高炉炼铁简述
简述高炉炼铁工艺流程及八大系统
简述高炉炼铁工艺流程及八大系统高炉炼铁是一种重要的冶炼工艺，通过高炉将铁矿石转化为生铁。
Blast furnace ironmaking is an important smelting process that converts iron ore into pig iron through a blast furnace.高炉炼铁工艺一般包括八大系统，分别是原料系统、燃料系统、风口系统、炉料系统、炉渣系统、渣铁系统、炉底系统和炉体冷却系统。
The blast furnace ironmaking process generally includes eight major systems: raw material system, fuel system, tuyere system, burden system, slag system, hot metal system, hearth system, and furnace cooling system.原料系统包括铁矿石、焦炭和石灰石等原料，这些原料经过预处理后送入高炉顶部。
The raw material system includes iron ore, coke, limestone, and other materials, which are pre-processed and then charged into the top of the blast furnace.燃料系统主要是焦炭和其他燃料的供给和燃烧控制。
The fuel system mainly involves the supply and combustion control of coke and other fuels.风口系统通过送风机将空气送入高炉内，控制高炉内的氧气含量和温度。
The tuyere system uses blowers to inject air into the blast furnace, controlling the oxygen content and temperature inside the furnace.炉料系统指的是铁矿石、焦炭和其他原料在高炉内的分布和堆积状况。
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
高炉炼铁简介
高炉炼铁简介高炉炉前出铁高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。
在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。
炼出的铁水从铁口放出。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。
产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。
20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。
20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤/吨生铁左右。
70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤/吨生铁。
中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。
1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。
1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。
1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。
1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。
高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术正面临淘汰。
电炉技术炼钢是当今世界趋势。
电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能，减少原材料和电力等的浪费。
在订单经济时代，生产要根据市场需求变化，但高炉炼铁技术周期长，生产产品低级，且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。
电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期，可根据订单安排生产，原材料和动力资源浪费少，不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。
当今社会进入材料时代后，市场需要的钢材不再是传统的材料，高炉炼铁生存空间更大为缩小，且附加值很低，以中国钢铁业为例，全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱，原因就是因为高炉炼铁技术低级落后，不能生产高附加值产品。
高炉炼铁知识简介
高炉炼铁知识简介
一、炼铁的原理（怎样从铁矿石中炼出铁）用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
铁氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO）+还原剂（C、CO、H2）铁（Fe）
二、炼铁的方法
（1）直接还原法（非高炉炼铁法）
（2）高炉炼铁法（主要方法）
三、高炉炼铁的原料及其作用
（1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供铁元素。
冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。
（2）焦碳：
冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。
提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。
（3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）
使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）。
（4）空气：为焦碳燃烧提供氧。
四、高炉炼铁设备
（1）高炉内型
（2）高炉结构五、高炉炼铁过程
炉喉
1、上料： 高炉储料槽 ─→装料 ─→ 料车 ─→ 炉顶─→布料器布料 ─→炉内炉缸（熔化、还原） 铁水炉渣
2、鼓（送）风空气 风机 热风炉 热风围管 风口 炉缸燃烧区（热量还原剂CO ） 煤气
3、炉内冶炼过程及高炉操作
运 动 ：铁矿石下降（炉喉） （炉缸）炉渣、铁水 高炉煤气（炉喉） （炉缸风口） 煤 气上升 4、渣铁处理渣铁处理的任务
渣铁处理的设备渣铁处理处理的设施渣铁处理的过程
六、高炉炼铁的几个名词高炉有效容积：高炉利用系数：焦比：休风： 加 热
还 原
加 热
还 原。
高炉炼铁工艺介绍
高炉炼铁工艺介绍1. 简介高炉炼铁是一种重要的冶金工艺，用于将铁矿石转化为生铁的过程。
它是钢铁工业的核心环节之一，用于生产各种钢材。
2. 高炉炼铁的基本原理高炉炼铁的基本原理是将铁矿石与焦炭等还原剂混合后，在高温下进行还原反应，将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
同时，炉内的温度和化学反应条件还可以使一部分其他有害物质被除去。
3. 高炉炼铁的工艺流程3.1 高炉炉缸高炉炉缸是高炉的主要部分，通常由炉壳、炉缸和炉缸衬板组成。
炉缸衬板由耐火材料制成，以承受高温和化学侵蚀。
3.2 上料系统上料系统的主要作用是将矿石、焦炭、燃料及其他辅助材料送入高炉。
通常，这些原料需要经过破碎、筛分、称重等处理。
3.3 炉冰炉冰是指在高炉顶部装置的冷却设备，用于冷却进入高炉的热气体。
这样可以减少热能的损失，并为高炉提供所需的煤气流动动力。
3.4 高炉通气系统高炉通气系统主要包括风机和风口。
高炉顶部的风机通过送风管将空气送入高炉，从而维持高炉的氧气供应。
风口是位于炉缸底部的通气装置，用于引入煤气和空气，同时也是控制和调节高炉燃烧的关键。
3.5 高炉冷却系统高炉冷却系统主要用于冷却高炉的各个部位，包括炉缸、炉壁和炉顶。
这些部位会受到高温的侵蚀，而冷却系统可以降低温度，延长高炉使用寿命。
3.6 出铁系统出铁系统用于从高炉底部将生铁和渣铁分离出来。
通常通过出铁口将液态金属铁和渣铁分别引出，然后进一步处理。
3.7 气体处理系统高炉产生的煤气会通过气体处理系统进行处理。
其中一种常见的处理方法是将煤气用作燃料，同时采用高炉煤气洗涤的方式除去其中的尘埃和硫化物等有害物质。
4. 高炉炼铁的优缺点4.1 优点•高炉炼铁工艺稳定，适合大规模生产。
•可以利用多种铁矿石和煤炭，适应不同的原料条件。
•高炉炼铁可以同时除去一部分有害物质，对环境保护有一定的效果。
4.2 缺点•高炉炼铁能耗较高，对资源消耗较大。
•高炉炼铁产生的煤气和废渣需要进一步处理，处理过程中会产生一定的环境污染物。
高炉炼铁简述
（2）规模越来越大型化。 现在已有5000m3以上容积的高炉，日 产生铁万吨以上，日耗矿石近2万t，焦炭等 燃料5kt。 （3）机械化、自动化程度越来越高。 为了准确连续地完成每日成千上万吨原 料及产品的装入和排放，为了改善劳动条 件、保证安全、提高劳动生产率，要求有 较高的机械化和自动化水平。
品位即铁矿石的含铁量，它决定着矿石的 开采价值和入炉前的处理工艺。入炉品位 愈高，愈有利于降低焦比和提高产量，从 而提高经济效益。经验表明，若矿石含铁 量提高1%，则焦比降低2%，产量增加3%。
铁矿石分类及特性
矿石的贫富一般以其理论含铁量的 70% 来 评估。实际含铁量超过理论含铁量的 70% 称富矿。 但这并不是绝对固定的标准。因为它还与 矿石的脉石成分、杂质含量和矿石类型等 因素有关。如对褐铁矿、菱铁矿和碱性脉 石矿含铁量的要求可适当放宽。因褐、菱 铁矿受热分解出H2O和CO2后品位会提高。 碱性脉石矿含 CaO 高，冶炼时可少加或不 加石灰石，其品位应按扣去 CaO 的含铁量 来评价。
1.3 高炼铁原料和燃料
高炉炼铁原料
原料是高炉冶炼的物质基础，其质量 对冶炼过程及冶炼效果影响极大。目 前，炼铁的发展趋势之一就是采用精 料。
铁矿石分类及特性
一、矿石和脉石
矿石是矿物的集合体。但是，在当前科学技术条件 下，能从中经济合理地提炼出金属来的矿物才称为 矿石。矿石的概念是相对的。例如铁元素广泛地、 程度不同地分布在地壳的岩石和土壤中，有的比较 集中，形成天然的富铁矿，可以直接利用来炼铁， 堪称矿石；有的比较分散，形成贫铁矿，用于冶炼 既困难又不经济。
（4）生产的联合性。 从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣 铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机 地协调联合工作。从钢铁联合企业中炼铁 工序的地位来说，炼铁工序也是非常重要 的一环，高炉休风或减产会给整个联合企 业的生产带来严重影响。因此，高炉工作 者要努力防止各种事故，保证联合生产的 顺利进行。
简述高炉炼铁的基本过程
简述高炉炼铁的基本过程高炉炼铁是一种产生高质量生铁的主要方法，在钢铁工业中得到广泛应用。
下面将对高炉炼铁的基本过程进行详细描述。
高炉炼铁基本过程分为三个步骤：准备工作、冶炼过程和处理产物。
一、准备工作高炉炼铁的准备工作包括矿石的选矿、破碎、筛分、混合和预处理，以及高炉的预热和点火。
1.选矿：选矿是将矿石中的有用成分以及杂质进行分离的过程。
通常会根据矿石的性质和要求，对矿石进行鉴别和分类。
2.破碎：矿石经过选矿后，需要进行破碎，以便更好地与其他原料混合。
3.筛分：破碎后的矿石需要通过筛分装置进行分级，从而得到不同粒径范围的矿石。
4.混合：将不同粒径范围的矿石按比例混合，从而保证高炉炉料的均匀性。
5.预处理：预处理包括烘干、预热和固硬。
烘干是为了去除矿石中的水分，预热是为了降低高炉内的燃料消耗，固硬是为了增加料柱的强度。
6.高炉预热和点火：在准备工作的最后，高炉需要进行预热和点火。
预热可以提高高炉的工作效率，点火是将高炉内的燃料点燃，开始冶炼过程。
二、冶炼过程高炉炼铁的冶炼过程主要包括五个部分：焦化、还原、熔融、炉渣形成和产铁。
1.焦化：焦炭是高炉冶炼的主要燃料之一、焦化是将煤炭通过加热、干馏和冷却等过程，得到含有高固定碳和较低灰分的焦炭的过程。
2.还原：高炉冶炼的核心过程是还原。
在高炉中，焦炭作为还原剂，将含氧化铁的矿石还原为铁金属。
还原反应产生的一氧化碳进一步与矿石中的铁氧化物反应，生成铁和二氧化碳。
3.熔融：矿石还原后的金属铁会逐渐熔化，形成称为铁水的液体金属铁。
铁水温度通常在1400℃以上。
4.炉渣形成：炉渣是由矿石中的非金属物质和冶炼过程中生成的氧化物等组成的。
炉渣具有良好的流动性，可以将冶炼过程中产生的杂质和不溶于金属铁的物质捕捉和分离。
5.产铁：在高炉的下部，金属铁和炉渣被分离。
金属铁通过开口孔流出高炉，进入铁水池中。
炉渣则从高炉的炉底排出。
三、处理产物产铁后，还需要进行一系列的处理工艺来得到高质量的生铁。
高炉炼铁工艺介绍
高炉炼铁工艺介绍高炉炼铁是一种将铁矿石转化为铁的冶炼工艺。
这种工艺已经存在了数百年，而且在现代工业中仍然发挥着重要作用。
高炉是这种工艺的核心设备，通过高炉炼铁可以大量生产工业铁。
高炉炼铁的工艺大致可以分为四个步骤：原料准备、炉料装入、冶炼反应和铁水抽取。
原料准备包括铁矿石、焦炭和石灰石的选矿、破碎和配比。
炉料装入就是将原料放入高炉内并形成适当的堆料结构。
冶炼反应是指在高炉内进行的复杂化学反应，铁矿石中的氧化铁被还原成铁，同时生成大量的炉渣。
铁水抽取则是将已经冶炼好的铁水从高炉中抽出来，并经过进一步的处理得到成品铁。
在高炉炼铁的过程中，焦炭的还原作用非常重要。
焦炭在高温下会释放出一些还原气体，这些气体可以和铁矿石中的氧化铁进行反应，最终得到金属铁。
同时，石灰石的加入可以帮助吸附炉渣中的杂质并促进炉渣的脱碱作用。
虽然高炉炼铁的工艺已经经过了长时间的发展和改进，但是它仍然面临一些问题，比如环境污染和能耗问题。
随着技术的不断进步，人们正在不断寻求更加环保和高效的炼铁工艺，以适应未来的工业发展需求。
高炉炼铁工艺是炼铁的一种主要方法，通常用于大规模生产铁。
它是制造钢铁的关键环节，铁矿石在高炉内转化为熔化的铁和炉渣，随后通过进一步的加工和处理，生产各种各样的钢铁产品。
高炉炼铁工艺的起源可以追溯到中世纪，但是20世纪以来，在工业化和技术发展的推动下，这一工艺得到了极大的改进和完善。
现代高炉的建造通常相当庞大，有时候甚至达到了数百英尺的高度。
它们通常是由钢材制成，外表覆盖着隔热材料，以帮助高炉在高温下保持稳定的工作温度。
在高炉炼铁的工艺中，铁矿石、焦炭和石灰石是最常用的原料。
铁矿石通常是氧化铁矿石，如赤铁矿、磁铁矿或者褐铁矿。
焦炭是一种高碳含量的固体燃料，它能够在高炉内提供热量和还原气体，进而将氧化铁还原成金属铁。
石灰石则用于帮助吸附炉渣中的杂质，并促进炉渣的脱碱作用。
整个高炉炼铁的过程可以大致分为原料准备、炉料装入、冶炼反应和铁水抽取四个步骤。
高炉炼铁是一种炼铁方法
高炉炼铁是一种炼铁方法引言高炉炼铁是一种将生铁矿石转化为炼铁产品的重要工艺。
它已经存在了几千年的历史，并且在现代工业生产中仍然扮演着不可替代的角色。
本文将介绍高炉炼铁的基本原理、工艺流程以及对经济、环境和社会的影响。
1. 高炉炼铁的基本原理高炉炼铁是一种炼铁方法，通过冶炼生铁矿石（主成分为Fe2O3）和还原剂（如焦炭）在高炉中进行化学反应，最终产生高品质的炼铁产品。
基本的化学反应可以简单地表示为：Fe2O3 + C →Fe + CO这个反应是一个还原反应，其中焦炭作为还原剂将氧从矿石中还原出来，同时生成了一氧化碳。
此外，矿石中的其他杂质也将在高炉中被分离和去除。
2. 高炉炼铁的工艺流程高炉炼铁的工艺流程通常包括以下几个步骤：2.1 炉料准备炉料包括生铁矿石、还原剂、熔剂、炉渣调节剂等。
这些原料需要根据炉型和工艺要求进行精确的配比。
2.2 预处理炉料需要经过一系列的预处理步骤，如矿石的破碎、磁选和筛分，以去除杂质和调整粒度。
2.3 上料经过预处理的炉料被连续地加入到高炉中，以维持炉内反应的持续进行。
2.4 还原反应在高炉中，生铁矿石与还原剂在高温下进行化学反应，将矿石中的氧还原为金属铁，并生成一氧化碳。
还原反应需要适当的温度和气氛控制，以提高反应效率和产物质量。
2.5 炉渣调节炉渣是高炉炼铁过程中产生的一种废渣，它不仅能保护炉壁和保持高炉内的温度稳定，还能对炉料中的杂质进行吸附和固定，从而净化炉内的炼铁产品。
2.6 炼铁产品收集经过一系列反应和处理后，高炉内产生的炼铁产品从高炉底部收集出来，通过铁口或废渣口流出。
3. 高炉炼铁的经济、环境和社会影响高炉炼铁作为一种传统而广泛使用的炼铁方法，具有以下经济、环境和社会影响：3.1 经济影响高炉炼铁是钢铁工业的主要生产方法之一，它能够大规模生产高品质的炼铁产品，为制造业和建筑业提供了丰富的铁资源。
同时，高炉炼铁还能够促进经济增长，提供就业机会和税收收入。
简述高炉炼铁的基本过程
简述高炉炼铁的基本过程高炉炼铁是一种重要的冶金工艺，用于将铁矿石转化为铁。
它是一种高温高压的过程，通常在高炉中进行。
下面将详细介绍高炉炼铁的基本过程。
1. 原料准备：高炉炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭和石灰石。
铁矿石是铁的主要来源，通常是以粉末或块状形式存在。
焦炭是一种高碳含量的煤炭，用于提供燃料和还原剂。
石灰石用于吸收炉内产生的硫和硅。
2. 炉料装入：铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例混合后，装入高炉的顶部。
装入的过程通常是通过铁水车或皮带输送机完成的。
3. 加热和还原：高炉内部温度达到1500C以上后，焦炭开始燃烧，产生高温和还原气体。
还原气体主要是一氧化碳（CO），它与铁矿石中的氧化铁反应，将其还原为金属铁。
这个过程称为还原反应。
4. 熔化和分离：还原后的金属铁与炉料中的其他成分（如硅、锰等）相互溶解，形成熔融的铁水。
铁水比重较大，会下沉到炉底，而炉渣则浮在铁水上。
炉渣主要是由石灰石和其他杂质组成的，它们在高温下熔化并形成液体。
5. 收集铁水和炉渣：铁水从炉底的铁口流出，通过铁水槽收集。
炉渣则从炉顶的炉渣口流出，通过炉渣槽收集。
铁水和炉渣的收集是通过控制铁口和炉渣口的开闭来实现的。
6. 冷却和固化：收集到的铁水和炉渣经过冷却后，铁水会凝固成为铁块，而炉渣则会形成固体炉渣。
铁块和炉渣可以通过机械设备进行分离和处理。
7. 后续处理：炼铁过程中产生的铁块通常需要进一步加工和处理，以满足不同的用途。
这包括热处理、轧制、锻造等工艺，以及对铁块进行质量检测和分类。
高炉炼铁的基本过程如上所述。
它是一种复杂的工艺，需要控制多个参数和变量，以确保炉内的化学反应和物理过程能够顺利进行。
高炉炼铁是现代工业生产中不可或缺的一环，它为制造各种铁制品提供了重要的原材料。
高炉炼铁工艺简介
让我们共同学习高炉炼铁知识
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2013-7-20
一.高炉炼铁概述
冶铁历史悠久
钢和铁
2500年前春秋战国时期已生产时用铁器。 我国钢铁的人均占有量仅为世界的1/3，是发达国家的1/10.
主要是含碳量的差异
＜0.2%称为熟铁 0.2%---1.7%称为钢 ＞ 1.7是生铁，生铁的最高含碳量6.67%。一般4%. 铁硬而脆，应用受到一定限制。钢具有高的强 度和韧性，还能获得特殊的性能，如不锈、耐酸、抗磁、耐高温。钢和铁均 可以铸造，还具有良好的机械加工性能。
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炼 铁 高 炉 的 结 构
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1一炉底耐火材料： 2一炉壳； 3一炉内砖衬生产后的侵蚀 线； 4一炉喉钢砖， 5一炉顶封盖； 6一炉体砖衬； 7一带凸台镶砖冷却壁； 8一镶砖冷却壁； 9一炉底碳砖； 10一炉底水冷管； 11一光面冷却壁
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二.高炉炼铁原料
4.铁矿石的还原性
矿石在炉内被煤气还原的难易程度。
5.矿石的高温性能
受热-----升温-----粉碎（软融）
6.有益元素
指对钢铁性能有改善作用或可提取的元素。 如含Cr 12.8% + C 0.24%为不锈钢 含Mn 13% 是锰钢，坚硬有弹性。
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二.高炉炼铁原料
高炉生产所用原料有铁矿石、燃料和熔剂。
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二.高炉炼铁原料
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高炉炼铁的名词解释
高炉炼铁的名词解释高炉炼铁是一种常见的冶金过程，用于将铁矿石转化为可用于制造不同种类钢铁的炉渣和铁水。
在高炉内部，铁矿石和其他原料被加热到高温，使其发生物理和化学变化，最终产生熔融金属铁。
这个过程涉及多个步骤和反应，下面将对其中关键步骤进行解释。
原料准备：高炉炼铁的首要原料是铁矿石。
铁矿石一般包含铁氧化物和其他杂质，如硅、钙、锰等。
为了提高炼铁效率和质量，常常将铁矿石与其他原料混合使用，例如焦炭、石灰石和回收铁渣等。
焦炭是一种高碳含量的煤炭，它在高温下燃烧产生炽热的火焰，提供炉内所需的能量。
石灰石主要用于吸收和中和炉内产生的硫等有害物质。
预处理：在高炉炼铁过程开始前，将原料进行预处理以提高产量和炉内反应效果。
这包括矿石的粉碎和筛分，以获得适合炉内使用的粒度。
粉碎后的铁矿石和焦炭被混合成比例适宜的配料，为进一步的冶炼做准备。
炉料下料：炼铁过程中，原料通过高炉顶部的料斗或者自动输送系统被连续地投入高炉内。
定量投料的目的是确保炉内的物料堆积稳定，并提供连续供料的能力。
原料在高炉中逐渐下降，同时受到高温和周围物料的化学作用。
还原反应：在高炉中，焦炭迅速燃烧并产生高温。
这种高温使得铁矿石中的铁氧化物发生还原反应，即将氧气从铁氧化物中去除，释放出纯净的金属铁。
还原过程中产生的碳一部分熔化并渗透到铁矿石中，从而形成固态炭砖。
熔化和渗透：高温下，金属铁和炉渣在高炉内熔化。
炉渣是由矿石中的其他物质和焦炭灰渣混合而成，它能够起到吸收杂质和保护金属铁不受氧化的作用。
金属铁和炉渣的相对密度不同，使得金属铁能够渗透到炉底，而炉渣则浮在金属铁表面形成一层保护层。
出渣和出铁：经过几个小时的熔化和反应，高炉中的焦化量得到充分利用，产生的炉渣和铁水被周期性地抽出。
出渣是为了将炉内杂质和废料清除出去，以保持高炉正常运行。
出铁是将高炉中的铁水流出，通常通过倾吊装置进行。
铁水经过冷却和净化后，成为可供进一步加工制造钢材的铁块。
总结：高炉炼铁是一种复杂的冶金过程，通过将铁矿石和其他原料加热到高温，使其发生物理和化学变化，最终产生金属铁。
高炉炼铁
1 高炉炼铁生产概述1.1 高炉炼铁生产的工艺过程自然界中的铁绝大多数是以铁的氧化物状态存在于矿石中，如赤铁矿、磁铁矿等。
高炉炼铁就是从铁矿石中将铁还原出来，并熔化成生铁。
还原铁矿石需要还原剂，为了熔融脉石还需就爱如石灰石，并且提供足够的热量以熔化渣铁。
高炉的还原剂和燃料主要是焦炭，为了节省焦炭，还从风口喷入重油、天然气、煤粉等其他燃料，以代替焦炭。
为了提高矿石品位及利用贫矿资源，矿石要经过选矿、烧结，做成烧结矿和球团矿供高炉冶炼。
1.2 高炉产品和副产品高炉生产的产品是生铁，副产品有炉渣和煤气。
煤气带出的粉尘收集后可用于烧结生产。
1.2.1 高炉炉渣高炉炉渣中含CaO、SiO2、MgO、Al2O3 。
高炉炉渣在工业中有广泛的用途：①液体炉渣用水急冷，可粒化成水渣，作为水泥原料。
②用蒸汽或压缩空气将液体炉渣吹成渣棉，作绝热材料。
③炉渣经过处理后可以作建筑或铺路材料。
1.2.2 高炉煤气高炉煤气的化学成分一般为CO214%~19%、CO21%~27%、H21%~4%、CH40.6%~1.0%、N256%左右。
每吨生铁可产出2000~3000m3的高炉煤气，其发热值为7000~10000kj/m3，高炉煤气经除尘净化后可作为气体燃料使用，除供高炉的热风炉做燃料使用外，还可供炼钢、轧钢、焦炉、烧结机点火使用，或用于发电厂锅炉作燃料。
高炉煤气可单独使用，也可以与焦炉煤气或转炉煤气混合，制成混合煤气后供有关部门使用，这样做更合理一些。
1.2.3 高炉炉尘高炉炉尘又称瓦斯灰。
高炉炉尘中一般含有5%~15%的碳，30%~50%的铁，以及一定数量的CaO，因而可返回烧结厂再次利用。
每吨生铁所产生的炉尘量的多少，与所用原燃料质量、整粒系统的水平、高炉装备水平以及高炉操作水平等因素有关。
随着原料的改善和实行高压操作，高炉炉尘的产生量会逐步减少。
1.3 高炉炼铁主要技术经济指标1.3.1 质量类指标A 生铁合格率B 生铁一级品率C 生铁平均含硅D 生铁平均含硫E 生铁平均含硫标准偏差F 生铁含硅标准偏差1.4 高炉生产特点及对高炉生产操作的要求1.4.1高炉生产的特点一是长期连续生产。
高炉炼铁
高炉炼铁
高炉生产是以高炉炉顶装入含铁原料，焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉缸上沿的风口吹入经预热的空气，在高温下焦炭、煤粉等燃料中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣。
冶炼出的铁水和炉渣从位于炉缸下沿的铁口放出。
产生的煤气从炉顶导出。
经除尘后，作为热风炉、锅炉等的燃料。
原料工艺介绍
根据初步设计我厂年产110万吨以上炼钢用铁水，主要原料为冷烧结矿143.2万吨，球团矿38.8万吨，块矿20.5万吨。
焦炭42.2万吨，煤粉19.4万吨。
原料场的作用是对铁前区所需大宗散装原、燃料（包括厂外来料和厂内产生的二次料），实行集中受卸、存储、加工（含铁原料混匀），并将合格料统一输送到用户车间。
主要由受卸设施、原料库、混匀料场、供返料设施、控制管理中心及相应辅助设施等组成。
我厂原料场年处理原料总量约750万吨，可储存各种原、燃料约32万吨（其中混匀料3万，满足烧结厂7天用量），满足高炉、烧结10-45天用量。
烧结工艺介绍
含铁原料为混匀矿，采用带式输送机从原料场直接运到烧结配料室的配料槽。
生石灰采用汽车罐车运输到烧结厂的配料室，气力输送至生石灰矿槽。
燃料有固体燃料和气体两种。
燃料有固全体燃料和气体燃料两种
固体燃料为碎焦或无烟煤（40～0MM ）。
采用汽车运输，。
高炉炼铁工艺概述
高炉炼铁工艺概述
高炉炼铁工艺通常包括以下几个步骤：
1. 原料制备。
将生铁、铁矿石、焦炭、石灰石等原料按比例混合，制成高炉炼铁工艺所需的块状料。
其中，焦炭是还原原料，生铁是加速还原的主要原料，铁矿石既是还原原料，也是炼铁的主要原料。
2. 块料烘烤。
将块料放入烘炉中进行烘烤，使其中的水分和挥发性物质蒸发出去，使得块料具有更好的燃烧性和透气性能。
3. 高炉熔炼。
将块料装入高炉底部，通过喷吹空气、供给热量等操作使块料逐渐熔化并发生还原反应。
还原反应将铁矿石中的氧气与炭产生的一氧化碳等还原气体反应，形成金属铁，同步生成多种冶金副产物，如毒性气体、灰渣等。
4. 铁液净化。
在高炉的冷却渣口处，可以从高炉中收集铁液，但是铁液中仍会存在其他杂质和多种有害元素，需要通过炉底倒渣、湿式、干式等多种方法达到净化作用，取得精铁的纯度要求。
5. 成品铸造。
通过连铸、浇铸等方法将铁液灌入铁水罐中，在高温条件下一定时间后铁液因凝固而形成成品铁。
钢厂生产之高炉炼铁
钢厂生产之高炉炼铁高炉炼铁→高炉炼铁，是以高炉为主体设备的现代炼铁方法。
1生产方式从炉顶加入矿石原料、焦炭和熔剂等原料、燃料，炉料经过加热、还原、融化、造渣、渗碳和脱硫等一系列物理化学变化后，炼出的铁水从铁口放出，铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。
产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料；由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，产量大，劳动生产率高、能耗低，因用高炉生产的生铁约占其世界总产量的95%以上。
高炉冶炼工序2生产步骤1、用烧结矿、球团矿等各种原燃料，经筛分称量，由料车经斜桥拉到（或由皮带桥输送）到炉顶，由炉顶设备装入高炉；2、焦炭自入炉后，直至炉缸阶段仍以固态存在，在风口前由鼓入热风中的氧燃烧焦炭而产生煤气，炉缸煤气有很大的热能和化学能，在上升过程中使铁得到加热和还原，从而生成铁和炉渣；炉内反应3、炉渣经水冲渣系统，变成水渣，可回收利用；4、高炉产生的煤气经除尘后，部分供热风炉烧炉用，其它可供烧结机、轧钢、锅炉房等。
热风炉5、高炉内炼好的铁水在炉缸内汇集到一定程度，用开铁口机将出铁口开孔，把铁水放出来。
老式敞口封闭环形大型高炉采用环形出铁场平台景象，出铁、出渣都在封闭的沟道内进行（流动），劳动条件获得极大改善，环保技术措施到位，出铁时的污染程度减到最小。
3铁水运输铁水运输也是生产一重要环节，铁水流到铁水罐或鱼雷罐车里。
铁水罐和鱼雷罐车设置在炼铁工序和炼钢生产工序之间，用于长距离运输和长时间等待的需要，减少铁水热损、提高保温效果。
铁水运输鱼雷罐可自旋转倾倒，保温效果好，安全性高，成本较高。
铁水罐保温效果差，成本较低。
4经济指标高炉利用系数：每立方米高炉有效容积一昼夜生产生铁的吨数，是衡量高炉生产效率的指标。
焦比：每炼一吨生铁所消耗的焦炭量,用公斤/吨生铁表示。
焦炭价格昂贵，降低焦比可降低生铁成本。
燃料比：高炉采用喷吹煤粉、重油或天然气后，折合每炼一吨生铁所消耗的燃料总量。
高炉炼铁工艺课件
直接还原成大量碱蒸气，随煤气上升到低温区又被氧化成 碳酸盐沉积在炉料和炉墙上，部分随炉料下降，从而反复 循环积累。其危害主要为：与炉衬作用生成钾霞石
（K2O﹒Al2O3﹒2SiO2），体积膨胀40%而破坏炉衬；与 炉衬作用生成低熔点化合物，粘接在炉墙上，易导致结瘤； 与焦炭作用生成嵌入式化合物（CKCN），体积膨胀很大， 破坏焦炭高温强度，从而影响高炉下部料柱的透气性。 （6）铜。铜是贵重的有色金属，在钢中的含量不超过0.3% 时，能增强金属的抗腐蚀性能，但当含铜量超过0.3%时， 钢的焊接性能降低，并产生热脆。 2. 有益元素。许多铁矿石中常伴有锰、铬、钒、钛、镍等元 素，形成多种共生矿。这些金属能改善钢材的性能，是重 要的合金元素，故称之为有益元素。
菱
FeCO3
48.230~40 Nhomakorabea25
P，S↓熔 烧后易 还原
各类铁矿石图
磁铁矿 褐铁矿
赤铁矿
菱铁矿
2.1.2 高炉冶炼对铁矿石的要求
铁矿石是高炉冶炼的主要原料，决定铁矿石质量优劣 的主要因素是化学成分、物理性质及其冶金性能。高炉冶 炼对铁矿石的要求是：含铁量高，脉石少，有害杂质少， 化学成分稳定，粒度均匀，具有良好的还原性及一定的机 械强度等性能。 2.1.2.1 铁矿石品位 铁矿石的品位即指铁矿石的含铁量，以TFe%表示。品 位是评价铁矿石质量的主要指标。经验表明：铁矿石含铁 量每增加1%，焦比将降低2%，产量提高3%，因为随着矿 石品位的提高，脉石含量越少，溶剂用量和渣量减少，既 节省热量消耗，又有利于炉况顺行。一般实际含铁量大于 理论含铁量70%～90%时方可直接入炉，成为富矿 。贫矿必须经过选矿和造块才能入炉冶炼。
3、送风系统。包括鼓风机、热风炉、热风总管，送风支管。 本系统的任务是把从鼓风机房送出的冷风加热并送入高炉。 4、喷吹系统。包括磨煤机、集煤罐、储煤罐、喷煤罐、混 合器和喷枪。本系统的任务是磨制、收存和计量后把煤粉 从风口喷入高炉。 5、渣铁处理系统。包括出铁厂、泥炮、开口机、铁水罐、 水渣池等。本系统的任务是定期将炉内的渣铁出净，保证 高炉连续生产。 6、煤气处理系统。包括煤气上升管、下降管、重力除尘器、 布袋除尘器、静电除尘器。本系统的任务是将炉顶引出的 含尘很高的荒煤气净化成合乎要求的净煤气。
炼铁工艺介绍
6
一、高炉炼铁基本原理
3、高炉内型结构
高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。 ①炉喉：炉喉是炉料进高炉的入口，也是 煤气的出口，对炉料和煤气分布起控制和 调节作用。 ②炉身：是截头圆锥体，炉料在炉身预热 和还原，炉身直径自上而下逐渐扩大以适 应炉料受热膨胀和减少炉料与炉墙之间的 磨擦力，所形成炉身角对下料有明显影响。 而炉身高度对煤气利用也有影响。 ③炉腰：是高炉直径最大的部位，其直径 的大小决定着高炉内型的高径比关系。其 高度不起决定性作用，属高炉的过度段。 ④炉腹：是倒置截头圆锥体，其收缩适应 了矿石熔滴后的体积变化，同时也使燃烧 带产生的高温煤气远离炉墙，有利于渣皮 的形成，延长高炉寿命。 ⑤炉缸：在炉缸上、下部设有风口、铁口， 炉缸上部的风口区是燃料燃烧的地方，是 风口中心线 煤气的发源地和冶炼过程所需热量的源泉。 铁口中心线 炉缸下部是渣铁贮存区，进行渣铁反应， 是保证生铁质量的重要环节。
块杂矿槽 焦丁仓 粉焦仓 3小烧结矿仓 粉矿仓
415
415 65 200 65 200
3
2 1 1 1 1
2739
1826 36 120 124 378
29.2
调节炉况，时间很长 7 35.6 7 16.4
20
四、新区炼铁系统参数及工艺特点
2、槽下上料系统 ① 工艺流程
烧结矿仓 烧结矿给料机 烧结矿振动筛 烧结矿称量斗 球团、杂矿矿仓 球团、杂矿给料机 球团、杂矿振动筛 球团、杂矿称量斗 焦炭称量斗 焦炭仓 焦炭给料机 焦炭振动筛
11
主要内容
高炉炼铁基本原理 高炉操作基本制度 高炉炼铁工艺流程 新区炼铁系统参数及工艺特点
12
二、高炉基本操作制度
1、高炉基本操作制度 热制度 热制度是指高炉炉缸所具有的温度水平，它反映了高炉炉缸内热量收入与 支出的平衡状态。表示方法有物理热与化学热。通过调风温、煤量及焦炭 负荷实现。 送风制度 指在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态，以达到煤 气流合理的分布，使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行。 造渣制度 选指确定合理的炉渣碱度和成分。通过调节烧结、球团矿配比实现。 装料制度 装料制度是对炉料装入炉内的方式方法的有关规定。 2、选择合理操作制度 选择合理的操作制是高炉操作者的根本任务。选择合理的操作制度能保证 煤气流的合理分布和良好的炉缸工作状态，促使高炉稳定顺行，从而获得 高产、优质、低耗和长寿的冶炼效果。
高炉炼铁概述课件
高炉炼铁作为工业生产的重要环节，必须遵守国家和地方的 环保法规，严格控制污染物排放，确保生产过程中的环保合 规性。
环保措施
为满足环保要求，高炉炼铁企业应采取一系列环保措施，如 安装除尘、脱硫、脱硝等环保设施，对生产过程中的废气、 废水、废渣进行治理和回收利用，降低对环境的影响。
高炉炼铁节能减排技术
02
高炉炼铁原料
铁矿石的种类与选择
赤铁矿（Hematite）
赤铁矿是高炉炼铁最常用的铁矿石，具有 较高的铁含量和相对较低的杂质元素。
磁铁矿（Magnetite）
磁铁矿是一种具有磁性的铁矿石，其含铁 量较高，但杂质元素也相对较高。
褐铁矿（Limonite）
褐铁矿是一种含水较多的铁矿石，含铁量 较低，但杂质元素较少。
排渣设备
高炉出铁时，控制出铁口开启和关闭 的设备。
将高炉渣排出的设备，如冲渣机、排 渣机等。
渣铁处理设备
对高炉渣铁进行处理的设备，如渣罐、 铁罐等。
04
高炉炼铁操作与控制
高炉开炉与停炉操作
准备阶段
检查高炉及其周围设备，确保安 全无隐患；准备充足的原料和燃 料；对高炉进行预热。
启动阶段
点燃焦炭，开始加热高炉；控制 加热速度，确保高炉均匀受热； 逐步增加焦炭和铁矿石的投入量。
萤石（Fluorite）
萤石是一种具有较低熔点的矿物，在高炉炼铁中主要用作助 熔剂，帮助降低渣的熔点，提高流动性。
其他辅助原料
碎焦
碎焦是焦炭在运输和装卸过程中产生的碎料，可以作为高炉炼铁的辅助原料，提供热量和还原剂。
煤粉
煤粉可以作为高炉炼铁的辅助燃料，提供热量和还原剂，同时也可以替代部分焦炭。
膨润土
高炉炼铁概述课件
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炉
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身
β D α
风 口 中心线
炉 腰 炉 腹 炉 缸
我国第一座超大型高炉是1985年9月15日建成 投产的宝钢1号高炉4063m3。到目前为止，我国 已经建成投产3200~4350m3超大型高炉近20座， 5000m3级超大型高炉有河北曹妃甸首钢京唐钢 铁公司的2座5500m3高炉、沙钢5860m3。一座 4000m3级高炉日产生铁量达到10000 以上。
热制度：根据冶炼条件和所炼生铁品种的需要，在争取最低焦比的前 提下，选择并控制均匀而热量充沛的炉温（通常包括生铁含硅量和渣 铁温度两方面含义）。
3.高炉的基本操作制度
冷却制度：冷却器结构一般是将钢管铸入生铁铸体中，或直接用铜或 生铁铸成腔室型的构件，冷却器内的钢管或腔室通过冷却介质水时，将 与其接触的炉衬砌体内的热量带出，达到冷却降温的作用。冷却器固定 在炉壳内，直接冷却炉衬的外表，使炉衬内表面温度降低，并形成渣皮， 用于保护炉衬或代替炉衬工作，使高炉长寿。
反应的化学方程式：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 （反应条件——高温）等
1.我国高炉炼铁的简史
春秋时代
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西汉时期
>
汉代
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明代
>
2017
块炼铁
坩埚炼铁法
灌钢方法 焦炭冶炼生铁
高炉炼铁
5/23/2017
2.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
5/23/2017
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 等新型实用技术。
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。
6
2.高炉本体及主要构成
高炉内型
h6
高炉有效容积：
炉 喉
Vu Vi
1
5
d1
h5
超大型高炉 ：Vu＞3000m3 大型高炉：Vu＞1500~2500m3 中型高炉 ：Vu＞600~1000m3 小型高炉：Vu＞ 300m3以下
hf
d
h0
铁 口 中心线
死铁层
h1
h2
h3
3.高炉的基本操作制度
高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、造渣制度、热制度和冷却制度。
装料制度：指炉料的装入方法，包括装入顺序，批重大小装入方法， 料线高低等内容。
送风制度：通过选用合适的风口面积、风量、风温、喷吹量、富氧率 等参数达到适宜的风速和鼓风动能及理论燃烧强度，使初始煤气气流 分布合理，炉缸工作均匀活跃热量充沛稳定。 造渣制度：按照原燃料和冶炼生铁成分的的要求，选择合适的炉渣成 分和碱度范围。
5/23/2017
4.高炉冶炼过程及特点
工艺过程 高炉冶炼是一个连续的生产过程，全过程在炉料自上而下，煤气自下 而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内，从风 口鼓入由热风炉加热到1000－1300°C热风，炉料中焦炭在风口前燃 烧，产生高温和还原性气体，在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料， 并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。矿石升至一定温度后软化，熔融 滴落，矿山中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。渣铁聚集于 炉缸内，发生诸多反应，最后调整成分和温度达到终点，定期从炉内 排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低，最终 形成高炉煤气从炉顶导出管排出，进入除尘系统。
高炉炼铁
无机-1
目录
CONTENTS
1
2 3 4
我国高炉炼铁的简史 高炉本体及主要构成 高炉的基本操作制度 高炉冶炼过程及特点
高炉炼铁
概述及原理
高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展改进而成的。尽管世 界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产 量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。 高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液 态生铁的过程。
构建高效率、低消耗、低成本、低排放生产体系
LOREM IPSUM 节能减排 DOLOR LOREM IPSUM 高效低耗 DOLOR
LOREM 循环经 IPSUM 济 DOLOR
清洁环保
低碳冶炼
安全长寿
5/23/2017
宝钢4号高炉
结束语
高炉炼铁的未来
大型化是高炉发展的一个主要方向。目前，大型高炉基本分布在欧亚地区，其 中日本最多，北美地区相对较少。全球2000立方米以上的中大型高炉共有107 座。与小高炉相比，大型高炉的劳动生产率成倍的增长。据统计，我国炼铁高 炉总数已达3228座，其中容积小于100立方米的高炉占总数的93%，劳动生产率 低，污染环境严重。随着我国加入WTO，市场竞争更趋激烈，高炉大型化大概 也是必然的趋势。