高炉炼铁工艺流程与主要设备.pptVIP

*武汉科技大学讲义—朱诚意*脉石成分及分布铁矿石中的脉石主要有SiO2、Al2O3、CaO、MgO等金属氧化物，以酸性氧化物为主。脉石主要参与造渣，几乎不被还原脉石成分总体要求：酸性氧化物和碱性氧化物质量大体相当结构和分布对有用矿物分离的影响：含Fe颗粒结晶粗大，易实现有用元素的分离富集；含Fe颗粒在脉石中呈细晶粒嵌布时，分离富集耗能大。致密矿物强度好，但过于致密影响其加工和还原性能。第29页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*有害元素含量有害元素是除脉石外的其它在高炉中可被还原的化合物。常见的有S、P，少见的有碱金属（K、Na等）及Cu、Pb、Zn、F、As等。S、P、Cu、As易还原为元素进入生铁，对铁及钢材质量产生影响碱金属（K、Na等）、Pb、Zn、F不能入生铁，但对炉衬产生破坏，有的挥发并在炉内循环造成结瘤事故或污染环境高炉生产常需限制有害元素多的矿石的入炉比第30页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*有益元素有些与铁伴生的元素易还原进入生铁，并能改善钢材的性能，如Cr、Ni、V、Nb等。具有单独分离价值的伴生元素如Ti、稀土元素矿石的还原性指矿石在炉内被煤气还原的难易程度。赤铁矿较不如磁铁矿，还原性较好；菱铁矿、褐铁矿因在受热过程中出现分解，呈现疏松多孔结构，易还原。矿石的高温性能矿石在还原过程中和还原后不因强度降低出现破碎，以免矿粉堵塞煤气流通孔造成冶炼困难矿石的软融温度要求高，温度区间不宜过宽第31页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*（3）高炉炼铁的含铁原料烧结矿：高碱度烧结矿和自熔性烧结矿球团矿：酸性球团矿和自熔性球团矿块矿：磁铁矿、赤铁矿碎铁——高炉生产以人造富矿为主第32页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*铁矿粉烧结过程第33页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*a、烧结的定义将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结机上点火烧结。在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程叫是烧结，所得到的块矿叫烧结矿。碱度：炉渣中CaO与SiO2的质量百分数之比。第34页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*b、烧结矿种类（1）酸性烧结矿或低碱度（非熔剂性）烧结矿：烧结配料中不加熔剂或只少量加入熔剂，烧结矿的碱度为自然碱度，高炉用酸性烧结矿时需要大量加入石灰石。（2）自熔性烧结矿：烧结混合料中添加一定数量的熔剂，使烧结矿碱度控制在R=1.0~1.3。高炉使用自熔性烧结矿时可不加或只加少量熔剂。（3）高碱度烧结矿：混合料中加入过量熔剂，使烧结矿碱度远高于正常高炉渣碱度（R1.6）高碱度烧结矿的碱度决定于:a)烧结矿的冶金性能;b)酸性炉料的入炉比例。第35页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*c、抽风烧结原理烧结原理第36页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*d、烧结工艺流程第37页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*e、烧结过程的主要反应燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、气化反应固相反应和液相粘结形成一定强度和结构的烧结矿低熔点固相产物是液相形成的前提粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和石灰。第38页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*图烧结过程示意图

I—烧结矿层：II—燃烧层：III—预热层：IV—烧结料层：V—垫底料层

1—冷却，再氧化；2—冷却，再结晶；3—固体碳燃烧液相形成；

4—固相反应氧化，还原，分解；5—去水；6—水分凝结第39页，共69页，星期日，2025年，2月5日*武汉科技大学讲义—朱诚意*球团生产过程和球团矿将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等)，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结．这一过程即为球团生产过程．其产品即为球团矿。球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。由于酸性球