高爐煉鐵生產(chǎn)工藝

前言

鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。近年來(lái)，我國(guó)高爐煉鐵工業(yè)處于高速發(fā)展階段，2008年全國(guó)生鐵產(chǎn)量達(dá)到46億噸，粗鋼產(chǎn)量突破5億噸。同時(shí)高爐煉鐵技術(shù)也取得了較大進(jìn)步，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵焦比達(dá)到392kg/t，熱風(fēng)溫度達(dá)到1125℃，噴煤比達(dá)到137kg/t，利用系數(shù)達(dá)到2677t/(m3·d)。但在資源和能源利用率、高爐大型化、提高產(chǎn)業(yè)集中度以及環(huán)保等方面還有很大差距，尚有6000多萬(wàn)噸/年生產(chǎn)能力屬于淘汰之列，造成中國(guó)煉鐵技術(shù)發(fā)展不平衡。所以，中國(guó)煉鐵工業(yè)要加快淘汰落后技術(shù)裝備的進(jìn)程，要大力推動(dòng)各項(xiàng)煉鐵先進(jìn)技術(shù)裝備的發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)煉鐵企業(yè)的清潔生產(chǎn)，使我國(guó)鋼鐵工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的道路。2009年3月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中，分析了當(dāng)前我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)面臨的形勢(shì)，提出了調(diào)整和振興鋼鐵產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想、基本原則、目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)及政策措施。強(qiáng)調(diào)要控制鋼鐵生產(chǎn)總量，淘汰落后產(chǎn)能，加快聯(lián)合重組，加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步和自主創(chuàng)新，做好節(jié)能減排。為了適應(yīng)這種新形勢(shì)的需要，加快行業(yè)的發(fā)展與調(diào)整，我們整理了國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵的技術(shù)現(xiàn)狀，并結(jié)合我們多年的研究與教學(xué)成果，編寫(xiě)了本書(shū)。全書(shū)共分14章，主要內(nèi)容包括：高爐煉鐵原料和燃料；鐵礦粉造塊；高爐冶煉原理；高爐爐體結(jié)構(gòu)及維護(hù)；高爐冶煉基本操作制度；高爐原料系統(tǒng)；高爐熱風(fēng)爐操作；高爐爐前操作；高爐爐況判斷與調(diào)節(jié)；高爐噴吹操作；高爐強(qiáng)化冶煉；高爐煉鐵綜合計(jì)算；煉鐵環(huán)境保護(hù)。本書(shū)著重介紹了高爐煉鐵生產(chǎn)工藝、操作過(guò)程、工藝參數(shù)及相關(guān)的理論與計(jì)算，盡可能結(jié)合近年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步，通俗易懂，理論與實(shí)踐相結(jié)合，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和普及性。本書(shū)由林萬(wàn)明、宋秀安編著，第1章、第6～13章由林萬(wàn)明編寫(xiě)，第2～5章、第14章由宋秀安編寫(xiě)，全書(shū)由林萬(wàn)明統(tǒng)稿和校對(duì)。在編寫(xiě)過(guò)程中得到陳津教授、王社斌教授及同事們的諸多幫助，在此對(duì)他們的幫助表示衷心的感謝。本書(shū)可供高爐生產(chǎn)工程技術(shù)人員及冶金專業(yè)的相關(guān)人士使用，也可供高等院校師生使用和參考。由于時(shí)間緊迫，加之水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，書(shū)中不足之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《高爐煉鐵生產(chǎn)工藝》是在整理國(guó)內(nèi)外高爐冶煉最新發(fā)展及作者個(gè)人多年科研與生產(chǎn)的基礎(chǔ)上編著而成，著重介紹了高爐煉鐵生產(chǎn)工藝、操作技術(shù)、工藝參數(shù)及相關(guān)的理論與計(jì)算等。內(nèi)容包括：高爐煉鐵原料和燃料、鐵礦粉造塊、高爐爐體結(jié)構(gòu)及維護(hù)、高爐冶煉基本操作制度、高爐原料高爐熱風(fēng)爐操作技術(shù)、高爐爐前操作技術(shù)、高爐爐況判斷與調(diào)節(jié)、高爐噴吹操作技術(shù)、高爐強(qiáng)化冶煉、高爐煉鐵綜合計(jì)算及煉鐵環(huán)境保護(hù)等?！　　陡郀t煉鐵生產(chǎn)工藝》綜合了近年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步，通俗易懂，理論與實(shí)踐相結(jié)合，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和普及性。可供高爐生產(chǎn)工程技術(shù)人員及管理人員學(xué)習(xí)參考，也可用作高等院校的冶金教材。

書(shū)籍目錄

第1章 概述1.1 高爐煉鐵工業(yè)的發(fā)展過(guò)程1.1.1 煉鐵技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史1.1.2 我國(guó)煉鐵工業(yè)的發(fā)展1.2 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程1.3 高爐煉鐵產(chǎn)品1.3.1 生鐵1.3.2 爐渣1.3.3 煤氣1.3.4 爐塵1.4 高爐煉鐵生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參考文獻(xiàn)第2章 高爐煉鐵原料和燃料2.1 鐵礦石2.1.1 鐵礦石的分類及主要特性2.1.2 鐵礦石的要求2.2 熔劑2.2.1 熔劑在高爐煉鐵中的作用2.2.2 熔劑的質(zhì)量要求2.2.3 石灰生產(chǎn)工藝2.3 其他含鐵代用品2.3.1 高爐煉鐵用錳礦2.3.2 鉻鐵礦2.3.3 其他含鐵原料2.4 燃料2.4.1 燃料及其種類2.4.2 煤的焦化參考文獻(xiàn)第3章 鐵礦粉造塊3.1 鐵礦粉燒結(jié)理論3.1.1 燒結(jié)過(guò)程料層的變化3.1.2 燃料的燃燒和熱交換3.1.3 水分的蒸發(fā)和冷凝3.1.4 燒結(jié)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)3.1.5 固相間的反應(yīng)與液相生成3.1.6 冷卻、凝固和燒結(jié)礦的形成3.2 燒結(jié)生產(chǎn)工藝及設(shè)備3.2.1 燒結(jié)原料的準(zhǔn)備3.2.2 配料與混合3.2.3 燒結(jié)生產(chǎn)3.2.4 產(chǎn)品處理3.2.5 燒結(jié)廠的余熱利用3.3 球團(tuán)礦生產(chǎn)過(guò)程的基本理論3.3.1 成球理論3.3.2 球團(tuán)粘接劑——膨潤(rùn)土3.3.3 生球焙燒機(jī)理3.4 球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝3.4.1 球團(tuán)礦生產(chǎn)迅速發(fā)展的原因3.4.2 球團(tuán)礦生產(chǎn)方法及工藝流程3.4.3 豎爐球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝3.4.4 帶式焙燒機(jī)3.4.5 鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)3.5 成品礦質(zhì)量檢驗(yàn)3.5.1 燒結(jié)礦質(zhì)量檢驗(yàn)3.5.2 生球和球團(tuán)礦質(zhì)量檢驗(yàn)參考文獻(xiàn)第4章 高爐冶煉原理4.1 爐料在爐內(nèi)的物理化學(xué)變化4.1.1 高爐爐內(nèi)的狀況4.1.2 水分的蒸發(fā)與分解反應(yīng)4.1.3 揮發(fā)物的揮發(fā)4.1.4 碳酸鹽的分解4.1.5 氣化反應(yīng)4.1.6 析碳反應(yīng)4.2 高爐內(nèi)的還原過(guò)程4.2.1 還原反應(yīng)的概念4.2.2 高爐內(nèi)鐵氧化物的還原4.2.3 高爐內(nèi)非鐵元素的還原4.2.4 生鐵的生成與滲碳過(guò)程4.3 高爐造渣和脫硫4.3.1 高爐爐渣的來(lái)源與成分4.3.2 爐渣堿度4.3.3 成渣過(guò)程4.3.4 生鐵去硫4.4 高爐內(nèi)燃料燃燒過(guò)程4.4.1 燃料燃燒4.4.2 回旋區(qū)及燃燒帶4.5 高爐內(nèi)爐料和煤氣的運(yùn)動(dòng)4.5.1 爐料運(yùn)動(dòng)4.5.2 煤氣運(yùn)動(dòng)參考文獻(xiàn)第5章 高爐爐體結(jié)構(gòu)及維護(hù)5.1 高爐爐型5.1.1 高爐爐型發(fā)展5.1.2 高爐爐型表示方法5.1.3 高爐爐型尺寸與高爐冶煉的關(guān)系5.1.4 高爐料線及容積5.1.5 高爐爐體結(jié)構(gòu)5.2 高爐爐襯結(jié)構(gòu)5.2.1 高爐爐襯破損原因5.2.2 高爐對(duì)耐火材料的要求5.2.3 高爐常用耐火材料5.2.4 高爐爐襯結(jié)構(gòu)及耐火材料使用5.3 高爐爐體冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)5.3.1 高爐冷卻目的5.3.2 冷卻介質(zhì)選擇及處理5.3.3 高爐各部位冷卻設(shè)備5.3.4 高爐冷卻水系統(tǒng)5.4 爐體維護(hù)5.4.1 爐體維護(hù)的重要性5.4.2 高爐維護(hù)措施5.4.3 高爐爐役后期的操作維護(hù)參考文獻(xiàn)第6章 高爐冶煉基本操作制度6.1 送風(fēng)制度6.1.1 選擇適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能6.1.2 選擇合理的理論燃燒溫度6.1.3 送風(fēng)制度的調(diào)節(jié)6.2 熱制度6.2.1 熱制度的選擇6.2.2 影響熱制度的主要因素6.3 造渣制度6.3.1 成渣過(guò)程對(duì)高爐冶煉的影響6.3.2 高爐冶煉對(duì)爐渣性能的要求6.4 裝料制度6.4.1 裝入順序和裝入方法6.4.2 影響爐料分布的因素6.4.3 裝料制度的調(diào)節(jié)參考文獻(xiàn)第7章 高爐原料系統(tǒng)7.1 原料供應(yīng)7.1.1 原料的貯存與混勻7.1.2 貯礦槽7.1.3 槽下供料7.1.4 料車(chē)坑7.2 上料系統(tǒng)7.2.1 斜橋料車(chē)式上料機(jī)7.2.2 皮帶機(jī)上料系統(tǒng)7.3 裝料設(shè)備7.3.1 鐘式爐頂裝料設(shè)備7.3.2 鐘閥式爐頂7.3.3 無(wú)料鐘爐項(xiàng)7.3.4 均壓控制裝置7.3.5 探料裝置參考文獻(xiàn)第8章 高爐熱風(fēng)爐操作技術(shù)8.1 熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)及其主要設(shè)備8.1.1 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐8.1.2 改進(jìn)型熱風(fēng)爐8.1.3 外燃式熱風(fēng)爐8.1.4 頂燃式熱風(fēng)爐8.1.5 球式熱風(fēng)爐8.2 熱風(fēng)爐用耐火材料8.2.1 熱風(fēng)爐砌體破損機(jī)理8.2.2 熱風(fēng)爐用耐火材料的主要特性8.3 熱風(fēng)爐的燃料及燃燒計(jì)算8.3.1 熱風(fēng)爐燃料8.3.2 燃燒計(jì)算8.4 熱風(fēng)爐的操作8.4.1 熱風(fēng)爐的燃燒制度8.4.2 熱風(fēng)爐的送風(fēng)制度8.4.3 熱風(fēng)爐換爐和休風(fēng)操作8.5 提高風(fēng)溫的措施參考文獻(xiàn)第9章 高爐爐前操作技術(shù)9.1 爐前操作平臺(tái)9.1.1 風(fēng)口平臺(tái)9.1.2 出鐵場(chǎng)9.2 出鐵設(shè)備與鐵溝9.2.1 開(kāi)口機(jī)9.2.2 泥炮9.2.3 爐前吊車(chē)9.2.4 鐵溝與下渣溝9.2.5 鐵水處理設(shè)備9.3 高爐爐前操作指標(biāo)9.3.1 出鐵次數(shù)的確定9.3.2 爐前操作指標(biāo)9.4 出鐵操作9.4.1 出鐵口的構(gòu)造和維護(hù)9.4.2 出鐵操作9.4.3 打開(kāi)出鐵口的方法9.4.4 出鐵事故及處理9.5 撇渣器的操作9.5.1 撇渣器的構(gòu)造9.5.2 撇渣器的操作及注意事項(xiàng)9.5.3 撇渣器的事故與處理9.6 放渣操作9.6.1 放渣操作9.6.2 渣口事故及處理9.6.3 更換渣口的操作9.7 送風(fēng)管路及風(fēng)口9.7.1 送風(fēng)管路9.7.2 更換風(fēng)口操作9.8 爐前用耐火材料9.8.1 對(duì)爐前常用耐火泥料的要求9.8.2 炮泥9.8.3 鐵溝料參考文獻(xiàn)第10章 高爐爐況判斷及調(diào)節(jié)10.1 高爐爐況判斷10.1.1 高爐爐況的直接觀察10.1.2 高爐爐況的間接判斷10.1.3 爐況綜合判斷10.2 高爐冶煉過(guò)程失常與處理10.2.1 正常爐況與失常爐況10.2.2 爐況失常的危害與處理10.3 高爐事故處理10.3.1 爐體跑火、跑渣10.3.2 爐缸燒穿10.3.3 風(fēng)口灌渣10.4 高爐開(kāi)爐、停爐、封爐操作10.4.1 開(kāi)爐10.4.2 高爐停爐10.4.3 封爐10.4.4 高爐休風(fēng)和送風(fēng)參考文獻(xiàn)第11章 高爐噴吹操作技術(shù)11.1 固體燃料噴吹11.1.1 煤的化學(xué)組成及理化性質(zhì)11.1.2 原煤及氣體的供應(yīng)系統(tǒng)11.1.3 煤粉的制備系統(tǒng)11.1.4 煤粉噴吹系統(tǒng)11.1.5 噴煤計(jì)量控制與安全11.2 液體燃料噴吹11.2.1 重油的性質(zhì)11.2.2 噴吹工藝流程及設(shè)備11.2.3 重油的燃燒及其強(qiáng)化參考文獻(xiàn)第12章 高爐強(qiáng)化冶煉12.1 高壓操作12.1.1 高壓操作冶煉特征12.1.2 高壓效果12.1.3 高壓操作注意事項(xiàng)12.2 高風(fēng)溫12.2.1 提高風(fēng)溫對(duì)冶煉的影響12.2.2 提高風(fēng)溫的效果12.2.3 提高風(fēng)溫的途徑12.3 富氧鼓風(fēng)12.3.1 高爐富氧鼓風(fēng)冶煉特點(diǎn)12.3.2 富氧鼓風(fēng)對(duì)高爐冶煉的影響12.3.3 富氧鼓風(fēng)冶煉操作12.4 噴吹燃料12.4.1 高爐噴煤冶煉特征12.4.2 噴吹燃料的效果12.4.3 噴吹燃料對(duì)高爐冶煉的影響12.5 富氧噴煤12.5.1 富氧噴煤特點(diǎn)12.5.2 富氧噴煤冶煉特點(diǎn)12.6 加濕與脫濕鼓風(fēng)12.6.1 加濕鼓風(fēng)12.6.2 脫濕鼓風(fēng)12.7 精料12.8 冶煉低硅生鐵參考文獻(xiàn)第13章 高爐煉鐵綜合計(jì)算13.1 原始資料13.2 高爐配料計(jì)算13.3 物料平衡計(jì)算13.4 熱量平衡計(jì)算13.4.1 熱量收入q收13.4.2 熱量支出q支13.5 焦比及某些有關(guān)指標(biāo)的計(jì)算13.5.1 直接還原度的計(jì)算13.5.2 一氧化碳和氫利用率的計(jì)算13.5.3 焦比的計(jì)算參考文獻(xiàn)第14章 煉鐵環(huán)境保護(hù)14.1 煉鐵生產(chǎn)過(guò)程中的污染源14.1.1 煉鐵生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣來(lái)源14.1.2 煉鐵廢水來(lái)源14.1.3 高爐爐渣14.2 煙塵治理14.2.1 高爐煤氣除塵14.2.2 高爐出鐵場(chǎng)除塵14.2.3 其他含粉塵廢氣處理14.3 廢水治理14.3.1 煉鐵廢水水循環(huán)系統(tǒng)14.3.2 高爐煤氣洗滌廢水處理技術(shù)14.3.3 高爐煤氣洗滌水處理常見(jiàn)工藝14.4 爐渣處理14.4.1 高爐爐渣處理方法概述14.4.2 幾種高爐爐渣處理工藝14.4.3 高爐渣利用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：除了以上分類，鐵礦石按有害雜質(zhì)（S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni Sn、F、As）含量的高低，可分為高硫鐵礦石、低硫鐵礦石、高磷鐵礦石、低磷鐵礦石等；按結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可分為浸染狀礦石、網(wǎng)脈浸染狀礦石、條紋狀礦石、條帶狀礦石、致密塊狀礦石、角礫狀礦石，以及鮞狀、豆?fàn)睢⒛I狀、蜂窩狀、粉狀、土狀礦石等；按脈石礦物可分為石英型、閃石型、輝石型、斜長(zhǎng)石型、絹云母綠泥石型、夕卡巖型、陽(yáng)起石型、蛇紋石型、鐵白云石型和碧玉型鐵礦石等。2.1.2鐵礦石的要求鐵礦石是高爐煉鐵的主要原料，其質(zhì)量的好壞，與冶煉進(jìn)程及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有極為密切的關(guān)系。決定鐵礦石質(zhì)量的主要因素是化學(xué)成分、物理性質(zhì)及其冶金性能。高爐煉鐵對(duì)鐵礦石的要求是：含鐵量高，脈石少，有害雜質(zhì)少，化學(xué)成分穩(wěn)定，粒度均勻，良好的還原性及一定的機(jī)械強(qiáng)度等性能。2.1.2.1鐵礦石品位鐵礦石的品位是指鐵礦石的含鐵量，以TFe％表示。鐵礦石品位是評(píng)價(jià)鐵礦石質(zhì)量的主要指標(biāo)。礦石有無(wú)開(kāi)采價(jià)值，開(kāi)采后能否直接入爐冶煉及其冶煉價(jià)值如何，均取決于礦石的含鐵量。鐵礦石含鐵量高有利于降低焦比和提高產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，礦石品位提高1％，焦比降低2.9／6，產(chǎn)量提高3％。因?yàn)殡S著礦石品位的提高，脈石數(shù)量減少，熔劑用量和渣量也相應(yīng)減少，既節(jié)省熱量消耗，又有利于爐況順行。從礦山開(kāi)采出來(lái)的礦石，含鐵量一般在30％～60％之間。品位較高，經(jīng)破碎篩分后可直接入爐冶煉的稱為富礦。一般當(dāng)實(shí)際含鐵量大于理論含鐵量的70％～90.9，6時(shí)方可直接入爐。而品位較低，不能直接入爐的叫貧礦。貧礦必須經(jīng)過(guò)選礦和造塊后才能入爐冶煉。

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《高爐煉鐵生產(chǎn)工藝》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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