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1、2022/12/18,第3章高炉炼铁设备,第3章高炉炼铁设备,第3章高炉炼铁设备,3.1,高炉炼铁基本概念,高炉炼铁,高炉炼铁 是为炼钢提供铁原料的主要方法,高炉在钢铁联合企业中的地位,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉原料,铁矿石,熔 剂,其他含铁代用品,天然块矿 人造富矿 烧结矿 球团矿,碱性熔剂 石灰、 石灰石、白云石 酸性熔剂 硅石 特殊熔剂 萤石,高炉、转炉炉尘 残铁 轧钢铁皮 硫酸渣,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉燃料,固体燃料,气体燃料,焦 炭,煤 粉,焦炉煤气,高炉煤气,用于高炉本体,用于热风炉,第3章高炉炼铁设备,高炉炼
2、铁基本概念,3.1,高炉炼铁,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉内型 是用耐火材料砌筑而成的，供高炉冶炼的内部空间的轮廓。,炉 缸 Hearth,高炉有效容积代表高炉的大小或生产能力,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,荷兰Corus Ijmuiden钢铁公司高炉发展,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉生产主要技术经济指标,1、有效容积利用系数(u) 定义：每立方米高炉有效容积每天生产的铁水量t/(m3d) 大型和超大型高炉u=2.52.8 t/(m3d),2、焦比( K ) 定义：高炉冶炼每吨生铁消耗的焦炭量(kg/t)
3、 我国焦比为250650kg/t,3、煤比( M ) 定义：高炉冶炼每吨生铁向高炉喷吹的煤粉量(kg/t) 我国煤比为50250kg/t,4、燃料比( 焦比煤比 ) 定义：高炉冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和(kg/t) 我国燃料比为450700kg/t,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,5、综合焦比(K) 定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的焦 比(kg/t) 煤粉置换比通常小于1.0，一般在0.750.90之间,6、冶炼强度(I) 定义：每立方米高炉有效容积每天消耗的(干)焦炭量t/(m3d) 一般为0.8 1.0 t/(m3d),7、综合冶炼强度(I
4、) 定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的冶炼强度t/(m3d) 大型或超大型高炉达到1.2 1.6 t/(m3d),第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉有效容积利用系数=冶炼强度/焦比,8、工序能耗 Ci=(燃料消耗+动力消耗-回收二次能源)/产品产量(吨标准煤/t) 1kg标准煤的发热量为7000千卡(29310kJ),2009年15月全国重点钢铁企业高炉燃料比为518kg/t，热风温度为1158，炼铁工序能耗为413.30kg标准煤/t，入炉焦比为374kg/t，喷煤比为144kg/t。,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁基本概念,3.1,例题：某高炉容积2
5、000m3，年产150万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150kg，置换比为0.9，计算高炉有效容积利用系数、焦比、燃料比、综合焦比及冶炼强度各为多少？,答案：利用系数：2.05t/m3d 焦 比：400kg/tFe 燃料比：550kg/tFe 综合焦比：535kg/tFe 冶炼强度：0.822t/m3d,高炉炼铁,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.1 高炉本体(Blast Furnace Body),钢结构 炉衬 冷却设备 送风装置 检测仪器设备,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,由四根支柱和多层横向拉杆组成。上至炉顶平台，下
6、接高炉基础，与高炉中心成对称布置。,钢结构：包括炉体支承结构和炉壳,高强度钢板焊接而成，起承重、密封煤气和固定冷却器的作用。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,炉衬：由耐火砖砌筑而成,炉衬寿命将随着冶炼条件而变，但最薄弱的环节应在炉底（含炉缸）和炉身。,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却设备：降低炉衬温度，提高炉衬材料抗机械、化学和热产生的侵蚀能力，使炉衬材料处于良好的服役状态。,光面冷却壁,镶砖冷却壁,用于冷却炉缸和炉底炭砖,用于冷却炉腹、炉腰和炉身各部位的炉衬,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却板,纯铜制造
7、，安装时水平插入炉衬砖层中，对炉衬具有一定的支托作用。,风 口Tuyere,纯铜制造，由大套、中套和小套组成。,鼓风进入炉缸的入口,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,送风装置,热风围管Bustle Pipe,送风支管Blast Pipe,热风围管与连接热风炉的热风总管相连，在热风围管上均匀分布着数十套送风支管。,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.2 炉顶装料设备(Charging Equipment),双钟炉顶(Double Bell Charging),打开小料钟，炉料落入大料斗内。开大钟均压阀，使大料钟上下压力一致。打开大料钟，
8、将炉料布入炉内。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,无钟炉顶(Bell-less Top Charging),采用可任意改变倾角的旋转溜槽完成布料任务。 可实现单环、多环、螺旋、定点、扇形布料方式。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.3 热风炉(Hot Stove),任务：向高炉连续不断地输送温度高达11001300的热风。,按结构形式分类,内燃式Internal combustion type,顶燃式Top combustion type,外燃式External combustion type,第3章高炉炼铁设备,高炉炼
9、铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,蓄热式热风炉的构成(以外燃式为例),燃烧室,蓄热室,烘 顶,储存煤气燃烧产生的大量热量,煤气燃烧产生热量的空间,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,工作过程： 燃烧期 换炉 送风期,34座热风炉交替进行燃烧和送风作业，向高炉连续不断地输送高温鼓风。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.4 煤气系统(BFG System),煤气引导管道 除尘设备 余压发电 顶压调节,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,粗除尘,重力除尘器在高炉煤气除尘系统中用的最普遍。 重力除尘器可以除去粒径大于30m的大
10、颗粒灰尘，除尘率可达80%，出口的煤气含尘量为210g/m3。,重力除尘器,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘(湿法),文氏管,收缩管 喉 口 扩张管,文氏管除尘器除去粉尘的同时，也使煤气流得到冷却。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘(干法),布袋除尘,布袋房 集尘仓 进出气孔 反清仓管道,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.5 渣铁处理 (Treatment of Slag and Iron),由高炉炉缸排出的渣铁经出铁场的主沟上的渣铁分离器分开，铁水经摆动流咀装入鱼雷罐车运到
11、炼钢厂炼钢。炉渣则进一步处理变成水渣或干渣。,大型高炉每天出铁12次以上,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,渣铁分离器,保证渣铁分离的装置。其所以能够将炉渣在大闸前从侧面的渣沟排出，是由于渣沟底面高于大闸后的小坝。,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,因巴(INBA)设备,投资费用大，但技术上最为成熟，实际应用的高炉较多。,水渣处理,动画视频,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,练习：请将图中高炉的不同部分放在正确的位置,第3章高炉炼铁设备,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,炼铁生产流程,炉顶装料,风口鼓风,炉内熔炼,定期排
12、渣铁,煤气溢出,第3章高炉炼铁设备,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,高炉内部炉料分布,第3章高炉炼铁设备,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,高炉铁氧化物的还原反应,目的：从铁氧化物中还原出金属铁，是高炉冶炼最基本的化学反应。,还原剂：固体还原剂焦炭 气体还原剂CO和H2,还原顺序：t 570 Fe2O3Fe3O4 FeO Fe t 570 Fe2O3Fe3O4 Fe t = 570 FeXOFe3O4 -Fe,风口回旋区的燃烧反应,第3章高炉炼铁设备,用CO、H2作还原剂的还原反应(间接还原),高炉炼铁,第3章高炉炼铁设备,Fe-O-C和Fe-O-H体系中平衡气相组成,高炉炼铁,第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁,用固体碳还原氧化铁(直接还原),第3章高炉炼铁设备,高炉炼铁,用固体碳直接还原铁氧化物的衡状态图解,2022/12/18,第3章高炉炼铁设备,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,
