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這是煉鐵儀表工ppt，包括了概述，高爐冶煉原理，高爐本體及附屬系統(tǒng)，高爐操作，高爐作業(yè)流程，高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品，高爐渣，高爐煤氣等內(nèi)容，歡迎點擊下載。
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高爐煉鐵工藝
3.1 概述3.2 高爐冶煉原理3.3 高爐本體及附屬系統(tǒng)3.4 高爐操作3.1.1 高爐冶煉過程及其特點高爐煉鐵的本質(zhì)是鐵的還原過程，即焦炭做燃料和還原劑，在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵，從氧化物或礦物狀態(tài)（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）還原為液態(tài)生鐵。冶煉過程中，爐料（礦石、熔劑、焦炭）按照確定的比例通過裝料設備分批地從爐頂裝入爐內(nèi)。從下部風口鼓入的高溫熱風與焦炭發(fā)生反應，產(chǎn)生的高溫還原性煤氣上升，并使爐料加熱、還原、熔化、造渣，產(chǎn)生一系列的物理化學變化，最后生成液態(tài)渣、鐵聚集于爐缸，周期地從高爐排出。上升過程中，煤氣流溫度不斷降低，成分逐漸變化，最后形成高爐煤氣從爐頂排出。高爐冶煉特點(1)高爐冶煉是在爐料與煤氣流逆向運動過程中完成各種錯綜復雜的化學反應和物理變化的，爐內(nèi)主要是還原性氣氛。(2)高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況。只能憑借儀器儀表間接觀察爐內(nèi)狀況。(3)高爐是連續(xù)的、大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程，機械化和自動化水平較高。3.1.2 高爐煉鐵的原料和產(chǎn)品高爐冶煉的主要原料是鐵礦石、燃料、熔劑。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵、高爐渣和高爐煤氣。高爐渣和高爐煤氣為副產(chǎn)品。⑴ 生鐵生鐵可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵。煉鋼生鐵供轉爐、電爐煉鋼使用。鑄造生鐵則主要用于生產(chǎn)耐壓鑄件。生鐵是Fe與C及其它一些元素的合金。通常，生鐵含F(xiàn)e 94%左右，C 4%左右。其余為Si、Mn、P、S等少量元素。一般來說，生鐵和鋼的化學成分主要差別是含碳量。鋼中含碳量最高不超過2.11%。高爐生鐵含碳量在2.5~4.5%范圍，鑄鐵中不超過5.0%（此時Fe3C含量約占75%，當鑄鐵中Fe3C達100%時，其含碳量為6.67%）。當鑄鐵中C>5.0%時，鑄鐵甚脆，沒有實用價值。而含碳量在1.6~2.5%之間的鋼鐵材料，由于缺乏實用性，一般不進行工業(yè)生產(chǎn)。煉鋼生鐵作為轉爐熱裝煉鋼的原料，約占生鐵產(chǎn)量的80~90%。鑄造生鐵，又稱為翻砂鐵或灰口鐵，用于鑄件生產(chǎn)。其主要特點是含硅較高，在1.25~4.25%之間。硅在生鐵中能促進石墨化，即使化合碳游離成石墨碳，增強鑄件的韌性和耐沖擊性并易于切削加工。鑄造生鐵約占生鐵產(chǎn)量的10%左右。高爐還可生產(chǎn)特殊生鐵，如錳鐵、硅鐵、鏡鐵（含10~25%Mn）、硅鏡鐵（含9~13%Si，18~24%Mn）等，主要用作煉鋼脫氧劑和合金化劑。此外，生鐵中還可能含有部分微量元素。生鐵中微量元素含量常以ΣT為指標：ΣT= Pb +Sn +Sb +As +Ti +V +Cr +Zn含微量元素很低的“高純生鐵”ΣT<0.1%。國內(nèi)外適宜生產(chǎn)高純生鐵的礦源稀少。我國本鋼生鐵素有“人參鐵”之稱。它除P、S極低外，微量元素亦很低。其ΣT<0.08%，屬國際高純生鐵范疇。⑵ 高爐渣由于冶煉礦石品位、焦比及焦炭灰分的不同，我國大中型高爐的單位生鐵渣量在0.3~0.5t之間。高爐渣主要成分是Ca、Mg、Si、Al的氧化物，其工業(yè)用途廣泛。如在爐前急冷�；伤�，作成水泥和建筑材料；酸性渣還可在爐前用蒸汽吹成渣棉，作絕熱材料。冶煉多元素共生的復合礦時，爐渣中常富集有多種元素（如稀土、鈦等）。這類爐渣可進一步利用。⑶ 高爐煤氣冶煉每噸生鐵可產(chǎn)生1600~3000m3的高爐煤氣，其中含有約20%~25%的CO，1~3%的H2，還有少量甲烷（CH4）等可燃氣體。從高爐排出的煤氣中含有大量的爐料粉塵，經(jīng)過除塵處理可使含塵量降到10~20mg/m3。除塵處理后的高爐煤氣發(fā)熱值約為3350~3770kJ/m3，是良好的氣體燃料。但高爐冶煉產(chǎn)生的煤氣量、成分及發(fā)熱值與高爐操作參數(shù)及產(chǎn)品種類有關。如高爐冶煉鐵合金時煤氣中幾乎沒有CO2。高爐煤氣是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要二次能源，主要用作熱風爐燃料，還可供動力、煉焦、燒結、煉鋼、軋鋼等部門使用。3.1.3 高爐生產(chǎn)主要技術經(jīng)濟指標高爐生產(chǎn)的技術水平和經(jīng)濟效果可用如下技術經(jīng)濟指標來衡量：⑴ 有效容積利用系數(shù)(ημ)是指每立方米高爐有效容積、每晝夜生產(chǎn)的合格生鐵量。式中：P－生鐵日產(chǎn)量；Vμ－高爐有效容積，m3⑵ 焦比（K）是生產(chǎn)1噸生鐵所消耗的干焦炭重量。顯然，焦比愈低愈好。式中：Q－每日消耗焦炭量，kg/d。在噴吹燃料時，高爐的的能耗情況用燃料比（K燃）表示，即每噸生鐵耗用各種入爐燃料之總和。K燃＝（焦炭+煤粉+重油+…） kg/t噴吹燃料按對置換比折算為相應的干焦（K`）與實際耗用的焦炭量（焦比K）之和稱為綜合焦比（K綜）。K綜＝（K + K`） kg/t⑶ 冶煉強度（I）每m3高爐有效容積每天消耗焦炭的重量。利用系數(shù)、焦比和冶煉強度三者之間的關系為：⑷ 生鐵合格率合格生鐵量占高爐總產(chǎn)量的百分數(shù)。此外，優(yōu)質(zhì)生鐵占生鐵總量的百分數(shù)稱為優(yōu)質(zhì)率。合格率和優(yōu)質(zhì)率都是生鐵質(zhì)量指標。對生鐵質(zhì)量的考查主要看其化學成分（如S和Si）是否符合國家標準。⑸ 休風率高爐休風時間占規(guī)定作業(yè)時間的百分數(shù)。⑹ 生鐵成本生產(chǎn)1噸生鐵所需的費用。⑺ 高爐一代壽命（爐齡）從高爐點火開爐到停爐大修之間的歷程，或高爐相鄰兩次大修之間的冶煉時間叫做高爐一代壽命。3.2高爐冶煉原理 3.2.1 高爐內(nèi)各區(qū)域進行的主要反應為了弄清高爐內(nèi)各部分的反應及變化規(guī)律，人們曾多次對正在運行中的高爐突然停爐，并用水或氮氣進行急冷，使爐內(nèi)物料保持生產(chǎn)時的原狀，然后對其解剖分析，以揭示高爐內(nèi)部的奧秘。大量解剖研究表明，爐料常降過程分布是呈層狀的，直至下部熔化區(qū)域，但爐料中焦炭在燃燒前始終處于固體狀態(tài)而不軟化熔化。由下圖可知，高爐冶煉過程大致可分為塊狀、軟熔、滴落、焦炭回旋和爐缸五帶。高爐冶煉過程中爐內(nèi)爐料下降過程狀態(tài)的變化高爐內(nèi)各區(qū)域主要反應及特征3.2.2燃燒反應高爐內(nèi)然料燃燒的意義高爐冶煉的燃料主要是焦炭，焦炭所含的碳素。除少數(shù)消耗于直接還原和溶入生鐵外，絕大部分下降至風口與熱風中的氧進行燃燒反應。從風口噴吹的燃料也在風口前燃燒。燃料燃燒放出大量的熱，并產(chǎn)生高溫還原性氣體(CO，H2)，保證了爐料的加熱、分解、還原、熔化、造渣等爐缸內(nèi)渣鐵反應的進行。高爐冶煉的主要燃料焦炭中的碳除小部分在下降過程中參加直接還原和滲人生鐵外，約70%進行燃燒反應。此外還有從風口噴入的燃料(重油、天然氣、煤粉)中的碳等均在風口前發(fā)生燃燒反應。完全燃燒：不完全然燒：高爐內(nèi)燃燒反應在焦炭過剩條件下進行，即使在氧充足處產(chǎn)生的CO2也會與固體碳進行氣化反應，如下式：熱風帶入的氮在整個過程中不參與反應、帶入的水分在高溫下與碳發(fā)生反應：理論燃燒溫度理論燃燒溫度，即風口前焦炭燃燒所能達到的最高平均溫度，也即爐缸煤氣尚未與爐料參與熱交換前的原始溫度。理論燃燒溫度是高爐操作中重要的參考指標。通常為提高理論燃燒溫度可采取的主要措施，包括：(1)提高鼓風溫度；(2)提高鼓風中氧氣含量；(3)降低鼓風濕度；(4)減少噴吹量；(5)減少爐缸煤氣體積。回旋區(qū)和燃燒帶隨著高爐冶煉強度的提高和風速增大(I00～200 m/s) 焦炭在風口前隨氣流一起運動，形成一個非靜止的、疏散的、近似球形的自由空間，稱為風口回旋區(qū)。在回旋區(qū)外圍有一層厚100~300 mm的中間層，此層焦炭既受高速煤氣流的沖擊作用，又受阻于外圍包裹的緊密焦炭，比較疏松，但又不能和煤氣流一起運動�；匦齾^(qū)和中間層組成焦炭在爐缸內(nèi)進行碳燃燒反應的區(qū)域稱為燃燒帶。影響燃燒帶大小的因素主要有：① 鼓風動能指鼓風克服風口前料層阻力向爐缸中心擴大和穿透的能力。應控制合理。② 燃燒反應速度燃燒反應速度提高，燃燒帶縮小。一般情況下，風溫提高。燃燒反應速度加快，燃燒反應時間減少，燃燒帶長度減��；鼓風中氧增加，燃燒反應速度加快，燃燒反應時間減少，燃燒帶長度減小。③ 爐缸料柱壓力爐缸內(nèi)料柱疏松，燃燒帶延長；反之，燃燒帶縮小。④ 焦炭性質(zhì)焦炭粒度、氣孔度、反應性等對燃燒帶大小也有一定的影響。爐渣對高爐的爐況和生鐵的質(zhì)量有著決定性的影響。要想煉好鐵，必須造好渣⑴ 爐渣的形成爐渣的形成要經(jīng)歷由初成渣→中間渣→終渣過程，簡述如下：① 初成渣的生成包括固相反應、軟化、熔融、滴落幾個階段。軟熔帶中形成液態(tài)初渣。初渣中(FeO) ， ( MnO)含量較高。② 中間渣的變化——處于滴落過程中成分、溫度不斷變化的爐渣。處于軟熔帶以下、風口平面以上部位。中間渣中(FeO) ， ( MnO)含量逐漸減小，( CaO)， ( MgO)含量逐漸增大，爐渣黏度增大。⑵ 爐渣的成分冶煉1t生鐵大致產(chǎn)生400~1000kg爐渣，國外先進水平巳達300kg左右。爐渣的主要來源是鐵礦石中的脈石以及燃料燃燒后剩余的灰分。用焦炭冶煉，高爐爐渣成分大致范圍如下:其中，爐渣的性質(zhì)主要取決于CaO和SiO2。生產(chǎn)中常用的堿度一般為二元堿度：一般根據(jù)高爐原料和冶煉產(chǎn)品有所不同，冶煉中二元堿度一般在1.0~1.3之間。⑶ 高爐渣的作用和要求高爐冶煉過程，除在化學反應上實現(xiàn)Fe-O分離外，還要實現(xiàn)金屬與氧化物等的機械或物理分離，而這要靠性能良好的液態(tài)爐渣，并利用渣鐵密度的不同達到渣鐵分離的目的。為此。要求高爐渣應具有以下作用:① 爐渣與生鐵互不溶解，且密度不同，因而，使渣鐵得以分離，得到純凈的生鐵。② 具有充分的脫硫能力，保證生鐵合格。③ 調(diào)整生鐵成分，保證生鐵質(zhì)量。爐渣成分有利于有益元素的還原，抑制有害元素的還原，即爐渣應具有選擇還原性。④ 有利于爐況順行，獲得良好的冶煉技術經(jīng)濟指標；同時應有利于保護爐襯，延長爐襯壽命。3.2.8 爐渣去硫高爐中的硫主要來源于爐料中的焦炭、礦石、熔劑和噴吹燃料等。其中焦炭帶入的硫量占60%~80%。冶煉每噸生鐵由爐料帶入的總硫量稱為硫負荷。一般硫負荷為4~5kg/t。高爐內(nèi)的去硫主要是含有FeS的鐵水在滴過渣層時以及在渣鐵相界面處進行：總的脫硫反應為產(chǎn)物CO氣體起攪拌作用，可加速去硫反應。硫在一般結構鋼中是有害元素。鋼液凝固時S在技晶間偏析，γ—Fe晶界上富集，形成熔點1100 ℃的FeS，F(xiàn)eS與Fe的共晶點只有988 ℃ ，熱軋時在晶界上產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象，造成內(nèi)部裂紋，即硫的熱脆性。因此鋼鐵產(chǎn)品硫含量應盡可能降低。我國國家標準規(guī)定：煉鋼生鐵含W[S] ≤0．07％。優(yōu)質(zhì)煉鋼生鐵含W[S] ％ ≤0．03％ 。高爐強化冶煉的目的是提高產(chǎn)量，即提高高爐冶煉強度(I)，提高高爐有效容積利用系數(shù)(η0)和降低焦比(K)。主要措施包括：(1) 精料具體概括為:“高、熟、凈、勻、小、穩(wěn)、少、好”。“高”指入爐礦石含鐵品位要高，焦炭、燒結礦和球團礦強度要高，燒結礦的堿度要高。“熟”指熟料，即將鐵礦粉制成具有高溫強度，又符合各項冶金性能要求的塊狀料。“凈’是指入爐原料中小于5 mm的粉末要篩除。“勻”是指高爐煉鐵的爐料粒度要均勻。“小”是指入爐料的粒度要小、均勻，上限所規(guī)定的范圍要窄，并控制住爐料中的大塊。“穩(wěn)”是指入爐料的化學成分和物理性能要穩(wěn)定，波動范圍要小。“少”是指爐料中有害雜質(zhì)要少。“好”是指爐料的冶金性能要好。(2)高壓操作——人為地將高爐內(nèi)煤氣壓力提高，超過30kPa的稱為高壓操作。通過系統(tǒng)中高壓閥組控制閥門的開閉度來完成。高壓操作可有效地提高冶煉強度，有利于爐況順行，減少管道行程，降低爐塵吹出量以及降低焦比等。當前的高壓水平一般為140~250kPa，3000m3以上的高爐大多采用250~300 kPa。(3)高風溫高爐爐內(nèi)的熱量主要源自于燃料燃燒的化學熱和熱風帶入的物理熱。熱風帶入的熱量大約占1/4左右。提高風溫是降低焦比和強化冶煉的有效措施。風溫每提高l00℃可降低焦比8~12kg/t，產(chǎn)量增加2%~3%。(4)富氧鼓風富氧鼓風是指通過鼓入工業(yè)氧氣，提高鼓風中的氧氣含量，相對于降低N2的含量的強化冶煉途徑。富氧鼓風可提高冶煉強度，爐缸煤氣量增加，促進還原，提高爐缸溫度，降低焦比，有利于順行。富氧率一般為3%~4%。(5)加濕和脫濕鼓風加濕鼓風——在冷風總管上加一定量的水蒸氣，經(jīng)熱風爐送往高爐。加濕鼓風風中的水分在風口前燃燒發(fā)生以下反應:脫濕鼓風——將鼓風中的濕分降低到較低水平。有利于提高風口前理論燃燒溫度，有利于降低焦比、增加噴吹量和穩(wěn)定爐況。(6) 噴吹燃料高爐噴吹燃料主要指通過風口向爐內(nèi)噴入固體燃料、氣體燃料和液體燃料等，以代替部分的焦炭，降低焦比，同時有利于改善煤氣分布和煤氣還原能力，提高生鐵產(chǎn)量，促進順行的效果。煉鐵工藝流程ppt：這是煉鐵工藝流程ppt，包括了高爐基本知識及工藝，煉鐵工序，中間流程，煉鐵生產(chǎn)成本構成，鐵礦石種類，焦炭對高爐煉鐵的作用，高爐噴煤的意義等內(nèi)容，歡迎點擊下載。
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