；最后，还原物料中仅存在质地均匀的金属相和渣相，且二者界限明显；此时，矿石的结构已完全被破坏。
高炉炼铁工艺流程(经典)
本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。
同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。
希望本文对你有所帮助。
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。
铁矿石提炼中的高温还原与冶炼技术探讨
铁矿石提炼中的高温还原与冶炼技术探讨铁矿石是一种重要的矿石资源，广泛应用于钢铁行业。
而在铁矿石的提炼过程中，高温还原与冶炼技术起着关键作用。
本文将探讨铁矿石提炼中的高温还原与冶炼技术，并分析其对钢铁生产的影响。
一、高温还原技术高温还原是指通过加热矿石，使其内部金属氧化物还原为金属元素的技术过程。
在铁矿石提炼中，高温还原是实现铁矿石冶炼的重要手段之一。
常用的高温还原技术包括直接还原法和间接还原法。
1. 直接还原法直接还原法是指将铁矿石与还原剂直接接触，在高温下使铁矿石中的金属氧化物直接还原为金属元素。
常见的直接还原法包括高炉法、直接还原电炉法等。
其中，高炉法是最常用的铁矿石冶炼方法之一。
高炉法采用了高炉作为冶炼设备，通过将铁矿石、焦炭和石灰石等物料一起投入高炉，利用炉内高温下的化学反应使铁矿石中的金属氧化物还原为铁。
高炉法具有冶炼效率高、生产周期短等优点，广泛应用于钢铁生产。
2. 间接还原法间接还原法是指将铁矿石与还原剂分开处理，先将铁矿石还原为金属氧化物，然后再通过进一步还原将金属氧化物还原为金属元素。
常见的间接还原法包括直接还原法、氧化还原法等。
间接还原法的优点是还原过程可控性强，有利于分离矿石中的杂质。
在间接还原法中，还原剂的选择非常重要。
常用的还原剂包括煤、焦炭等。
二、冶炼技术的影响及发展趋势铁矿石提炼中的高温还原与冶炼技术对钢铁生产具有重要影响。
它们不仅直接影响到铁矿石冶炼的效率和成本，还对最终钢铁产品的质量和性能起到决定性作用。
1. 冶炼效率与成本高温还原与冶炼技术对铁矿石冶炼效率和成本具有直接影响。
冶炼效率指的是单位时间内冶炼的铁矿石数量，成本包括能源消耗、原料成本等。
通过合理选择还原剂、调整冶炼条件等手段，可以提高冶炼效率，降低冶炼成本。
2. 钢铁产品质量与性能高温还原与冶炼技术对最终钢铁产品的质量和性能起到决定性作用。
冶炼过程中的温度、还原剂选择、冶炼时间等因素都会影响到钢铁的化学成分和物理性能。
冶金答案
第一讲概述、化学原理填空题：1、炼铁的还原剂主要有三种，即 C 、 H 和 CO 。
2、铁矿石在高炉中冶炼要三个基本作用：还原作用、造渣作用、渗碳作用。
3、间接还原：用 CO、H2为还原剂还原铁的氧化物，产物无 CO2、 H2O的还原反应。
4、直接还原：用 C作为还原剂，最终气体产物为CO的还原反应。
5、高炉内非铁元素的还原，主要包括 Si 、 Mn 、 P 等的还原。
6、高炉炼铁是用还原剂在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。
7、高炉解剖研究证明，按炉料物理状态的不同，高炉大致分为五个区域，分别为块状带、软熔带、滴落带、风口带、渣铁带。
8、高炉料中铁的氧化物有多种，但最后都是经 FeO 的形态还原成金属铁。
9、根据温度不同，高炉内还原过程划分为三个区，低于800℃的块状带是间接还原区；800～1100℃的是间接还原与直接还原共存区；高于1100℃的是直接还原区。
10、滴落带是指渣铁全部熔化，穿过__焦炭层___下到炉缸的区域。
选择题：1. 高炉冶炼过程中，P的去向有（ D ）。
A．大部分进入生铁B．大部分进入炉渣C．一部分进入生铁，一部分进入炉渣D．全部进入生铁2. 高炉煤气和部分焦炭夺取铁矿石中的氧，这一过程称作（ D ）。
A．氧化过程 B．物理反应 C．相互作用 D．还原过程3. 高炉冶炼中焦炭在风口区燃烧产生的温度高达（ D ）℃。
A．1400～1600 B．1600～1800 C．1700～1900 D．1800～21004.高炉解体调研查明，炉料在炉内基本上是按装料顺序（ C ）分布的。
A．矿石超越焦炭 B．逐步混合 C．呈层状下降 D. 杂乱无章5、铁氧化物中难以还原的是（ C ）。
A、Fe2O3B、Fe3O4C、FeO6、炉内低于800℃区域是哪种还原为主( B )。
A．直接还原 B．间接还原 C．二种还原均在7、高炉冶炼条件下，下列氧化物最易还原的是(C )。
A．CaO B．SiO2C．FeO8、高炉内铁氧化物的还原顺序是（B）。
铁矿石还原性及其性质[整理]
![铁矿石还原性及其性质[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/ccf70b7cae1ffc4ffe4733687e21af45b307feb7.png)
铁矿石还原性及其性质铁在自然界（地壳）分布很广，但由于铁很容易与其它元素化合而成各种铁矿物（化合物）存在，所以地壳层很少有天然纯铁存在。
我们所说的铁矿石还原性是指在现代技术条件下能冶炼出铁来而又在经济上合算的铁矿物。
铁矿石还原性是由一种或几种含铁矿物和脉石组成，其中还夹带一些杂质。
脉石亦是由一种或几种矿物（化合物）组成。
含铁矿物和脉石都叫矿物，都是具有一定的化学组成和结晶构造的化合物。
一、铁矿石还原性的种类及其特性自然界含铁矿物很多，已被人们认识的就有300多种，但现阶段用作炼铁原料的还只有二十几种，其中最主要的是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种类型。
（一）磁铁矿磁铁矿主要含铁矿物为四氧化三铁，其化学分子式为Fe3O4。
理论含铁量为72.4%，外表颜色通常为炭黑色或略带有浅兰的黑色，有金属光泽，条痕（在表面不平的白瓷板上划道时板上出现的颜色）黑色。
俗称青矿。
这种矿石最突出的特点是具有磁性，这也是它名称的由来。
磁铁矿一般很坚硬，组织致密，还原性能差。
一般磁铁矿的硬度在5.5～6.5之间，比重在4.6～5.2之间。
自然界这种矿石分布很广，贮量丰富。
然而，地壳表层纯磁铁矿却很少见，因为磁铁矿是铁的非高价氧化物，所以遇氧或水要继续氧化。
由于氧化作用使部分磁铁矿被氧化成赤铁矿，但仍保持磁铁矿的结晶形态，这种矿石我们称它为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。
通常我们用下面的方法，即为铁矿石还原性中的全铁（TFe）与氧化亚铁（FeO）的比值来划分，对纯磁铁矿其理论值为2.34，比值越大说明铁矿石还原性氧化程度越高。
当TFe/FeO< 3.5为磁铁矿TFe/FeO=3.5～7为半假象赤铁矿TFe/FeO> 7为假象赤铁矿这里应当指出的是，这种划分只适用于由单一的磁铁矿和赤铁矿组成的铁矿床。
如果矿石中含有硅酸铁（FeO· SiO2）、硫化铁（FeS）和碳酸铁（FeCO3）等，由于其中的FeO（或Fe++）不具磁性，如比较时把它们也计算在FeO内就会出现假象。