高炉冶炼原料改精选文档.ppt

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1、高炉冶炼原料改本讲稿第一页，共三十一页2.1 铁矿石铁矿石2.1.1 铁矿石的分类及其特征铁矿石的分类及其特征铁矿石种类较多，在自然界中已发现的有铁矿石种类较多，在自然界中已发现的有300多种含铁矿物。目前多种含铁矿物。目前世界上常用的铁矿石，主要有世界上常用的铁矿石，主要有磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石和菱铁矿石等。等。作业：铁矿石的分类？作业：铁矿石的分类？本讲稿第二页，共三十一页 磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是，是Fe2O3和和FeO的复合物，呈的复合物，呈黑灰色黑灰色，理论含铁量，理论含铁量72

2、.4，具有磁性。在选矿时可利用，具有磁性。在选矿时可利用磁选法，处理非常方便，但是由于其结构细密，故被还原性较差。磁选法，处理非常方便，但是由于其结构细密，故被还原性较差。磁铁矿磁铁矿 赤铁矿赤铁矿 赤赤铁铁矿矿主主要要成成份份为为Fe2O3，呈呈暗暗红红色色，理理论论含含铁铁量量70，是是最最主主要要的铁矿石。的铁矿石。本讲稿第三页，共三十一页 褐铁矿褐铁矿 褐褐铁铁矿矿是是含含有有氢氢氧氧化化铁铁的的矿矿石石。化化学学式式mFe2O3nH2O，呈呈现现土土黄黄或或棕棕色色，理理论论含含铁铁量量5562，多多半半是是附附存存在在其其它它铁铁矿矿石石之之中中。实实际际上上并并不不是是一一个个矿

3、矿物物种种，而而是是针针铁铁矿矿、纤纤铁铁矿矿、水水针针铁铁矿矿、又又含含水水氧氧化化硅硅、泥质等的混合物。化学成分变化大，含水量变化也大。泥质等的混合物。化学成分变化大，含水量变化也大。菱铁矿菱铁矿菱铁矿是含有菱铁矿是含有碳酸铁碳酸铁的矿石，主要成份为的矿石，主要成份为FeCO3，呈现，呈现青灰青灰色色，这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸，这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约根在高温约800900时会吸收大量的热而放出二氧化碳，时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓

4、风炉。本讲稿第四页，共三十一页 处理铁矿石的目的处理铁矿石的目的 为了将优良的矿石选出，达到提高品位的目的。为了将优良的矿石选出，达到提高品位的目的。为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿，以及因含有不易为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿，以及因含有不易在高炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。在高炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。铁矿石的处理方法铁矿石的处理方法2.1.2 铁矿石冶炼前的加工处理铁矿石冶炼前的加工处理本讲稿第五页，共三十一页 物理处理法：物理处理法：这种处理方法通常是用在品位较高的矿石为了达这种处理方法通常是用在品位较高的矿石为了达到第一个目的而实施的，在处理过程中有下列

5、几个步骤到第一个目的而实施的，在处理过程中有下列几个步骤筛分：把不同粒度的矿石分开。筛分：把不同粒度的矿石分开。破碎：把颗粹大的矿石打碎到希望的粒度。破碎：把颗粹大的矿石打碎到希望的粒度。选矿：把矿石中有用的成份选出；这种选择的方法很多如重选矿：把矿石中有用的成份选出；这种选择的方法很多如重选法、水洗法、浮选法、磁选法等。选法、水洗法、浮选法、磁选法等。化学处理法：化学处理法：这种处理方法通常是为达到前面所说的第二项这种处理方法通常是为达到前面所说的第二项目的而实施的，由于它不但可以扩大低品位矿石的适用性，目的而实施的，由于它不但可以扩大低品位矿石的适用性，而且又可以提高鼓风炉的生产效率，所以

6、日趋重要。而且又可以提高鼓风炉的生产效率，所以日趋重要。本讲稿第六页，共三十一页 团矿化团矿化：此种方法就是利用打煤球的原理，把粉矿在高压下压成此种方法就是利用打煤球的原理，把粉矿在高压下压成固定大小及形状的团矿。固定大小及形状的团矿。粒矿化：粒矿化：按照一定的比例和速率把粉矿、煤粉及煤焦油加入一按照一定的比例和速率把粉矿、煤粉及煤焦油加入一个倾斜的转动炉内，加火燃烧使炉内温度接近矿石软化点；于个倾斜的转动炉内，加火燃烧使炉内温度接近矿石软化点；于是由于表面的粘合力，粉矿就自动结合在一起成为粒矿。是由于表面的粘合力，粉矿就自动结合在一起成为粒矿。球结化球结化(球团矿球团矿)：这种方法就是利用搓

7、汤圆的原理把粉矿磨得很细，这种方法就是利用搓汤圆的原理把粉矿磨得很细，粒度小于粒度小于10um，加入适当的水份及凝结剂，在一个圆形转盘，加入适当的水份及凝结剂，在一个圆形转盘中搓结成圆球，然后再放在加热炉内，在中搓结成圆球，然后再放在加热炉内，在1100左右的温度下干左右的温度下干燥和硬化成为球结。燥和硬化成为球结。本讲稿第七页，共三十一页 烧结：烧结：到目前为止烧结仍是一种最重要而且是最经济的粉矿块状化方法；到目前为止烧结仍是一种最重要而且是最经济的粉矿块状化方法；它不但有块状化的功能，而且有煅烧的作用。其主要的原理是把粉矿它不但有块状化的功能，而且有煅烧的作用。其主要的原理是把粉矿和煤粉混

8、合均匀后，铺置在一个向前移动的链状炉床上，在上方点火，和煤粉混合均匀后，铺置在一个向前移动的链状炉床上，在上方点火，而且在链状炉床下方抽风，让空气由上往下流动，于是燃烧点渐渐由而且在链状炉床下方抽风，让空气由上往下流动，于是燃烧点渐渐由上向下移动，其中所含的煤粉在燃烧时所放出的热使得粉矿成半熔融上向下移动，其中所含的煤粉在燃烧时所放出的热使得粉矿成半熔融状态，于是由于表面扩散的作用而粘结在一起，最后将它冷却后，打状态，于是由于表面扩散的作用而粘结在一起，最后将它冷却后，打碎，筛选到希望的粒度。碎，筛选到希望的粒度。幻灯片幻灯片 12本讲稿第八页，共三十一页2.2 铁矿粉造块铁矿粉造块粉矿造块方

9、法种类很多，应用最广泛的是烧结法和球粉矿造块方法种类很多，应用最广泛的是烧结法和球团法。烧结矿和球团矿，统称为人造富矿或熟料，具团法。烧结矿和球团矿，统称为人造富矿或熟料，具有优于天然富矿的冶金性能。有优于天然富矿的冶金性能。l人造富矿或熟料的优点：人造富矿或熟料的优点：还原性好；还原性好；有合适的强度和较高的软熔温度；有合适的强度和较高的软熔温度；造块生产中配加一定量的熔剂，可制成有足够碱度的人造富矿避造块生产中配加一定量的熔剂，可制成有足够碱度的人造富矿避免了熔剂分解吸热而消耗焦炭；免了熔剂分解吸热而消耗焦炭；造块过程还可去除矿石中某些有害杂质，如硫、砷、锌、钾、钠造块过程还可去除矿石中某

10、些有害杂质，如硫、砷、锌、钾、钠等，减少其对高炉的危害；等，减少其对高炉的危害；可使高炉冶炼各项技术经济指标得到大幅度提高。（焦比，可使高炉冶炼各项技术经济指标得到大幅度提高。（焦比，透气性指数）透气性指数）作业：人造富矿或熟料通作业：人造富矿或熟料通常是指哪两类？常是指哪两类？本讲稿第九页，共三十一页2.2.1 铁矿石烧结生产铁矿石烧结生产 原料原料原料原料含铁物料：精矿粉匀矿；粉矿和破碎粉匀含铁物料：精矿粉匀矿；粉矿和破碎粉匀 矿；钢铁厂二次含铁原料。矿；钢铁厂二次含铁原料。溶剂：溶剂：消石灰；石灰石粉；白云石粉；蛇纹石。消石灰；石灰石粉；白云石粉；蛇纹石。（作用：调节碱度（作用：调节碱度

11、1.62.5）燃料：燃料：焦粉和无烟煤粉。（作用：通过焦粉或煤焦粉和无烟煤粉。（作用：通过焦粉或煤 粉粉的燃烧，在烧结料层中产生一定量的液相，将粉状的燃烧，在烧结料层中产生一定量的液相，将粉状烧结矿混合料粘接成块）。烧结矿混合料粘接成块）。本讲稿第十页，共三十一页 分类分类非熔剂性烧结矿非熔剂性烧结矿(酸性烧结矿、低碱度烧结矿酸性烧结矿、低碱度烧结矿)：烧结烧结配料中不加熔剂或只加少量熔剂，烧结矿的碱度配料中不加熔剂或只加少量熔剂，烧结矿的碱度R0.5。自熔性烧结矿：烧结混合料中添加较多数量的熔剂，使自熔性烧结矿：烧结混合料中添加较多数量的熔剂，使烧结矿碱度控制在烧结矿碱度控制在R1.01.3

12、高碱度烧结矿：高碱度烧结矿：烧结混合料中加入过量溶剂，使烧结矿碱度烧结混合料中加入过量溶剂，使烧结矿碱度远高于正常高炉渣碱度。碱度远高于正常高炉渣碱度。碱度(R)通常为通常为1.62.5分类分类本讲稿第十一页，共三十一页 烧结机结构烧结机结构 烧结矿生产有鼓风烧结和抽风烧结两种方法，目前大量采烧结矿生产有鼓风烧结和抽风烧结两种方法，目前大量采 用用的是带式抽风烧结法。的是带式抽风烧结法。烧结机的大小烧结机的大小(或生产能力或生产能力)可用烧结机的有效烧结面积表示，如可用烧结机的有效烧结面积表示，如90m2、130m2、290m2和和450m2。本讲稿第十二页，共三十一页l 带式抽风烧结机由：带

13、式抽风烧结机由：铺底料机、布料器、点火器、行走台车、传动铺底料机、布料器、点火器、行走台车、传动装置、风箱、破碎机、震动筛、降尘管、除尘器、抽风机等组成。装置、风箱、破碎机、震动筛、降尘管、除尘器、抽风机等组成。本讲稿第十三页，共三十一页 烧结生产工艺流程烧结生产工艺流程本讲稿第十四页，共三十一页本讲稿第十五页，共三十一页 配料与混料配料与混料将配料槽中的各种原料通过皮带电于秤按预定比例配料，并送入配料将配料槽中的各种原料通过皮带电于秤按预定比例配料，并送入配料主皮带，主皮带上的原料经过转运进入圆筒混料机进行混料作业。主皮带，主皮带上的原料经过转运进入圆筒混料机进行混料作业。布料布料布料器安装

14、在烧结机头部。底料铺好后，通过布料器将烧结混合料布料器安装在烧结机头部。底料铺好后，通过布料器将烧结混合料均匀布入烧结台车内。料层厚度均匀布入烧结台车内。料层厚度500800mm。本讲稿第十六页，共三十一页本讲稿第十七页，共三十一页 点火与烧结点火与烧结点火器内煤气燃烧产生的高温将上部料层中的燃点火器内煤气燃烧产生的高温将上部料层中的燃料点燃，并产生热量。在台车下风箱抽风产生的料点燃，并产生热量。在台车下风箱抽风产生的负压作用下，热量向下传递，使下部料层逐渐升负压作用下，热量向下传递，使下部料层逐渐升温、燃烧。温、燃烧。整个烧结过程是在整个烧结过程是在9.816kPa负压抽风下，负压抽风下，自

15、上而下进行的，在烧结机上取某一烧结断自上而下进行的，在烧结机上取某一烧结断面。料层从上而下依次为面。料层从上而下依次为烧结矿层、燃烧层、烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、湿料层。预热层、干燥层、湿料层。整粒整粒 从烧结机上卸下的热烧结矿经环式冷却机冷却后需要进行从烧结机上卸下的热烧结矿经环式冷却机冷却后需要进行破碎和筛分分级，这一工序称为整粒破碎和筛分分级，这一工序称为整粒.本讲稿第十八页，共三十一页l 氧化球团的生产方法主要有：氧化球团的生产方法主要有：竖炉工艺、链箅机竖炉工艺、链箅机回转窑工艺和回转窑工艺和带式焙烧工艺带式焙烧工艺。l 目前，我国主要采用目前，我国主要采用竖炉和链箅机竖炉和

16、链箅机回转窑回转窑生产氧化球团矿。生产氧化球团矿。2.2.2 球团矿生产球团矿生产本讲稿第十九页，共三十一页本讲稿第二十页，共三十一页本讲稿第二十一页，共三十一页l 竖炉球团生产工艺竖炉球团生产工艺 主要原材料是磁铁精矿粉，用主要原材料是磁铁精矿粉，用膨润土或消石灰做粘结剂。作膨润土或消石灰做粘结剂。作为粘结剂的膨润土加入量一般为粘结剂的膨润土加入量一般为为0.80.25。精矿粉与粘结剂的混匀在精矿粉与粘结剂的混匀在圆筒混料机内完成圆筒混料机内完成。配料与混料配料与混料本讲稿第二十二页，共三十一页 造球造球造球使用圆盘造球机完成。造球使用圆盘造球机完成。混合料用皮带机连续送入造球混合料用皮带机

17、连续送入造球盘后通过滚动形成母球，井逐盘后通过滚动形成母球，井逐渐长大形成生球。生球达到一渐长大形成生球。生球达到一定尺寸后自动滚出造球盘，再定尺寸后自动滚出造球盘，再经皮带机输送到的辊轴筛。筛经皮带机输送到的辊轴筛。筛除直径偏小的不合格生球。除直径偏小的不合格生球。本讲稿第二十三页，共三十一页 焙烧固结焙烧固结球团焙烧在竖炉中完成。球团竖炉的大小用矩形炉口的面积表示，如球团焙烧在竖炉中完成。球团竖炉的大小用矩形炉口的面积表示，如8m2、10m2：、：、16m2等。生球用布料器从炉口布料，经烘床干等。生球用布料器从炉口布料，经烘床干燥，进入氧化带、高温焙烧固结带和冷却带完成球团矿的焙烧固燥，进

18、入氧化带、高温焙烧固结带和冷却带完成球团矿的焙烧固结过程。结过程。本讲稿第二十四页，共三十一页 2.3 燃料燃料燃料是高炉冶炼不可缺少的基本原料之一、几乎所有高炉都使用焦炭作燃料是高炉冶炼不可缺少的基本原料之一、几乎所有高炉都使用焦炭作燃料。由于焦煤资源短缺，从风门喷吹燃料技术迅速发展，以代替昂贵燃料。由于焦煤资源短缺，从风门喷吹燃料技术迅速发展，以代替昂贵的焦炭。目前喷吹燃料用量已占全部燃料的的焦炭。目前喷吹燃料用量已占全部燃料的1040，用作喷吹的燃料，用作喷吹的燃料主要有煤粉、重油和天然气等。主要有煤粉、重油和天然气等。2.3.1焦炭焦炭(1)焦炭在高炉内作用焦炭在高炉内作用 作用：作用

19、：发热剂、还原剂、料柱骨架和生铁形成过程中渗碳的碳源。发热剂、还原剂、料柱骨架和生铁形成过程中渗碳的碳源。u 高沪炼铁过程中的热量有高沪炼铁过程中的热量有7080%来自焦炭的燃烧。来自焦炭的燃烧。u 焦炭然烧产生的焦炭然烧产生的CO及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。u 在高温下铁矿石被还原和熔融，只有焦炭起到料柱的骨架作用支在高温下铁矿石被还原和熔融，只有焦炭起到料柱的骨架作用支持料柱，保持炉内有较好的透气性，特别是在高炉下部区料柱的透持料柱，保持炉内有较好的透气性，特别是在高炉下部区料柱的透气性完全由焦炭来维持。气性完全由焦炭来维持。本讲稿第二十五页，共三十

20、一页(2)高炉冶炼对焦炭质量的要求高炉冶炼对焦炭质量的要求 含碳量高，灰分低含碳量高，灰分低焦炭中的固定碳含量提高焦炭中的固定碳含量提高1%，可降低焦比，可降低焦比2%。目前我国焦炭中。目前我国焦炭中的固定碳含量一般在的固定碳含量一般在84 85%。含硫、磷杂质要少含硫、磷杂质要少在一般冶炼条件下，原料中的硫有在一般冶炼条件下，原料中的硫有80%是由焦炭带入的，当焦炭含硫升是由焦炭带入的，当焦炭含硫升高时，石灰石消耗量增加，导致渣量增大，焦比升高。高时，石灰石消耗量增加，导致渣量增大，焦比升高。化学成分及水分要稳定化学成分及水分要稳定水分的波动将引起入炉焦炭量的波动会导致炉缸温度的波动。水分的

21、波动将引起入炉焦炭量的波动会导致炉缸温度的波动。挥发分含量要适当挥发分含量要适当焦炭挥发分过高或过低，都影响焦炭的质量和产量，从而影响高焦炭挥发分过高或过低，都影响焦炭的质量和产量，从而影响高炉的产量和焦比。炉的产量和焦比。本讲稿第二十六页，共三十一页 粒度均匀、粉末少粒度均匀、粉末少在保证料柱透气性的前提下适当降低焦炭粒度，对合理利用在保证料柱透气性的前提下适当降低焦炭粒度，对合理利用焦炭也是一项很有意义的措施。焦炭也是一项很有意义的措施。物理化学性质好物理化学性质好焦炭的物理化学性质包括焦炭的燃烧性和反应性两方面。燃焦炭的物理化学性质包括焦炭的燃烧性和反应性两方面。燃烧性是指焦炭与氧在一定

22、的温度下反应生成烧性是指焦炭与氧在一定的温度下反应生成CO2的速度，即燃的速度，即燃烧速度。反应性是指焦炭在一定温度下和烧速度。反应性是指焦炭在一定温度下和CO2作用，生成作用，生成 CO的反应的反应速度。速度。机械强度高机械强度高机械强度差的焦炭，在转运过程和在高炉内下降过程中易破裂机械强度差的焦炭，在转运过程和在高炉内下降过程中易破裂而产生大量粉末，增加煤气阻力，造成炉况不顺，甚至造成炉而产生大量粉末，增加煤气阻力，造成炉况不顺，甚至造成炉缸冻结。缸冻结。本讲稿第二十七页，共三十一页2.3.2 喷吹燃料及其它代用燃料喷吹燃料及其它代用燃料l 高炉喷吹所用燃料目前主要有固体高炉喷吹所用燃料目

23、前主要有固体(无烟煤与烟煤粉无烟煤与烟煤粉)、液体、液体(重油、煤焦油重油、煤焦油)、气体、气体(天然气或焦炉煤气天然气或焦炉煤气)等燃料。等燃料。l 我国我国80以上高炉喷吹无烟煤粉，并开始逐步扩大喷吹其它含挥发分以上高炉喷吹无烟煤粉，并开始逐步扩大喷吹其它含挥发分较高的烟煤等。较高的烟煤等。本讲稿第二十八页，共三十一页2.4 熔剂熔剂2.4.1 熔剂的作用熔剂的作用在高炉冶炼条件下，脉石和灰分是不能熔化的，必须加入助熔在高炉冶炼条件下，脉石和灰分是不能熔化的，必须加入助熔剂剂(即熔剂即熔剂)使其与脉石、灰分作用生成低熔点化合物和共熔体使其与脉石、灰分作用生成低熔点化合物和共熔体(即熔渣即熔

24、渣)。这种熔渣在高炉冶炼温度下可以完全熔化为液体，。这种熔渣在高炉冶炼温度下可以完全熔化为液体，并具有良好的流动性，然后借助铁水与熔渣密度不同而实现分并具有良好的流动性，然后借助铁水与熔渣密度不同而实现分离。除此之外，在使用碱性熔剂时，还可以去除有害杂质硫，离。除此之外，在使用碱性熔剂时，还可以去除有害杂质硫，改善生铁质量。改善生铁质量。本讲稿第二十九页，共三十一页2.4.2熔剂的种类熔剂的种类高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性熔剂三种。高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性熔剂三种。(1)碱性熔剂碱性熔剂当脉石成分主要为酸性氧化物时，则使用碱性熔剂。常用的碱性熔剂当脉石成分主要为酸性

25、氧化物时，则使用碱性熔剂。常用的碱性熔剂有石灰石有石灰石(CaO)和白云石和白云石(CaCO3)。(2)酸性熔剂酸性熔剂当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，就需要加入酸性熔剂。酸性当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，就需要加入酸性熔剂。酸性熔剂主要为石英熔剂主要为石英(SiO2)。(3)中性熔剂中性熔剂本讲稿第三十页，共三十一页 本章作业：本章作业：铁矿石的分类？铁矿石的分类？人造富矿或熟料通常是指哪两类？人造富矿或熟料通常是指哪两类？烧结矿的分类？烧结矿的分类？目前大量采用的烧结方法是什么？烧结机的大小用什么表示？目前大量采用的烧结方法是什么？烧结机的大小用什么表示？烧结过程，料层从横断面自上而下可以分为哪几层？烧结过程，料层从横断面自上而下可以分为哪几层？球团矿的生产方法主要有哪几种？我国主要采用哪种？球团矿的生产方法主要有哪几种？我国主要采用哪种？焦炭在高炉中的作用有哪些？焦炭在高炉中的作用有哪些？高炉冶炼使用的熔剂有哪几种？高炉冶炼使用的熔剂有哪几种？本讲稿第三十一页，共三十一页