高炉炼铁工艺流程与主要设备精选文档.ppt

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1、高炉炼铁工艺流程与主要设备2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意1本讲稿第一页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意22.1.1 几个基本概念几个基本概念1矿物矿物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物理、：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物理、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人类利用的称为有用矿物有用矿物。2矿石矿石：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、：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金属化合物或其它产品的矿物称为矿石矿石

2、。3矿石的品位矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的石的品位品位。4脉石：脉石：矿石中没有用的成分称为矿石中没有用的成分称为脉石脉石，一般在冶炼过程中需，一般在冶炼过程中需要要去除去除。本讲稿第二页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意35、富矿、富矿：含铁品位：含铁品位50%的铁矿石的铁矿石赤铁矿：理论含铁量赤铁矿：理论含铁量70%磁铁矿：理论含铁量磁铁矿：理论含铁量72.4%菱铁矿：理论含铁量菱铁矿：理论含铁量48.3%褐铁矿：理论含铁量褐铁矿：理论含铁量55.266.1%6、贫矿贫矿：实际含铁量低于理论含铁量：实际含铁

3、量低于理论含铁量70%的铁矿石称贫矿的铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用）（必须经过选矿后使用）7、块矿和粉矿、块矿和粉矿扣除扣除CO2和结晶水和结晶水富矿富矿破碎、筛分破碎、筛分块矿块矿(510mm),上限上限粉矿（粉矿（5mm）供烧结厂生产烧结矿）供烧结厂生产烧结矿大中型高炉大中型高炉45mm中小型高炉中小型高炉6080%浮选浮选磁铁矿磁铁矿 细磨细磨 -200目目6080%磁选磁选褐铁矿褐铁矿 先磁化焙烧先磁化焙烧 后细磨后细磨 磁选磁选菱铁矿菱铁矿 细磨细磨 -200目目6080%浮选浮选本讲稿第四页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意52.1.2 高炉炼铁工艺流程及主要

4、设备高炉炼铁工艺流程及主要设备一、炼铁流程及设备系统一、炼铁流程及设备系统n高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉本体及高炉本体及若干辅助系统组成。若干辅助系统组成。q生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部风生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部风口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液态渣口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液态渣铁，定期从炉缸渣铁口排出炉外，与炉料进行一铁，定期从炉缸渣铁口排出炉外，与炉料进行一系列作用的煤气从炉顶溢出。系列作用的煤气从炉顶溢出。本讲稿第五页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意6转炉炼钢厂转炉炼钢厂矿山矿山高高炉炉

5、铸造生铁铸造生铁铸铁机铸铁机铁水铁水炼钢生铁炼钢生铁炉渣炉渣高炉煤气高炉煤气水泥厂水泥厂放散放散精矿精矿粉矿粉矿块矿块矿球团矿球团矿 烧结矿烧结矿焦化厂焦化厂焦炭焦炭制粉车间制粉车间煤粉煤粉熔剂熔剂鼓风机鼓风机热风炉热风炉热风热风轧钢厂轧钢厂炼铁工艺流程图本讲稿第六页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意7n由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占世界铁总产量的世界铁总产量的95%以上。以上。n我国最大的高炉是宝钢我国最大的高炉是宝钢3号高炉（号高炉（4350m3）。世界）。世界最大高炉达最大高炉达5000m3以上。以上。本讲稿第七

6、页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意8高高炉炉炼炼铁铁系系统统（高高炉炉本本体体和和辅辅助助系系统统）本讲稿第八页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意9本讲稿第九页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意10本讲稿第十页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意11二、二、高炉本体高炉本体1、高炉本体概述、高炉本体概述n包括包括高炉炉型高炉炉型、炉衬炉衬、冷却装置冷却装置、钢结构钢结构及及基础。基础。n高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。n炉衬耐火材料围成高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉型。n炉衬靠冷却装置

7、保护，使一代工作炉龄达炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达1015年。年。n钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。n高炉大小以有效容积的立方米数表示。高炉大小以有效容积的立方米数表示。高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。本讲稿第十一页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意122、高炉炉型概述、高炉炉型概述1）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何形状称为形状称为高炉炉型高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉。炉衬耐火材料围成高炉炉型。型。2）、高

8、炉）、高炉炉型炉型为圆断面五段式即：为圆断面五段式即：炉喉、炉身、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸炉腰、炉腹、炉缸五部分。即高炉内型图所看五部分。即高炉内型图所看到的五部分。到的五部分。本讲稿第十二页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意13本讲稿第十三页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意14Schematicofablastfurnace,illustratingsomeofthedefinedterms.h0h6hu(b)死铁层高度死铁层高度h0(c)高炉有效高度高炉有效高度hu(d)炉头高度炉头高度h6(e)高炉全高高炉全高h(a)料线零位：是测定料线零位：是

9、测定料面高度的基础。钟料面高度的基础。钟式炉顶：大钟开启时式炉顶：大钟开启时大钟的底边；无钟炉大钟的底边；无钟炉顶：炉喉钢砖的转折顶：炉喉钢砖的转折点处或钢砖顶部点处或钢砖顶部h3）、几个概念：）、几个概念：本讲稿第十四页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意15Schematicofablastfurnace,illustratingsomeofthedefinedterms.Topring:炉顶钢圈炉顶钢圈(炉顶法兰炉顶法兰)Offtake:排气管排气管Topcone:高炉炉头（炉顶锥形部分）高炉炉头（炉顶锥形部分）Armour（炉喉）钢砖（炉喉）钢砖Stocklinelev

10、el：料线零位：料线零位Throat：炉喉，：炉喉，Stack：炉身：炉身Belly：炉腰：炉腰Bosh：炉腹：炉腹Tuyere：鼓风口：鼓风口Tuyerebreast：风口中心：风口中心Bustlepipe:围管围管Tuyerestock：风口支管：风口支管Hearth：炉缸：炉缸Ironnotch：出铁口：出铁口Cindernotch/emgencyironnotch;出渣口出渣口h0h6hu本本体体结结构构中中英英文文对对照照本讲稿第十五页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意16f）高炉有效容积：在有效高度范围）高炉有效容积：在有效高度范围内炉型所包括的空间。用内炉型所包

11、括的空间。用Vu表示表示巨型高炉：巨型高炉：Vu4000m3大型高炉：大型高炉：Vu620m3中型高炉：中型高炉：Vu=255620m3小型高炉：小型高炉：Vu65%，P、S含量低的矿石可直接供直接还含量低的矿石可直接供直接还原和熔融还原原和熔融还原q50%T.Fe1.6）高碱度烧结矿的碱度决定于高碱度烧结矿的碱度决定于:a)烧结矿的冶金性能烧结矿的冶金性能;b)酸性炉料的入炉比例。酸性炉料的入炉比例。本讲稿第三十五页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意36c、抽风烧结原理、抽风烧结原理烧结原理烧结原理本讲稿第三十六页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意37d、

12、烧结工艺流程烧结工艺流程本讲稿第三十七页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意38e、烧结过程的主要反应、烧结过程的主要反应n燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、气化反应气化反应q固相反应和液相粘结形成一定强度和结构的烧结矿固相反应和液相粘结形成一定强度和结构的烧结矿q低熔点固相产物是液相形成的前提低熔点固相产物是液相形成的前提q粘结相粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和石灰。酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和

13、石灰。本讲稿第三十八页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意39图图烧结过程示意图烧结过程示意图I烧结矿层：烧结矿层：II燃烧层：燃烧层：III预热层：预热层：IV烧结料层：烧结料层：V垫底料层垫底料层1冷却，再氧化；冷却，再氧化；2冷却，再结晶；冷却，再结晶；3固体碳燃烧液相形成；固体碳燃烧液相形成；4固相反应氧化，还原，分解；固相反应氧化，还原，分解；5去水；去水；6水分水分凝结本讲稿第三十九页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意40球团生产过程和球团矿球团生产过程和球团矿 n将准备好的原料将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂细磨精矿或其他细磨粉

14、状物料、添加剂等等)，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结这一过程即为化学变化而硬化固结这一过程即为球团生产过程球团生产过程其产品即为其产品即为球团矿球团矿。n球团矿分球团矿分酸性酸性球团矿和球团矿和碱性碱性球团矿。由于酸性球团矿球团矿。由于酸性球团矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时高炉冶生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配台使用。因此，炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配台使用。因此，目

15、前世界各国以生产目前世界各国以生产酸性球团矿为主酸性球团矿为主。n球团法于球团法于1912年提出。年提出。本讲稿第四十页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意41n球团生产的工艺过程大体可分为配料、混合、球团生产的工艺过程大体可分为配料、混合、造球、焙烧及成品处理等工序，其工艺流程见造球、焙烧及成品处理等工序，其工艺流程见图图1。Fig.Schematicdiagramofthetravelinggratesystemforproducingpellets.本讲稿第四十一页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意42Fig.Ballingdrummixer.Fig.I

16、nduceddraftrotaryorcircularsintercoolersshowninprocessofconstruction.本讲稿第四十二页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意43Fig.Twodisc-typepelletizingmachines.Orefinesarefedtothediscsbythebeltconveyors(behindtheoperator).Asthediscsrotate,thereisaballingactionthatcausesthefinestoagglomerateintopellet-likemassesthatare

17、dischargedfromthediscsovertheirlipatthebottomontotothebeltconveyorshownatfloorlevelthatcarriesthepelletstothebinsofthesintermachine.本讲稿第四十三页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意44n为保证球团矿质量，在焙烧过程中应保证氧化气氛，为保证球团矿质量，在焙烧过程中应保证氧化气氛，控制升温速度，达到球团固结的最佳温度并保持足控制升温速度，达到球团固结的最佳温度并保持足够的高温时间，保证再结晶充分进行。在冷却过程够的高温时间，保证再结晶充分进行。在冷

18、却过程中应控制好冷却速度。中应控制好冷却速度。Fig.Fourtypesofironoreagglomerates.Thebriquettesatthelowerrightwereproducedbyhotorebriquetting.本讲稿第四十四页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意453、链篦机一回转窑法、链篦机一回转窑法n它是由链篦机、回转窑和冷却机组合成的焙烧工艺（见图）。生球的它是由链篦机、回转窑和冷却机组合成的焙烧工艺（见图）。生球的干燥、脱水和预热过程在链篦机上干燥、脱水和预热过程在链篦机上完成，高温完成，高温焙烧在回转窑焙烧在回转窑内进行，内进行，而而冷却则在

19、冷却机冷却则在冷却机上完成。上完成。图图链篦机链篦机-回转窑焙烧球团示意图回转窑焙烧球团示意图1布料器；布料器；2链篦机；链篦机；3干燥室；干燥室；4预热室；预热室；5回转窑；回转窑；6冷却机；冷却机；7振动给料器；振动给料器；8冷却风机；冷却风机；9抽烟机；抽烟机；10多管除尘器；多管除尘器；11燃烧器燃烧器本讲稿第四十五页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意46n我国钢铁企业的原料供应一般都十分复杂：有以进口粉矿我国钢铁企业的原料供应一般都十分复杂：有以进口粉矿为主的，也有以国产铁精矿为主的，还有各种各样的地方为主的，也有以国产铁精矿为主的，还有各种各样的地方小铁矿所产的铁

20、矿石。原料品种多，化学成分和冶金性能小铁矿所产的铁矿石。原料品种多，化学成分和冶金性能变化大，稳定性和均匀性差。变化大，稳定性和均匀性差。n炉料结构即高炉生产中酸性炉料、碱性炉料及块矿所占的比例。炉料结构即高炉生产中酸性炉料、碱性炉料及块矿所占的比例。n世界上高炉的合理炉料结构不是单一模式世界上高炉的合理炉料结构不是单一模式,它决定于矿源和它决定于矿源和炼铁成本。炼铁成本。n根据我国的现实情况，根据我国的现实情况，高炉的合理炉料结构应该是高碱度烧高炉的合理炉料结构应该是高碱度烧结矿配加酸性球团矿结矿配加酸性球团矿,或高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块或高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块矿矿,或高碱度烧

21、结矿配加块矿或高碱度烧结矿配加块矿六、高炉炉料结构六、高炉炉料结构本讲稿第四十六页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意472燃料燃料fuels(1)（冶金）焦炭（冶金）焦炭n成分成分q固定碳：固定碳：8085%q灰份（灰份（SiO2占占4550%，Al2O3占占1530%）q挥发份挥发份CO、CO2、CH4、N2、H2n作用作用q燃烧产生热量燃烧产生热量q燃烧后产生燃烧后产生CO作为还原剂作为还原剂q支撑料柱，使料层透气支撑料柱，使料层透气本讲稿第四十七页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意48n高炉冶炼对焦炭质量的要求高炉冶炼对焦炭质量的要求q强度强度：通过转

22、鼓试验测定：通过转鼓试验测定q固定固定C和灰分含量和灰分含量：良好的冶金焦应固定：良好的冶金焦应固定C高，灰分高，灰分低低n高炉实践证明，灰分升高高炉实践证明，灰分升高1%，焦比升高，焦比升高2%，高炉产量下降高炉产量下降3%q硫硫：焦炭带入的硫含量占冶炼单位质量生铁所需原料：焦炭带入的硫含量占冶炼单位质量生铁所需原料总硫量的总硫量的80%。n焦中的硫的质量分数提高焦中的硫的质量分数提高0.1%，高炉焦比增加，高炉焦比增加1.2%2.0%q挥发份挥发份：要求挥发分质量适当，主要防止挥发分过：要求挥发分质量适当，主要防止挥发分过高高本讲稿第四十八页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱

23、诚意49q成分和性能的稳定性以及粒度成分和性能的稳定性以及粒度n焦炭成分和性能的波动对高炉冶炼行程的稳定不焦炭成分和性能的波动对高炉冶炼行程的稳定不利，影响高炉生产效率及燃料消耗利，影响高炉生产效率及燃料消耗n对焦炭粒度的要求是在保证高炉顺行的前提对焦炭粒度的要求是在保证高炉顺行的前提下，尽量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度比矿下，尽量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度比矿石的平均粒度大石的平均粒度大35倍，控制在倍，控制在4060mm。水。水分波动会引起焦炭负荷波动分波动会引起焦炭负荷波动q反应性和热强度反应性和热强度n反应性反应性是指焦炭与是指焦炭与CO2气体反应而气化的难易程度气体反应而气化的难易程度

24、,热强度是指反应后的强度热强度是指反应后的强度n对高炉用焦来说希望反应性小些，热强度高些对高炉用焦来说希望反应性小些，热强度高些我国有专门的冶金焦炭技术指标。我国有专门的冶金焦炭技术指标。本讲稿第四十九页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意50(2)（喷吹）煤粉（喷吹）煤粉n代替部分焦炭，降低生产成本代替部分焦炭，降低生产成本n高炉冶炼对煤粉的要求高炉冶炼对煤粉的要求q固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低q可磨性好：制备成适合喷吹工艺的细粒煤粉时能耗少，可磨性好：制备成适合喷吹工艺的细粒煤粉时能耗少，对输送设备磨损小对输送设备磨损小q粒度细：保证

25、煤粉在风口前完全气化粒度细：保证煤粉在风口前完全气化q爆炸性弱：确保在制备和输送过程中人身及设备安全爆炸性弱：确保在制备和输送过程中人身及设备安全q燃烧和反应性好：燃烧不完全会影响喷煤效果并且未燃烧和反应性好：燃烧不完全会影响喷煤效果并且未燃煤粉会使料柱透气性变差，影响炉况顺行；要求煤燃煤粉会使料柱透气性变差，影响炉况顺行；要求煤粉的反应性好粉的反应性好本讲稿第五十页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意51通常情况下通常情况下,生产生产1吨钢铁须消耗大约吨钢铁须消耗大约0.5吨吨焦炭焦炭,而生产而生产1吨焦炭大致需要吨焦炭大致需要1.3吨精煤吨精煤,其其中需肥精煤中需肥精煤(工

26、业味精工业味精)0.4吨。吨。我国的煤炭储量中，炼焦煤的比例较高，占我国的煤炭储量中，炼焦煤的比例较高，占27%27%。本讲稿第五十一页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意52(3)天然气：天然气：q我国的天然气储量很小，仅占世界总储量的我国的天然气储量很小，仅占世界总储量的1.2%。我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一次我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一次能源。能源。q产量最高的前产量最高的前3个国家是：前苏联、美国和加拿大。个国家是：前苏联、美国和加拿大。(4)石油：石油：q我国的石油储量很小，仅占世界总储量的我国的石油储量很小，仅占世界总储量的3%。我。我国钢铁

27、工业基本上不考虑使用天然气作为一次能源。国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一次能源。q产量最高的前产量最高的前3个国家是：沙特、前苏联和美国。个国家是：沙特、前苏联和美国。本讲稿第五十二页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意533熔剂熔剂Fluxesn熔剂主要包括熔剂主要包括q石灰石：主要成份石灰石：主要成份CaCO3q白云石：白云石：CaCO3MgCO3q萤石：萤石：CaF2q硅石：硅石：SiO2q锰矿：锰矿：MnO2n作用作用q降低脉石和焦炭灰份的熔点，使炉渣具有良好的流降低脉石和焦炭灰份的熔点，使炉渣具有良好的流动性，使炉渣具有一定的脱硫能力；特殊熔剂在刷动性，使炉渣具

28、有一定的脱硫能力；特殊熔剂在刷洗炉墙粘结物、炉缸堆积、炉况不顺行时短时使用洗炉墙粘结物、炉缸堆积、炉况不顺行时短时使用以造成低黏度和低熔点炉渣。以造成低黏度和低熔点炉渣。在我国蕴藏量很大，各省基在我国蕴藏量很大，各省基本都有质量好的矿山。辽宁本都有质量好的矿山。辽宁省大石桥地区有质量一流的省大石桥地区有质量一流的镁沙资源镁沙资源本讲稿第五十三页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意544鼓风鼓风n作用作用q燃烧焦炭和煤粉，产生热量和还原剂燃烧焦炭和煤粉，产生热量和还原剂n风温风温11001300C，鼓风物理热占高炉热量总，鼓风物理热占高炉热量总收入的收入的20%左右左右国内吨铁炉

29、料消耗情况：国内吨铁炉料消耗情况：铁矿石：铁矿石：1.61.8 t/t 熔剂：熔剂：0400kg/t 焦炭：焦炭：250500 kg/t 煤粉：煤粉：100250 kg/t 鼓风：鼓风：17002200 Nm3/t本讲稿第五十四页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意55二、高炉炼铁的产品二、高炉炼铁的产品1、生铁（铁水）、生铁（铁水）高炉铁水温度为高炉铁水温度为14501550C，主要用来炼钢，主要用来炼钢主要成分为主要成分为Fe，还有，还有C和少量杂质（和少量杂质（Si，Mn，P，S）。）。(1)炼钢生铁炼钢生铁q高炉生产的生铁产品中高炉生产的生铁产品中8090%为为炼钢生铁

30、炼钢生铁，它是由它是由Fe、C和少量杂质（和少量杂质（Si1.25%）较高的）较高的铸造生铁铸造生铁和少量和少量铁合金铁合金，5%左右。左右。铸造生铁的国家标准铸造生铁的国家标准本讲稿第五十六页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意57(3)铁合金铁合金q铁合金多用铁合金多用电炉电炉生产，多用作炼钢脱氧剂和合生产，多用作炼钢脱氧剂和合金添加剂金添加剂q高炉生产的生铁产品中有高炉生产的生铁产品中有5%左右的高碳左右的高碳铁铁合金，其中包括锰铁、硅铁、稀土硅铁合金，其中包括锰铁、硅铁、稀土硅铁q铁合金是高能耗产品，我国除了可自给有铁合金是高能耗产品，我国除了可自给有余外，每年还大量出

31、口到周边国家，如日余外，每年还大量出口到周边国家，如日本等本等高碳锰铁的国家标准高碳锰铁的国家标准本讲稿第五十七页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意582、煤气、煤气n用途用途q高炉生产的副产品高炉生产的副产品煤气煤气，可以给本厂（，可以给本厂（70%以上烧热风炉）或其他厂（烧结厂、炼焦以上烧热风炉）或其他厂（烧结厂、炼焦厂、炼钢厂或轧钢厂等）作为厂、炼钢厂或轧钢厂等）作为气体燃料气体燃料，也，也可以用来可以用来发电发电或城市或城市取暖取暖。n成分成分qCO、CO2、N2、H2、CH4n产量产量q2000m3/t左右（左右（2560kg/t）冶炼不同铁种时煤气发热量及成分不尽

32、相同。冶炼不同铁种时煤气发热量及成分不尽相同。本讲稿第五十八页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意593、炉渣、炉渣n产量：产量：200500kg/tn用途用途q高炉高炉炉渣经高压水急冷后成为水淬渣，炉渣经高压水急冷后成为水淬渣，是制造是制造水泥的好原料，消耗占高炉渣量的水泥的好原料，消耗占高炉渣量的70%。q缓冷后破碎后代替天然碎石料铺路，消耗总渣缓冷后破碎后代替天然碎石料铺路，消耗总渣量不到量不到10%q液体炉渣经处理后，用作轻质混凝土骨料，液体炉渣经处理后，用作轻质混凝土骨料，在建筑上用作防热、隔音，或作为绝热材料在建筑上用作防热、隔音，或作为绝热材料q温度比铁水高温度比

33、铁水高50100，出炉时温度一般为，出炉时温度一般为14001550，热含量，热含量16801900kJ/kg，未找未找到合适的潜热利用方法到合适的潜热利用方法本讲稿第五十九页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意60n主要成分主要成分qSiO2(3242%)、CaO(3544%)、MgO(413%)Al2O3(616%)及少量及少量MnO、FeO、SqR=1.01.25q包钢高炉渣含包钢高炉渣含CaF2、K2O、Na2O及及RExOy；攀钢高炉；攀钢高炉渣含渣含V2O5；酒钢高炉渣含；酒钢高炉渣含BaO4、炉尘、炉尘n产量产量q20100kg/tn用途用途q少量少量高炉尘高炉尘

34、送烧结厂使用。送烧结厂使用。q作副产品作副产品本讲稿第六十页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意612.1.4 高炉生产的主要技术经济指标高炉生产的主要技术经济指标一、有效容积利用系数（一、有效容积利用系数（u）q高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（t/m3d）二、焦比（二、焦比（K）q冶炼一吨生铁消耗的干焦或综合焦炭量（冶炼一吨生铁消耗的干焦或综合焦炭量（kg/t）（1）入炉焦比）入炉焦比u u=高炉每天的合格生铁量高炉每天的合格生铁量P高炉有效容积高炉有效容积VuK=每天装入高炉的干焦炭量每天装入高炉的干焦炭量高炉每天出铁量高炉

35、每天出铁量本讲稿第六十一页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意62（2）折算入炉焦比）折算入炉焦比生铁折算系数：以生产炼钢生铁为标准（折算系数为生铁折算系数：以生产炼钢生铁为标准（折算系数为1 1），将），将其它各种牌号的生铁按冶炼的难易程度折合为炼钢生铁的数值其它各种牌号的生铁按冶炼的难易程度折合为炼钢生铁的数值 K折折=每天装入高炉的干焦炭量每天装入高炉的干焦炭量合格生铁折合产量合格生铁折合产量本讲稿第六十二页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意63三、煤比（或油比）三、煤比（或油比）q冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（kg/t

36、）四、喷煤率四、喷煤率q每天喷入高炉的每天喷入高炉的煤粉煤粉量与高炉每天消耗的量与高炉每天消耗的燃料燃料量之量之比，即煤比与燃料比之比比，即煤比与燃料比之比M=每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量高炉每天出铁量高炉每天出铁量100%喷煤率喷煤率=每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量高炉每天消耗的燃料量高炉每天消耗的燃料量=100%煤比煤比燃料比燃料比燃料比焦比煤比（或油比）燃料比焦比煤比（或油比）本讲稿第六十三页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意64五、综合焦比五、综合焦比（1）置换比）置换比K=每天装入高炉的焦炭量每天装入高炉的焦炭量+每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高

37、炉的煤粉量置换比置换比高炉每天出铁量高炉每天出铁量R=K0-K1+KKMR喷吹的辅助燃料置换比喷吹的辅助燃料置换比K0未喷吹辅助燃料前的实际平均焦比未喷吹辅助燃料前的实际平均焦比K1喷吹辅助燃料后的平均入炉焦比喷吹辅助燃料后的平均入炉焦比K其他各种因素对实际焦比影响的代数和其他各种因素对实际焦比影响的代数和本讲稿第六十四页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意65（2）喷吹率）喷吹率六、折算综合焦比六、折算综合焦比K折算折算=每天装入高炉的焦炭量每天装入高炉的焦炭量+每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量置换比置换比高炉每天出铁量高炉每天出铁量生铁折算系数生铁折算系数喷吹率喷吹

38、率=喷吹燃料总量喷吹燃料总量总燃料消耗量总燃料消耗量100本讲稿第六十五页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意66七、冶炼强度七、冶炼强度q高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下）一定的情况下）八、综合冶炼强度八、综合冶炼强度I=高炉每天消耗的焦炭量高炉每天消耗的焦炭量高炉的有效容积高炉的有效容积I=高炉每天消耗的焦炭量高炉每天消耗的焦炭量+高炉每天消耗的煤粉量高炉每天消耗的煤粉量置换比置换比高炉有效容积高炉有效容积u=I/K 或或 u=I/K 本讲稿第六十六页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱

39、诚意67九、炉缸燃烧强度九、炉缸燃烧强度q每平方米炉缸截面积每天消耗的焦炭量每平方米炉缸截面积每天消耗的焦炭量十、焦炭负荷十、焦炭负荷q一批炉料一批炉料=矿批矿批+焦批焦批十一、休风率q规定的日历作业时间规定的日历作业时间=日历时间日历时间-计划大中修及封炉时间计划大中修及封炉时间炉缸燃烧强度炉缸燃烧强度=每天高炉消耗的焦炭量每天高炉消耗的焦炭量炉缸截面积炉缸截面积焦炭负荷焦炭负荷=矿批矿批焦批焦批每批炉料中的铁矿石每批炉料中的铁矿石+锰矿石锰矿石每批炉料中的焦炭量每批炉料中的焦炭量休风率休风率=高炉休风时间高炉休风时间规定的日历作业时间规定的日历作业时间100%本讲稿第六十七页，共六十九页2

40、022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意68十二、生铁合格率十二、生铁合格率十三、炼铁工序能耗十三、炼铁工序能耗q每月、年或季度内高炉生产系统、辅助生产系统以每月、年或季度内高炉生产系统、辅助生产系统以及直接为炼铁生产服务的附属系统所消耗的各种能及直接为炼铁生产服务的附属系统所消耗的各种能源的实际消耗量，扣除回收利用的能源，并折算成源的实际消耗量，扣除回收利用的能源，并折算成标准煤（标准煤（7000Kcal或或29300kJ/t）后与该段时间内）后与该段时间内生铁产量之比。生铁产量之比。q我国重点企业的炼铁工序能耗约我国重点企业的炼铁工序能耗约500kg标准煤标准煤/t铁，铁，吨钢综合能耗吨钢综

41、合能耗8001000kg标准煤标准煤/t钢。钢。生铁合格率生铁合格率=合格生铁产量合格生铁产量生铁总产量（包括不合格生铁）生铁总产量（包括不合格生铁）100%本讲稿第六十八页，共六十九页2022/9/22武汉科技大学讲义朱诚意69思考题：思考题：一、概念题一、概念题n料线零位料线零位n高炉有效容积高炉有效容积n高炉有效容积利用系数高炉有效容积利用系数n焦比焦比n综合冶炼强度综合冶炼强度二、问答题二、问答题n高炉内型由哪几部分构成？高炉内型由哪几部分构成？n炼钢生铁和铸造生铁有什么不同？炼钢生铁和铸造生铁有什么不同？n什么是铁矿石的理论含铁量？什么是铁矿石的理论含铁量？本讲稿第六十九页，共六十九页