炼铁厂炼铁工序培训教材.docx
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炼铁厂炼铁工序培训教材
炼铁厂炼铁工序培训教材
炼铁工序
李连猛
9><>2010年11月
高炉生产概述
我公司炼铁生产简介
高炉生产工艺流程和产品
高炉炼铁的主要经济技术指标
高炉用的矿石、熔剂和燃料
第一节我公司炼铁生产简介
唐山建龙公炼铁系司统共有450m3高炉三座。
其中1#、<>2#、3#高炉分别于<>2001年11月、<>200<>2年1<>2月、<>2005年9月投产,1#高炉于<>2008年7月进行过一次大修。
公司现规模生铁年产量达到170万吨左右。
第二节高炉工艺流程和产品
一、冶金的概念
冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物,并用各种方法加工制成具有一定性能的金属材料的科学。
迄今为止发现的一百多种化学元素中,有80多种为金属元素。
在这些金属中,习惯上将铁、锰、铬三种金属称为黑色金属。
冶金工业通常分为黑色冶金工业和有色冶金工业。
铁和钢是含有少量合金元素和杂质的铁碳合金。
按含碳量不同可分为:
生铁-----含碳为<>2.0~4.5%;
钢------含碳为0.05~<>2.0%;
熟铁-----含碳小于0.05%;
高炉是用于生产
生铁的的炉子,它是
圆柱和圆台型的结合
体,是一种“瓶式”
竖炉,它从上到下一
共分为五个部分,有
炉喉(圆柱)、炉身
(圆台)、炉腰(圆
柱)、炉腹(圆台)
和炉缸(圆柱),在炉
缸开有数量不等的风
口、渣口和铁口。
二、高炉概述
高炉内型图
炉身
炉喉
炉腹
炉腰
炉缸
高炉有有效容积(Vu)工作容积(V工),他们分别是铁口中心线到到炉喉有效高度范围内的容积和风口中心线到炉喉之间的容积。
在炉缸设有风口、渣口和铁口,风口区是燃料燃烧的地方、煤气的发源地和热量的发源地。
炉缸下部是渣铁贮存区,存在着渣铁反应,是保证生铁质量的重要环节。
炉腹是其形状收缩了适应矿石熔滴后的体积变化,同时也是燃烧带产生的煤气远离炉墙,有利于渣皮的形成,延长高炉寿命。
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。
炉身是圆台形,炉料在炉身预热和预还原,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摩
擦力,所形成的炉身角对下料有明显的影响,而炉身高度对煤
气利用也有影响。
炉喉是炉料进高炉的装入口,也是煤气的导出口,对炉料
和煤气分布起着控制和调节作用。
三、高炉工艺流程
高炉是炼铁工艺流程的主体,另外还有上料系统、装料系统、送风系统、煤气回收和除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统。
高炉冶炼用的铁矿石和燃料、熔剂等就是由炉顶的装料设备装入炉内的,并向下运动;从下部鼓入的空气燃烧燃料,产生大量的高温还原性气体向上运动;炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列化学物理过程,最终生成液态炉渣和生铁。
四、高炉的主要设备及作用
1、高炉的上料系统和装料设备
A、高炉贮矿槽以后的供料设备属高炉上料系统。
包括:
贮矿场、贮矿仓、焦仓、仓上运料设备(皮带等)、矿石与焦碳的槽下筛分设备、返矿和返焦运输设备、入炉矿石和焦碳的称量设备、将炉料运送至炉顶的设备(皮带或料车与卷扬机)等组成。
向高炉炉顶供料的方式有料车斜桥上料和皮带机上料两种。
中小高炉用料车斜桥上料,大高炉用皮带机上料。
B、高炉炉顶的装料设备职能是把炉料装入炉内并完成布料,密封炉顶以回收煤气。
主要有钟式炉顶和无钟炉顶两种。
钟式装料设备包括:
炉顶受料斗、大小料斗、大小料钟、旋转布料器、料钟平衡杆与液压传动装置或卷扬机、活动炉喉挡板、探料尺等。
无料钟装料设备包括:
受料罐、上下密封阀、截流阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置及液压传动设备等。
无钟炉顶由于布料方便自由现在达到广泛应用。
新建450m3以上高炉一般都采用无钟炉顶,有串罐式和并罐式两种无钟炉顶。
<>2、送风系统设备
设备包括:
鼓风机、冷风管道、放风阀、混风]
阀、热风炉、热风总管、环管、支管、直到风口。
富
氧送风时在冷风管道上安装环形送氧管、在富氧管道
上安装截流阀和逆止阀、流量调节阀及流量压力仪表
等。
加湿鼓风略。
3、煤气回收与除尘系统及设备
高炉煤气是钢铁厂的宝贵的气体燃料,但由于它含
有10~30g/m3的炉尘,不能直接应用,需要净化处
理。
高炉煤气的主要用户是焦炉、热风炉、加热炉以
及风机和发电锅炉。
高炉煤气净化处理采用能量消耗低、费用少的三段
式除尘,即粗除尘、半精除尘、精除尘。
粗除尘采用
重力除尘器;半精除尘干式采用离心器,湿式采用
洗涤塔或中低能文氏管;精除尘干式采用板式电除尘
器、布袋除尘器,湿式采用电除尘器、高能文氏管。
工艺流程有:
湿式a重力除尘器-溢流文氏管-高能文氏管;b
重力除尘器-洗涤塔-高能文氏管。
干式a重力除尘器-布袋除尘器;b重力除尘器-
板式电除尘。
设备一般包括:
炉顶煤气上升、下降管、煤气截
流阀或水封、重力除尘器、洗涤塔与文氏管、电除
尘、脱水器。
干式除尘包括布袋除尘器或旋风除尘
器。
我厂采用干式除尘:
重力除尘器、布袋除尘器、
高压阀组等。
4、渣铁处理系统
设备包括:
出铁场、泥炮、开口机、堵渣机、炉前
吊车、渣铁沟、渣铁分离器、铁水罐、铸铁机、水渣
池、炉前水力冲渣系统。
5、喷吹系统
喷吹煤粉高炉设备一般包括:
制粉机、煤粉仓、煤
粉输送设备及管道、高炉贮煤粉罐、混合器、分配调
节器、喷枪、压缩空气及安全保护系统等。
五、高炉生产的特点
长期连续生产,高炉从开炉到大修(现在一代炉龄
已达15年)停炉这一期间内一直不停地连续运转,仅
在设备检修或发生事故时才暂停生产(即休风)。
规模大型化,目前已有5000m3的高炉,日产万吨
生铁。
我国4000m3以上高炉大概有十几座。
机械、自动化程度越来越高。
生产的联合性,从高炉本身来说,从上料到出铁、
出渣,从送风到煤气回收,各系统都必须有机的协调
联合工作。
在整个钢铁联合生产中,高炉也是重要的
一环,它的事故或停产都会对整个生产造成严重影
响。
六、高炉产品
1、生铁
生铁是Fe与C及其他少量元素(Si、Mn、P、S
等)组成的合金。
牌号:
以Si含量命名。
如:
L04:
表示Si≤0.45%的炼钢生铁,
L08:
表示0.45%<Si≤0.85%的炼钢生铁
<>2、铁合金
铁合金多用于电炉生产,主要供炼钢脱氧或作为
合金添加剂。
主要有:
锰铁、硅铁稀土硅铁等。
3、炉尘:
一般含铁30-50%,含碳10-<>20%,经煤气除尘器回
收后,可用作烧结矿原料
4、高炉煤气
高炉煤气一般含有<>20%以上的一氧化碳、少量
的氢和甲烷,发热值一般为<>2900~3800kj/m3,是一
种很好的低发热值气体燃料,除用来烧热风炉外,还
可供炼焦、加热炉和烧锅炉。
高炉炉尘是随高炉煤气
带出炉外的细粒炉料,主要含铁和碳,可作烧结的原
料。
5、炉渣
每吨生铁的产渣量,随入炉原料含铁品位高低、焦
比及焦炭含灰份之多寡而差异很大。
我公司目前渣铁比
在360-380kg/t左右。
(1)、炉渣的主要成分
炉渣成分来自以下几个方面:
a矿石中的脉石,b焦炭的灰分,c溶剂氧化物d被侵蚀
的炉衬。
脉石和灰分的主要成分SiO<>2和Al<>2O3,称酸性氧化
物;溶剂的氧化物主要是CaO和MgO,称碱性氧化物。
当这些氧化物单独存在时其熔点都很高,SiO<>2熔点
1713℃,Al<>2O3熔点<>2050℃,CaO熔点<>2570℃,MgO熔
点<>2800℃,高炉条件下不能熔化。
只有在它们之间相互
作用形成低熔点化合物,才能熔化成具有良好流动性的
炉渣。
原料中加入溶剂的目的就是为了中和脉石和灰分
中的酸性氧化物,形成高炉条件下能溶化并自由流动的低
熔点化合物。
炉渣的主要成分就是这4种
氧化物。
用特殊矿石冶炼时根据不同的矿石种类还会有其它氧化物,如MnO、TiO<>2等,另外高炉渣中总是含有少量的FeO和硫化物。
炉渣是多种金属氧化物构成的复杂硅酸盐系,外加少量硫化物、碳化物等。
除去原料条件特殊者外,一般炉渣成份的范围为:
CaO----35~44%;
SiO<>2---3<>2~4<>2%;
Al<>2O3--6~16%;
MgO-----4~13%;
以及少量的MnO、FeO及CaS等。
(<>2)高炉内炉渣是怎样生成的。
1)高炉造渣过程是伴随着炉料的加热和还原而产生的重要过程――物态变化和物理化学过程。
铁矿石在下降过程中,受到上升气流的加热,温度不断升高,其物态也不断改变,使高炉内形成不同的区域:
块状带、软熔带、滴落带和下炉缸的渣铁贮存区。
<>2)炉渣形成过程。
块状带内固相反应形成低熔点化合物是造渣过程的开始,随着温度的升高,低熔点化合物中呈现少量液相,开始软化黏结,在软熔带内形成初渣,其特点是FeO和MnO含量高,碱度偏低,成分不均匀。
从软熔带滴下后成为中间渣,在穿越滴落带时中间渣的成分变化很大:
FeO、MnO被还原而降低,溶剂的或高碱度烧结矿中的CaO的进入使碱度升高,甚至超过终渣碱度,直到接近风口中心线吸收随煤气上升的焦碳灰分,碱度
才逐步降低,中间渣穿过焦柱后进入炉缸集聚,在下炉缸
渣铁贮存区内完成渣铁反应,吸收脱硫产生的CaS和Si氧
化的SiO<>2等成为终渣。
(3)炉渣在高炉冶炼中的作用
由于炉渣具有熔点低、密度小和不熔于生铁的特点,高炉冶炼过程中渣、铁才能得以分离,获得纯净的生铁,这是造渣过程的基本作用。
另外还有以下几方面的作用:
1)渣铁之间进行合金因素的还原及脱硫反应,起着控制渣铁成分的作用;
<>2)炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴落带,对炉内的气流分布及炉料的下降都有很大的影响,因此炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用;
3)炉渣黏附在炉墙上形成渣皮,起保护炉衬的作用,另一种情况又可能侵蚀炉衬,起破坏性作用,因此炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。
(4)炉渣的应用
液态炉渣用水急冷成水渣,可做水泥原料;液态
炉渣用高压蒸汽或高压空气吹成棉渣,可做绝热保温
材料。
液态炉渣用少量高压水冲到一个旋转的滚筒上
急冷而成膨珠(膨胀渣),是良好的保温材料,也可
做轻质混凝土骨料。
用炉渣可制成矿渣砖,或用干渣
块做铺路材料,我公司采用的是高级的矿渣微粉技术,其成品作为水泥添加剂广泛用于建筑行业。
七、高炉炉内主要过程
通过国内外高炉解剖,按炉料物理状态高炉内大
致分为五个区域或称五个带。
1、块状带
在该区域炉料明显地保持装料时的分层状态(矿石层
与焦炭层),没有液态渣铁。
随着炉料下降其层状逐渐趋
于水平,而且厚度逐渐变薄。
<>2、软熔带
矿石从开始软化到完全熔化的区间称为软熔带,它由
许多固态焦炭层和粘接在一起的半融的矿石层组成。
焦
炭、矿石相间,层次分明。
由于矿石呈软熔状,透气性极
差。
煤气主要从焦炭层通过,向窗口一样,因此称为“焦
窗”。
软熔带的上沿是软化线(即固相线),软熔带的下
沿是熔化线(即液相线),它与矿石的软熔温度区间是一
致的。
最高部位称软熔带顶部,其底部与炉墙相联,称
软熔带的根部。
随着原料与操作条件的变化,软熔带的
形状与位置都随之改变。
3、滴落带
软熔带以下是已熔化的渣铁穿过固体焦炭空隙,象
雨滴一样滴落,故称滴落带。
在滴落带内焦炭长时间处
于基本稳定状态的区域称“中心呆滞区”(死料柱)。
焦
炭松动下降的区域称活动性焦炭区。
4、风口带
风口前在鼓风动能作用下焦炭作回旋运动的区域又
称“焦炭回旋区”,这个回旋区中心呈半空状态。
该区内
焦炭燃烧,是高炉内热量和气体还原剂的主要产地,也
是高炉内唯一存在的氧化性区域。
5、渣铁带
风口以下即炉缸区域,主要是液态渣铁以及浸入
其中的焦炭。
在铁滴穿过渣层以及在渣铁界面时最终
完成必要的渣铁反应,得到合格生铁,并间断地从
渣、铁口排出炉外。
第三节高炉炼铁的主要经济技术指标
一、利用系数(η)
利用系数一般指的是容积利用系数,即高炉一立方米容积每日生产的合格炼钢生铁产量(t/m3.d),是高炉一日的产量(P)与高炉容积(V)的比值。
我国的利用系数按高炉有效容积计算,欧美用工作容积计算,分别称为有效容积利用系数和工作容积利用系数。
另外还有炉缸面积利用系数,即单位一平方米炉缸面积每日生产的合格炼钢生铁产量,是高炉一日的产量(P)与高炉炉缸面积(A)的比值。
例如:
我公司高炉Vu=450m3,某天生产合格炼钢生铁1800吨,则:
利用系数=1800/450=4.0t/m3.d。
二、冶炼强度
冶炼强度是冶炼过程强化的程度。
分为焦炭冶炼强度和综合冶炼强度,焦炭冶炼强度
是一日一立方米高炉容积消耗的焦炭量(t/m3.d),即
高炉一日入炉的焦炭量(Qk)与高炉容积(V)的比
值。
一日一立方米高炉容积消耗的焦炭量和喷吹燃料的
总和是综合冶炼强度(t/m3.d),即高炉一日入炉的焦
炭量(Qk)与喷吹燃料量(Q喷)相加与高炉容积
(V)的比值。
三、焦炭负荷
指每批炉料中铁矿石总量(包括烧结矿、球团矿、天
然块矿和锰矿等)(Q矿)与每批炉料中焦炭量(Q
焦)的比值。
四、焦比(K)
冶炼一吨合格生铁所需的干焦量(kg/t)。
例如:
公司1#高炉某日生铁总产量为1800吨,其中出格
铁75吨,消耗焦炭750吨,焦炭水份W=10%,则高炉
入炉焦比为:
750000×(1-10%)/(1800-75)
=675000/17<>25=391.30kg/t
五、煤比
煤比是冶炼一吨合格生铁所喷吹的煤粉(kg/t)
六、综合焦比
指生产每吨生铁所消耗的干焦数量以及各种辅助
燃料折算为干焦量的总和。
综合焦比=(干焦数量+∑喷吹燃料×折算系数)
/合格生铁产量
七、休风率
休风率是高炉休风停产时间占规定日历作业时间的百
分数。
所谓规定日历作业时间是指日历时间减去计划大、
中修时间和封炉时间。
八、生铁合格率
指生铁化学成份符合国家标准的总量占生铁总产量的
百分数。
九、燃料比
它是指冶炼一吨生铁所消耗的干焦量与煤粉之和。
十、高炉寿命
有两种表示方法:
1、一代炉龄,从开炉到大修停炉
的时间。
一般8年以下为低寿命,8-1<>2年为中等,1<>2年
以上为长寿。
<>2、一代炉龄中每立方米有效容积产铁量。
一般5000t/m3以下为低寿命,5000-8000t/m3为中等,
8000t/m3以上为长寿。
第四节高炉用的矿石、熔剂和燃料
一、高炉生产用的主要原料
高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿
石、燃料和熔剂。
铁矿石包括天然矿和人造富矿(烧结矿、球团矿
等)。
一般含铁量超过50%的天然富矿,可以直接入
炉;含铁量低于30-45%的矿石直接入炉不经济,须经
选矿和造块加工成人造富矿后入炉。
铁矿石代用品主要
有:
高炉炉尘、氧气转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣以及一
些有色金属选矿的高铁尾矿等,这些原料一般均加入造
块原料中使用。
锰矿石一般只在高炉生产锰铁时才使用。
二、高炉常用的铁矿石及其特点。
各种含铁矿物按其矿物组成,主要可分为4大类:
磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe<>2O3)褐铁矿
(Fe<>2O3·nH<>2O)和菱铁矿(FeCO3)。
由于它们的化学
成分、结晶构造以及生成的地质条件不同,因此各种铁
矿石具有不同的外部形态和物理特性。
1、磁铁矿
磁铁矿的主要成分为Fe3O4,具有磁性,是矿物中磁
性最强的,这是它的最突出的特点。
组织致密坚硬(硬
度为5.5~6.0,密度为4.8~5.3g·cm-3)空隙度小,为
块状或粒状,颜色为铁黑色,条痕呈黑色,半金属光
泽,不透明,还原比较困难。
磁铁矿可以看作是Fe<>2O3
和FeO的结合物,其中Fe<>2O369%,FeO31%,理论含
铁量为7<>2.4%。
磁铁矿中的全铁量与FeO量之比
(mTFe/mFeO):
大于7.0为假象赤铁矿、等于3.5
-7.0的为半假象赤铁矿、小于3.5时称磁铁矿。
<>2、赤铁矿
赤铁矿的主要成分为Fe<>2O3,无磁性,颜色呈赤褐
色,质软,易破碎,易还原。
含铁量最高70%。
但有
一种以γ-Fe<>2O3形态存在的赤铁矿,结晶组织致
密,呈黑褐色,且具有强磁性,类似于磁铁矿。
3、褐铁矿
褐铁矿是针铁矿、水针铁矿的统称
(Fe<>2O3·nH<>2O),是含结晶水的氧化铁矿石。
通常
呈浅褐到深褐色或黑色,组织松软,还原性较好。
理
论含铁量在37-55%,但受热后去掉水分,含铁量相
对提高,气孔率增加,还原性得到改善。
4、菱铁矿
菱铁矿为碳酸盐铁矿石,化学式为FeCO3,呈灰色、
浅黄色或褐色,理论含铁量48.<>2%。
在自然界中,有工业
开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。
但受热分解出
CO<>2以后,不仅含铁量显著提高而且也变得多孔,还原性
很好。
人造块矿有烧结矿和球团矿。
烧结矿是一种多种矿物
组成的多孔集合体,气孔率在40%-50%,它是把各种
矿石和熔剂、燃料混合后人工烧结而成的,它的性质受到
矿物组成、碱度、烧结过程的影响。
球团矿是细精矿粉加
少量的添加剂造球后经过干燥和高温氧化性气氛Fe<>2O3再
结晶的晶桥键固结成的品位高、强度好、粒度均匀的球状
原料。
它的特点是品位高、微气孔、FeO含量低、主要矿
物是Fe<>2O3,还原性好、冷强度好、自然堆角小、含硫
低。
但有还原膨胀和软熔性差的特点。
三、铁矿石的评价标准
1、含铁品位
矿石的含铁量是评价铁矿石质量最重要的标准,
矿石有无开采价值,开采以后可否直接入炉和其冶炼
价值如何,主要取决于矿石的含铁量。
矿石含铁量愈
高,其冶炼价值愈高,随着含铁量的降低,矿石的冶
炼价值降低,而且,冶炼价值降低的幅度,远比含铁
量降低的幅度大。
<>2、脉石的化学成份
铁矿石中的脉石包括SiO<>2、Al<>2O3、CaO及MgO
等金属氧化物,在高炉条件下,这些氧化物不能或很
难被还原为金属,最终以炉渣的形式与金属分离。
脉石中SiO<>2、Al<>2O3等酸性氧化物愈多,矿石冶
炼价值愈低,而CaO、MgO等碱性氧化物愈高,矿石
冶炼价值愈高。
这是因为酸性较高的矿石,为了得
到一定碱度的炉渣,必须配入较多的熔剂,结果单位生
铁的炉渣量增加。
入炉矿SiO<>2含量每增加1%,将使吨
铁渣量增加35-40kg,使高炉焦比升高,产量降低。
而含有较多碱性脉石的矿石,相当于矿石中已经配
入了碱性熔剂,生产中可以少加或不加熔剂,减少渣
量,有利于改善高炉生产指标,因此,含有一定数量的
碱性脉石的矿石,即使含铁量较低,其冶炼价值也是较
高的。
炉渣中含有一定数量的MgO,可以改善炉渣的流
动性和稳定性。
因此,脉石中含有一定数量的MgO,可
以提高矿石的冶炼价值,而Al<>2O3过高的炉渣流动性变
差,因此要求脉石中Al<>2O3不要太高。
3、有害元素的含量
常见的有害元素是S、P;较少见的有碱金属(K、
Na等)以及Cu、Pb、Zn、F及As等。
矿石中的这些有
害杂质含量愈高,其冶炼价值降低。
硫(S)
在钢材中引起热脆性,在高炉冶炼中可以去除90
%,所以矿石中的硫一般不得超过0.1-0.3%。
磷(P)
在钢材中引起冷脆性,在烧结和高炉冶炼中完全不
能去除,对碱性转炉生铁而言,矿石中的磷不得超过0.<>2
-1.<>2%。
铅(Pb)
铅熔点低,密度大,还原后沉积于高炉底部,易渗
入砖缝而损坏炉衬。
锌(Zn)
锌沸点低,还原后形成蒸汽随煤气上升到高炉
上部冷凝,与炉衬中的粉末相互作用易形成炉瘤,或
被氧化成ZnO渗入砖缝而损坏炉衬。
砷(As)几乎全部还原进入生铁,使钢冷脆。
铜(Cu)易还原且全部进入生铁,少量Cu可以增
加钢材的抗腐蚀性能,过量会使钢材热脆,并且降低
钢的焊接性能。
钾和钠(K、Na)
钾和钠其化合物一般在高炉下部高温区还原后形成
K、Na蒸汽,随煤气上升在炉身中下部循环富集,破
坏炉料的强度,加剧炉料的粉化,严重影响料柱透气
性,并易造成高炉结瘤。
氟(F)
氟含量少可改善炉渣流动性,过量则会降低矿石
的熔点,严重腐蚀炉衬和造成风口和渣口破损。
4、矿石的还原性。
矿石还原性指矿石的还原的难易程度。
易还原的
矿石,在冶炼过程中能提高煤气利用率,有利于降低
焦比;而难还原的矿石,在冶炼过程中需要消耗更多
的热量,从而增加焦比。
5、矿石的软熔特性。
软熔特性指矿石开始软化的温度和软熔温度区间
(即软化开始和熔化终了的温度区间)。
矿石的粒度
组成,高炉冶炼要求具有小而均匀的粒度组成。
矿石
强度,要求矿石具有较高的强度,尤其是高温下的强
度。
要求矿石的化学成分稳定性高和低的热爆裂性。
四、高炉熔剂
由于高炉造渣的需要,高炉配料中常加入一定数量
的助熔剂,简称熔剂。
其目的是脉石中高熔点的氧化物生成低熔点的化合
物,形成流动性良好的炉渣,达到渣铁分离和去除杂
质的目的。
高炉的熔剂主要有石灰石、白云石、菱镁
石、硅石及萤石等。
目前由于精料的技术进步,使用
高碱度烧结矿和酸性球团或块矿,熔剂直接入炉的可
能性越来越小,仅作稳定炉况调剂炉渣碱度的手段。
对熔剂的要求是:
熔剂性高、有害杂质少,粒度均
匀。
五、高炉用燃料
高炉用的燃料有木炭、无烟煤、焦炭、煤粉、重油、天然气和型焦。
现在主要用焦炭和煤粉,煤粉主要有无烟煤和烟煤两种。
焦炭是高炉的主要燃料也是理想的燃料,它是由煤在高温下(900-1000℃)干馏而成,它的化学成分完全能够满足高炉炼铁的要求,机械强度大大高于木炭,热稳定性比无烟煤好,气孔度虽不如木炭,但比白煤大的多。
喷吹燃料现在我国主要是煤粉,为了降低焦比,目前世界各国普遍采用从高炉风口喷入部分燃料以代替部分焦炭。
1、焦炭的作用
焦炭在高炉中主要起四方面的作用
提供高炉冶炼所需的大部分热量,高炉冶炼所消耗
热量的70%-80%来自燃料燃烧。
(发热剂)
提供高炉冶炼所需的还原剂,焦炭中的碳及焦炭燃
烧产生的一氧化碳是铁及其它氧化物进行还原的还原
剂。
高炉料柱的骨架,由于焦炭在高炉料柱中约占1/3-
1/<>2的体积,而且焦炭在高炉条件下即不熔化也不软
化,它能在高炉中能起支持料柱、维持炉内透气的骨
架作用。
生铁形成过程中渗碳的碳源。
<>2、高炉对焦炭质量的要求
固定碳含量要高,灰分要低。
因为固定碳含量高,其发热值高,单位重量焦炭所提
供的还原剂数量也多,有利于降低焦比。
焦炭中的固定碳
含量提高1%,可降低焦比<>2%。
灰分含量增加焦炭固定
碳含量就降低,其次是降低焦炭强度,三是灰分主要是
SiO<>2和Al<>2O3等酸性氧化物,增加碱性熔剂用量,从而
是渣量增加,焦比降低。
一般灰分增加1%,焦比升高<>2
%,产量降低3%。
含S、P杂质要少,高炉冶炼过程中的硫80%来自焦
炭,焦炭含硫量升高须相应提高炉渣碱度和提高炉温以改
善炉渣脱硫能力,从而渣量增加,焦比升高,产量降低。
一般S升高0.1%,焦比升高1.5%,产量降低<>2%。
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