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简介
这是一个关于高炉冶炼用原料介绍ppt课件，主要介绍了铁矿石、铁矿粉造块、燃料、熔剂等内容。第二章 高炉冶炼原料 2.1 铁矿石 铁矿石种类较多，在自然界中已发现的有300多种含铁矿物。目前世界上常用的铁矿石，主要有磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石等。 磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，呈黑灰色，理论含铁量72.4％，具有磁性。在选矿时可利用磁选法，处理非常方便，但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。磁铁矿氧化后可变成赤铁矿（假象赤铁矿及褐铁矿），但仍能保持其原来的晶形。 ⑴ 处理铁矿石的目的 ① 为了将优良的矿石选出，达到提高品位的目的。 ② 为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿，以及因含有不易在高炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。 ⑵ 物理处理法：这种处理方法通常是用在品位较高的矿石为了达到第一个目的而实施的，在处理过程中有下列几个步骤筛分：把不同粒度的矿石分开。破碎：把颗粹大的矿石打碎到希望的粒度。选矿：把矿石中有用的成份选出；这种选择的方法很多如重选法、水洗法、浮选法、磁选法等。 ⑶ 化学处理法：这种处理方法通常是为达到前面所说的第二项目的而实施的，由于它不但可以扩大低品位矿石的适用性，而且又可以提高鼓风炉的生产效率，所以日趋重要。① 团矿化：此种方法就是利用打煤球的原理，把粉矿在高压下压成固定大小及形状的团矿，欢迎点击下载高炉冶炼用原料介绍ppt课件哦。
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第二章 高炉冶炼原料 2.1 铁矿石 铁矿石种类较多，在自然界中已发现的有300多种含铁矿物。目前世界上常用的铁矿石，主要有磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石等。 磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，呈黑灰色，理论含铁量72.4％，具有磁性。在选矿时可利用磁选法，处理非常方便，但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。磁铁矿氧化后可变成赤铁矿（假象赤铁矿及褐铁矿），但仍能保持其原来的晶形。 ⑴ 处理铁矿石的目的 ① 为了将优良的矿石选出，达到提高品位的目的。 ② 为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿，以及因含有不易在高炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。 ⑵ 物理处理法：这种处理方法通常是用在品位较高的矿石为了达到第一个目的而实施的，在处理过程中有下列几个步骤筛分：把不同粒度的矿石分开。破碎：把颗粹大的矿石打碎到希望的粒度。选矿：把矿石中有用的成份选出；这种选择的方法很多如重选法、水洗法、浮选法、磁选法等。 ⑶ 化学处理法：这种处理方法通常是为达到前面所说的第二项目的而实施的，由于它不但可以扩大低品位矿石的适用性，而且又可以提高鼓风炉的生产效率，所以日趋重要。 ① 团矿化：此种方法就是利用打煤球的原理，把粉矿在高压下压成固定大小及形状的团矿。 ② 粒矿化：按照一定的比例和速率把粉矿、煤粉及煤焦油加入一个倾斜的转动炉内，加火燃烧使炉内温度接近矿石软化点；于是由于表面的粘合力，粉矿就自动结合在一起成为粒矿。 ③ 球结化(球团矿)：这种方法就是利用搓汤圆的原理把粉矿磨得很细，粒度小于10um（微米），加入适当的水份及凝结剂，在一个圆形转盘中搓结成圆球，然后再放在加热炉内，在1100℃左右的温度下干燥和硬化成为球结。 ④ 烧结：到目前为止烧结仍是一种最重要而且是最经济的粉矿块状化方法；它不但有块状化的功能。而且有煅烧的作用。其主要的原理是把粉矿和煤粉混合均匀后，铺置在一个向前移动的链状炉床上，在上方点火，而且在链状炉床下方抽风，让空气由上往下流动，于是燃烧点渐渐由上向下移动，其中所含的煤粉在燃烧时所放出的热使得粉矿成半熔融状态，于是由于表面扩散的作用而粘结在一起，最后将它冷却后，打碎，筛选到希望的粒度。 2.2 铁矿粉造块天然富矿开采和处理过程中产生的富矿粉以及贫矿富选后得到的精矿粉，必须将其制成具有一定粒度的块矿。为保护环境和回收利用这些含铁粉料，也需进行造块处理。粉矿造块方法种类很多，应用最广泛的是烧结法和球团法。烧结矿和球团矿，统称为人造富矿或熟料，具有优于天然富矿的冶金性能： 人造富矿或熟料的优点： ① 还原性好； ② 有合适的强度和较高的软熔温度； ③ 造块生产中配加一定量的熔剂，可制成有足够碱度的人造富矿避免了熔剂分解吸热而消耗焦炭； ④ 造块过程还可去除矿石中某些有害杂质，如硫、砷、锌、钾、钠等，减少其对高炉的危害； ⑤ 可使高炉冶炼各项技术经济指标得到大幅度提高。 2.2.1铁矿石烧结生产 ⑴ 原料 整个烧结过程是在9.8～16kPa负压抽风下，自上而下进行的，在烧结机上取某一烧结断面。可见料层有明显的分层，从上而下依次为烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、湿料层。 烧结矿层即成矿层，主要变化是液相凝固，析出新矿物，预热空气。表层受冷空气剧冷作用，温度低，矿物来不及析晶，故表层强度较差。燃烧层位于烧结矿层下面，燃料燃烧温度可达1100～1500℃。混合料软化、熔融及形成液相，此层厚度为50mm，它对烧结过程和烧结矿质量影响较大。料层过厚，透气性差，导致产量降低；料层过薄，烧结温度低，液相不足，烧结矿固结不好，强度低。 预热层 混合料被燃烧层下来的热废气预热到燃料的着火点(700～800℃)，料层内发生分解、氧化、脱硫以及不同矿物间的固相反应 湿料层 因上层废气中带入较多的水汽，进入冷料层温度降至露点以下时，水汽将会大量冷凝于料层中，形成过湿层，从而破坏混合料中已造好的小球，影响料层透气性。生产中采用预热混合料等办法来解决。 ⑸ 烧结生产技术经济指标 ① 烧结机利用系数。它是指在单位时间、每1m2有效烧结面积的上生产烧结矿量。单位为t/m2·h，利用系数是确定烧结机生产能力的重要指标，一般为1.5～2.0 t/m2·h。 ② 作业率它是年实际作业时间与日历时间的百分比，反映烧结机连续作业的水平，一般为90%。 ③ 烧结机生产能力。用台时产量表示，即每台烧结机单位时间内生产的烧结矿数量 (Q)。 ④ 成品率。 成品烧结矿(扣除返矿)占混合料总产量的百分率，即为成品率，一般为60~75%。 ⑤ 能耗。 烧结能耗占钢铁工业总能耗的8%左右。烧结的能源主要消耗在原料配碳、点火用气体或液体燃料、抽风机耗电，以及水、蒸汽、压缩空气、氧气等供应环节。我国大多数烧结厂的工序能耗为80～85kg标准/t烧结矿。 ⑹ 烧结矿质量 烧结矿质量对高护冶炼有重大影响，改善其质量是“精料”的主要措施。对其质量评价指标主要有品位、强度、化学成分、还原性、碱度、粒度、有害杂质含量及高温冶金性能等。 2.2.2 球团矿生产 2.3 燃料燃料是高炉冶炼不可缺少的基本原料之一、几乎所有高炉都使用焦炭作燃料。由于焦煤资源短缺，从风门喷吹燃料技术迅速发展，以代替昂贵的焦炭。目前喷吹燃料用量已占全部燃料的 10～40％，用作喷吹的燃料主要有煤粉、重油和天然气等。 2.3.1焦炭 (1) 焦炭在高炉内作用。 焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂，还原剂和料柱骨架。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。高沪炼铁过程中的热量有70~80%来自焦炭的燃烧。焦炭然烧产生的CO及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。在高温下铁矿石被还原和熔融，只有焦炭起到料柱的骨架作用支持料柱，保持炉内有较好的透气性，特别是在高炉下部区料柱的透气性完全由焦炭来维持。 (2) 高炉冶炼对焦炭质量的要求 ① 含碳量高，灰分低高炉冶炼要求焦炭中的固定碳含量尽量高，而灰分尽量少。因为焦炭中固定碳含量愈高，焦炭的发热量愈大，还原剂愈多，有利于降低焦比。焦炭中的固定碳含量提高1 %，可降低焦比 2%。目前我国焦炭中的固定碳含量一般在84 ~85 %。 ② 含硫、磷杂质要少在一般冶炼条件下，原料中的硫有80%是由焦炭带入的，因此降低焦炭含硫量对降低生铁含硫有很大作用。当焦炭含硫升高时，石灰石消耗量增加，导致渣量增大，焦比升高。要降低焦炭的含硫量必须从降低炼焦煤的含硫量着手。 ③ 化学成分要稳定 化学成分的稳定是指碳、硫、灰分、挥发分含量要稳定，此外焦炭中的水分也要求稳定，水分的波动将引起入炉焦炭量的波动会导致炉缸温度的波动。 ④ 挥发分含量要适当 焦炭中的挥发分是炼焦过程中未分解挥发完的有机物，主要是碳、氢、氧及少量硫和氮。当再次加热到850～900℃以上时，它们能以气体成分如氢气、甲烷、氮气等挥发出来。焦炭挥发分过高或过低，都影响焦炭的质量和产量，从而影响高炉的产量和焦比。 ⑤ 机械强度高 焦炭的机械强度主要指焦炭的耐磨性和抗冲击的能力，其次是抗压强度。机械强度差的焦炭，在转运过程和在高炉内下降过程中易破裂而产生大量粉末。进入初渣时大大降低其流动性，增加煤气阻力，造成炉况不顺，甚至造成炉缸冻结。此外，焦炭强度差还将影响风口寿命。 ⑥ 粒度均匀、粉末少高炉冶炼要求焦炭粒度大小合适而且粒度均匀。在保证料柱透气性的前提下适当降低焦炭粒度，对合理利用焦炭也是一项很有意义的措施。现在，国外也趋向于降低入炉焦炭粒度，不少高炉的粒度下限已降低到15～20mm。 ⑦ 物理化学性质好焦炭的物理化学性质包括焦炭的燃烧性和反应性两方面。燃烧性是指焦炭与氧在一定的温度下反应生成CO2的速度，即燃烧速度。反应性是指焦炭在一定温度下和CO2作用，生成 CO的反应速度。炼焦生产工艺流程 1—煤堆；2—破碎机；3—配煤槽；4—粉碎；5—贮煤塔；6—拦焦机；7—熄焦车。8—熄焦塔；9—凉焦台；10—筛分机；11—焦糟；12—装焦车；13—炼焦炉；14—排焦机 (3) 炼焦工艺。现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦、熄焦及煤气和化工产品回收处理等工序。 ① 洗煤 原煤在炼焦前洗选，目的是降低煤中灰分和洗除其它杂质。 ② 配煤 可用于炼焦的煤主要有气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。配煤是将上述各种结焦性不同的煤经洗选后，按一定比例配含炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，节约日趋减少的的主焦煤，扩大炼焦用煤源，同时尽可能多的获得一些化工产品。 ③ 炼焦 将配好的煤料，装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下，由两侧燃烧室供热，随温度升高经干燥、预热、热分解、软化、半焦、结焦成具有一定强度的焦炭。 ④ 息焦炽热的焦炭由熄焦车送去喷水熄焦、凉焦，或用CO2、惰性气体等逆流穿过红焦层进行热交换。焦炭冷却到200℃以下，惰性气体则升温至800 ℃左右，送到余热锅炉生产蒸汽，这就称为干熄焦法。这种方法对环境污染小，焦炭质量高，同时可回收大量显热。 ⑤ 煤气和化工产品回收炼焦过程不仅产出焦炭，同时还逸出高热值的煤气及其它可提取化工产品的原料、每1000kg的精煤约可获得冶金焦 750kg；煤焦油15～34kg；氨1.5～2.5kg；焦炉煤气290～ 350kg。 ⑵ 型焦 焦炭的代用品，即用弱结焦性煤(或非结焦性煤)，如贫煤、褐煤、无烟煤等，在一定温度下加压成型的方法生产形状均一的焦炭。 2.4 熔剂 2.4.1熔剂的作用 在高炉冶炼条件下，脉石和灰分是不能熔化的，必须加入助熔剂(即熔剂)使其与脉石、灰分作用生成低熔点化合物和共熔体(即熔渣)。这种熔渣在高炉冶炼温度下可以完全熔化为液体，并具有良好的流动性，然后借助铁水与熔渣密度不同而实现分离。除此之外，在使用碱性熔剂时，还可以去除有害杂质硫，改善生铁质量。 2.4.2熔剂的种类 课后思考题
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