炼铁技术第一章到第三章作业参考答案

第一章到第三章作业答案

1、试述高炉炼铁的生产过程，画出现代高炉炼铁生产工艺流程图；

答高炉炼铁的生产过程的描述：

冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内，高温热风从下部风口鼓入，与焦炭反应生成高温还原性煤气；炉料在下降过程中被加热、还原、熔化、造渣，发生一系列物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。煤气流上升过程中，温度不断降低，成分不断变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。

现代高炉炼铁生产工艺流程图

2、根据物料存在形态的不同，高炉内可划分为哪六个区（带）？

答根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为六个区（带），从上到下依次是块状带、软熔带、滴落带、燃烧带、中心焦堆、渣铁盛聚带。

3、解释名词：

干焦比：指每冶炼一吨生铁所消耗的干焦量,kg焦/t铁；

有效容积利用系数：指每立方米高炉有效容积在一昼夜生产的生铁吨数，t/（m3.d）

焦负荷：每批炉料中铁、锰矿石的总质量与焦炭重量之比，或单位重量的焦炭上所负载的矿石重量。是用以评估燃料利用水平，调节炉料分布的重要参数。

有效熔剂性：按照炉渣碱度要求，扣除熔剂自身所含的酸性氧化物所消耗的碱性氧化物后，剩余的碱性氧化物含量（％）。

4、高炉常用的天然铁矿石有哪几种?评价铁矿石质量的标准有哪些?

答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿；

评价铁矿石质量的标准有铁矿石的成分（矿石品位、脉石成分、有害杂质和有益元素的含量）、粒度和强度、还原性、化学成分稳定性以及铁矿石的软熔性等。

5、焦炭在高炉生产中起什么作用,高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求?

答焦炭在高炉生产中的作用：作发热剂、作还原剂、做料柱的骨架。

高炉冶炼对焦炭质量要求：（1)含碳量高，灰分低。(2)有害杂质少。（3）成分稳定，挥发分

含量适中，水分含量低且稳定。(4)强度高。(5）焦炭粒度均匀。(6)焦炭高温性能——反应性CRI要低和反应后强度CSR要高。

6、高炉炼铁加入熔剂的作用是什么？

答(1)助熔、造渣——高炉冶炼条件下，脉石及灰分不能熔化，必须加入熔剂以生成低熔点化合物，形成流动性好的炉渣，实现渣铁分离并自炉内顺畅排出；

(2)脱硫——加入熔剂形成一定碱度的炉渣，如R＝1.0~1.2，可去除生铁中有害杂质硫，

提高生铁质量。

7、铁矿烧结的好处有哪些？

答烧结的好处是：

(1)烧结矿冶炼性能优于天然富矿，如高温强度高，还原性好，含有一定的CaO、MgO，

具有足够的碱度，高炉可不加或少加石灰石。

(2)烧结可部分去除矿石的硫、锌、铅等有害杂质，减少其对高炉的危害；

(3)可广泛利用各种含铁粉尘和废料。

8、铁矿烧结固结成型要经历哪三个阶段？烧结生产中会产生哪四种典型的液相黏结体系？如何来促进铁酸钙液相体系的生成？

答烧结固结成型经历三个阶段：固相反应、液相生成、冷却固结。

烧结生产中会产生四种典型的液相黏结体系：FeO -SiO2液相体系，CaO-SiO2液相体系，CaO -Fe2O3液相体系，CaO-FeO-SiO2液相体系

促进铁酸钙液相形成的条件：

(1)提高精矿品位，降低SiO2含量，生产熔剂性/高碱度烧结矿。

(2)低温低碳，强氧势操作——防止Fe2O3的分解或还原。

9、球团生产包括哪两个过程？精矿粉成球的原因可概括为哪两个？

答:球团生产包括两个过程：矿粉成型（造球）；焙烧固结。

精矿粉的成球的原因：

(1)在自然状态下滴水成球的特性（水对矿粉的润湿作用）；

(2)在机械力作用下生球密实的能力。

10、磁精粉酸性氧化球团的焙烧固结有哪4种固结形式？以哪种固结方式为好？

答：磁精粉酸性氧化球团的焙烧固结的4种固结形式（1）Fe2O3微晶键固结（2）Fe2O3再结晶固结（3）Fe3O4再结晶固结（4）液相粘结（渣键联结）

在酸性氧化球团矿的焙烧过程中，一定要控制好焙烧的强氧化性气氛（烟气中含O2大于8%）和温度（1200℃±10℃），发展Fe2O3再结晶固结。

11、赤精矿球团的焙烧固结是一种什么样的固结？如何控制其固结的工艺条件？

答赤精矿球团的焙烧固结固结是一种简单的高温再结晶过程。

工艺条件：赤铁矿球团焙烧固结要求比较高的温度（＞1270℃），是因为原生赤铁矿晶粒的再结晶比新生Fe2O3微晶的再结晶要困难得多。但若超过1350℃，Fe2O3将产生分解。因此，赤铁矿球团焙烧温度在1270~1350℃之间，同时应保证中性或弱氧化性气氛。

12、石灰石在高炉内分解对高炉冶炼过程有哪些影响？消除石灰石分解的不良影响可采取哪

些措施？

答石灰石在高炉内分解对高炉冶炼过程的影响

（1）在高炉生产条件下，CaCO₃分解是吸热反应，要消耗大量的热量。根据计算，分解1kg的CaCO₃要消耗热量为17858KJ;

（2）在高炉内较低温度区（炉内间接还原区）分解放出的CO₂进入煤气中，使煤气中的CO₂含量增加，相对降低了CO的浓度，冲淡了还原气氛，使煤气的还原能力降低，影响了炉内铁氧化物的还原速度；

（3）CaCO₃在高温区域分解出来的CO₂与焦炭发生碳素气化反应，不但是吸热反应，而且直接消耗碳素，导致高炉焦比升

消除CaCO₃分解不良影响的措施

（1）用生石灰代替石灰石

（2）采用自熔性或熔剂性烧结矿，在高炉炉料中不加或少加石灰石。

（3）减小石灰石的粒度。减小粒度，使其在高炉上部尽量分解完毕，使在高温区分解的石灰石减少，降低高温区分解的有害影响。