高炉、烧结、球团工艺流程.doc

炼铁工艺是将含铁原料(烧结矿、球团矿或铁矿)、燃料(焦炭、煤粉等)及其它辅助原料(石灰石、白云石、锰矿等)按一定比例装入高炉,并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧,原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中,先后发生传热、还原、溶化、脱炭作用而生成生铁,铁矿石原料中的杂质与加入炉内的溶剂相结合而成渣,炉底铁水间断地放出装入铁水罐,送往炼钢厂。同时产生高炉煤气、炉渣两种副产品,高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。
高炉是用焦炭、铁矿石和熔剂炼铁的一种竖式的反应炉(如图2-3)。高炉是一个竖立的圆筒形炉子,其内部工作空间的形状称为高炉内型,即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高炉内型一般由圆柱体和截头圆锥体组成,由下而上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段。由于高炉炼铁是在高温下进行的,所以它的工作空间是用耐火材料围砌而成,外面再用钢板作炉壳。
1-炉底耐火材料;
2-炉壳;
3-生产后炉内砖衬侵蚀线;
4-炉喉钢砖;
5-煤气导出管;
6-炉体夸衬;
7-带凸台镶砖冷却壁;
8-镶砖冷却壁;
9-炉底碳砖;
10-炉底水冷管;
11-光面冷却壁;
12-耐热基墩;
13-基座
l图2-3 高炉的结构
在高炉炉顶设有装料装置,通过它将冶炼用的炉料(由焦炭和矿石按一定比例组成)按批装入炉内。在高炉下部炉缸的上沿,沿圆周均匀地布置了若干个风口(100m3小高炉有 8-10个,4000m3以上的大高炉则有36-42 个)。加热到1000℃
以上的热风,经铜质水冷风口送入炉内,供焦炭燃烧形成高温煤气。在炉缸的底部设有铁口,可周期性或连续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁口之间还设有渣口以排放部分炉渣,减轻铁口负担。
l现代高炉采用优质耐火材料,例如炉底、炉缸部位用微碳孔碳砖,炉身下部和炉腰部位用铝碳砖或碳化硅砖,其它部位用优质高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。炉壳用含锰的高强度低合金钢制作,安装有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜质立式冷却器,或铜质的卧式冷却器。
l4 工艺流程:
高炉冶炼过程是一个连续的生产过程,全过程是在炉料自上而下,煤气自下而上的相互接触过程中完成的。如图2-4所示。
l炉料从受料斗进入炉腔。在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭和石灰石,层层相间,一直装到炉喉。
l从风口鼓入的热风温度高达1000-1300℃,炉料中焦炭在风口前燃烧,迅速产生大量的热,使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。
l由于底部焦炭很厚,燃烧不完全,因此,炉气中存在大量CO气体,在炉内造成了良好的还原性气氛,产生的CO气体在炉体中上升。同时,由于下部的焦炭燃烧产生空隙,上面的焦炭、矿石和熔剂在炉体内缓慢下降,-1mm/s。炽热的CO气体在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料,并把铁矿石中铁氧化物还原为金属铁,铁矿石在570-1200℃之间受到CO气体和红热焦炭的还原,形成了海绵铁。海绵铁在1000-1100℃的高温下溶入大量的碳,因而铁的熔点下降,形成了生铁。生铁的熔点约为1200℃,以液体状态滴入炉缸。矿石中未被还原的物质形成熔渣,实现渣铁分离。最后调整铁液的成分和温度达到终点,定期从炉内排入炉渣和生铁。上升的高炉煤气流,由于将能