第二章高炉炼铁

高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁的过程。

2.1 高炉炼铁的工艺流程及主要设备

2.1.1 几个基本概念

1 矿物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。其中能够为人类利用的称为有用矿物。

2 矿石：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿物称为矿石。3 矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的品位。

4 脉石：矿石中没有用的成分称为脉石，一般在冶炼过程中需要去除。

5、富矿：含铁品位>50%的铁矿石

赤铁矿：理论含铁量70%

磁铁矿：理论含铁量72.4%

菱铁矿：理论含铁量48 . 3%扣除CO2褐铁矿：理论含铁量和结晶水6、贫矿：实际含铁量低于理论含铁量70%的铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用）

7、块矿和粉矿

富矿破碎、筛分粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿

大中型高炉<45mm

块矿(>5~10mm),上限

<20~25mm

8、精矿：贫矿经过破碎，细磨，并通过磁选或浮选得到的高品位细粉状矿石

细磨

磁铁矿-200目>60~80%细磨

菱铁矿-200目>60~80%浮选褐铁矿磁选细磨赤铁矿-200目>60~80%先磁化焙烧后细磨磁选浮选

2.1.2 高炉炼铁工艺流程及主要设备

一、炼铁流程及设备系统

高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉本体及若干辅助系统组成。

生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部风口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液态渣铁，定期从炉缸渣铁口排出炉外，与炉料进行一系列作用的煤气从炉顶溢出。

矿山 精矿 粉矿

焦化厂 块矿 焦炭

制粉车间

鼓风机 热风炉

球团矿 烧结矿

煤粉

熔剂

热风

炼铁工艺流程图

高 炉

放散 高炉煤气 轧钢厂

水泥厂 铸铁机

炉渣

铁水

2013-12-16

铸造生铁 炼钢生铁 武汉科技大学讲义—朱诚意

转炉炼钢厂 6

由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占世界铁总产量的95%以上。3我国最大的高炉是宝钢3号高炉（4350m）。世界最大高炉达

5000m3以上。

高炉炼铁系统（高炉本体和辅助系统）

2013-12-16

武汉科技大学讲义—朱诚意

2013-12-16

武汉科技大学讲义—朱诚意

二、高炉本体

1、高炉本体概述

包括高炉炉型、炉衬、冷却装置、钢结构及基础。 高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。 炉衬耐火材料围成高炉炉型。

炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达10~15年。 钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。 高炉大小以有效容积的立方米数表示。

高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。

2、高炉炉型概述

1）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何形状称为高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉型。

2）、高炉炉型为圆断面五段式即：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。即高炉内型图所看到的五部分。

2013-12-16

武汉科技大学讲义—朱诚意

huh

h0钟式炉顶：大钟开启时大钟的底边；无钟炉顶：炉喉钢砖的转折点处或钢砖顶部(b)死铁层高度h0(c)高炉有效高度hu

(d)炉头高度h6

(e)高炉全高h

h6huh0

本 体 结 构 中 英 文 对 照

Top ring:炉顶钢圈(炉顶法兰)Offtake :排气管 Top cone:高炉炉头(炉顶锥 形部分)

Armour(炉喉)钢砖Stockline level:料线零位 Throat:炉喉，Stack:炉身 Belly:炉腰 Bosh:炉腹 Tuyere:鼓风口 Tuyere breast:风口中心 Bustle pipe :围管 Tuyere stock:风口支管 Hearth:炉缸

Iron notch:出铁口Schematic of a blast furnace, illustrating some of the defined terms. 2013-12-16 武汉科技大学讲义—朱诚意

Cinder notch/emgency iron notch;出渣口 15

f)高炉有效容积：在有效高度范围 内炉型所包括的空间。用Vu表示 巨型高炉： Vu >4000m3 大型高炉： Vu >620m3 中型高炉： Vu=255~620m3 小型高炉： Vu <100m3 实践表明：炉型设计合理，能促进 高炉冶炼指标的改善和延长高炉的 使用寿命，故炉型是高炉最基本的 工艺参数。现代高炉向大型化发展， 合理炉型总的趋势是矮胖化。 为使高炉保持合理炉型，还要 靠炉体结构或炉墙的合理设计，并 辅以正确的操作制度。2013-12-16 武汉科技大学讲义—朱诚意 16