高炉炼铁(课堂PPT)
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高炉炼铁原理课件
高炉内的传热过程
总结词
高炉内的传热过程是炼铁过程中必不可少的环节，它涉及到多种传热方式，如传导、对流和辐射。
详细描述
高炉内的传热过程主要通过焦炭、矿石和铁水等固体物质之间的热传导，以及气体和铁水之间的对流 换热来完成。此外，高炉内的高温环境还使得热量以辐射方式传递。这些传热方式共同作用，使得热 量能够有效地传递到铁水中，完成炼铁过程。
成分监测与控制
生铁的成分直接影响其质量和用途。为确保生铁质量达标，应定期对生铁成分进行监测， 并根据监测结果调整原料配比、焦炭质量和鼓风量等参数。
压力监测与控制
高炉内的压力对气体流量和反应过程有重要影响。压力的波动可能导致炉况不稳和生产事 故。因此，应定期监测高炉内压力，并对其进行控制，确保压力稳定。
，降低能耗。
05 渣铁分离与排放
渣铁的形成与性质
渣铁的形成
在高炉炼铁过程中，矿石、焦炭和熔剂经过一系列化学反应后形成渣铁。
渣铁的性质
渣铁具有不同的物理和化学性质，如密度、黏度、成分等，这些性质对渣铁分 离和排放过程有重要影响。
渣铁的分离过程
自然分离
在高炉中，渣铁由于密度差异自 然分层，上层为铁水，下层为炉
燃料的燃烧过程
燃料燃烧反应
燃烧产物的成分
燃料在高温下与空气中的氧气发生化 学反应，释放出热量，加热高炉内的 气体和原料。
燃烧产物主要是高炉内的气体和炉渣 ，其成分和性质对高炉炼铁的产品质 量和效率有着重要影响。
燃烧效率
燃料燃烧效率的高低直接影响到高炉 炼铁的效率，因此需要控制好燃烧过 程，提高燃烧效率。
高炉炼铁原理课件
• 高炉炼铁概述 • 原料准备与燃料 • 还原过程与化学反应 • 高炉内气体流动与传热 • 渣铁分离与排放 • 高炉操作与控制
高炉炼铁基本原理及工艺(PPT36页)
7
3.高炉用燃料焦碳：
①主要作用： 作为高炉热量主要来源的60~80%，其它的由热风提供 提供还原剂C、CO 料柱骨架，保证透气性、透液性
②质量要求： 含炭量：C↑灰份↓→→渣量↓、强度↑、反应性↓ →→焦比↓ 含S量：生铁中[S]80%±来源于焦碳 强 度：M40、M10
③粒度组成： 焦丁的利用及混装过渡区的问题
6
(3)熔剂的质量要求
①碱性氧化物含量（CaO+MgO≥52%） 概念：石灰石有效熔剂性
CaO（有效）=CaO（石灰石）-R×SiO2（石灰石）
②S、P↓ S（0.01~0.08%），P（0.001~0.03%）
③减少CaCO3入炉： 原因：a. 高温分解吸热，是高炉炉温下降 b. CO2+C=2CO，消耗焦炭 c. CO2会冲淡CO浓度 造成焦比K增加。
（三）烧结过程的特点
1.燃料燃烧需空气过剩，过剩系数α=1.4~1.5（燃料分布较 稀疏）
2.一般情况下烧结保持弱氧化气氛（金属化烧结除外） 3.烧结过程存在自动蓄热作用（可以考虑采用上高下低的分
层配炭） 4.存在传热速度与燃烧速度的同步问题 5.存在如何减少“过湿”现象的问题 6.存在有害杂质S的去除问题（S由易去除S化物转化为硫酸
低水原则） 8.双层烧结：二次点火，设备复杂 9.料面插孔烧结：提高透气性
15
四、高炉冶炼基本原理
（一）高炉还原过程 （二）造渣与脱S （三）风口前C的燃烧 （四）炉料与煤气运动 （五）高炉能量利用
16
高炉的五大系统
17
高炉炉型
18
（一）高炉还原过程
1.高炉炉内状况
19
（1）块状带：矿焦保持装料时的分层状态，与布料形式及粒 度有关，占BF总体积60%±（200~1100℃）
3.高炉用燃料焦碳：
①主要作用： 作为高炉热量主要来源的60~80%，其它的由热风提供 提供还原剂C、CO 料柱骨架，保证透气性、透液性
②质量要求： 含炭量：C↑灰份↓→→渣量↓、强度↑、反应性↓ →→焦比↓ 含S量：生铁中[S]80%±来源于焦碳 强 度：M40、M10
③粒度组成： 焦丁的利用及混装过渡区的问题
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(3)熔剂的质量要求
①碱性氧化物含量（CaO+MgO≥52%） 概念：石灰石有效熔剂性
CaO（有效）=CaO（石灰石）-R×SiO2（石灰石）
②S、P↓ S（0.01~0.08%），P（0.001~0.03%）
③减少CaCO3入炉： 原因：a. 高温分解吸热，是高炉炉温下降 b. CO2+C=2CO，消耗焦炭 c. CO2会冲淡CO浓度 造成焦比K增加。
（三）烧结过程的特点
1.燃料燃烧需空气过剩，过剩系数α=1.4~1.5（燃料分布较 稀疏）
2.一般情况下烧结保持弱氧化气氛（金属化烧结除外） 3.烧结过程存在自动蓄热作用（可以考虑采用上高下低的分
层配炭） 4.存在传热速度与燃烧速度的同步问题 5.存在如何减少“过湿”现象的问题 6.存在有害杂质S的去除问题（S由易去除S化物转化为硫酸
低水原则） 8.双层烧结：二次点火，设备复杂 9.料面插孔烧结：提高透气性
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四、高炉冶炼基本原理
（一）高炉还原过程 （二）造渣与脱S （三）风口前C的燃烧 （四）炉料与煤气运动 （五）高炉能量利用
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高炉的五大系统
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高炉炉型
18
（一）高炉还原过程
1.高炉炉内状况
19
（1）块状带：矿焦保持装料时的分层状态，与布料形式及粒 度有关，占BF总体积60%±（200~1100℃）
高炉炼铁安全ppt课件
四、炼铁常见事故分析及预防
2、物体打击 大锤、榔头使用不当；高处物件坠落；清理渣铁壕、板结 物料时发生崩块击中人员，尤其是眼睛；使用卡机卸风口、中 套时突然断裂，游锤飞出击打伤人。 此类事故的预防目前主要以软措施为主，如做好工器具的检查 确认、制定科学的安全防范措施和作业标准、尽量减少作业时 间与频次等。有条件的，可以自动化的机械设备（如使用挖掘 机进行渣铁壕解体，使用专用装置更换风口等）代替人工操作 或将人员的操作控制设置在远端进行计算机控制，从空间上实 现人机分离，但需要先进的技术与生产力做后盾。
并 罐 式 无 钟 炉 顶
串 罐 式 无 钟 炉 顶
一、炼铁厂除高炉本体外的几个系统
• 3.送风系统 主要包括高炉鼓风机和热风炉（含助燃风机、 冷风管道、热风管道、煤气管道、助燃空气管 道、烟气管道和烟囱等）。
• 4.煤气除尘系统 一般包括煤气上升管、煤气下降管、重力除 尘器（或旋风除尘器）、洗涤塔、文氏管、脱 水器等。高压操作的高炉还有高压阀组。
二、炼铁生产的主要危险因素
• 炼铁生产工艺设备复杂、作业种类多、 作业环境差，劳动强度大。 • 炼铁生产过程中存在的主要危险因素有： • 高温辐射、铁水和熔渣喷溅与爆炸、高 炉煤气中毒、高炉煤气燃烧爆炸、煤粉 爆炸、烟尘、噪声、机具及车辆伤害、 高处作业危险等。
三、炼铁生产的主要事故类别和 原因
熔剂、燃料等 球磨机高炉来自炼工艺流程图焦碳
混合机
石灰石 选 球 盘 除 尘 器
洗 涤 塔
天然矿
竖
文 氏 管
脱 水 器
炉
带 冷
除 尘 器
料
仓
烟
助 燃 风
高 炉
囱 热 风
热 风 炉
球磨机 鼓 风 机 集 煤 罐 贮 煤 罐 喷 吹 罐
高炉炼铁概述课件
06
高炉炼铁的应用与实践
高炉炼铁在钢铁行业的应用
钢铁行业是高炉炼铁的主要应用领域，通过高炉炼铁工艺，将铁矿石还原成液态铁 水，再经过凝固、轧制等工序生产出各种钢材。
高炉炼铁工艺具有生产效率高、能耗低、成本低等优势，是现代钢铁工业中最为普 遍的炼铁方法。
随着钢铁行业的发展，高炉炼铁技术也在不断进步，提高产能、降低能耗、减少污 染是当前研究的重点。
煤气处理与利用
煤气回收
从高炉煤气中回收有价值的组分 ，如CO、H2等。
煤气净化
对高炉煤气进行除尘、脱硫等净化 处理，以满足环保要求。
煤气利用
将净化后的煤气用于各种用途，如 发电、化工等，实现能源的循环利 用。
03
高炉炼铁设备
原料处理设备
原料破碎设备
用于将大块矿石破碎成小块，以 便于运输和入炉。
高炉炼铁是现代钢铁生产中的重要环 节，其产品生铁被用于进一步生产钢 材、铸件等。
高炉炼铁的原理
01
高炉炼铁主要基于碳还原反应， 即铁矿石中的氧化铁与碳反应， 生成液态铁和二氧化碳。
02
该反应需要在高温（约1500°C） 和高压（约0.5-1.0 MPa）条件下 进行，以加速反应速率和提高生 铁产量。
高炉炼铁的历史与发展
高炉炼铁技术起源于13世纪，随着工业革命的发展，高炉炼铁逐渐成为钢铁生产 的主要方式。
近年来，随着环保要求的提高和资源限制的加剧，高炉炼铁技术也在不断改进， 如采用高效节能技术、降低污染物排放和提高资源利用率等。
02
高炉炼铁工艺流程
原料准备
01
02
03
原料准备
确保所需原料的品质和数 量，包括铁矿石、焦炭、 熔剂等。
高炉炼铁概述课件
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。
23
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。
34
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。
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。
23
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。
34
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。
炼铁工艺介绍PPT课件
炉喉
炉身
高炉有效高度 炉腰 炉腹
炉缸 死铁层
7
一、高炉炼铁基本原理
4、高炉内炉料的分布 按状态不同分为五个区域： 块状带、软熔带、滴落带、风口回旋区、渣铁贮存区。
❖ 高炉内炉料状态分布示意图 软熔带示意图
8
一、高炉炼铁基本原理
5、炉内各区域的反应及特征
块状带：炉料中水分蒸发及受 热分解，铁矿石还原，炉料与 煤气热交换；焦炭与矿石层状 交替分布，呈固体状态；以气 固相反应为主。 软熔带：炉料在该区域软化， 在下部边界开始熔融滴落；主 要进行直接还原反应，初渣形 成。 滴落带：滴落的液态渣铁与煤 气及固体碳之间进行多种复杂 的化学反应。 风口回旋区：焦炭及煤粉与鼓 入的热风发生燃烧反应，产生 高热煤气，是炉内温度最高的 区域。 渣铁贮存区：在渣铁层间的交 界面及铁滴穿过渣层时发生渣 金反应。
炉渣和生铁定期通过铁口外排。通过 炉前撇渣器进行渣铁分离，铁水 通过鱼雷罐运到炼钢或铸铁。炉 渣经过水淬后，输送到渣场。
高炉炼铁的主产品是生铁，副产品是 高炉煤气、水渣、炉尘。
3
一、高炉炼铁基本原理
2、高炉炼铁原、燃料 高炉炼铁主要原、燃料为铁矿石、燃料、熔剂。 ① 铁矿石 ◆ 铁矿石种类
铁矿石分为天然矿和人造富矿。 天然矿按铁氧化物的主要矿物形态，分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱 铁矿等。炼铁常用的天然矿有澳矿、印度矿等。锰矿一般在洗炉、生产 锰铁时才使用,在高炉开炉时为改善渣铁流动性，也加入一部分锰矿。 烧结矿和球团矿统称人造富矿，人造富矿的出现解决了精矿粉、富粉矿 的利用问题,同时用人工手段改变矿石的冶炼性能,所以人造富矿优于天 然矿。烧结矿一般为碱性，球团矿为酸性，通过烧结矿和球团矿搭配入 炉形成合适的炉渣碱度。 ◆ 铁矿石代用品 高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮等，这些原料均要加入人造富矿原料中使 用。 ◆ 对铁矿石的质量要求 贯彻精料方针，可概括为：“高、熟、净、小、匀、稳”六个字。 炼铁工作者经过长期的生产实践总结出“七分原料三分操作”或“四分 原料三分设备三分操作”说明精料对高炉生产决定性影响。
《高炉炼铁》课件
高炉炼铁
汇报人：PPT
单击输入目录标题 高炉炼铁概述 高炉炼铁的原料 高炉炼铁的过程 高炉炼铁的设备 高炉炼铁的环境影响与治理措施
添加章节标题
高炉炼铁概述
高炉炼铁的定义
高炉炼铁是一种 将铁矿石、焦炭 等原料在高炉内 进行冶炼，生产 出铁水的过程。
高炉炼铁是现代 钢铁工业中最重 要的生产工艺之 一，也是钢铁生 产的主要环节。
为黑色，硬度高，含有钒和钛元素
焦炭的种类和作用
焦炭种类：气焦、 半焦、全焦等
作用：提供热量， 使铁矿石熔化
作用：作为还原 剂，将铁矿石中 的铁还原为铁
作用：作为骨架， 支撑炉料，防止 炉料坍塌
熔剂的种类和作用
石灰石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔 点，提高铁的产量和质量
硅石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔点， 提高铁的产量和质量
高炉炼铁的原料
铁矿石的种类和特点
磁铁矿：主要成分为Fe3O4，具有磁性，易被磁选 赤铁矿：主要成分为Fe2O3，颜色为红色或褐色，硬度高 褐铁矿：主要成分为Fe2O3·nH2O，颜色为褐色，硬度低 菱铁矿：主要成分为FeCO3，颜色为灰白色，硬度低 钛铁矿：主要成分为FeTiO3，颜色为黑色，硬度高 钒钛磁铁矿：主要成分为Fe3O4·2Fe2O3·V2O5，颜色
矿石筛分： 将破碎后的 矿石进行筛 分，去除杂 质和过大颗 粒
矿石预热： 将筛分后的 矿石进行预 热，提高矿 石温度，降 低还原反应 温度
矿石还原： 将预热后的 矿石放入高 炉中，通过 高温还原反 应，将矿石 中的铁元素 还原出来， 形成铁水
铁水冷却： 将铁水冷却， 形成固态铁 块，便于后 续加工处理
高炉炼铁的主要 设备是高炉，其 结构复杂，操作 难度大，需要严 格的工艺控制。
汇报人：PPT
单击输入目录标题 高炉炼铁概述 高炉炼铁的原料 高炉炼铁的过程 高炉炼铁的设备 高炉炼铁的环境影响与治理措施
添加章节标题
高炉炼铁概述
高炉炼铁的定义
高炉炼铁是一种 将铁矿石、焦炭 等原料在高炉内 进行冶炼，生产 出铁水的过程。
高炉炼铁是现代 钢铁工业中最重 要的生产工艺之 一，也是钢铁生 产的主要环节。
为黑色，硬度高，含有钒和钛元素
焦炭的种类和作用
焦炭种类：气焦、 半焦、全焦等
作用：提供热量， 使铁矿石熔化
作用：作为还原 剂，将铁矿石中 的铁还原为铁
作用：作为骨架， 支撑炉料，防止 炉料坍塌
熔剂的种类和作用
石灰石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔 点，提高铁的产量和质量
硅石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔点， 提高铁的产量和质量
高炉炼铁的原料
铁矿石的种类和特点
磁铁矿：主要成分为Fe3O4，具有磁性，易被磁选 赤铁矿：主要成分为Fe2O3，颜色为红色或褐色，硬度高 褐铁矿：主要成分为Fe2O3·nH2O，颜色为褐色，硬度低 菱铁矿：主要成分为FeCO3，颜色为灰白色，硬度低 钛铁矿：主要成分为FeTiO3，颜色为黑色，硬度高 钒钛磁铁矿：主要成分为Fe3O4·2Fe2O3·V2O5，颜色
矿石筛分： 将破碎后的 矿石进行筛 分，去除杂 质和过大颗 粒
矿石预热： 将筛分后的 矿石进行预 热，提高矿 石温度，降 低还原反应 温度
矿石还原： 将预热后的 矿石放入高 炉中，通过 高温还原反 应，将矿石 中的铁元素 还原出来， 形成铁水
铁水冷却： 将铁水冷却， 形成固态铁 块，便于后 续加工处理
高炉炼铁的主要 设备是高炉，其 结构复杂，操作 难度大，需要严 格的工艺控制。
高炉炼铁简述PPT课件.ppt
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
构建高效率、低消耗、低成本、低排放生产体系
LOREM
高效IPS低U耗M
DOLOR
LOREM
节IP能S减UM排
DOLOR
L循O环RE经M IPS济UM
DOLOR
低碳冶炼
2.高炉本体及主要构成
密闭的高炉本体是冶炼生铁的主 体设备。它是由耐火材料砌筑成 竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固 密封，内嵌冷却设备保护。
高炉内部工作空间的形状称为高 炉内型从自上而下分为炉喉、炉 身、炉腰、炉腹、炉缸五个部分 。该容积总和为它的有效容积， 反应高炉多具备的生产能力。
5
hf
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
9/27/2024
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4号高炉炉容4350 m3 在4号高炉的设计过程 中，采用了41项新技 术。主要有：紧凑的 总图布局、旋转布料 器加固定料罐的串罐 中心卸料式无料钟、 炉缸高挂渣性能的热 压小炭砖耐材、冷却 壁与冷却壁板结合的 全炉身冷却型式、国 内集成的喷煤技术、 新英巴法转鼓水渣处 理工艺、环缝洗涤煤 气统、平坦化出铁场
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
现代高炉炼铁工艺-PPT
1. 现代高炉炼铁工艺
1.1 高炉炼铁生产流程 1.2 高炉本体及主要构成 1.3 高炉冶炼产品 1.4 高炉技术经济指标
1
1.1 高炉炼铁工艺流程
1.1.1高炉冶炼工艺流程
１、工艺原理
高炉是一个密闭的连续的逆流反
应器。炉料充满整个高炉空间，形成
料柱.原燃料从炉顶装入，高温热空
气从下部鼓入；产生的高温还原性气
16
（3）冷却设备
炉衬的温度状态是决定其侵蚀速度的重要因素 之一,冷却设备保护耐火砖衬的工作表面温度低于 其允许的温度,使其不因受热变形而被坏。强大的 冷却还可在高炉下部形成渣皮,代替炉衬工作;
根据高炉各部位热负荷及结构的不同,高炉冷却 可采取多种形式和方法.
17
18
19
高炉安装的铜冷却壁
20
利用特殊矿或采用特殊的冶炼工艺，利用高炉
可以生产出含钛、钒的铁水，以及锰铁、硅铁等
铁合金。
78
2、高炉渣
炉渣主要成分有：CaO、SiO2、Al2O3、MgO。 其中炉渣碱度：CaO/SiO2 =1.05-1.25。
3、高炉煤气
每冶炼一吨铁产生1800m3左右的煤气，煤气 中含有CO20%~25%，是钢铁企业重要的二次能 源。
与湿式除尘技术相比，干式除尘具有以下优 点：
（1）提高煤气净化程度；
（2）降低新水消耗和动力消耗；
（3）由于煤气温度高不含水，可提高煤气余 压发电量（增加30% ）和二次能源（煤气温度 高100℃）利用效率。
57
缺点： （1）对温度比较敏感，煤气温度过高，
过低都不行； （2）设备多，运行后维护量大，由十几
4、炉尘（又称瓦斯灰）
被煤气携带出炉外的粉状炉料，称为炉尘（约 20kg/t铁），可回收作为烧结原料。
1.1 高炉炼铁生产流程 1.2 高炉本体及主要构成 1.3 高炉冶炼产品 1.4 高炉技术经济指标
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1.1 高炉炼铁工艺流程
1.1.1高炉冶炼工艺流程
１、工艺原理
高炉是一个密闭的连续的逆流反
应器。炉料充满整个高炉空间，形成
料柱.原燃料从炉顶装入，高温热空
气从下部鼓入；产生的高温还原性气
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（3）冷却设备
炉衬的温度状态是决定其侵蚀速度的重要因素 之一,冷却设备保护耐火砖衬的工作表面温度低于 其允许的温度,使其不因受热变形而被坏。强大的 冷却还可在高炉下部形成渣皮,代替炉衬工作;
根据高炉各部位热负荷及结构的不同,高炉冷却 可采取多种形式和方法.
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高炉安装的铜冷却壁
20
利用特殊矿或采用特殊的冶炼工艺，利用高炉
可以生产出含钛、钒的铁水，以及锰铁、硅铁等
铁合金。
78
2、高炉渣
炉渣主要成分有：CaO、SiO2、Al2O3、MgO。 其中炉渣碱度：CaO/SiO2 =1.05-1.25。
3、高炉煤气
每冶炼一吨铁产生1800m3左右的煤气，煤气 中含有CO20%~25%，是钢铁企业重要的二次能 源。
与湿式除尘技术相比，干式除尘具有以下优 点：
（1）提高煤气净化程度；
（2）降低新水消耗和动力消耗；
（3）由于煤气温度高不含水，可提高煤气余 压发电量（增加30% ）和二次能源（煤气温度 高100℃）利用效率。
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缺点： （1）对温度比较敏感，煤气温度过高，
过低都不行； （2）设备多，运行后维护量大，由十几
4、炉尘（又称瓦斯灰）
被煤气携带出炉外的粉状炉料，称为炉尘（约 20kg/t铁），可回收作为烧结原料。
高炉炼铁工艺流程(简介) ppt课件
炼 铁
ppt课件 1
一、高炉炼铁工艺流程
富氧
烧结矿 球团矿 块矿 辅助原料 小块焦 焦炭 原料储 运系统 重力 除尘 煤气 上料 系统 炉顶 系统 煤气清 洗系统 煤气 管网
鼓风机
热风炉
高炉
铁水 水渣
鱼雷罐
炼钢
煤粉 制备
煤粉 喷吹
渣处理 系统
ppt课件
2
高炉冶炼工艺流程
O RE 3~8# 1~2# A 566m3*6(10h) 325m3*2(26h) (6h) B 220m3*6(22h) 140m3*2(26h) CO KE 1~6# 450M3*6
密封阀
小钟
溜槽
探尺 导料板
大钟 探尺
ppt课件
6
高炉喷煤流程
热风炉废 气烟囱
高炉概况和工艺流程
旋风分离器
原煤仓
再循环废气 布袋除尘器
给煤机 Distributer
振动筛
热风炉废 气引风机
主排风机
×18支 管 分配器
仓顶除尘器
磨煤 流化气
煤粉仓
排气系统
×2
Air
BFG
干燥炉
喷吹罐 1# 2# 3#
输送压缩 空气 混合器
炉顶装料 矿石 TRT
Z101BC X102BC 1600mm 1800mm 120m/min O RE 3500t/h
重力 除尘器
1VS 2VS 消音器 调压阀组
焦炭 焦炭
120m/min
BF
水封装置
冷风
C C O O O HS HS HS HS
最高风温 1310 ℃ 最高拱顶温度 最高废气温度
热风
矿石中间漏斗 O O
ppt课件 1
一、高炉炼铁工艺流程
富氧
烧结矿 球团矿 块矿 辅助原料 小块焦 焦炭 原料储 运系统 重力 除尘 煤气 上料 系统 炉顶 系统 煤气清 洗系统 煤气 管网
鼓风机
热风炉
高炉
铁水 水渣
鱼雷罐
炼钢
煤粉 制备
煤粉 喷吹
渣处理 系统
ppt课件
2
高炉冶炼工艺流程
O RE 3~8# 1~2# A 566m3*6(10h) 325m3*2(26h) (6h) B 220m3*6(22h) 140m3*2(26h) CO KE 1~6# 450M3*6
密封阀
小钟
溜槽
探尺 导料板
大钟 探尺
ppt课件
6
高炉喷煤流程
热风炉废 气烟囱
高炉概况和工艺流程
旋风分离器
原煤仓
再循环废气 布袋除尘器
给煤机 Distributer
振动筛
热风炉废 气引风机
主排风机
×18支 管 分配器
仓顶除尘器
磨煤 流化气
煤粉仓
排气系统
×2
Air
BFG
干燥炉
喷吹罐 1# 2# 3#
输送压缩 空气 混合器
炉顶装料 矿石 TRT
Z101BC X102BC 1600mm 1800mm 120m/min O RE 3500t/h
重力 除尘器
1VS 2VS 消音器 调压阀组
焦炭 焦炭
120m/min
BF
水封装置
冷风
C C O O O HS HS HS HS
最高风温 1310 ℃ 最高拱顶温度 最高废气温度
热风
矿石中间漏斗 O O
宝钢高炉炼铁工艺介绍ppt课件
1 2 0 m /m i n
CC OO O
炉顶装料
BF
喷煤系统
重力 除尘器
热风
1VS 2VS
TRT
调压阀组
消音器
水封装置
冷风
HS HS
HS
HS
最高风温
1310℃
最高拱顶温度 1450℃
最高废气温度
350℃
混铁车
高炉脱硅装 置
2、高炉工艺流程介绍
高炉冶炼物流流程
原燃料 鼓风机
矿石 焦炭 辅料 煤粉
高温鼓风
1、行车、悬臂吊车等起重设备； 2、泥炮； 3、开口机； 4、移盖机； 5、摆动流嘴； 6、残铁开口机； 7、主沟、渣铁沟； 8、液压系统。
2.6高炉炉前工艺流程
2、高炉工艺流程介绍
2.7高炉炉渣处理流程
2、高炉工艺流程介绍
渣处理方式
水渣：熔渣经过冷却水急冷，产生细碎颗粒状水渣，用于制作水泥。 干渣：熔渣放入坑中，洒水冷却，冷却后挖掘清运出厂，用于铺路。
水渣处理工艺
LASA法：粗粒分离槽与脱水槽脱水；电消耗大，管道易磨损，占地大 。 INBA法：转鼓与成品槽脱水,水电消耗少，管道阀门寿命长，占地少。 新INBA法：较INBA法增加了蒸汽冷却装置,环保，耗电增多。
2.7高炉炉渣处理流程
压缩空气
烟囱
2、高炉工艺流程介绍
风扇
冷却 塔
炉渣
渣水槽
渣水沟
冲渣水
P 事故水
渣皮带
输送皮带
渣槽
转鼓
P
集水槽 温水槽
P
水渣
P
P
2.7高炉炉渣处理流程
2、高炉工艺流程介绍
2.8高炉除尘系统
高炉炼铁工艺课件
熔融还原技术
将部分碳素燃烧过程移至高炉外，降低高炉内的碳含量，提高生铁 质量。
高压操作技术
通过提高高炉内的压力，增加煤气在炉内的停留时间，提高生铁产 量和降低能耗。
谢谢聆听
布料规律
根据高炉的生产需求和原料特性，制定不同的布料方案，以实现煤气和铁水的均匀分布，提高高炉的 产量和效率。
风口、渣口和铁口的操作
风口
位于炉膛的底部，用于向炉内提供氧 气，助燃焦炭，并产生高温煤气。操 作人员需定期检查风口状态，保证其 通畅。
渣口
铁口
位于炉膛的另一侧，用于排放铁水。 铁口操作需注意控制铁水的流量和温 度，以保证高炉的正常运行和钢铁产 品的质量。
位于炉膛的一侧，用于排放高炉产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的渣。渣口操作需注意控制渣的排出 量和成分，以降低对环境的污染。
04 高炉炼铁的环保与节能
高炉炼铁的排放与治理
排放物种类
高炉炼铁过程中会产生大量的废 气、废水和固体废弃物，如粉尘
、炉渣和瓦斯等。
排放物危害
这些排放物若未经处理直接排放， 会对环境造成严重污染，影响人类 健康和生态平衡。
铁氧化物的还原机理
Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 铁氧化物还原过程中，低价氧化物更容易还原成金属铁。
碳的气化反应与燃烧反应
碳气化反应
C+CO2→2CO
碳燃烧反应
2C+O2→2CO
炉渣的形成与作用
炉渣的形成
高炉炼铁过程中，矿石中的脉石、焦 炭中的灰分等与熔融的炉渣相混而成 。
炉渣的作用
去除有害杂质、维持生铁质量、保持 高炉热平衡等。
治理措施
采取有效的治理措施，如安装除尘 器、建设污水处理设施和固体废弃 物处理设施等，以减少污染物排放 。
将部分碳素燃烧过程移至高炉外，降低高炉内的碳含量，提高生铁 质量。
高压操作技术
通过提高高炉内的压力，增加煤气在炉内的停留时间，提高生铁产 量和降低能耗。
谢谢聆听
布料规律
根据高炉的生产需求和原料特性，制定不同的布料方案，以实现煤气和铁水的均匀分布，提高高炉的 产量和效率。
风口、渣口和铁口的操作
风口
位于炉膛的底部，用于向炉内提供氧 气，助燃焦炭，并产生高温煤气。操 作人员需定期检查风口状态，保证其 通畅。
渣口
铁口
位于炉膛的另一侧，用于排放铁水。 铁口操作需注意控制铁水的流量和温 度，以保证高炉的正常运行和钢铁产 品的质量。
位于炉膛的一侧，用于排放高炉产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的渣。渣口操作需注意控制渣的排出 量和成分，以降低对环境的污染。
04 高炉炼铁的环保与节能
高炉炼铁的排放与治理
排放物种类
高炉炼铁过程中会产生大量的废 气、废水和固体废弃物，如粉尘
、炉渣和瓦斯等。
排放物危害
这些排放物若未经处理直接排放， 会对环境造成严重污染，影响人类 健康和生态平衡。
铁氧化物的还原机理
Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 铁氧化物还原过程中，低价氧化物更容易还原成金属铁。
碳的气化反应与燃烧反应
碳气化反应
C+CO2→2CO
碳燃烧反应
2C+O2→2CO
炉渣的形成与作用
炉渣的形成
高炉炼铁过程中，矿石中的脉石、焦 炭中的灰分等与熔融的炉渣相混而成 。
炉渣的作用
去除有害杂质、维持生铁质量、保持 高炉热平衡等。
治理措施
采取有效的治理措施，如安装除尘 器、建设污水处理设施和固体废弃 物处理设施等，以减少污染物排放 。
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块矿(>5~10mm),上限 中小型高炉<20~25mm
66
8、精矿(ore concentrate)：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
2020/5/29
18 18
2020/5/29
400m2带式抽风烧结机
19 19
烧结过程的主要反应
燃烧反应：C+O2，烧结废气中以CO2为主，存在 少量CO，还有一些自由氧和氮。 2C+O2=2CO； C+O2=CO2
分解反应： 结晶水的分解：褐铁矿（mFe2O3·nH2O） 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O) 熔剂分解：CaCO3=CaO+CO2(750℃以上) MgCO3=MgO+CO2(720℃)
第二章 高炉炼铁 (Blast Furnace Ironmaking)
主要内容
2.1 高炉冶炼用原料(raw materials) 2.2 高炉炼铁原理 2.3 高炉结构及附属设备 2.4 高炉操作
2020/5/29
22
钢铁生产的典型工艺（长流程）
33
2.1 高炉冶炼用原料
2.1.1 主要原料 2.1.2 烧结(sintering) 2.1.3 球团(pelletizing)
2020/5/29
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(lean ore)：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(lump ore)和粉矿(fine ore)
破碎、筛分
富矿
2020/5/29
粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿 大中型高炉<45mm
矿石→破碎→筛分→贫矿 (lean ore)→磨矿 (grinding)→筛分→选矿 →造块→人造富矿→高炉
2020/5/29
10 10
燃料
焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。 粒度：大型高炉 40~60mm； 中型高炉 25~40mm； 小型高炉 15~25mm；
喷吹燃料： 固体（无烟煤与烟煤粉） 液体（重油、煤焦油） 气体（天然气或焦炉煤气）
后细磨
磁选
2020/5/29
77
2.1.1.2 主要原料
高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和 人造富矿）、燃料(fuel)（焦炭和喷吹燃料）、 熔剂(flux)（石灰石与白云石等）。
冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石， 0.4~0.6t焦炭(coke)，0.2~0.4t熔剂。
高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提 供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末 少、有害杂质少及性能稳定的原料。
3 矿石的品位(Ore grade)：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(Gauge)：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。
2020/5/29
55
5、富矿(high-grade ore)：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%
2020/5/29
11 11
熔剂
熔剂主要使用石灰石(calcite) 和白云石(dolomite)；
熔剂的要求： ➢ 有效成分含量高（CaO+MgO）； ➢ 有害杂质S、P低； ➢ 粒度均匀，强度好，粉末少。
熔剂的作用： ➢ 助熔，改善流动性，使渣铁容易分离； ➢ 脱硫（焦炭和矿石中S）。
2020/5/29
2020/5/29
20 20
烧结过程的主要反应
还原与再氧化反应：Fe、Mn等
靠近燃料颗粒处：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2;
远离燃料颗粒处：2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3; 3FeO+1/2O2=Fe3O4.
气化反应：脱硫85％～95％。 FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 2FeS+7/2O2=Fe2O3+2SO2
2020/5/29Leabharlann 14 14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）
瓦斯灰、轧钢皮 （10~0mm）
破碎
>3mm
破碎
筛分
3~0mm
配
料
3~0mm
皮
带
烟道灰 灰尘
一 次 混 料（混匀） 二 次 混 料（制粒）
布料
点火器
烧
结机
除尘
破碎
抽风 烟筒 排放
2020/5/29
88
铁矿石
磁铁矿（Fe3O4）-magnettie 赤铁矿（Fe2O3）-hematite
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite
2020/5/29
99
铁矿石处理工艺流程
矿石(ore)→破碎(crush)→筛分 (screen)→富矿(high-grade ore)→混匀(mix)→高炉；
12 12
2.1.2 烧结(sintering)
造块处理的必要性
烧结矿和球团矿优点
2020/5/29
13 13
2.1.2 烧结(sintering)
将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀 混合，然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧 产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分 混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量 的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却 后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程叫是 烧结，所的到的块矿叫烧结矿。
筛分 冷却 整粒 高炉矿槽
高炉
水 水蒸汽
热返矿 冷返矿 冷返矿
武钢三烧396m2鼓风环式冷却机
2020/5/29
16 16
烧结过程示意图
烧结料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、 燃烧层、预热和干燥 层、过湿层，然后又 相继消失，最后剩下 烧结矿层。
2020/5/29
17 17
烧结矿层 燃烧层 预热和干燥层 过湿层
2020/5/29
44
2.1.1.1 几个基本概念
1 矿物(Minerals)：地壳中具有均一内部结构、化学 组成及一定物理、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。
2 矿石(Ore)：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。
66
8、精矿(ore concentrate)：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
2020/5/29
18 18
2020/5/29
400m2带式抽风烧结机
19 19
烧结过程的主要反应
燃烧反应：C+O2，烧结废气中以CO2为主，存在 少量CO，还有一些自由氧和氮。 2C+O2=2CO； C+O2=CO2
分解反应： 结晶水的分解：褐铁矿（mFe2O3·nH2O） 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O) 熔剂分解：CaCO3=CaO+CO2(750℃以上) MgCO3=MgO+CO2(720℃)
第二章 高炉炼铁 (Blast Furnace Ironmaking)
主要内容
2.1 高炉冶炼用原料(raw materials) 2.2 高炉炼铁原理 2.3 高炉结构及附属设备 2.4 高炉操作
2020/5/29
22
钢铁生产的典型工艺（长流程）
33
2.1 高炉冶炼用原料
2.1.1 主要原料 2.1.2 烧结(sintering) 2.1.3 球团(pelletizing)
2020/5/29
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(lean ore)：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(lump ore)和粉矿(fine ore)
破碎、筛分
富矿
2020/5/29
粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿 大中型高炉<45mm
矿石→破碎→筛分→贫矿 (lean ore)→磨矿 (grinding)→筛分→选矿 →造块→人造富矿→高炉
2020/5/29
10 10
燃料
焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。 粒度：大型高炉 40~60mm； 中型高炉 25~40mm； 小型高炉 15~25mm；
喷吹燃料： 固体（无烟煤与烟煤粉） 液体（重油、煤焦油） 气体（天然气或焦炉煤气）
后细磨
磁选
2020/5/29
77
2.1.1.2 主要原料
高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和 人造富矿）、燃料(fuel)（焦炭和喷吹燃料）、 熔剂(flux)（石灰石与白云石等）。
冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石， 0.4~0.6t焦炭(coke)，0.2~0.4t熔剂。
高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提 供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末 少、有害杂质少及性能稳定的原料。
3 矿石的品位(Ore grade)：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(Gauge)：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。
2020/5/29
55
5、富矿(high-grade ore)：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%
2020/5/29
11 11
熔剂
熔剂主要使用石灰石(calcite) 和白云石(dolomite)；
熔剂的要求： ➢ 有效成分含量高（CaO+MgO）； ➢ 有害杂质S、P低； ➢ 粒度均匀，强度好，粉末少。
熔剂的作用： ➢ 助熔，改善流动性，使渣铁容易分离； ➢ 脱硫（焦炭和矿石中S）。
2020/5/29
2020/5/29
20 20
烧结过程的主要反应
还原与再氧化反应：Fe、Mn等
靠近燃料颗粒处：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2;
远离燃料颗粒处：2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3; 3FeO+1/2O2=Fe3O4.
气化反应：脱硫85％～95％。 FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 2FeS+7/2O2=Fe2O3+2SO2
2020/5/29Leabharlann 14 14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）
瓦斯灰、轧钢皮 （10~0mm）
破碎
>3mm
破碎
筛分
3~0mm
配
料
3~0mm
皮
带
烟道灰 灰尘
一 次 混 料（混匀） 二 次 混 料（制粒）
布料
点火器
烧
结机
除尘
破碎
抽风 烟筒 排放
2020/5/29
88
铁矿石
磁铁矿（Fe3O4）-magnettie 赤铁矿（Fe2O3）-hematite
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite
2020/5/29
99
铁矿石处理工艺流程
矿石(ore)→破碎(crush)→筛分 (screen)→富矿(high-grade ore)→混匀(mix)→高炉；
12 12
2.1.2 烧结(sintering)
造块处理的必要性
烧结矿和球团矿优点
2020/5/29
13 13
2.1.2 烧结(sintering)
将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀 混合，然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧 产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分 混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量 的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却 后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程叫是 烧结，所的到的块矿叫烧结矿。
筛分 冷却 整粒 高炉矿槽
高炉
水 水蒸汽
热返矿 冷返矿 冷返矿
武钢三烧396m2鼓风环式冷却机
2020/5/29
16 16
烧结过程示意图
烧结料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、 燃烧层、预热和干燥 层、过湿层，然后又 相继消失，最后剩下 烧结矿层。
2020/5/29
17 17
烧结矿层 燃烧层 预热和干燥层 过湿层
2020/5/29
44
2.1.1.1 几个基本概念
1 矿物(Minerals)：地壳中具有均一内部结构、化学 组成及一定物理、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。
2 矿石(Ore)：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。