炼铁原理
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高炉炼铁原理
一、冶金的概念及方法
（1）冶金： 定义：研究任何经济地从矿石中或其他原料中提取
金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的科学。
（2） 冶金方法：
①火法冶金：在高温条件下，使矿石和精矿中的有用矿 物部分或全部在高温下进行一系列的物理化学反应， 达到提取、提纯金属脉石和其他杂质分离的目的。 整个过程包括原料准备、冶炼和精炼三个工序。
1.4.2还原反应
一、铁氧化物还原顺序 遵循逐级还原的原则 T > 570℃:
Fe2O3→Fe3O4→FeO →Fe
T < 570℃: Fe2O3→Fe3O4→Fe (FeO →Fe3O4+Fe)
二、间接还原
（1）用CO还原铁氧化物
T > 570℃: Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4 +CO →FeO + CO2 FeO +CO →Fe+ CO2
表 1－3 生铁和钢化学成分（％）的一般比较
成分 C
Si
Mn
P
S
备注
生铁 >2.5 >0.5 0.5~2.0 <0.1~0.4 <0.07
钢
<1.2 <0.4 0.3~0.8 <0.05
<0.05 生铁含 Mn 一般不作要求
生铁种类：
（1） 炼钢生铁：作为平炉、转炉热装炼钢的原料。一般 含Ｓi 0.6 ~ 1.6%，S<0.07%。约占生铁产量的80～90％。 （2）铸造生铁：也叫灰口铁，其铸造及切削加工性能良 好。用于铸件生产。其特点是含Ｓi 较高，在1.25 ~ 4.25% 之间。 （3）特殊生铁：如锰铁、硅铁、锰铁（含Mn 10～25％） 等，为高炉冶炼的铁合金，用作炼钢脱氧剂。要求含P、S 尽量低。它仅占生铁产量的1～3％。
煤粉
二、 焦碳代用燃料
1.4 高炉内还原理论
1.4.1燃烧反应
一、 风口前焦炭的燃烧对高炉冶炼的意义 （1）形成空间，为上部炉料下降创造条件； （2）提供气体还原剂； （3） 燃烧放热，提供炉料分解、还原和渣铁熔
化过程需要。
二、 焦炭的燃烧反应
完全燃烧（发生在氧过剩的地区） C＋O2＝CO2
不完全燃烧（发生在碳过剩的地区） C+1/2O2=CO
有效容积利用系数＝
合格生铁产量 （吨 有效容积 规定工作日
/
米3.日）
ηｖ=P/ Vu
P 是高炉日产生铁量；
利用系数越高，则高炉日产铁越多，高炉生产率 越高。我国重点企业利用系数约1.8~2.0，高的 达到2.5以上。
ห้องสมุดไป่ตู้
（2）焦比（K））
定义：指每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克 数
①入炉焦比（净焦比）：指吨铁实际消耗的焦炭数量， 不包括喷吹的各种辅助燃料。
（４） 炉尘
它是随高炉煤气逸出的细粒炉料，经除尘处理与煤 气分离。炉尘含铁、碳、氧化钙等有用物质，吨铁 产炉尘量约10~150 kg。
六、 高炉冶炼的主要技术经济指标
（1） 高炉有效容积利用系数（ηｖ）
高炉有效容积(Vu)：指大钟落下时其底边平面至出铁口中心 线之间的炉内容积。
高炉有效容积利用系数：指在规定的工作时间内，每米3有效 容积平均每昼夜（日）生产的合格铁水的吨数。说明了技术操 作及管理水平。 （单位：吨/米3.日）
四、燃料
焦炭的作用：
（1）发热剂 （2）还原剂 （3）高炉料柱骨架
品质要求:
1) 固定碳含量高，灰分低 2) 硫、磷等有害杂质少（S含量0.5~1.0%） 3）挥发分含量适中（0.7~1.2%） 4）水分少而稳定（2~6%） 5）机械强度高，粉末少 (转鼓指数：抗碎强度
M40>60%,耐磨指数 M10<9% ） 6）粒度大小适宜且均匀（15~60mm） 7）合适的气孔度，45~53%
我国2700年前已有高炉，西汉有50m3高炉，焦比（木 炭）7000～8000kg。
辽东郡是汉代古铁场之一，汉武帝置49个铁官，辽东 郡设百户所。1974年鞍山市东北的牌路沟、太平沟发现汉 代铁矿遗址。
炉喉
五
原 始 的
炉身 段
式 炉 型
高 炉
炉腰
的 现
代
炉腹
高 炉
炉缸
高炉炉型演变示意图
3、 附属系统的组成和作用
风口前还发生以下反应： CO＋1/2O2＝CO2 CO2＋C焦 = 2CO H2O＋C＝H2＋C O
三、炉缸煤气最终成分
炉缸煤气最终成分：CO、H2、N2
？ 炉顶煤气最终成分
CO、H2、 CO2、H2O 、N2
四、燃烧带
在高速鼓风作用下，在风口前1~2米处，形成一个近似 球形的“回旋区”，煤气裹着焦碳进行回旋运动并迅速 燃烧，其外围是厚约200～300mm的中间层，焦炭堆积 疏松，不断向回旋区内补充焦炭。中间层外面是不太活 动的焦炭层，随着燃烧进行向中间层移动。即回旋运动 燃烧。
（1）燃烧带：
指风口前有O2和CO2存在，并进行碳C素燃烧反应的 区域，即回旋区空腔加周围疏松焦炭的中间层，又称氧化 带。
（2）燃烧带大小的确定：
按CO2消失的位置来确定，一般以CO2%＝1～2的点作为 消失点。
燃烧带＝氧化区＋还原区 氧化区 — 有自由氧存在的地方； 还原区 — 从自由氧消失到CO2消失处的地区。
高炉的精料
应用最为广泛的造块方法主要有：烧结法和球 团法。
人造富矿（熟料）：粉矿经造块获得的烧结矿 和球团矿。
人造富矿的种类
烧结矿 球团矿 天然块矿
高炉的炉料结构
图 烧结生产流程
1－驱动大星轮；2－布料器；3－给料漏斗；4－点火器；5－台车；6－ 风箱；7－排矿部分；8－破碎机（格筛）；9－抽风之管；10－大烟道；
（3）褐铁矿：主要含铁矿物为含结晶水的氧化铁， mFe2O3·nH2O，理论含铁量为55.2~66.1%，无磁 性，还原性好，含S,P,As较高，脉石主要为砂质粘 土和石英。
（4）菱铁矿：主要含铁矿物化学式为FeCO3，理论含 铁量为48.2%，无磁性脉石中含碱性氧化物，还原 性较好。
铁矿石质量评价
La等
（5）还原性：指矿石中所含铁氧化物与气体还原剂之 间进行反应的能力。高，有利。
（6）软熔性：指矿石的软化熔滴性，要求荷重软化点 高且熔滴性好。
（7） 机械强度：耐冲击、挤压、摩擦的强弱程度，高， 有利
（8）粒度：影响透气性和还原性，要适中、均匀。 （9）空隙度：愈大愈好。
二、人造富矿——铁矿粉造块技术
②湿法冶金；在低温下通过溶剂处理矿石和精矿，达到 提取、提纯金属与脉石和其他杂质分离的目的。 包括浸出、分离、富集和提取工序。
③电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。 包括电热冶金和电化冶金
二、炼铁工艺概述
1、高炉炼铁工艺过程----流程图 图 高炉炼铁工艺流程
2、高炉本体结构
高炉的演变历程：
（1）品位：即铁矿石含铁量，以TFe％表示，高则有 利于增产节焦
（2）脉石成分与数量：矿石中伴生的无用杂质。含量 越低，矿石越富。其主要成分为SiO2、CaO、MgO、 Al2O3、CaF等。
（3）有害杂质：如S、 P、 Pb、 Zn、Cu、As等 （4）有益元素：如Mn、 Cr、 Co、 Ni、 V、 Ti、 Nb、
碱性熔剂：石灰石，白云石。普遍使用。 中性熔剂：高铝质熔剂，用于调整炉渣流动性。
很少使用。 碱性熔剂：硅石，很少使用。
对碱性熔剂质量的要求 （1）碱性氧化物（CaO, MgO）含量高； （2）有害杂质(S, P)少； （3）有较高的机械强度和适宜的粒度。
• 1.5.2.2 其它含铁原料
高炉炉尘 氧气转炉炉尘 电炉烟灰尘 轧钢皮 铁屑料 钢渣
11－灰箱；12－双星档板；13－至主风机 图 带式烧结机
1.5.２ 辅助原料
三、熔剂
熔剂的作用： （1）使高熔点化合物生成低熔点化合物，使从而
还原出的液态生铁与矿石中的脉石和焦炭灰分实现良 好的分离，并使液态铁具有良好的流动性。
（2）使炉渣碱度为1.0-1.2,炉渣脱硫，保证生铁 质量合格。
熔剂分类：
四、高炉冶炼过程特点
（1）连续性 （2）高温性 （3）逆向性 （4）复杂性
五、高炉冶炼产品
（1） 生铁 生铁是铁与碳及其它一些元素的合金。一般生铁
含铁94％左右，碳2.5~4.5％。其余为硅、锰、硫等少量元素。 生铁质硬而脆，缺乏韧性，机械及加工性能不好。
随着高炉冶炼水平的提高，炼钢生铁含Ｓi可达0.1 ~ 0.3%，S亦可达0.02 ~ 0.04%，已经达到普通钢的要求。唯独生 铁含碳量高。因为高炉内主要是还原气氛，存在大量的焦炭，其 中的一部分碳素必然要渗入铁中，所以铁矿石经过高炉还原后只 能得到生铁，而不能一步炼成钢。
（2）炉渣
炉渣矿石的脉石和熔剂、燃料灰分等熔化后组成炉渣，
其主要成分为： CaO 、SiO2 、 Al2O3 、 MgO 、 及 少量的MnO、FeO及CaS等。 渣比：每吨生铁的产渣量。随着入炉原料品位的高低及 焦比及焦炭灰分的多少而差异很大，我国大型高炉的渣 量在300～600Kg之间。 一般炉渣出炉温度为1400～1500℃，热含量1680～ 1900KJ/Kg
（6）休风率
指休风时间占规定作业时间（日历实数、扣除计划检 修时间）的百分数。反映高炉操作及设备维护水平。 降低休风率是高炉增产节焦的重要途径。
作业率＋休风率＝100％
六、冶金环保
（1）钢铁工业的环境现状 （2） 钢铁工业的污染
①废水污染 ②空气污染 ③钢铁渣污染 （固体废弃物）
1.3 高炉炼铁的原、燃料
（1）原料系统； （2）送风系统； （3）渣铁处理系统； （4）煤气清洗系统； （5）喷吹系统。
4 、炉内冶炼工艺过程（介绍）
炼铁系统
三、 高炉内冶炼过程的描述
1 块状带（固体炉料区） 固体炉料熔融前所分布的区域。
2 熔融带： 炉料从开始软化到融化所占的区域。矿料熔结成为熔融层，两熔融层
含铁原料—天然铁矿石、人造富矿 熔剂—石灰石、白云石等 燃料—焦碳、煤粉
1.5.1 铁矿石
一、铁矿石分类及主要特性
（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4, 理论含铁量72.4%。具有强磁性，难于还原，
含S、P较高，脉石主要为石英、硅酸盐和碳酸盐。
（2）赤铁矿：主要含铁矿物为Fe2O3，理论含铁量为 70%。弱磁性，较易还原，含S,P较低，脉石多为 石英和硅酸盐。
②综合焦比：生产每吨生铁所消耗的干焦数量以及各 种辅助燃料折算为干焦量的总和。
（3） 煤比（油比）
定义：每吨生铁喷吹消耗的煤（油）的千克数。
（4）炉龄(高炉一代寿命）
两代高炉大修之间高炉实际运行的时间，即不计计 划中进行的中小修而造成的休风以及封炉时间。
（5）生铁成本
生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力人工 等费用的总合，元/吨
风口前燃料燃烧的区域。焦炭燃烧时被高速气流带动形成回旋区， 其大小和鼓风动能以及焦炭强度等因素有关。是高炉热能和气体还原剂 的发源地，也是初始煤气流分布的起点。 5 渣铁贮存区
是形成最终渣、铁的区域。
过程控制的关键— 煤气流运动及分布
高炉操作__操作制度
装料制度 送风制度 热制度 造渣制度
（3）高炉煤气
高炉煤气化学成分为CO , CO2 , H2, N2, 及少量 CH4。高炉冶炼每吨普通生铁所产生的煤气量随焦 比水平的差异及鼓风含氧量的不同差别很大，低者 只有1600m3/t，高者可超过3500 m3/t。煤气成分差 异很大，先进的高炉煤气的化学能得到充分利用， 其 ηco( = CO2%/CO2%+CO% )可超过50％，即煤气 中CO%可低于21， CO2%比之稍高。
造块的目的： （1）炼铁炉料必须有一定的粒度且粒度均匀。炼铁反
应多在气流与固体填充床之间进行，稳定的操作要求填 充床具有一定的透气性，天然炉料不能满足这样的要求。 （2）矿山开采和贫铁矿富选为铁精矿粉使铁矿粉的烧 结和球团成为最大规模的造块作业。 （3）某些冶金工业粉状产品及副产品需要造块 ，以便 于运输和保存方便。 （4）冶金工业中的大量粉尘和烟灰需要造块，为了保 护环境和废物回收利用 结论：将富矿粉及精矿粉、冶金工艺粉尘和烟尘等制成 具有一定粒度的块矿。
之间夹有焦炭层，多个熔融层和焦炭层构成完整的熔融带，其纵剖面可 呈倒V形、V形或W形等。 3 滴落带：
渣铁全部熔化滴落，穿过焦炭层下到炉缸区域。由于煤气大量通过， 渣、铁滴落时继续进行还原、渗碳等反应，是高温物理化学反应的主要 区域。此时，焦炭分为疏松焦炭区和压实焦炭区两部分。 4 风口带（风口焦炭回旋区）
一、冶金的概念及方法
（1）冶金： 定义：研究任何经济地从矿石中或其他原料中提取
金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的科学。
（2） 冶金方法：
①火法冶金：在高温条件下，使矿石和精矿中的有用矿 物部分或全部在高温下进行一系列的物理化学反应， 达到提取、提纯金属脉石和其他杂质分离的目的。 整个过程包括原料准备、冶炼和精炼三个工序。
1.4.2还原反应
一、铁氧化物还原顺序 遵循逐级还原的原则 T > 570℃:
Fe2O3→Fe3O4→FeO →Fe
T < 570℃: Fe2O3→Fe3O4→Fe (FeO →Fe3O4+Fe)
二、间接还原
（1）用CO还原铁氧化物
T > 570℃: Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4 +CO →FeO + CO2 FeO +CO →Fe+ CO2
表 1－3 生铁和钢化学成分（％）的一般比较
成分 C
Si
Mn
P
S
备注
生铁 >2.5 >0.5 0.5~2.0 <0.1~0.4 <0.07
钢
<1.2 <0.4 0.3~0.8 <0.05
<0.05 生铁含 Mn 一般不作要求
生铁种类：
（1） 炼钢生铁：作为平炉、转炉热装炼钢的原料。一般 含Ｓi 0.6 ~ 1.6%，S<0.07%。约占生铁产量的80～90％。 （2）铸造生铁：也叫灰口铁，其铸造及切削加工性能良 好。用于铸件生产。其特点是含Ｓi 较高，在1.25 ~ 4.25% 之间。 （3）特殊生铁：如锰铁、硅铁、锰铁（含Mn 10～25％） 等，为高炉冶炼的铁合金，用作炼钢脱氧剂。要求含P、S 尽量低。它仅占生铁产量的1～3％。
煤粉
二、 焦碳代用燃料
1.4 高炉内还原理论
1.4.1燃烧反应
一、 风口前焦炭的燃烧对高炉冶炼的意义 （1）形成空间，为上部炉料下降创造条件； （2）提供气体还原剂； （3） 燃烧放热，提供炉料分解、还原和渣铁熔
化过程需要。
二、 焦炭的燃烧反应
完全燃烧（发生在氧过剩的地区） C＋O2＝CO2
不完全燃烧（发生在碳过剩的地区） C+1/2O2=CO
有效容积利用系数＝
合格生铁产量 （吨 有效容积 规定工作日
/
米3.日）
ηｖ=P/ Vu
P 是高炉日产生铁量；
利用系数越高，则高炉日产铁越多，高炉生产率 越高。我国重点企业利用系数约1.8~2.0，高的 达到2.5以上。
ห้องสมุดไป่ตู้
（2）焦比（K））
定义：指每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克 数
①入炉焦比（净焦比）：指吨铁实际消耗的焦炭数量， 不包括喷吹的各种辅助燃料。
（４） 炉尘
它是随高炉煤气逸出的细粒炉料，经除尘处理与煤 气分离。炉尘含铁、碳、氧化钙等有用物质，吨铁 产炉尘量约10~150 kg。
六、 高炉冶炼的主要技术经济指标
（1） 高炉有效容积利用系数（ηｖ）
高炉有效容积(Vu)：指大钟落下时其底边平面至出铁口中心 线之间的炉内容积。
高炉有效容积利用系数：指在规定的工作时间内，每米3有效 容积平均每昼夜（日）生产的合格铁水的吨数。说明了技术操 作及管理水平。 （单位：吨/米3.日）
四、燃料
焦炭的作用：
（1）发热剂 （2）还原剂 （3）高炉料柱骨架
品质要求:
1) 固定碳含量高，灰分低 2) 硫、磷等有害杂质少（S含量0.5~1.0%） 3）挥发分含量适中（0.7~1.2%） 4）水分少而稳定（2~6%） 5）机械强度高，粉末少 (转鼓指数：抗碎强度
M40>60%,耐磨指数 M10<9% ） 6）粒度大小适宜且均匀（15~60mm） 7）合适的气孔度，45~53%
我国2700年前已有高炉，西汉有50m3高炉，焦比（木 炭）7000～8000kg。
辽东郡是汉代古铁场之一，汉武帝置49个铁官，辽东 郡设百户所。1974年鞍山市东北的牌路沟、太平沟发现汉 代铁矿遗址。
炉喉
五
原 始 的
炉身 段
式 炉 型
高 炉
炉腰
的 现
代
炉腹
高 炉
炉缸
高炉炉型演变示意图
3、 附属系统的组成和作用
风口前还发生以下反应： CO＋1/2O2＝CO2 CO2＋C焦 = 2CO H2O＋C＝H2＋C O
三、炉缸煤气最终成分
炉缸煤气最终成分：CO、H2、N2
？ 炉顶煤气最终成分
CO、H2、 CO2、H2O 、N2
四、燃烧带
在高速鼓风作用下，在风口前1~2米处，形成一个近似 球形的“回旋区”，煤气裹着焦碳进行回旋运动并迅速 燃烧，其外围是厚约200～300mm的中间层，焦炭堆积 疏松，不断向回旋区内补充焦炭。中间层外面是不太活 动的焦炭层，随着燃烧进行向中间层移动。即回旋运动 燃烧。
（1）燃烧带：
指风口前有O2和CO2存在，并进行碳C素燃烧反应的 区域，即回旋区空腔加周围疏松焦炭的中间层，又称氧化 带。
（2）燃烧带大小的确定：
按CO2消失的位置来确定，一般以CO2%＝1～2的点作为 消失点。
燃烧带＝氧化区＋还原区 氧化区 — 有自由氧存在的地方； 还原区 — 从自由氧消失到CO2消失处的地区。
高炉的精料
应用最为广泛的造块方法主要有：烧结法和球 团法。
人造富矿（熟料）：粉矿经造块获得的烧结矿 和球团矿。
人造富矿的种类
烧结矿 球团矿 天然块矿
高炉的炉料结构
图 烧结生产流程
1－驱动大星轮；2－布料器；3－给料漏斗；4－点火器；5－台车；6－ 风箱；7－排矿部分；8－破碎机（格筛）；9－抽风之管；10－大烟道；
（3）褐铁矿：主要含铁矿物为含结晶水的氧化铁， mFe2O3·nH2O，理论含铁量为55.2~66.1%，无磁 性，还原性好，含S,P,As较高，脉石主要为砂质粘 土和石英。
（4）菱铁矿：主要含铁矿物化学式为FeCO3，理论含 铁量为48.2%，无磁性脉石中含碱性氧化物，还原 性较好。
铁矿石质量评价
La等
（5）还原性：指矿石中所含铁氧化物与气体还原剂之 间进行反应的能力。高，有利。
（6）软熔性：指矿石的软化熔滴性，要求荷重软化点 高且熔滴性好。
（7） 机械强度：耐冲击、挤压、摩擦的强弱程度，高， 有利
（8）粒度：影响透气性和还原性，要适中、均匀。 （9）空隙度：愈大愈好。
二、人造富矿——铁矿粉造块技术
②湿法冶金；在低温下通过溶剂处理矿石和精矿，达到 提取、提纯金属与脉石和其他杂质分离的目的。 包括浸出、分离、富集和提取工序。
③电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。 包括电热冶金和电化冶金
二、炼铁工艺概述
1、高炉炼铁工艺过程----流程图 图 高炉炼铁工艺流程
2、高炉本体结构
高炉的演变历程：
（1）品位：即铁矿石含铁量，以TFe％表示，高则有 利于增产节焦
（2）脉石成分与数量：矿石中伴生的无用杂质。含量 越低，矿石越富。其主要成分为SiO2、CaO、MgO、 Al2O3、CaF等。
（3）有害杂质：如S、 P、 Pb、 Zn、Cu、As等 （4）有益元素：如Mn、 Cr、 Co、 Ni、 V、 Ti、 Nb、
碱性熔剂：石灰石，白云石。普遍使用。 中性熔剂：高铝质熔剂，用于调整炉渣流动性。
很少使用。 碱性熔剂：硅石，很少使用。
对碱性熔剂质量的要求 （1）碱性氧化物（CaO, MgO）含量高； （2）有害杂质(S, P)少； （3）有较高的机械强度和适宜的粒度。
• 1.5.2.2 其它含铁原料
高炉炉尘 氧气转炉炉尘 电炉烟灰尘 轧钢皮 铁屑料 钢渣
11－灰箱；12－双星档板；13－至主风机 图 带式烧结机
1.5.２ 辅助原料
三、熔剂
熔剂的作用： （1）使高熔点化合物生成低熔点化合物，使从而
还原出的液态生铁与矿石中的脉石和焦炭灰分实现良 好的分离，并使液态铁具有良好的流动性。
（2）使炉渣碱度为1.0-1.2,炉渣脱硫，保证生铁 质量合格。
熔剂分类：
四、高炉冶炼过程特点
（1）连续性 （2）高温性 （3）逆向性 （4）复杂性
五、高炉冶炼产品
（1） 生铁 生铁是铁与碳及其它一些元素的合金。一般生铁
含铁94％左右，碳2.5~4.5％。其余为硅、锰、硫等少量元素。 生铁质硬而脆，缺乏韧性，机械及加工性能不好。
随着高炉冶炼水平的提高，炼钢生铁含Ｓi可达0.1 ~ 0.3%，S亦可达0.02 ~ 0.04%，已经达到普通钢的要求。唯独生 铁含碳量高。因为高炉内主要是还原气氛，存在大量的焦炭，其 中的一部分碳素必然要渗入铁中，所以铁矿石经过高炉还原后只 能得到生铁，而不能一步炼成钢。
（2）炉渣
炉渣矿石的脉石和熔剂、燃料灰分等熔化后组成炉渣，
其主要成分为： CaO 、SiO2 、 Al2O3 、 MgO 、 及 少量的MnO、FeO及CaS等。 渣比：每吨生铁的产渣量。随着入炉原料品位的高低及 焦比及焦炭灰分的多少而差异很大，我国大型高炉的渣 量在300～600Kg之间。 一般炉渣出炉温度为1400～1500℃，热含量1680～ 1900KJ/Kg
（6）休风率
指休风时间占规定作业时间（日历实数、扣除计划检 修时间）的百分数。反映高炉操作及设备维护水平。 降低休风率是高炉增产节焦的重要途径。
作业率＋休风率＝100％
六、冶金环保
（1）钢铁工业的环境现状 （2） 钢铁工业的污染
①废水污染 ②空气污染 ③钢铁渣污染 （固体废弃物）
1.3 高炉炼铁的原、燃料
（1）原料系统； （2）送风系统； （3）渣铁处理系统； （4）煤气清洗系统； （5）喷吹系统。
4 、炉内冶炼工艺过程（介绍）
炼铁系统
三、 高炉内冶炼过程的描述
1 块状带（固体炉料区） 固体炉料熔融前所分布的区域。
2 熔融带： 炉料从开始软化到融化所占的区域。矿料熔结成为熔融层，两熔融层
含铁原料—天然铁矿石、人造富矿 熔剂—石灰石、白云石等 燃料—焦碳、煤粉
1.5.1 铁矿石
一、铁矿石分类及主要特性
（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4, 理论含铁量72.4%。具有强磁性，难于还原，
含S、P较高，脉石主要为石英、硅酸盐和碳酸盐。
（2）赤铁矿：主要含铁矿物为Fe2O3，理论含铁量为 70%。弱磁性，较易还原，含S,P较低，脉石多为 石英和硅酸盐。
②综合焦比：生产每吨生铁所消耗的干焦数量以及各 种辅助燃料折算为干焦量的总和。
（3） 煤比（油比）
定义：每吨生铁喷吹消耗的煤（油）的千克数。
（4）炉龄(高炉一代寿命）
两代高炉大修之间高炉实际运行的时间，即不计计 划中进行的中小修而造成的休风以及封炉时间。
（5）生铁成本
生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力人工 等费用的总合，元/吨
风口前燃料燃烧的区域。焦炭燃烧时被高速气流带动形成回旋区， 其大小和鼓风动能以及焦炭强度等因素有关。是高炉热能和气体还原剂 的发源地，也是初始煤气流分布的起点。 5 渣铁贮存区
是形成最终渣、铁的区域。
过程控制的关键— 煤气流运动及分布
高炉操作__操作制度
装料制度 送风制度 热制度 造渣制度
（3）高炉煤气
高炉煤气化学成分为CO , CO2 , H2, N2, 及少量 CH4。高炉冶炼每吨普通生铁所产生的煤气量随焦 比水平的差异及鼓风含氧量的不同差别很大，低者 只有1600m3/t，高者可超过3500 m3/t。煤气成分差 异很大，先进的高炉煤气的化学能得到充分利用， 其 ηco( = CO2%/CO2%+CO% )可超过50％，即煤气 中CO%可低于21， CO2%比之稍高。
造块的目的： （1）炼铁炉料必须有一定的粒度且粒度均匀。炼铁反
应多在气流与固体填充床之间进行，稳定的操作要求填 充床具有一定的透气性，天然炉料不能满足这样的要求。 （2）矿山开采和贫铁矿富选为铁精矿粉使铁矿粉的烧 结和球团成为最大规模的造块作业。 （3）某些冶金工业粉状产品及副产品需要造块 ，以便 于运输和保存方便。 （4）冶金工业中的大量粉尘和烟灰需要造块，为了保 护环境和废物回收利用 结论：将富矿粉及精矿粉、冶金工艺粉尘和烟尘等制成 具有一定粒度的块矿。
之间夹有焦炭层，多个熔融层和焦炭层构成完整的熔融带，其纵剖面可 呈倒V形、V形或W形等。 3 滴落带：
渣铁全部熔化滴落，穿过焦炭层下到炉缸区域。由于煤气大量通过， 渣、铁滴落时继续进行还原、渗碳等反应，是高温物理化学反应的主要 区域。此时，焦炭分为疏松焦炭区和压实焦炭区两部分。 4 风口带（风口焦炭回旋区）