武汉科技大学冶金概论课件高炉炼铁

第二章

高炉炼铁

主要内容2.1 2.2 2.3 2.4高炉冶炼用原料高炉炼铁原理高炉结构及附属设备高炉操作

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2.1高炉冶炼用原料2.1.1主要原料 2.1.2烧结 2.1.3球团

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2.1.1主要原料高炉冶炼用的原料主要有铁矿石(天然富矿和人造富矿)、燃料(焦炭和喷吹燃料)、熔剂 (石灰石与白云石等)。冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石， 0.4~0.6t焦炭，0.2~0.4t熔剂。高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。

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铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)

褐铁矿(mFe2O3·nH2O)菱铁矿(FeCO3)

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铁矿石处理工艺流程矿石→破碎→筛分→富矿→混匀→天然块矿→高炉；矿石→破碎→筛分→贫矿→磨矿→筛分→选矿→造块→人造富矿→高炉

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燃料焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。粒度：大型高炉 40~60mm;中型高炉 25~40mm;小型高炉 15~25mm;喷吹燃料：固体(无烟煤与烟煤粉)液体(重油、煤焦油)气体(天然气或焦炉煤气)2010-3-28/07:29:187

熔剂熔剂主要使用石灰石和白云石；熔剂的要求：有效成分含量高(CaO+MgO);有害杂质S、P低；粒度均匀，强度好，粉末少。熔剂的作用：助熔，改善流动性，使渣铁容易分离；脱硫(焦炭和矿石中S)。2010-3-28/07:29:188

2.1.2烧结将各种粉状铁，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，所的到的块矿叫烧结矿。

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抽风烧结工艺流程

烧结过程示意图烧结料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、燃烧层、预热和干燥层、过湿层，然后又相继消失，最后剩下烧结矿层。

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烧结过程的主要反应燃烧反应：C+O2,烧结废气中以CO2为主，存在少量CO,还有一些自由氧和氮。 2C+O2=2CO; C+O2=CO2分解反应：结晶水的分解：褐铁矿(mFe2O3·nH2O)高岭土(Al2O3· 2SiO2·2H2O)熔剂分解：CaCO3=CaO+CO2(750℃以上) MgCO3=MgO+CO2(720℃)2010-3-28/07:29:1812

烧结过程的主要反应还原与再氧化反应：Fe、Mn等靠近燃料颗粒处：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2;远离燃料颗粒处：2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3; 3FeO+1/2O2=Fe3O4.

气化反应：脱硫85%~95%。 FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 2FeS+7/2O2=Fe2O3+2SO22010-3-28/07:29:1813

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烧结矿的形成烧结矿是一种由多种矿物组成的复合体。由含铁矿物和脉石矿物组成的液相粘结在一起组成。含铁矿物有磁铁矿、方铁矿(或浮氏体)、赤铁矿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。2010-3-28/07:29:1814

烧结厂巡视

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烧结机世界上90%以上烧结矿由抽风带式烧结机生产，其主要设备为烧结台车。

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