㈠ 高爐煉鐵工藝的工藝流程
以下是高爐煉鐵工藝流程:
高爐冶煉是一個連續的生產過程,全過程在爐料自上而下,煤氣自下而上的相互接觸過程中完成。
爐料按一定批料從爐頂裝入爐內,從風口鼓入由熱風爐加熱到1000-1300°C熱風,爐料中焦炭在風口前燃燒,產生高溫和還原性氣體,在爐內上升過程中加熱緩慢下降的爐料,並還原鐵礦石中的氧化物為金屬鐵。
礦石升至一定溫度後軟化,熔融滴落,礦山中未被還原的物質形成熔渣,實現渣鐵分離。渣鐵聚集於爐缸內,發生諸多反應,最後調整成分和溫度達到終點,定期從爐內排放爐渣和鐵水。
上升的煤氣流將能量傳給爐料而使溫度降低,最終形成高爐煤氣從爐頂導出管排出,進入除塵系統。
㈡ 高爐,轉爐,精煉,軋鋼生產過程中的原料,產品和副產品有哪些
高爐:原料,焦炭+燒結礦(礦粉+溶劑)。產品,鐵水和鑄鐵,副產品,煤氣,水渣;
轉爐:原料,鐵水+氧氣+相關合金。產品,鋼水,鋼錠或連鑄坯。副產品,尾氣回收和鋼渣
精煉:原料,鋼水+相關氣體+溶劑。產品,精煉鋼錠或連鑄坯。副產品,尾氣回收
軋鋼:原料,鋼錠或鋼坯。產品,鋼材。 副產品,廢鋼,鐵皮和余熱。
㈢ 高爐氣體是如何生成的,其主要成分是什麼
高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品,主要成分為:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量約佔25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2, N2的含量分別佔15%,55 %.
㈣ 高爐的高爐(冶煉設備)
目前所知最古老高爐是中國西漢時代(紀元前1世紀)熔爐。在紀元前5世紀中國文物中就發現鑄鐵出土可見該時代熔煉已經實用化。初期熔爐內壁是用粘土蓋的,用來提煉含磷鐵礦。西方最早的熔爐則是於瑞典1150年到1350年間出現。這兩國的熔爐都是自行發展摸索出現,沒有互相傳達關系。
使用石炭的近代高爐出現於1709年。由於歐洲當時森林多用途砍伐導致木炭產量減少、被迫開發使用石炭的煉鐵法導致新技術出現,大幅增加煉鐵效率。
日本第一個現代高爐是釜石市大橋高爐。由大島高任設計,安政4年(1857年)11月26日點火,12月1日第一批鐵產出。這天也定為日本打鐵業紀念日。 橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼,殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由於高爐煉鐵技 術經濟指標良好,工藝 簡單 ,生產量大,勞動生產效率高,能耗低等優點,故這種方法生產的鐵佔世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石),從位於爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料)中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣,在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧,從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣,從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出,經除塵後,作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ,還有副產高爐渣和高爐煤氣。
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。
通常,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭,0.2-0.4噸熔劑,總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性,要求有足夠數量的原料供應。
因此,無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。
由於高爐生產是連續進行的,一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成,現代化高爐是鍾閥爐頂和無料鍾爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300℃),噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵後,作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。 高爐爐殼內部砌有一層厚345~1150毫米的耐火磚,以減少爐殼散熱量,磚中設置冷卻設備防止爐殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同,為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命,必須根據損壞、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的,因收縮和砌磚質量不良,過去常引起重大燒穿事故,爐缸、爐底大多用碳素耐火材料,基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式:全部為碳磚;爐底四周和上部為碳磚,下部為粘土磚或高鋁磚;爐底四周和下部為碳磚,上部為粘土磚或高鋁磚。後兩種又稱為綜合爐底。設計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內徑的1/4厚度,d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和鹼金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯,由於磨損、熱應力、化學侵蝕等,容易損壞。採用冷卻壁的高爐,投產兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩定性的材料,以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕後靠「渣皮」維持生產。
近幾年應用噴補技術修補磚襯已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料(含Al2O340~60%),壽命為砌襯的3/4。 生鐵是高爐產品(指高爐冶煉生鐵),而高爐的產品不只是生鐵,還有錳鐵等,屬於鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。
高爐煉鐵的特點:規模大,不論是世界其它國家還是中國,高爐的容積在不斷擴大,如我國寶鋼高爐是4063立方米,日產生鐵超過10000噸,爐渣4000多噸,日耗焦4000多噸。 高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐,並使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣,聚集在爐缸中,定期從鐵口、渣口放出。
鼓風機送出的冷空氣在熱風爐加熱到800~1350℃以後,經風口連續而穩定地進入爐缸,熱風使風口前的焦炭燃燒,產生2000℃以上的熾熱還原性煤氣。上升的高溫煤氣流加熱鐵礦石和熔劑,使成為液態;並使鐵礦石完成一系列物理化學變化,煤氣流則逐漸冷卻。下降料柱與上升煤氣流之間進行劇烈的傳熱、傳質和傳動量的過程。
下降爐料中的毛細水分當受熱到100~200℃即蒸發,褐鐵礦和某些脈石中的結晶水要到500~800℃才分解蒸發。主要的熔劑石灰石和白雲石,以及其他碳酸鹽和硫酸鹽,也在爐中受熱分解。石灰石中CaCO3和白雲石中MgCO3的分解溫度分別為900~1000℃和740~900℃。鐵礦石在高爐中於 400℃或稍低溫度下開始還原。部分氧化鐵是在下部高溫區先熔於爐渣,然後再從渣中還原出鐵。
焦炭在高爐中不熔化,只是到風口前才燃燒氣化,少部分焦炭在還原氧化物時氣化成CO。而礦石在部分還原並升溫到1000~1100℃時就開始軟化;到1350~1400℃時完全熔化;超過1400℃就滴落。焦炭和礦石在下降過程中,一直保持交替分層的結構。由於高爐中的逆流熱交換,形成了溫度分布不同的幾個區域,①區是礦石與焦炭分層的干區,稱塊狀帶,沒有液體;②區為由軟熔層和焦炭夾層組成的軟熔帶,礦石開始軟化到完全熔化;③區是液態渣、鐵的滴落帶,帶內只有焦炭仍是固體;④風口前有一個袋形的焦炭迴旋區,在這里,焦炭強烈地迴旋和燃燒,是爐內熱量和氣體還原劑的主要產生地。 早期的小高爐爐壁無冷卻設備,19世紀60年代高爐磚襯開始用水冷卻。冷卻設備主要有冷卻水箱和冷卻壁兩種。因高爐各部分熱負荷而異。爐底四周和爐缸使用碳磚時採用光面冷卻壁。爐底之下可用空氣、水或油冷卻。爐腹使用碳磚時可從外部向爐殼噴水冷卻,使用其他磚襯時,用冷卻水箱或鑲磚冷卻壁。爐腰和爐身下部多採用傳統的銅冷卻水箱,左右間距250~300毫米,上下間距1~1.5米。爐身上部可採用各種形式的冷卻設備,一般用鑄鐵或鋼板焊接的冷卻水箱。近幾年來爐腰和爐身有的用鑲磚冷卻壁汽化冷卻。但爐身下部由於熱負荷較高,多改用強制循環純水冷卻;爐喉一般不冷卻。冷卻介質過去使用工業水,現在改用軟水和純水。直流或露天循環供水系統也已被強制循環供水系統所代替,後者優點是熱交換好、無沉澱、消耗水量少等。
㈤ 高爐煤氣知識
高爐煤氣是含有可燃一氧化碳的氣體,是一種低熱值的氣體燃料,可以用於冶金企業的自用燃氣,如加熱熱軋的鋼錠、預熱鋼水包等。以下是由我整理關於高爐煤氣知識的內容,希望大家喜歡!
高爐煤氣的定義
高壓鼓風機(羅茨風機)鼓風,通過熱風爐加熱後進入了高爐,這種熱風和焦炭助燃,產生二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙熱的焦炭產生一氧化碳,一氧化碳在上升的過程中,還原了鐵礦石中的鐵元素,使之成為生鐵,這就是煉鐵的化學過程。鐵水在爐底暫時存留,定時放出用於直接煉鋼或鑄錠。
這時候在高爐的爐氣中,還有大量的過剩的一氧化碳,這種混和氣體,就是“高爐煤氣”。
高爐煤氣的成分
高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品,主要成分為:CO、CO2、N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量約佔25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2、 N2的含量分別佔15%、55 %,熱值僅為3500KJ/m³左右。高爐煤氣的成分和熱值與高爐所用的燃料、所煉生鐵的品種及冶煉工藝有關,現代的煉鐵生產普遍採用大容積、高風溫、高冶煉強度、高噴煤粉量的生產工藝,採用這些先進的生產工藝提高了勞動生產率並降低能耗,但所產的高爐煤氣熱值更低,增加了利用難度。高爐煤氣中的CO2, N2既不參與燃燒產生熱量,也不能助燃,相反,還
吸收大量的燃燒過程中產生的熱量,導致高爐煤氣的理論燃燒溫度偏低。高爐煤氣的著火點並不高,似乎不存在著火的障礙,但在實際燃燒過程中,受各種因素的影響,混合氣體的溫度必須遠大於著火點,才能確保燃燒的穩定性。高爐煤氣的理論燃燒溫度低,參與燃燒的高爐煤氣的量很大,導致混合氣體的升溫速度很慢,溫度不高,燃燒穩定性不好。
燃燒反應能夠發生的另一條件是氣體分子間能夠發生有效碰撞,即擁有足夠能量的相互之間能夠發生氧化反應的分子間發生的碰撞,大量的C02、N2的存在,減少了分子間發生有效碰撞的幾率,宏觀上表現為燃燒速度慢,燃燒不穩定。
高爐煤氣中存在大量的CO2、N2,燃燒過程中基本不參與化學反應,幾乎等量轉移到燃燒產生的煙氣中,燃高爐煤氣產生的煙氣量遠多於燃煤。
高爐煤氣加熱特點
一、高爐煤氣需要預熱
同體積的高爐煤氣的發熱量較焦爐煤氣低得多,一般為3300—4200KJ/m3。熱值低的高爐煤氣是不容易燃燒的,為了提高燃燒的熱效應,除了空氣需要預熱外,高爐煤氣也必須預熱。因此使用高爐煤氣加熱時,燃燒系統上升氣流的蓄熱室中,有一半用來預熱空氣,另一半用來預熱煤氣。煤氣與空氣一樣,經過斜道進入燃燒室立火道進行燃燒。
二、燃燒系統的阻力大
用高爐煤氣加熱時,耗熱量高(一般比焦爐煤氣高15%左右),產生的廢氣多,且密度大,因而阻力也較大。而上升氣流雖然供入的空氣量較少,但由於上升氣流僅一半蓄熱室通過空氣,因此上升氣流空氣系統和阻力仍比焦爐煤氣加熱時要大。
三、高爐煤氣燃燒火焰較長
高爐煤氣中的惰性氣體約佔60%以上。因而火焰較長,焦餅上下加熱的均勻性較好。
由於通過蓄熱室預熱的氣體量多,因此蓄熱室、小煙道和分煙道的廢氣溫度都較低。小煙道廢氣出口溫度一般比使用焦爐煤氣加熱時低40--60℃。
四、高爐煤氣毒性大
高爐煤氣中CO的含量一般為25%--30%,為了防止空氣中CO含量超標,必須保持煤氣設備嚴密。高爐煤氣設備在安裝時應嚴格按規定達到試壓標准,如果閑置較長時間再重新使用前,必須再次進行打壓試漏,確認管道、設備嚴密後才能改用高爐煤氣加熱。日常操作中,還應對交換旋塞定期清洗加油,對水封也應定期檢查,保持滿流狀態,蓄熱室封牆,小煙道與聯接管處的檢查和嚴密工作應經常進行。
高爐煤氣進入交換開閉器後即處於負壓狀態。一旦發現該處出現正壓,應立即查明原因組織人力及時處理,確保高爐煤氣進入交換開閉器後處於負壓狀態。
五、高爐煤氣含塵量大
焦爐所用的高爐煤氣含塵量要求最大不超過15mg/m3。2012年以來由於高壓爐頂和洗滌工藝的改善,高爐煤氣含塵量可降到5mg/m3以下,但長期使用高爐煤氣後,煤氣中的灰塵也會在煤氣通道中沉積下來,使阻力增加,影響加熱的正常調節,因而需要採取清掃措施。
㈥ 什麼是水渣微粉
水渣是煉鐵熱熔狀態的高爐渣沖入水中急速冷卻產生的固體廢料。把水渣經過烘乾,研磨製成的粉料就是微粉。
水渣粉的用途:
主要是用於生產水泥的混合料。
水渣,又稱高爐水淬礦渣,是高爐煉鐵產生的副產品,在水泥行業又叫礦粉。水渣作為生產水泥的主要混合料之一,有很長的應用歷史。水渣作建材用於生產水泥和混凝土,由於水渣具有潛在的水硬膠凝性能,在水泥熟料石灰石膏等激發劑作用下,可以作為優質的水泥原料,可製成礦渣硅酸鹽水泥石膏礦渣水泥石灰礦渣水泥礦渣磚礦渣混凝土等。傳統的水泥生產工藝是將水泥熟料和某些混合材料包含水渣等一同混進球磨機粉磨。
㈦ 鋼渣和高爐礦渣有什麼區別
一、來源不同
1、鋼渣:鋼渣是冶金工業中產生的廢渣。由生鐵中的硅、錳、磷、硫等雜質在熔煉過程中氧化而成的各種氧化物以及這些氧化物與溶劑反應生成的鹽類所組成。
2、高爐礦渣:在高爐煉鐵過程中的副產品。煉鐵過程中,氧化鐵還原成金屬鐵,鐵礦石中的二氧化硅、氧化鋁等雜質與石灰等反應生成以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物,經過淬冷成質地疏鬆、多孔的粒狀物即為高爐礦渣。
二、成分不同
1、鋼渣:鋼渣含有多種有用成分:金屬鐵2%~8%,氧化鈣40%~60%,氧化鎂3%~10%,氧化錳1%~8%,故可作為鋼鐵冶金原料使用。
2、高爐礦渣:礦渣的化學成分有CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、MnO、Fe₂O₃等氧化物和少量硫化物如CaS、MnS等,一般來說,CaO、SiO₂和Al₂O₃的含量佔90%以上。
三、用途不同:
1、鋼渣:鋼渣作為二次資源綜合利用有兩個主要途徑,一個是作為冶煉溶劑在本廠循環利用,不但可以代替石灰石,可從中回收大量的金屬鐵和其他有用元素;另一個是作為製造築路材料、建築材料或農業肥料的原材料。
2、高爐礦渣:工業生產中,礦渣發揮著著重要的作用,尤其是一些重大型工廠。礦渣製成提煉加工為礦渣水泥、礦渣微粉、礦渣粉、礦渣硅酸鹽水泥、礦渣棉、高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、銅礦渣、礦渣立磨。
(7)高爐的副產品有哪些擴展閱讀
1、回收廢鋼鐵,鋼渣中含有較大數量的鐵,平均質量分數約為25%,其中金屬鐵約 佔10%。磁選後,可 回 收 各粒級的廢鋼,其中大部分含鐵品位高的鋼渣作為煉鋼、煉鐵原料。
2、礦渣微粉摻入混凝土中,在混凝土內部的鹼性環境中,礦粉能與水泥的水化產物Ca(0H)₂發生「二次水化反應」。
㈧ 什麼是高爐工藝備件
煉鐵高爐的工藝流程:
高爐冶煉是一個連續的生產過程,全過程在爐料自上而下,煤氣自下而上的相互接觸過程中完成。爐料按一定批料從爐頂裝入爐內,從風口鼓入由熱風爐加熱到1000-1300°C熱風,爐料中焦炭在風口前燃燒,產生高溫和還原性氣體,在爐內上升過程中加熱緩慢下降的爐料,並還原鐵礦石中的氧化物為金屬鐵。
礦石升至一定溫度後軟化,熔融滴落,礦山中未被還原的物質形成熔渣,實現渣鐵分離。渣鐵聚集於爐缸內,發生諸多反應,最後調整成分和溫度達到終點,定期從爐內排放爐渣和鐵水。上升的煤氣流將能量傳給爐料而使溫度降低,最終形成高爐煤氣從爐頂導出管排出,進入除塵系統。
(8)高爐的副產品有哪些擴展閱讀:
生鐵的冶煉雖原理相同,但由於方法不同、冶煉設備不同,所以工藝流程也不同。下面分別簡單予以介紹。
高爐生產是連續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成,現代化高爐是鍾閥爐頂和無料鍾爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300攝氏度),噴入油、煤或天然氣等燃料。
裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。
鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵後,作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。
生鐵是高爐產品(指高爐冶煉生鐵),而高爐的產品不只是生鐵,還有錳鐵等,屬於鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。
鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產原燃料進行煤礦的生產,將其與鐵礦粉混合,製成塊狀,用連續式爐進行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦。再經過專業設備加工,最後經過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。
這一技術使用較高含量的鐵焦代替原始含量,經過實驗表明會節省大量的焦與主焦煤,也通過這一試驗說明鐵焦具有提高反應速率的作用,證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達到 30%。這項技術正在日本的各個工廠進行實際生產,而且取得了一定的成果。但是現階段技術還未完全成型,還需要大量實驗進行完善。