高炉原料

高炉原料
高炉 2009-09-14 22:04 阅读73 评论0
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高炉原料blast furnace raw materials
高炉炼铁的原料主要有铁矿石（天然富矿或人造富矿）、其他含铁原料、熔剂和焦炭。

铁矿石主要有赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(nFe2O3·мH2O)、磁铁矿(Fe3O4)和菱铁矿(FeCO3)等。

评价铁矿石的主要指标是含铁量，脉石含量和成分，有利、有害元素的含量，还原性，粒度组
成，可选性等。

①铁矿石含铁量高，有利于降低焦比和提高产量。

贫矿应经选矿和造块（见烧结和球团），成为人造富矿，再行入炉。

合理的入炉含铁量应当通过全面的技术经济比较后确定。

对于褐铁矿、菱铁矿和
含CaO较多的矿石，入炉含铁量可适当降低要求。

②铁矿石中脉石碱度（CaO／SiO2 比值）高，冶炼时消耗熔剂少，冶炼价值高。

矿石中含有较多的MgO、Al2O3、TiO2、CaF2时，会影响炉渣性能，甚至难以进行冶炼。

所以应当根据炉渣中这些化合物的合适含量确定其在矿石中的允许含量。

如果上述化合物超过允许含量，应通过选矿或配矿加以控制。

中国已成功地在炉渣含TiO2为25～30％的条件下，用高炉冶炼生铁。

③铁矿石含有硫、磷、铅、砷、锌、钾、钠等有害元素时，会使冶炼发生困难，或影响所产生铁加工成的产品的质量。

硫可使铸铁和钢材热脆；磷可使钢材冷脆;铅和锌会破坏炉衬和引起高炉内结瘤;钾、钠会破坏焦炭强度并引起高炉内结瘤；砷可降低钢的焊接性。

钢中含少量铜可提高抗腐蚀性；但含铜过多则会降低钢的焊接性。

含有有价元素的共生铁矿，应当考虑综合利用。

④铁矿石的还原性好，有利于降低焦比。

一般磁铁矿结构致密，难还原；褐铁矿质疏松，易还
原。

人造富矿的还原性一般比天然矿好。

⑤铁矿石的强度好、粉末少和粒度均匀，可以改善料柱的透气性。

因此，矿石入炉前必须经过
破碎和筛分处理，使粒度保持在8～25毫米之间。

⑥铁矿石成分稳定，有利于炉况稳定和顺行。

所以铁矿石入炉前必须进行混匀。

矿石的矿物结
构和软化、熔化特性，对于选矿、造块和冶炼过程也有重要的影响。

其他含铁原料包括各种碎铁、高炉炉尘、转炉粉尘、轧钢皮和硫酸渣等。

利用这类物料，不仅可以充分利用资源,而且能够减少公害,改善环境和降低成本。

粉状原料须经造块，再送入高炉。

熔剂用来降低矿石、脉石和焦炭灰分在造渣时的熔点，以形成易流动的炉渣，并去除硫分，以改善生铁质量。

常用的熔剂是碱性的，如石灰石和白云石。

一般含CaO高、SiO2低的石灰石冶炼价值较
高（见钢铁冶炼辅料）。

焦炭和燃料随炉料加入高炉的焦炭起还原剂、燃料和料柱骨架的作用。

一般要求含碳量高，灰分低，硫、磷等杂质少,强度好,粉末少，粒度均匀和水分稳定。

生产焦炭需用大量昂贵的炼焦煤，所以必须节约使用。

从高炉风口喷吹重油、天然气和煤粉，可以节省焦炭。

对重油、天然气和煤粉不仅要求含灰分、硫、磷等杂质少，也要求含水分低。

喷吹煤粉应注意安全，采取防爆措施
钢铁冶炼辅料
auxiliary materials for iron and steel making
钢铁冶炼过程中，为了除去磷、硫等杂质，造成反应性好、数量适当的炉渣，需要加入冶金熔剂如石灰石、石灰或萤石等;为了控制出炉钢水温度不致过高,需要加入冷却剂如氧化铁皮、铁矿石、烧结矿或石灰石等；为了除去钢水中的氧，需要加入脱氧剂如锰铁、硅铁等铁合金等。

上述材料统称为辅助原料。

石灰石主要由方解石组成,化学成分为CaCO3。

纯方解石含CaO56％、CO244％。

开采出的石灰石因有杂质，CaO的含量一般为50～55％。

在钢铁冶炼中,石灰石是造渣用的碱性熔剂，要求：①CaO 含量高。

②SiO2、Al2O3、S、P含量低。

SiO2和Al2O3能降低石灰石作为熔剂的有效性能。

在高炉冶炼中，石灰石里的SiO2和Al2O3含量每增加1％，其有效熔剂性能约降低2.8％。

③大中型高炉用的石灰石,
粒度为20～50毫米,小高炉为10～30毫米。

白云石纯白云石[CaMg(CO3)2] 含MgO21.9％、CaO30.4％、CO247.7％。

天然白云石还含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质,颜色通常呈灰白色或淡黄色。

白云石在钢铁工业中大量用作碱性耐火材料，焦油白云石用作炼钢炉炉衬。

白云石还用作碱性熔剂，以提高炉渣中MgO的含量，改善流动性，利于脱硫，减少炉衬熔损。

对作为熔剂的白云石的要求是含MgO高,含Al2O3、Fe2O3和SiO2低。

中国白云石的化学成分一般为：CaO26～31％，MgO17～21％, SiO21～5％,Al2O30.5～3％,Fe2O30.1～3％，
CO243～46％。

石灰由石灰石煅烧而成,是炼钢最重要的熔剂。

煅烧石灰必须用优质的石灰石原料,合适的煅烧设备,控制得当的煅烧过程和使用低硫低灰分燃料。

采用缓慢加热高温煅烧所得的粗晶粒石灰(称为硬烧或死烧石灰)，在炼钢炉中熔化慢，不易成渣。

采用快速加热迅速通过高温区所得的晶粒细、活度大的石灰（称为活性石灰或软烧活性石灰）,在炼钢炉中可防止钢液表面散热过多,熔化快，容易成渣，从而提高了脱硫、脱磷效率。

炼钢用活性石灰的质量要求是：CaO＞92％；P＜0.008％；S＜0.015％；气孔率约50％；密度约1.1克/厘米3；活性度＞360毫升(滴定法)；粒度10～30毫米。

石灰还用于铁水的炉外脱硫（见铁水
炉外脱硫）。

萤石又名氟石,主要化学成分为CaF2,有黄、淡紫、玫瑰、绿黑等各种颜色的结晶，比重 3.2，熔化温度约935℃。

在高炉中，萤石作洗炉用（通过降低熔点,清除炉墙结瘤）；在炼钢中,用作助熔剂,可降低石灰的熔点，改善炉渣流动性，提高脱硫效率。

萤石分解后有强腐蚀性,对设备和炉衬不利,使用量应适当控制。

钢铁冶炼用萤石的成分:CaF275～95％,SiO25～20％,S0.10～1.5％。

氧化铁皮又称铁鳞，是钢锭和钢坯在加热和轧制过程中产生的。

它含铁约70～75％，在炼钢中可用作氧化剂；炼钢精炼期使用它能加速石灰溶解，且不降低熔渣碱度，又有利于熔池沸腾，对去磷有一定效果。

此外氧化铁皮可配加入烧结料，以及在铁合金冶炼中用以代替钢屑。

锰矿用于冶炼锰铁，有时用于高炉炼铁以调整生铁含锰量，或用于高炉洗炉。