文档介绍:*
炼铁原理与工艺
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一、高炉炼铁简介
钢铁联合企业中的炼铁生产
一种是高炉-氧气转炉-轧机流程;一种是直接还原或熔融还原-电炉-轧机流程。前者被称为长流程,后者则被称为短流程。目前长流程是主要流程。但因它必须使用块状原料,需要配用质量好的炼焦煤在焦炉内炼成性能好的冶金焦,粉矿和精矿粉要制成烧结矿或球团矿。这两道生产工序不但能耗高,而且生产中产生粉尘,污水和废气等对环境造成污染。所以长流程面临能源和环保等的挑战,直接还原和熔融还原是用来替代高炉炼铁的两种工艺。
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、粉矿或人造块矿(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或国家,但其生产规模较高炉小而且很多技术问题还有待解决或完善。
各种炼铁法的设备及生产方式差别很大,但其原理是相同的。
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高炉本体
上料系统
送风系统
煤气净化系统
渣铁处理系统
喷吹燃料系统
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铁矿石的分类
对铁矿石的评价:
含铁品位
p1=(F/f)(P-Cp2-Cp3-g)
式中p1 为原料的价值;F为原料的含铁品位;f为生铁中含铁;p为生铁的车间成本;C为焦比;c为单位生铁消耗的熔剂;p2 为焦炭的价格;p3 为熔剂的价格;g为每吨生铁的车间生产费用。
脉石的成分及分布
有害元素的含量.
S (-) %,
矿最低允许P=([P]铁-[])/K. K---单位(吨)生铁矿耗量.
K=Fe生/Fe矿
(K,Na) <2-3Kg/t铁, Zn < Kg/t铁
有益元素,矿石的还原性
矿石的高温性能
矿石的其它性能(强度,粒度,热爆裂性,化学成分的稳定性)
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矿石入炉前的处理
-30mm
造块.
分级和筛分.
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石灰石,白云石[(Ca,Mg)CO3],
硅石(SiO2)
有效熔剂性= [w(CaO) +w(MgO) ]-w( SiO2 ) ×R 2
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锰矿用途
质量要求(和铁矿石一样)
w(Fe允) ={100-[w(C)+w(Si)+w(P)+w(S)+w(Mn)+…]}/K K=w(Mn)η·w(Mn)矿
式中w(Fe允)——锰矿允许的极限Fe的质量分数,%;
K——冶炼单位重量合金时锰矿消耗量;w(Mn)矿——锰矿含Mn品位,%;η ——炉内Mn的回收率,冶炼一般生铁时此值为50%~60%,炼锰铁时此值可达80%~85%。
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焦炭的作用:
在风口前燃烧,提供冶炼所需热量
固体C及其氧化产物CO,是氧化物的还原剂
高温区料柱的骨架,煤气通路
铁水渗碳
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化学成分,C,A,W,S,
冷强度:M40,M10
热强度,CSR
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焦炭质量要求
炉容级别/m3
1000
2000
3000
4000
5000
焦炭灰分/%
≤13
≤13
≤
≤12
≤12
焦炭含硫/%
≤
≤
≤
≤
≤
M40/%
≥78
≥82
≥84
≥85
≥86
M10/%
≤8
≤
≤7
≤
≤6
CSR/%
≥58
≥60
≥62
≥65
≥66
CRI/%
≤28
≤26
≤25
≤25
≤25
粒度范围/%
75-20
75-25
75-25
75-25
75-30
大于上限/%
≤10
≤10
≤10
≤10
≤10
小于下限/%
≤8
≤8
≤8
≤8
≤8