高炉炼铁基本概念与工艺设备.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,冶金概论,General Discussion of Metallurgy,3.高炉炼铁,Chapter,III,：Blast Furnace Ironmaking,3.1,高炉炼铁基本概念,高炉炼铁,高炉炼铁,是为炼钢提供铁原料的主要方法,高炉在钢铁联合企业中的地位,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉原料,铁矿石,熔 剂,其他含铁代用品,天然块矿人造富矿,烧结矿,球团矿,碱性熔剂 石灰、,石灰石、白云石,酸性熔剂 硅石,特殊熔剂 萤石,高炉、转炉炉尘,残铁,轧钢铁皮,硫酸渣,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉燃料,固体燃料,气体燃料,焦 炭,煤 粉,焦炉煤气,高炉煤气,用于高炉本体,用于热风炉,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉内型,是用耐火材料砌筑而成的，供高炉冶炼的内部空间的轮廓。,炉喉 Throat,炉身 Shaft,高炉本体,炉腰 Belly,炉腹 Bosh,炉 缸 Hearth,风口Tuyere,铁口 Taphole,渣口 Slag taphole,高炉有效容积,代表高炉的大小或生产能力,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,荷兰Corus Ijmuiden钢铁公司高炉发展,高炉编号,1,2,3,4,5,6,7,大 小,建成年份,1924,1926,1930,1958,1961,1967,1972,炉缸直径/m,5.6,5.6,5.9,8.5,9.0,11.0,13.8,工作容积/m,3,519,519,598,1413,1492,2328,3790,初期产量(t/d),280,280,360,1380,1700,3000,5000,当前/最终产量(t/d),1000,1000,1100,3500,3700,7000,10500,拆除年份,1974,1974,1991,1997,1997,上一次大修,2002,1991,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉生产主要技术经济指标,1、有效容积利用系数(,u,),定义：每立方米高炉有效容积每天生产的铁水量t/(m,3,d),大型和超大型高炉,u,=2.52.8 t/(m,3,d),2、焦比(K),定义：高炉冶炼每吨生铁消耗的焦炭量(kg/t),我国焦比为250650kg/t,3、煤比(M),定义：高炉冶炼每吨生铁向高炉喷吹的煤粉量(kg/t),我国煤比为50250kg/t,4、燃料比(焦比煤比),定义：高炉冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和(kg/t),我国燃料比为450700kg/t,高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,5、综合焦比(K,),定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的焦 比(kg/t),煤粉置换比通常小于1.0，一般在0.750.90之间,6、冶炼强度(,I,),定义：每立方米高炉有效容积每天消耗的(干)焦炭量,t/(m3d),一般为0.8 1.0,t/(m,3,d),7、综合冶炼强度(,I,),定义：将喷入高炉的煤粉折算成相应数量的焦炭后计算的冶炼强度,t/(m,3,d),大型或超大型高炉达到1.2 1.6,t/(m,3,d),高炉炼铁基本概念,3.1,高炉炼铁,高炉有效容积利用系数=冶炼强度/焦比,8、工序能耗,Ci=(燃料消耗+动力消耗-回收二次能源)/产品产量吨标准煤/t),1kg标准煤的发热量为7000千卡(29310kJ),2009年15月全国重点钢铁企业高炉,燃料比,为518kg/t，,热风温度,为1158，,炼铁工序能耗,为413.30kg标准煤/t，,入炉焦比,为374kg/t，,喷煤比,为144kg/t。,高炉炼铁基本概念,3.1,例题：,某高炉容积2000m,3,，年产150万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150kg，置换比为0.9，计算高炉,有效容积利用系数,、,焦比,、,燃料比,、,综合焦比,及,冶炼强度,各为多少？,答案：,利用系数,：2.05t/m,3,d,焦 比,：400kg/tFe,燃料比,：550kg/tFe,综合焦比,：535kg/tFe,冶炼强度,：0.822t/m,3,d,高炉炼铁,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.1 高炉本体,(Blast Furnace Body),钢结构,炉衬,冷却设备,送风装置,检测仪器设备,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,由四根支柱和多层横向拉杆组成。上至炉顶平台，下接高炉基础，与高炉中心成对称布置。,钢结构：,包括炉体,支承结构,和,炉壳,高强度钢板,焊接而成，起,承重,、,密封煤气,和,固定冷却器,的作用。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,炉衬：,由,耐火砖,砌筑而成,炉衬寿命将随着冶炼条件而变，但最薄弱的环节应在,炉底（含炉缸）,和,炉身,。,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却设备：,降低炉衬温度,，提高炉衬材料抗机械、化学和热产生的侵蚀能力，使炉衬材料处于良好的服役状态。,光面冷却壁,镶砖冷却壁,用于冷却,炉缸,和,炉底,炭砖,用于冷却,炉腹、炉腰,和,炉身,各部位的炉衬,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,冷却板,纯铜,制造，安装时水平插入炉衬砖层中，对炉衬具有一定的,支托作用,。,风 口Tuyere,纯铜,制造，由,大套,、,中套,和,小套,组成。,鼓风进入炉缸的入口,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,送风装置,热风围管,Bustle Pipe,送风支管,Blast Pipe,热风围管,与连接热风炉的,热风总管,相连，在热风围管上均匀分布着数十套,送风支管,。,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.2 炉顶装料设备,(Charging Equipment),双钟炉顶(Double Bell Charging),打开小料钟,，炉料落入大料斗内。,开大钟均压阀,，使大料钟上下压力一致。,打开大料钟,，将炉料布入炉内。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,无钟炉顶(Bell-less Top Charging),采用可任意改变倾角的,旋转溜槽,完成布料任务。,可实现,单环,、,多环,、,螺旋,、,定点,、,扇形,布料方式。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.3 热风炉,(Hot Stove),任务：,向高炉连续不断地输送温度高达,11001300,的热风。,按结构形式分类,内燃式,Internal combustion type,顶燃式,Top combustion type,外燃式,External combustion type,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,蓄热式热风炉的构成,(以外燃式为例),燃烧室,蓄热室,烘 顶,储存,煤气燃烧产生的大量,热量,煤气燃烧,产生热量,的空间,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,工作过程：,燃烧期,换炉,送风期,34座热风炉交替进行燃烧和送风作业，向高炉连续不断地输送高温鼓风。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.4 煤气系统,(BFG System),煤气引导管道,除尘设备,余压发电,顶压调节,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,粗除尘,重力除尘器在高炉煤气除尘系统中用的,最普遍,。,重力除尘器可以除去粒径大于30m的大颗粒灰尘，,除尘率可达80%,，出口的煤气含尘量为210g/m,3,。,重力除尘器,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘,(湿法),文氏管,收缩管,喉 口,扩张管,文氏管除尘器除去粉尘的同时，也使煤气流得到冷却。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,精除尘,(干法),布袋除尘,布袋房,集尘仓,进出气孔,反清仓管道,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,3.2.5 渣铁处理,(Treatment of Slag and Iron),由高炉炉缸排出的渣铁经出铁场的主沟上的渣铁分离器分开，,铁水,经摆动流咀装入鱼雷罐车运到炼钢厂炼钢。,炉渣,则进一步处理变成,水渣,或,干渣,。,大型高炉每天出铁12次以上,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,渣铁分离器,保证渣铁分离的装置,。其所以能够将炉渣在大闸前从侧面的渣沟排出，是由于渣沟底面高于大闸后的小坝。,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,因巴(INBA)设备,投资费用大，,但,技术上最为成熟,，实际应用的高炉较多。,水渣处理,动画视频,高炉炼铁工艺设备,3.2,高炉炼铁,练习：,请将图中高炉的不同部分放在正确的位置,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,炼铁生产流程,炉顶装料,风口鼓风,炉内熔炼,定期排渣铁,煤气溢出,高炉冶炼原理,3.3,高炉炼铁,块状带：,t 570,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeO Fe,t 570,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,Fe,t=570,Fe,X,OFe,3,O,4,-Fe,风口回旋区的燃烧反应,用CO、H,2,作还原剂的还原反应,(间接还原),高炉炼铁,Fe-O-C和Fe-O-H体系中平衡气相组成,高炉炼铁,高炉炼铁,用固体碳还原氧化铁,(直接还原),C的直接还原均为吸热反应,高炉炼铁,用固体碳直接还原铁氧化物的衡状态图解,直接还原与间接还原区域分界线,高炉炼铁,间 接,剧烈熔损温度,直 接,开始熔损温度,间接+直接,1000区域(上部),只有间接还原,1000区域(中部),直接还原开始,熔损及水煤气反应剧烈进行的区域(下部),间接还原消失,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeO Fe,间接,间接,间+直,长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上，要不断反思、关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人穷，也要穷的有骨气！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎,?,死而后已，不亦远乎,?,心中有理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎,?,与朋友交而不信乎,?,传不习乎,?,若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担当。为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立志，难成！海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰,:“,知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”真正努力精进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学技术，都需要无数次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁击溃过你，都不重要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。最深的孤独不是长久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一个人的价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。人若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便是黑暗中的那一盏明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目标，去承受常人承受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服的枕头。嫉妒他人，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待阳光，人就会从卑微中站起来，带着封存梦想去拥抱蓝天。成功需要成本，时间也是一种成本，对时间的珍惜就是对成本的节约。人只要不失去方向，就不会失去自己。过去的习惯，决定今天的你，所以，过去的懒惰，决定你今天的一败涂地。让我记起容易，但让我忘记我怕我是做不到。不要跟一个人和他议论同一个圈子里的人，不管你认为他有多可靠。想象困难做出的反应，不是逃避或绕开它们，而是面对它们，同它们打交道，以一种进取的和明智的方式同它们奋斗。他不爱你，你为他挡一百颗子弹也没用。坐在电脑前，不知道做什么，却又不想关掉它。做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾。发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。意志的出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。即使遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。意志坚强，只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。,