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1、钢铁生产工艺简介,崔雅冰,钢铁生产基本流程,1. 铁矿粉造块,铁矿石种类及质量评价,按含铁量高低分类,富 矿,贫 矿,块 矿,精 矿,高炉炼铁,实际含铁品位大于理论品位的70%,实际含铁品位低于理论品位的70%,粒度为1045mm,-0.074mm达到50%90%,烧 结,球 团,烧结法和球团法是应用最广泛的粉矿造块方法,粉 矿,粒度小于810mm,选矿,球团矿是由铁精矿粉加粘结剂（膨润土或消石灰）经混匀、造球、干燥和焙烧固结后得到的粒度均匀的球形人造富矿。,它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀，经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。 利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用
2、系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。,烧结矿生产,1 烧结生产工艺流程,抽风烧结工艺流程图,堆取料机,烧结矿生产,混合、造球系统,将精矿粉、富矿粉与配入的熔剂粉(小于3mm的石灰石粉和白云石粉等)和燃料粉(焦粉或无烟煤粉)组成混合料，同时加入一定量的水，将混合料制成小球。,圆筒混料机,一混均匀成分,二混制粒和提高料温,1) 布 料,烧结混合料布入台车之前，先用铺底料机在台车箅条上铺一层烧结矿返矿。再通过布料器将基本上都是小球的混合料铺在烧结台车上，厚度在400-800mm。,烧结矿生产,烧结台车,(2) 点火与烧结,点火器内煤气燃烧产生的高温将上部料层中的燃料点燃，并产生热
3、量。在台车下风箱抽风产生的负压作用下，热量向下传递，使下部料层逐渐升温、燃烧。,烧结矿生产,烧结矿生产,360m2烧结机,当台车行走到烧结机尾部时，烧结过程结束。红热的烧结块滑落到单辊破碎机上被剪切破碎。,烧结矿生产,破碎后的烧结矿经热振动筛(筛除-5mm的粉末后送冷却机冷却，并进行整粒。,冷却、整 粒,烧结矿生产,环式冷却机,带式冷却机,从烧结机上卸下的热烧结矿经冷却机后需要进行破碎和筛分分级，这一工序称为整粒。,送往高炉,烧结矿生产,球团矿生产,球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。,它是将精矿粉、熔剂（有时还有粘结剂和燃料）的混合物，在造球机中滚成直径815mm（用于炼钢还要大
4、些）的生球，然后干燥、焙烧，固结成型，成为具有良好冶金性质的优良含铁原料，供给钢铁冶炼需要。,球团矿生产,1 球团矿生产工艺,配 料,混匀(圆筒混料机),造球(圆盘造球机),生球过筛(辊轴筛),焙烧固结,冷却、破碎,筛分(振动筛),铁精矿,添加剂,成品球团矿,返 矿,燃烧煤气,(精矿过湿时),加 水,燃 料,铺底料,磨 碎,膨润土或消石灰做粘结剂,通过滚动形成母球，并逐渐长大形成生球,筛除直径偏小的不合格生球,510mm,10mm,返 矿,5mm,0.5mm,生球通过高温焙烧而固结，并具有足够的机械强度，同时还可以去除部分害元素。,2、球团矿生产焙烧原理 将配制好的混合料，被水湿润，在造球盘内
5、，靠机械力的滚动，毛细力的作用及粘结剂的粘合，形成母球，相互粘结、聚结、紧密长大，达到一定的强度及粒度要求的生球，通过高温焙燃而固结，使其具有足够的机械强度，除去一部分杂质。 在整个焙烧结过程中进行了一系列的物理化学反应。其中有水分的蒸发和分解、碳酸盐的分解、氧化和去硫、粉粒固结、气体和固体间的传热等。 其固结机理是球团矿自身氧化的联结。即自身再结晶，Fe3O4氧化成Fe2O3，产生Fe2O3再结晶和晶粒长大，并放出大量的热，使球团矿具有很高的强度，满足高炉需要。,球团矿生产,球团矿生产,3.球团矿的高温焙烧法主要有三种： 竖炉法、带式焙烧机和链篦机回转窑。 我厂采用竖炉球团法，生产酸性球团矿
6、。,球团矿生产,优点：结构简单，对材质无特殊要求 缺点：单炉产量低，只适用于磁精粉球团焙烧 由于竖炉内气体流难控制，焙烧不均匀造成球团矿质量不均匀,1) 竖炉焙烧(最早采用的球团矿焙烧设备),生球,废气,成品球,燃料,助燃风,冷却风,燃烧室,烘干床,燃烧室,导风墙,废气,冷却风,助燃风,燃料,在炉顶通过布料设备生球均匀地装入炉内， 球料以均匀的速度连续地下降，燃烧室热气从喷火口进入炉内，自下而上与生球自上而下地进行热交换，生球经干燥和预热进入焙烧区，球团矿在高温焙烧区进行固结反应，通过焙烧区再进入炉子下部的冷却区、焙烧后的球团矿，经排矿到链板机经热筛分后，送往带冷机进行冷却，成品球团矿氧化焙烧
7、球团矿送往高炉。经成品筛分后5mm的粉末返矿运送到预混料库，供烧结使用。,球团矿生产,2)链箅机-回转窑焙烧,生球,废气,环冷机,链箅机,脱水,干燥,回转窑,预热氧化,排气,焙烧,冷却,180,调节放气,冷却风流,成品球团,400,100,1100,180,420,1000,1350,优点：设备简单，可以处理各种矿石，生产各种球团矿 缺点：易结圈,球团矿生产,3)带式焙烧,优点：操作简单，控制方便，可以处理各种矿石，生产能力大 缺点：上下层质量不均，台车易损，需要高温合金，流程复杂,高 炉 炼 铁,一、高炉炼铁原料和产品,原料,（1）铁矿石：烧结矿、球团矿和块矿,（2）燃料：,焦炭在高炉风口区
8、域燃烧产生大量热量和煤气（CO+N2）,煤粉从高炉风口喷入炉内，在风口区域燃烧产生热量和还原煤气，可代替部分焦炭。,（3）鼓风：,空气通过高炉鼓风机加压后成为高压空气（鼓风），经过热风炉换热，将温 度提高到11001300，再从高炉风口进入炉缸，与焦炭和煤粉燃烧产生热量和煤气。,一、高炉炼铁原料和产品,高炉炼铁,2,高炉炼铁原料和产品,高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。生产时，从炉顶不断地装入烧结矿、球团矿 、焦炭（按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度，焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构)，从高炉下部的风口吹进热风（10001300），喷入油、煤或天然气等
9、燃料。随着焦炭等燃料的燃烧，产生热煤气流由下而上运动，而炉料则由上而下运动，互相接触，进行热交换，逐步还原，熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。,二、炼铁工艺过程,1.,高炉炼铁工艺设备,高炉本体,钢结构 炉衬 冷却设备 送风装置 检测仪器设备,高炉炼铁工艺设备,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。,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
10、变，但最薄弱的环节应在炉底（含炉缸）和炉身。,高炉炼铁工艺设备,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,高炉炼铁工艺设备,高炉炼铁工艺设备,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,（2）炉顶装料设备,高炉炼铁工艺设备,高炉炼铁工艺设备,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,高炉炼铁工艺设备,（3 ）.
11、 送风装置,热风围管,送风支管,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。,高炉炼铁工艺设备,3.2,热风炉,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,顶燃式,外燃式,高炉炼铁工艺设备,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,高炉炼铁工艺设备,（4） 煤气系统,煤气引导管道 除尘设备,精除尘设备,高炉炼铁工艺设备,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,高炉炼铁工艺设备,精除尘(干法),布袋除尘,布袋房 集尘仓 进出气孔 反清仓管道,高炉炼铁工艺设备,（5）.喷吹系统,高炉喷煤系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几部分组成。,高炉炼铁工艺设备,6 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,三、高炉冶炼原理,高炉内部炉料分布,
