高炉炼铁的工艺流程及主要设备(PPT 69页).ppt

* 硫铁矿（主要成分FeS2） 褐铁矿（主要成分2Fe2O3·3H2O） * (2) 铁矿石的评价指标 含铁品位 Fe品位高，脉石含量低，冶炼时所需熔剂和形成的渣少，用于分离渣铁所需的能量低。 T.Fe 65%，P、S含量低的矿石可直接供直接还原和熔融还原 50% T.Fe65%,可供高炉使用 我国绝大部分矿石T.Fe含量在30%左右，需富集后才能使用 特别注意：入炉矿石除成分要求外，还要满足一定的粒度要求。 * 冶炼１吨生铁矿石和熔剂消耗量 入炉品位 矿石消耗量 矿石带入的脉石量 熔剂消耗量 （%） （kg ） （kg） （kg） 60 1533 218 454 50 1840 525 1090 40 2300 985 2050 一般的经验数据是：品位提高1%，焦比降低2%，产量增加3% * 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。 * 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 * 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 * （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 * 铁矿粉烧结过程 * 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。 * 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。 * c、抽风烧结原理 烧结原理 * d、烧结工艺流程 * 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。 * 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 * 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、