高炉炼铁基本理论知识1
炼铁厂高炉冶炼知识讲解
炼铁厂高炉冶炼知识讲解一、什么叫炉况判断？通过那些手段判断炉况？答案：高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿的必要条件。
为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。
在实际实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会产生波动，气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行，判断炉况就是判断这种影响的程度及顺行的趋向。
即炉况是向凉还是向热，是否会影响顺行，影响程度如何等等。
判断炉况的手段基本是两种，一是直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、料速、风口情况；二是利用计器仪表，如指示风压、风量、料尺、各部位温度及透气性指数等的仪表。
必须两种手段结合，连续综合观察一段时间的各种反映，进行综合分析，才能正确判断炉况。
二、为什么力求稳定前四小时和后四小时、班与班之间的下料批数？答案：稳定下料批数是高炉进程均匀稳定的重要因素之一，稳定下料批数的作用是稳定本班和班与班之间各次铁的炉温，如果料批相差悬殊则会带来炉温大幅度的波动和影响生铁的质量，即使在轻负荷条件下也是如此。
三、工长的技术操作水平应该表现在哪几个方面？答案：⑴能及时掌握炉况波动的因素；⑵能尽早知道炉况不稳定的原因；⑶具有对待炉况波动的方法和手段；⑷能掌握炉况变化的规律。
四、高炉炼铁工（高级）综合实作题8小时模拟高炉操作。
1、对上班进行分析（8分）2、制定本班操作方针（包括采取必要措施）预测本班料批总数及炉温会在什么范围（[SI]及铁水温度平均值）。
（12分）3、每小时对路况分析、判断，采取相应手段，写出依据或简易计算过程。
（21分）4、班中检测操作方针与炉况走向是否一致，若偏离并进行修正。
（6分）5、对本班的操作进行总结。
（6分）6、预测下班；料批总数及炉温会在什么水平（[SI]及铁水温度平均值），对下班操作提出建议。
（11分）7、铁前、铁后对[SI]、[S]、R2及铁水温度的判断。
（36分）平分标准1、共8分（1）炉温水平趋势、原因分析（2分）（2）炉况顺行状态及分析（2分）（3）各部炉体温度分析（2分）（4）上班调剂分析（2分）2、共12分（1）制定本班操作方针（6分）（2）预测本班料批总数（3分）±1批，扣0.5分（3）预测本班炉温平均值（3分）[SI]±0.05%，扣0.5分3、共21分每小时对路况分析、判断，采取相应手段，写出依据或简易计算过程。
高炉炼铁
3.用固体C还原
高炉冶炼特点
1.高炉冶炼是在炉料与煤气流的逆向运动 过程中完成各种复杂的化学反应和物理变 化，反应气氛是还原性气氛； 2.高炉是一个密闭容器，除了装料、出铁、 出渣以及煤气以外，操作人员都无法直接 观察到反应过程的状况，只能凭借仪器间 接观察； 3.高炉生产过程是连续的，大规模的高温 生产过程，机械化和自动化水平较高。
燃料燃烧反应 铁矿石还原反应（铁氧化物） 非铁元素还原（Si，Mn，等） 造渣过程 生铁生成
A、燃烧反应
放热 燃烧 产生高温还原气体CO 在高炉下部形成空间， 保证炉料持续下降 直接还原（参与化学还原） 溶入生铁（铁水中含有一定量C）
焦炭 （主要燃料）
燃料的燃烧是高炉的热能和化学能的发源 地，决定了炉内煤气流，温度和热量的初始 分布，对高炉生产起着至关重要的作用！
1.钢筋混凝土 2.耐火砖 3.冷却壁 4.水冷管
5.炉壳
冷却设备
支梁式水箱 A—铸管式 B—隔板式
扁水箱 （铸钢）
炉腹、炉腰、炉身下部：冷却壁
炉缸和炉底周围：光板式冷却壁（紫铜冷却壁）
风口：冷却套
1.风口 2.风口二套 3.风口大套 4.直吹管 5.弯管 6.固 定弯管 7.围管 8.短管 9.带有窥视孔的弯管 10.拉杆 11.炉壳
B、还原反应
铁氧化物的还原
1.铁氧化物的还原条件 还原反应通式： MeO＋B＝Me＋BO B：还原剂 Me：某种金属 要使反应能够进行，则： Me O B
还原剂B与O的化学亲和力 > Me与O的化学亲和力 在高炉冶炼过程中，满足条件的还原剂是CO和C，还 有少量的H2也参与还原
二.铁氧化物的还原顺序
焦炭在风口发生燃烧反应： C＋O2 =CO2 ＋33356kJ/kg + C+CO2 =2CO －13794kJ/kg 2C+O2 =2CO ＋9781kJ/kg
高炉炼铁基础知识
高炉炼铁基础知识(总14页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-一、高炉生产概述1、生铁的定义及种类生铁与熟铁、钢一样，都是铁碳合金，它们的区别是含碳量的多少不同。
一般把含碳量小于%的叫熟铁，含碳量—%的叫钢，含碳%以上的叫生铁。
生铁一般分三类：炼钢铁、铸造铁以及作铁合金用的高炉锰铁和硅铁。
2、高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成在高炉炼铁的生产中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石、燃料和溶剂向下运动；下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态保护渣和生铁，它的工艺流程系统除高炉主体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统。
3、上料系统包括哪些部分包括：贮矿场、贮矿仓、焦仓、仓上运料皮带、矿石与焦碳的槽下筛分设备、返矿和返焦运输皮带、入炉矿石和焦碳的称量设备、将炉料运送至炉顶的设备等。
4、装料系统包括哪些部分受料罐、上下密封阀、截流阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置和液压传动设备等。
高压操作的高炉还有均压阀和均压放散阀。
5、送风系统包括哪些部分鼓风机、冷风管道、放风阀、混风阀、热风炉、热风总管、环管、支管、直到风口。
6、煤气回收与除尘系统包括哪些部分包括炉顶煤气上升管、下降管、煤气截断阀或水封、重力除尘器、布袋除尘器。
7、高炉生产有哪些产品和副产品高炉生产的产品是生铁，副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘（瓦斯灰）。
8、高炉煤气用途高炉煤气一般含有20%以上一氧化碳、少量的氢和甲烷，发热值一般为2900—3800kJ/m3，是一种很好的低发热值气体燃料，除用来烧热风炉以外，还可供炼焦、均热炉和烧锅炉用。
9、高炉炉尘有什么用途炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料。
一般含铁30—50%，含碳10—20%，经煤气除尘器回收后，可用作烧结原料。
高炉炼铁基本原理及工艺
（3）滴落带：主要由焦碳床组成，熔融状态的渣铁穿越焦碳床 主要反应：Fe、Mn、Si、P、Cr的直接还原，Fe的渗C。 （4）回旋区：C在鼓风作用下一面做回旋运动一面燃烧，是高炉热量发源地（C的不完全燃烧），高炉唯一的氧化区域。 主要反应： C+O2=CO2 CO2+C=2CO （5）炉缸区：渣铁分层存在，焦碳浸泡其中 主要反应： 渣铁间脱S，Si、Mn等元素氧化还原
3.脱S
（1）S的来源与分布： 焦碳60~80%、矿石及喷吹物20~40% ↓ （S负荷4~6kg/t铁） ↓ 煤气、炉尘5~10%，生铁5%，炉渣90% （2）降低生铁[S]途径： ①降低S负荷（降低焦碳S含量） ②气化脱S（一定值） ③适宜的渣量 （3）炉渣脱S基本反应： [FeS]+（CaO）=（CaS）+（FeO） 提高炉渣脱S能力的因素： ①↑温度 ②↑还原气氛 ③ ↑R
03
有益元素：Mn、V、Ni、Cr
04
强度和粒度： 强度↓易粉化影响高炉透气性，不同粒度应分级入炉; ⑹还原性： 被CO、H2还原的难易、影响焦比; ⑺化学成分稳定性： TFe波动≤±0.5%，SiO2 ≤±0.03%混匀的重要性（条件：平铺直取——原料场应足够大）; ⑻矿石代用品： 高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等。
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高炉炉型
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高炉还原过程 高炉炉内状况
（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℃） 主要反应：水分蒸发 结晶水分解 除CaCO3外的其它MCO3分解 间接还原 碳素沉积反应（2CO=C+CO2） （2）软熔带：矿石层开始熔化与焦碳层交互排列，焦碳层也称“焦窗” 形状受煤气流分布与布料影响，可分为正V型，倒V型，W型 主要反应：Fe的直接还原 Fe的渗碳 CaCO3分解 吸收S（焦碳中的S向渣、金、气三相分布） 贝波反应：C+CO2=2CO
高炉炼铁原理
高炉炼铁原理与工艺知识问答1、高炉原料中的游离水对高炉冶炼有何影响？答：游离水存在于矿石和焦炭的表面和空隙里。
炉料进入高炉之后，由于上升煤气流的加热作用，游离水首先开始蒸发。
游离水蒸发的理沦温度是100℃，但是要料块内部也达到100℃，从而使炉料中的游离水全部蒸发掉，就需要更高的温度。
根据料块大小的不同，需要到100℃，或者对大块来说，甚至要达到200℃游离水才能全部蒸发掉。
一般用天然矿或冷烧结矿的高炉，其炉顶温度为100~300℃，因此，炉料中的游离水进入高炉之后，不久就蒸发完毕，不增加炉内燃料消耗。
相反，游离水的蒸发降低了炉顶温度，有利于炉顶设备的维护，延长其寿命。
另一方面，炉顶温度降低使煤气体积缩小，降低煤气流速，从而减少炉尘吹出量。
2、高炉原料中的结晶水对高炉冶炼有何影响？答：炉料中的结晶水主要存在于水化物矿石（如褐铁矿和高岭土）中间。
高岭土是黏土的主要成分，有些矿石中含有高岭土。
试验表明，褐铁矿中的结晶水从200℃开始分解，到400~500℃才能分解完毕。
高岭土中的结晶水从400℃开始分解，但分解速度很慢，到500~600℃迅速分解，全部除去结晶水要达到800~1000℃。
可见，高温区分解结晶水，对高炉冶炼是不利的，它不仅消耗焦炭，而且吸收高温区热量，增加热消耗，降低炉缸温度。
3、高炉内碳酸盐分解的规律如何？对高炉冶炼有何影响？答：炉料中的碳酸盐主要来自熔剂（石灰石或白云石），有时矿石也带入一少部分。
炉中的碳酸盐在下降过程中逐渐被加热发生吸热分解反应。
它们的开始分解温度和激烈分解温度（即化学沸腾温度）是由各自的分解压（即分解反应达到平衡状态时分压）与高炉内煤气中分压和煤气的总压决定的。
碳酸盐的分压随温度升高而增大的，当分解压超过高炉内煤气的分压时，它们就开始分解，而分解压超过煤气的总压时就激烈分解，即化学沸腾。
由于高炉冶炼条件不同，不同高炉内的总压力和分压也有差别，碳酸盐在不同高炉内开始分解和化学沸腾分解温度也有差别。
工业炼铁全部知识点总结
一、炼铁的基本原理1. 矿石的结构与成分：炼铁的原料主要是铁矿石，常见的铁矿石包括赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿和菱铁矿等。
这些矿石中含有的主要元素是铁和非铁金属元素，如锰、铬、钒等。
2. 冶炼反应：炼铁的冶炼过程主要包括矿石的还原、熔化和分离等过程。
在高温条件下，矿石中的氧化铁会被还原成金属铁，同时与其他金属元素形成合金，在熔融状态下分离出来。
3. 炉渣的形成：在冶炼过程中，产生的金属铁与矿石中的其他杂质和氧化物混合在一起形成炉渣。
炉渣是一种玻璃状物质，包括氧化物和硅酸盐等，具有降低炉内温度、减少炉料的磨损和提高炉炼的灵活性等作用。
4. 炼铁的目的：炼铁的目的是生产出高品质的生铁，以满足钢铁工业的需求。
生铁是含有大量碳和其他合金元素的铁合金，是制造钢材和铸铁的重要原料。
二、工业炼铁的工艺流程1. 炼铁炉型：工业炼铁的常用炉型包括高炉、直接还原炉和电弧炉等。
其中，高炉是最常用的炼铁设备，具有产能大、炉温高和炉料利用率高等优点。
2. 炉料的制备：炼铁的炉料主要包括铁矿石、焦炭和炉渣等。
在高炉冶炼中，炉料的配比和质量对冶炼的效果有重要影响，需要进行精确控制。
3. 高炉炼铁的工艺流程：高炉炼铁的工艺流程包括装料、点火、炉料下降、冶炼、出铁和出炉渣等过程。
在整个冶炼过程中，需要对高炉的温度、压力、气流速度和化学成分等进行精确控制，以保证炼铁的质量和产量。
4. 炼铁废气处理：炼铁过程中产生大量的废气和炉渣等固体废物，需要采取有效的环保措施进行处理。
常见的废气处理方法包括烟气脱硫、除尘和烟气脱氮等技术。
三、工业炼铁的设备设施1. 高炉设备：高炉是炼铁的主要设备，包括高炉本体、风口、喷口、炉缸、颈管、炉身和炉帽等。
高炉的运行状态对炼铁的质量和产量有重要影响，需要进行定期的维护和检修。
2. 钢铁质量分析设备：炼铁生产中需要对生铁和炉渣的化学成分进行分析，以保证产品质量的合格。
常见的质量分析设备包括光谱仪、化学分析仪和显微镜等。
月10日高炉炼铁基本知识
高炉炼铁用原料
(烧结矿、球团矿、熔剂和辅助原 料）
高炉对炼铁精料的要求
精料 精料是指原燃料入高炉前，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。做好精料工作的内容 提法很多，常见的提法就是六字方针,即“高、 熟、净、小、匀、稳”，也就是入炉品位要高， 多用烧结矿和球团矿，筛除小于5mm的粉末， 控制入炉矿的上限，保证粒度均匀，化学成分 稳定等。较全面的提法是“渣量小于300kg/t； 成分稳定、粒度均匀；具有良好的冶金性能； 炉料结构合理。”
其次，烧结过程中可以利用富矿粉、高炉炉尘、转 炉炉尘、轧钢皮、铁屑、硫酸渣等其他钢铁及化工 工业的若干废料，使这些废料得到有效利用，做到 变“废”为宝，变“害”为利。 再次，经过烧结生产制成的烧结矿，与天然矿相比， 粒度合适，还原性和软熔性好，成分稳定，造渣性 能良好，保证了高炉生产的顺行。 最后，烧结过程可以除去80%～90%的S和部分F、As 等有害杂质，大大减轻了高炉冶炼过程中的脱硫任 务，提高了生铁质量。
3、国产球团和进口球团的比较 （1）、比进口矿品位低3～5%、SiO2含量高3～4%； （2）、我国球团矿的精矿粉粒度0.074mm(－200目 )的只有60～80%，比表面积小，大部分在 1000cm2/g左右，造球困难，靠多加膨润土来弥补， 大部分厂家添加量在5%以上，而每多配加1%膨润土， 就使球团矿的品位降低0.6%。国外造球用精矿粉的 比表面积达到1500～1700cm2/g，膨润土添加量在 0.5%左右； （3）、球团矿焙烧不均匀，尤其是用竖炉焙烧的 球团矿； （4）、部分竖炉生产的球团矿的强度差，FeO含量 高，冶金性能差
高炉操作 考试1
炼铁工高级工理论知识复习资料(1)一、判断题（正确的请在括号内打"√"，错误的请在括号内打"×"）1.>一般认为，还原性好的烧结矿有利于降低焦比。
( )2.>为控制生铁含磷量，就得要求铁矿石含磷量愈低愈好。
( )3.>生铁含硫低时铁水表面"油皮"多，凝固过程表面颤动裂纹大，凝固后呈凸状。
( )4.>上渣率一般要求要在70%以上。
( )5.>炉料透气性与煤气流运动极不适应，炉料停止下降的失常现象就是悬料。
( )6.>含硫高的铁水表面有一层"油皮"，在样模中凝固时间较短。
( )7.>高炉铁口角度要相对稳定，不能随意频繁调整，更不能调整过快。
( )8.>高炉出铁次数主要依据高炉的炉缸安全容铁量来确定。
( )9.>高炉操作制度中的送风制度是高炉操作最基本的制度，它是影响和制约其它三个制度的重要因素。
( )10.>高硅高硫时铁水断口呈灰色，但在灰色中布满白色亮点。
( )11.>大修新建的高炉比封炉、中修的高炉开炉、炉前操作困难程度大些。
( )12.>从高炉风口视孔处观看炉内时，若风口愈明亮，愈耀眼，说明高炉炉温愈高。
( )13.>割开供制作残铁口的炉皮，其面积应为800×800mm2。
( )14.>高炉冷却壁分为：光面冷却壁和镶砖冷却壁两种形式。
( )15.>铁口保护板和泥套的作用是使铁口框架不直接与渣铁接触，从而保护铁口框架。
( )16.>水力冲渣时，冲渣质量好坏只与水压、水温有关。
( )17.>空喷渣口的意义在于烧净渣口眼内凝渣。
( )18.>放渣时，渣流越大越容易烧坏渣口套。
( )19.>随着炉底和炉缸的侵蚀，上渣量逐渐增加。
( )20.>渣口大套用铸铁制造，风口大套为铸钢质。
( )21.>渣口各套尺寸主要根据高炉容积的大小来确定。
高炉炼铁基本理论知识1
高炉炼铁基本理论知识(填空题)1．金属氧化物的还原反应用通式表示为( )。
答案：MeO+B=BO+Me±Q2．风口前每千克碳素燃烧在不富氧，干风的条件下，所需风量为( )。
答案：4.44m3/kg3．高炉的热效率高达( )，只要正确掌握其规律，可进一步降低燃料消耗。
答案：75%-80%4．某有效容积1000m3高炉2004年产生铁85.83万吨，其中炼钢生铁79.83万吨，Z14铸造生铁6万吨，焦比400kg/t，计划休风84小时，无计划休风12小时，中修45天，则该高炉当年有效容积利用系数为( )焦炭冶炼强度为( )答案：2.70t/m3·d；1.083t/m3·d5．目前计算理论焦比的方法有四种：( )计算法，( )计算法，( )计算法，( )计算法。
答案：联合；里斯特；工程；根据区域热平衡6．根据里斯特操作线，高炉内氧有三个来源：与( )结合的氧，与( )结合的氧和( )。
答案：矿石中Fe；少量元素Si、Mn、P、V、Ti等；鼓风带入的氧7．高炉内＞1000℃时碳素溶解损失及水煤气反应，升始明显加速，故将1000℃左右等温线作为炉内( )的分界线。
答案：直接与间接还原8．风口燃烧带的尺寸可按CO2消失的位置确定,实践中常以CO2降到( )的位置定为燃烧带的界限。
答案：1～2%9．FeO在低温下不能稳定存在，当温度小于570℃时，将分解成( )和( )。
答案：Fe3O4；α-Fe10．还原反应动力学认为气一固还原反应的总速度由( )。
答案：气相的扩散速度和界面化学反应速度中速度慢者决定11．根据经验，鼓风动能(E)和回旋区的长度(D)和高度(H)之间的关系如下：E＝( )，D＝( )，H＝( )。
答案：(1/2)mv2；0.88+0.29×104E-0.37×10-3OIL·K/n；22.856(v2/9.8dc )-0.404/dc0.28612．渗碳是指碳素溶解在固态或液态铁液中的过程，高炉内( )、( )、( )，其中的碳素均能参与渗碳反应。
高炉炼铁的所有知识点总结
高炉炼铁的所有知识点总结一、高炉炼铁的工艺过程高炉炼铁的主要工艺过程包括铁矿石的预处理、还原反应、炼铁反应和产物的分离和收集等步骤。
1. 预处理铁矿石通常是氧化铁矿石，例如赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
在高炉炼铁之前，需要对铁矿石进行预处理，主要包括破碎、煅烧和粉碎等步骤。
首先，铁矿石需要经过破碎设备进行破碎，将其破碎成较小的颗粒。
然后，将破碎后的铁矿石进行煅烧，通常是在煤气或焦炉中进行，将氧化铁矿石还原成较高的还原度。
最后，将煅烧后的铁矿石进行粉碎，使其达到适当的颗粒度，以便于高炉内的还原反应。
2. 还原反应高炉炼铁的核心工艺是还原反应。
在高炉内，煅烧后的铁矿石与焦炭共同投入高炉，并通过热炭气、空气和热风等途径，使焦炭在高炉内发生燃烧，产生大量的一氧化碳和二氧化碳等气体。
这些气体与煅烧后的铁矿石发生还原反应，使氧化铁矿石还原成金属铁。
还原反应的主要化学反应式为Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2。
在此过程中，还将生成一些硅、锰等元素的还原物金属。
3. 炼铁反应在还原反应之后，得到的金属铁流向高炉底部，与炉渣和热铁水的反应产生炼铁反应。
炼铁反应的目的是提高生铁的品质，并去除炉渣中的杂质。
在炼铁反应中，金属铁与炉渣中的碱金属、碳酸盐等发生反应，使炉渣脱碱和夺碳，并将少量的氧、碳等被夹杂在金属铁中的杂质除去。
4. 产物的分离和收集最后，通过高炉的底部出口，生铁和炉渣被分离出来。
生铁被收集起来，经过冷却、成型和质量检验等步骤，最终被用于钢铁冶炼。
炉渣则被收集起来，并用于建筑材料、道路铺设等领域。
以上就是高炉炼铁的工艺过程，我们可以看到，高炉炼铁的工艺过程是一个复杂的化学反应过程，需要严格控制反应条件和工艺参数，以确保生铁的品质和产量。
二、高炉炼铁的原料高炉炼铁的主要原料包括铁矿石、焦炭和石灰石等。
1. 铁矿石铁矿石是高炉炼铁的主要原料，通常是氧化铁矿石。
常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
高炉炼铁有关知识点总结
高炉炼铁有关知识点总结高炉的结构高炉通常由筒体、风口、鼓风系统、炉缸、矿铁料装料系统、取料系统、炉喉、排放系统、炉内煤气系统等部分组成，结构比较复杂。
其中，筒体是整个高炉的主体，可分为炉围、炉缸、熔铁坑等部分。
炉围是高炉的外壁，由耐火砖及助熔材料构成，用于承受高炉温度和循环水冷却的冷却水。
炉缸和熔铁坑是高炉内部主要部分，用于反应炼铁矿石和还原剂，产生铁水及炉渣。
高炉的操作过程1. 上料：矿石、焦炭、燃料和熔剂（通常是石灰石）按照一定的配比通过上料装置（如料斗、皮带等）连续地进入高炉。
2. 加热还原：上料后，高炉内的还原剂引起矿石中的氧逐渐被还原为金属铁。
3. 熔融：当高炉内的温度达到一定程度时，产生的铁和炉渣开始融化，形成铁水和炉渣。
4. 放料：铁水在高炉熔铁坑中逐渐积聚，当积聚到一定程度后，通过取料装置将铁水、炉渣和炉渣渣共同取出。
5. 炉缸清理：定期清理高炉炉缸内的残留物，保持高炉的正常运行。
高炉炼铁的原理高炉的炼铁过程主要包括矿石还原、熔融和分离矿铁料的三个基本过程。
矿石还原是矿石中的氧被还原剂（焦炭等）还原成金属铁的过程；熔融是指矿石和还原剂在高温下熔化并分离成铁水和炉渣的过程；分离是指通过物理和化学手段将铁水和炉渣分离的过程。
这些过程需要在高炉内同时进行，通过严格控制温度、气氛和原料成分等参数，才能保证最终产生高品质的铁水。
高炉炼铁的控制技术1. 鼓风系统：鼓风系统是高炉炼铁的核心部分，通过鼓风系统将空气送入高炉内，提供氧气用于矿石还原和燃烧还原剂。
控制鼓风系统的鼓风量和温度是保证高炉正常运行的重要手段。
2. 燃烧系统：燃烧系统主要指高炉内焦炭的燃烧过程，提供热量用于矿石还原和炉渣熔化。
控制燃烧系统的燃烧效率和热量平衡是保证高炉正常运行的关键。
3. 温度控制：高炉内部有多个测温点，通过测温点采集到的数据，可以对高炉内部的温度进行实时监控和控制，保证高炉操作在安全稳定的温度范围内。
4. 负压控制：通过调节高炉的负压，可以影响高炉内气氛的组成和流动状况，保证高炉内的气氛对炼铁有利。
高炉炼铁的基本原理与工艺流程
高炉炼铁的基本原理与工艺流程高炉炼铁是指通过高炉设备将铁矿石转化为铁的过程。
它是现代工业生产中铁制品的主要来源之一，具有重要的经济意义。
本文将介绍高炉炼铁的基本原理与工艺流程。
一、高炉炼铁的基本原理高炉炼铁的基本原理是利用高温下的化学反应将铁矿石还原成金属铁。
在高炉中，铁矿石经过冶炼过程，通过高温和还原剂的作用，使得其中的铁氧化物被还原为金属铁，并与其他元素形成铁合金。
高炉炼铁的还原反应是一个复杂的过程，包括多个步骤。
首先，铁矿石与还原剂（一般为焦炭）在高温下发生氧化还原反应，将铁矿石中的氧气与还原剂中的碳发生反应生成一氧化碳和二氧化碳。
然后，一氧化碳与铁矿石中的铁氧化物发生反应，使其还原为金属铁。
最后，金属铁与其他元素形成铁合金。
二、高炉炼铁的工艺流程高炉炼铁的工艺流程一般包括铁矿石的预处理、炉料配制、高炉内的冶炼过程和铁水的处理等步骤。
1. 铁矿石的预处理铁矿石通常经过矿石选矿、破碎、磁选等步骤的预处理。
选矿是将原始铁矿石中的有用矿物与杂质进行分离的过程，以提高铁的品位。
破碎过程将大块的铁矿石破碎成为适合冶炼的小颗粒。
磁选则是利用磁力将磁性矿物与非磁性矿物分离。
2. 炉料配制炉料配制是将预处理后的铁矿石与还原剂（焦炭）、矿石烧结等辅助原料按照一定比例配制成为高炉的进料。
配制过程中需要根据铁矿石的品位、还原剂的质量等因素进行合理的配比，以保证炼铁过程的效果。
3. 高炉内的冶炼过程高炉内的冶炼过程是高炉炼铁的核心环节。
在高炉内，炉料由上部的料槽加入，并由炉底的鼓风口进入。
在高炉内，料层中的铁矿石与还原剂经过一系列的燃烧和还原反应，发生冶炼和还原，最终生成铁水和炉渣。
炉渣由高炉底部排出，而铁水则从高炉的铁口流出，进入下一步的处理。
4. 铁水的处理铁水是高炉炼铁的产物之一，但其中含有一定的杂质，需要进行进一步的处理。
首先，通过除渣工艺将铁水中的炉渣分离出去，得到较为纯净的铁水。
然后，将铁水进行调质处理，加入适量的合金等元素，以调整铁的成分和性能，得到所需的铁产品。
化学炼铁的知识点总结
化学炼铁的知识点总结1. 炼铁工艺炼铁工艺主要包括高炉法和直接还原法两种主要方法。
（1）高炉法高炉法是一种以焦炭为还原剂，热量和炭素源的炼铁方法。
其主要工艺过程包括炉料装填、预热、还原、熔融和排渣等阶段。
在高炉内，矿石和焦炭在高温条件下反应生成熔融铁和炉渣，通过不同密度的分层，完成铁和炉渣的分离。
（2）直接还原法直接还原法是指利用气体还原剂（如CO和H2）直接将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁的方法。
这种方法可分为煅烧法和气相还原法两种。
在煅烧法中，将粉末状的铁矿石在高温下加热，使氧化铁被还原为金属铁。
而气相还原法则是通过气体还原剂直接将氧化铁还原为金属铁，常见的设备有旋转窑等。
2. 反应原理炼铁过程中涉及的主要反应包括还原反应、煅烧反应和熔融反应等。
（1）还原反应还原反应是指将金属氧化物还原为金属的反应。
在炼铁过程中，主要的还原反应包括Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2和Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2等。
这些反应是高炉法和煅烧法中最主要的反应过程，通过这些反应，使氧化铁逐步还原为金属铁。
（2）煅烧反应煅烧反应是指在高温下，金属氧化物发生分解或变化的反应。
在炼铁过程中，铁矿石的煅烧反应主要包括FeCO3 → FeO + CO2和Fe3O4 → Fe2O3 + O2等。
这些反应主要发生在高温条件下，为后续的还原反应提供条件。
（3）熔融反应熔融反应是指物质在高温下融化的反应过程。
在高炉法中，熔融反应主要发生在铁和炉渣之间，形成两相分离的现象。
而在直接还原法中，熔融反应则是指将金属铁从矿石中提取出来，并形成合金的过程。
3. 设备及其应用炼铁过程涉及的设备主要包括高炉、煅烧炉、还原炉等。
（1）高炉高炉是用于进行高炉法炼铁的主要设备。
它由炉体、风口、出铁口、出渣口等部分组成，通过炉料装填、炉料预热、还原和熔融等过程，从铁矿石中提取出高品质的铁。
高炉的主要应用领域包括冶金工业和金属加工工业等。
高炉炼铁理论知识试题库
《高炉冶炼操作与控制》试题（A）一、填空题（每题2分，共20分）1、高炉冶炼的副产品主要有、炉尘和高炉煤气。
2、焦炭在高炉中起三方面作用：发热剂、还原剂和。
3、高炉煤气三大事故是指、着火和爆炸。
4、高炉设备除高炉本体外，还有以下几个系统：上料系统，送风系统，除尘系统、喷吹系统及5、铁的化学元素符号是。
6、高炉炉前用炮泥分为有水炮泥和两种。
7、大型高炉的渣口装置一般由，二套，三套和四套组成。
8、铁水罐撒盖焦粉的作用是。
9、判断生铁牌号是以生铁的含来判定。
10、与铁水接触的工具必须后才能使用。
二、选择题（每题2分，共40分）1、烧结矿碱度表达式是。
①R＝SiO2/CaO ② R＝CaO / SiO2③R＝MgO/Al2O3 ④R＝CaO/Al2O32、高炉内常用的还原剂有CO,C, 。
①N2②CH4 ③H2④CO23、一般情况下，高压高炉比常压高炉铁口深度要。
①深些②浅些③相同④不确定4、设有高，低渣口装置的高炉，合理放渣口应是_____。
①高渣口②低渣口③高低渣口轮换放④不确定5、有水炮泥的结合剂是____。
①水②耐火粘土③二蒽油及防腐剂④焦粉6、使用煤气时应该。
①先开气后点火②边开气边点火③先点火后开气④以上都不对7、放渣、出铁的渣、铁罐不准放满，上面应留 mm。
①0～50 ②100～150 ③200～300 ④300以上8、富氧鼓风有利于风口前的理论燃烧温度。
①降低②提高③不变④以上都不对9、更换风口小套，在休风过程中减风低压时，首先操作的是。
①松风管拉杆②打松弯头的固定楔子③打开视孔大盖④向风口打水10、液压传动是用来传递。
①水②油③其它液体④电机11、高炉送风压力越高，对炮泥的质量要求越。
①低②高③不变④以上都不对12、高炉煤气可燃烧成份中含量最多的是。
①CnHm ②CH4③H2④CO13、炼钢用生铁和铸造用生铁的代号分别是。
①LG,ZZ ②L,Z ③LI,ZH ④Ｇ，Ｚ14、国内高炉喷煤磨煤机主要采用。
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高炉炼铁基本理论知识（判断题）
1．由动力学角度分析，标准生成自由能越大的氧化物越稳定，在氧势图上曲线位置越低。
( )
答案：×
2．当温度高于810℃时，CO+H
2O=CO
2
+H
2
向右进行，只有此温度区域H
2
的利用率高于CO的
利用率。
( )
答案：×
3．高炉内直接还原反应是借助碳素溶解损失反应与间接还原反应叠加而实现的。
( ) 答案：√
4．高炉内锰的各级氧化物的还原都要比铁的级氧化物的还原困难，特别是MnO比FeO更难还原。
( )
答案：×
5．煤气流经固体散料层时，单位高度上的压降与煤气流速平方成正比，这在炉内形成了强化和顺行的矛盾。
( )
答案：×
6．高炉操作线图中，0＜X＜1的区间，用来描述还原性气体的利用。
( )
答案：×
7．采用高风温操作后，中温区扩大，间接还原发展，是导致焦比降低的根本原因。
( ) 答案：×
8．炉内煤气的水当量变化不大，炉料的水当量变化很大，随温度的升高而逐渐加大。
( )
答案：×
9．据炉内动力学分析，当煤气流的压降梯度升高至与炉料的堆积密度相等时，悬料故障。
( )
答案：√
10．高炉内间接还原的发展，主要取决于还原的动力学条件：矿石的空隙度、还原性和煤气流的合理分布等。
( )
答案：√
11．直接还原和熔融还原炼铁工艺的特点是：用块煤或气体还原剂代替高炉炼铁工艺所必需的焦炭来还原天然块矿(烧结矿或球团矿)，具有相当大的适应性，特别适用于某些资源匮乏、环保要求特别严格的地区和国家。
( )
答案：√
12．水煤气置换反应(CO+H2O＝CO2+H2)的存在，使H2有促进CO还原的作用，相当于是CO 还原反应的催化剂。
( )
答案：×
13．实际的直接还原反应无需借助碳素溶损反应(C+CO2＝2CO)，只须借助于水煤气置换反应与间接还原反应即可实现。
( )
答案：×
14．根据Si在高炉的还原行为，选用有利于高温区下移的技术措施和操作制度，使炉缸有稳定的充足热量，使铁水的物理热维持在较高水平。
是冶炼低硅的必备条件之一。
( )
答案：√
15．高炉中最重要的流体力学现象是煤气流经固体散料层以及流经固液相共存区(软熔带、滴落带及其以下直至风口平面)时的压降及液泛等。
( )
答案：√
16．从热力学角度看，凡是有利于提高高炉下部温度的措施都有利于降低生铁含硅量。
( )
答案：×
17．高炉冶炼条件下，氧化物由易到难的还原顺序：CuO→PbO→MnO→FeO→SiO
2→Al
2
O
3
→
MgO→CaO。
( )
答案：×
18．一般讲低级氧化物分解压力比高级氧化物分解压力大。
( )
答案：×
19．炼锰铁的高炉炉顶温度显著高于炼普通生铁的高炉，主要是锰的高级氧化物转变为低级氧化物时为放热反应，而铁的高级氧化物转变为低级氧化物时为吸热反应。
( ) 答案：×
20．渣铁温度和理论燃烧温度之间无严格的线性关系，因此，理论燃烧温度并不能代表炉缸温度和硅含量的高低。
( )
答案：√
21．离子理论认为，随渣的碱度下降(O/Si比下降)，共用O2-越多，硅氧复合离子越来越大，越来越复杂，这是酸性渣粘度大的原因，SiO
2
含量约35%时粘度最低。
( )
答案：√
22．第一热平衡和第二热平衡的碳素燃烧的热收入分别约为70%和60%，前者更接近于高炉实际。
( )
答案：×
23．在物料平衡中，大量计算表明，［C，O］法误差最小，［O，N］误差最大。
( )
答案：√
24．由动力学角度分析，碳与氧的反应究竟获得哪一种最终产物取决于温度和环境的氧势。
( )
答案：×
25．内扩散控制下反应界面的推进速度表现为开始时很慢，然后迅速加快，达到一定的还原度后，速度几乎为0。
( )
答案：×
26．V形软熔带使液流进行回旋区，受回旋区气流的作用沿着其四周和前端流下，煤气接触条件好，渣铁温度高、炉缸煤气热能利用最好。
( )
答案：×
27．高炉内锰的各级氧化物的还原都要比铁的各级氧化物的还原困难，特别是MnO比FeO 更难还原。
( )
答案：×
28．碳酸盐的Pco
2是随温度升高而增大的，当Pco
2
超过煤气的总压时就发生了化学沸腾
( ) 答案：√
29．MgCO
3的开始分解温度小于MnCO
3
、CaCO
3
的开始分解温度较MnCO
3
高 ( )
答案：×
30．对大多数元素的氧化物来说，标准生成自由能△G的负值越大，它的稳定性越高 ( ) 答案：√
31．炉内煤气的水当量变化不大，炉料的水当量变化很大，随温度的升高而逐渐加大( )
答案：×
32．高炉操作线图中，1＜X＜2的区间，用来描述还原性气体的利用 ( )
答案：√
33．SPC的含义是工序过程控制 ( )
答案：×
34．影响炉缸和整个高炉各部过程的最重要因素是，风口前焦碳的燃烧反应 ( )
答案：√
35．根据气体分子运动规律，气体分子运动速度与其分子量的平方根成正比 ( )
答案：×
36．炉身工作效率在操作线中是指靠近FeO间接还原反应平衡点煤气成分的程度 ( ) 答案：√
37．现代奥氏分析以吸收法分析表明炉顶煤气中没有CH
4
，而用气相色谱仪分析炉顶煤气
成分时出现CH
4
，纯属分析误差造成 ( )
答案：×
38．在高炉操作线图中，横坐标用O/C表示，即每C原子结合的氧原子数，纵坐标有O/Fe 表示，其正方向对应于每一个Fe原子的合金元素氧化物与鼓风中的氧原子数，负方向表示炉料氧化度 ( )
答案：×(正方向，负方向相反，正方向表示炉料的氧化度)
39．生铁是含碳大于1.0%，并含有一定数量硅、锰、磷、硫等元素的铁合金的统称。
( ) 答案：×
40．高炉煤气是由CO、H
2和N
2
组成的，由于氢的扩散系数和反应速度常数都比CO小，所
以提高H
2
含量将加快还原速度。
( ) 答:×
41．煤对二氧化碳（CO
2）的化学反应性是指在一定温度下煤中的碳与CO
2
进行还原反应的
反应能力，或者说煤将CO
2还原成CO的能力。
它以被还原成CO的CO
2
量占参加反应的CO
2
总量的百分数来表示。
( )
答:√
42．炉缸中残留液体，在正常炉况时主要是炉渣，因为其黏度比铁水达100倍以上。
但在异常炉况时铁水也会残留，因此利用炉缸渣铁残留率可作为判断炉缸工作状态的一个指数，用于数学模型中。
( )
答:√
43．衡量高炉热能利用程度的指标是热量有效利用系数K
T 和碳素利用系数K
C
，前者是在高
炉总热消耗中除去煤气带走的显热和其他热损后的有效热量消耗占的百分比，后者是碳素氧化成CO和CO2放出的热量与假定碳素全部氧化成CO2放出的热量之比。
( )
答:√
44．提高冶炼强度焦比升高原因，主要是煤气在炉内停留时间减少；其次是炉顶温度升高、热损失增多；瓦斯灰量增加，煤气带走的碳量增多。
( )
答:√
45．炉料中铁氧化物中被CO和H
2
夺去是氧量与由炉料铁氧化物转入煤气中的总氧量之比称为直接还原度。
( )
答案：×
46．高炉内煤气流速远远超过临界速度，所以煤气流速对炉内矿石还原过程没有影响。
( )
答案：√
47．风速和鼓风动能与冶炼条件有关，它决定着初始煤气的分布。
( ) 答案：√。