工业概论炼铁生产.docVIP

炼铁生产 将带有铁矿的杂质造块成精料，煤干镏成焦炭，在高温火炉中还原脱氧融成浆，并在其后进行脱硫，脱磷，脱硅处理的,成为铁锭的过程。 一、起源 我国块炼铁始于春秋时代，在掌握块炼铁技术的不久，就炼出了含碳2%以上的液态生铁，并用以铸成工具。战国初期，我国已掌握了脱碳、热处理技术方法，发明了韧性铸铁。战国后期，又发明了可重复使用的“铁范” 用铁制成的铸造金属器物的空腹器 。 西汉时期，出现坩埚炼铁法。同时，炼铁竖炉规模进一步扩大。。西汉时期还发明了“炒钢法”，即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺，产品称为炒钢。同时，还兴起“百炼钢”技术。东汉光武帝时 “水排”。汉代以后，发明了灌钢方法.中国是最早用煤炼铁的国家，汉代时已经试用，宋、元时期已普及。到明代 公元1368～1644年 已能用焦炭冶炼生铁。 1890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂和大冶铁矿，它的建设标志中国近代钢铁工业的兴起。1908年，汉阳铁厂、大冶铁矿和萍乡煤矿联合组成汉冶萍煤铁厂矿公司。是中国近代第一个钢铁联合企业，也是当时远东第一流的钢铁联合企业。 新中国成立后，到1958年，仅用9年时间，我国 未包括台湾 钢产量就达到800万吨。1978年钢产量突破3000万吨，11年后的1989年升至6159万吨，到1996年钢产量突破1亿吨，这在世界钢铁工业发展史上是少有的。 二、生铁的冶炼原理 生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。 （1）高炉生产 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、十几年甚至二十多年。生产时，从炉顶（高炉炉顶分为两种，即由料钟与料斗组成的钟式炉顶和由旋转溜槽进行布料的无料钟式炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭和喷吹物中的碳以及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 高炉内的还原气体产生于风口前的燃料燃烧，这一过程产生了上升的热煤气流；炉料的不断加入则产生了下降的炉料流（铁矿石、焦炭、熔剂等）。高炉内的一切反应均发生于煤气和炉料的相向运动和相互作用之中。它包括炉料的加热、蒸发、挥发和分解，铁及其它元素的还原，炉料中非铁氧化物的熔化、造渣和生铁的脱硫，铁的渗炭及生铁的形成，炉料和煤气之间的热交换等，是一系列物理化学反应过程的总和。 （2）非高炉法炼铁：直接还原法、熔融还原法 会用到的化学方程式有 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 Fe3O4+2CO 3Fe+2CO2 高温 C+O2 CO2 高温 C+CO2 2CO 高温 三、基本设备 1 高炉 　　横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。 （2）高炉热风炉 　　热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。 （3）铁水罐车 铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。 四、炼铁未来发展趋势 节约自然资源和减少排放保护地球环境将是21世纪炼铁工艺技术主要发展趋势。钢铁工业实现可持续发展就必须节约和有效利用自然资源，需要更加关注铁矿石选矿和含铁金属材料的回收利用。在利用非炼焦煤和弱粘结性煤基础上，提高焦炭冶金性能将是炼焦生产最为重要的课题之一，提高入炉料质量是炼铁工艺技术进步的基础。高炉炼铁结构的合理化、最佳化将是21世纪钢铁工业亟待解决的任务，采用先进技术和淘汰落后设备是结构调整和合理化的途径。 同时中国钢铁工业必须以国内市场需求为导向，有效利用国内、国外资源的同时，高度重视回收含铁废料，如废钢回收，钢厂尘泥的回收和重复利用等。还有面对上述挑战，中国炼铁工业应采取如下措施：加快淘汰落后炼铁装备；严格推行钢铁产业发展政策；调整国内高炉炼铁结构；优化进口矿和国产矿供应链，优化高