高炉炼铁基础知识

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第一章高炉冷却的基础知识

第一节高炉冷却理论常识

一. 高炉冷却的目的

高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度。使炉衬凝成渣皮，保护甚至代替炉衬工作，从而获得合理炉型，延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。

高炉冷却是形成保护性渣皮、铁壳、石墨层的重要条件。高炉常用的冷却介质有:水、风、汽水混合物。根据高炉各部位工作条件，炉缸、炉底的冷却目的主要是使铁水凝固的1150℃等温面远离高炉壳，防止炉底、炉缸被渣铁水烧漏。而炉身冷却的目的是为了保持合理的操作炉型和保护炉壳。

二. 高炉冷却的方式

目前国内高炉采用的冷却方式有三种：

1. 工业水开路循环冷却系统

2. 汽化冷却系统

3. 软水密闭循环冷却系统

三.冷却原理

1

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冷却水通过被冷却的部件空腔，并从其表面将热量带走，从而使冷却水的自身温度提高。

t1 ┏━━━┓ t2

水——→┃冷却件┃——→水

┗━━━┛

1.自然循环汽化冷却工作原理：利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形成的压头，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续循环，汽化吸热而达到冷却目的

炼铁厂炉前操作基础知识

一、作业过程内容概述

通过使用开堵口设备、渣铁分离设备、起重设备，按规定时间将炉内高温液态生铁、炉渣排放到铁罐和渣处理系统。

二、本岗位存在的主要危害因素和高风险作业

A、高温铁水 B、煤气中毒 C、机械伤害 D、粉尘 E、高空落物 F、爆炸 G、窒息 H、触电 I、火灾 J、高压气体 K、高空作业 L、交叉作业 P、起重作业Q、出铁作业 三、进入工作岗位前

1、工作时正确穿戴劳保防护用品，严禁穿化纤衣物，严禁班前、班中酒后上岗。 2、必须熟悉炉前设备状况及安全操作规程，熟练掌握事故应急预案。 3、会辨识本岗位危险源点及熟悉自我防范措施。 四、安全注意事项

（一）炉前工安全注意事项：

1、严格遵守炼铁厂安全、技术、设备各项管理制度、规程、作业指导书、作业标准及要求；

2、 炉前严格执行炉前出铁确认制，杜绝“三违”作业。

3、 启动操作设备时，必须打铃警示，认真观察周围有无人员和障碍物。 4、 作业过程中，确认周围环境是否安全，上下楼梯时应扶好扶手，确保安全。。 5、 清扫卫生时必须两人以上协同清扫, 互相监护；严禁在运转部位清扫加油，清扫卫生、

点检设备时，要离运转的部位至少3

炼铁厂炉前操作基础知识

一、作业过程内容概述

通过使用开堵口设备、渣铁分离设备、起重设备，按规定时间将炉内高温液态生铁、炉渣排放到铁罐和渣处理系统。

二、本岗位存在的主要危害因素和高风险作业

A、高温铁水 B、煤气中毒 C、机械伤害 D、粉尘 E、高空落物 F、爆炸 G、窒息 H、触电 I、火灾 J、高压气体 K、高空作业 L、交叉作业 P、起重作业Q、出铁作业 三、进入工作岗位前

1、工作时正确穿戴劳保防护用品，严禁穿化纤衣物，严禁班前、班中酒后上岗。 2、必须熟悉炉前设备状况及安全操作规程，熟练掌握事故应急预案。 3、会辨识本岗位危险源点及熟悉自我防范措施。 四、安全注意事项

（一）炉前工安全注意事项：

1、严格遵守炼铁厂安全、技术、设备各项管理制度、规程、作业指导书、作业标准及要求；

2、 炉前严格执行炉前出铁确认制，杜绝“三违”作业。

3、 启动操作设备时，必须打铃警示，认真观察周围有无人员和障碍物。 4、 作业过程中，确认周围环境是否安全，上下楼梯时应扶好扶手，确保安全。。 5、 清扫卫生时必须两人以上协同清扫, 互相监护；严禁在运转部位清扫加油，清扫卫生、

点检设备时，要离运转的部位至少3

高炉炼铁原理与工艺知识问答

1、高炉原料中的游离水对高炉冶炼有何影响？

答：游离水存在于矿石和焦炭的表面和空隙里。炉料进入高炉之后，由于上升煤气流的加热作用，游离水首先开始蒸发。游离水蒸发的理沦温度是100℃，但是要料块内部也达到100℃，从而使炉料中的游离水全部蒸发掉，就需要更高的温度。根据料块大小的不同，需要到100℃，或者对大块来说，甚至要达到200℃游离水才能全部蒸发掉。

一般用天然矿或冷烧结矿的高炉，其炉顶温度为100~300℃，因此，炉料中的游离水进入高炉之后，不久就蒸发完毕，不增加炉内燃料消耗。相反，游离水的蒸发降低了炉顶温度，有利于炉顶设备的维护，延长其寿命。另一方面，炉顶温度降低使煤气体积缩小，降低煤气流

速，从而减少炉尘吹出量。

2、高炉原料中的结晶水对高炉冶炼有何影响？

答：炉料中的结晶水主要存在于水化物矿石（如褐铁矿和高岭土）中间。高岭土是黏土的主要成分，有些矿石中含有高岭土。试验表明，褐铁矿中的结晶水从200℃开始分解，到400~500℃才能分解完毕。高岭土中的结晶水从400℃开始分解，但分解速度很慢，到500~600℃迅速分解，全部除去结晶水要达到800~1000℃。可见，高温区分解结晶水，对高炉冶炼是不利的，它不仅消耗焦炭，

高炉炼铁原理与工艺知识问答

目录

目录_______________________________________________________________________________________ 1

1. 高炉原料中的游离水对高炉冶炼有何影响？ _________________________________________________ 10

2. 高炉原料中的结晶水对高炉冶炼有何影响？ _________________________________________________ 10

3. 高炉内碳酸盐分解的规律如何？对高炉冶炼有何影响？ _______________________________________ 10

4. 什么是高炉炼铁的还原过程？使用什么还原剂？ _____________________________________________ 11

5. 在高炉炼铁过程中铁矿石所含氧化物哪些可以被还原？哪些不能被还原？ _______________________ 11

6. 铁氧化物在高炉内的还原反应有哪些规律？ _____________________________________________

职业技能鉴定理论知识基础试题（甲）

炼铁工 技师

一、填空题（共15分，每题1分）

1.高炉一代寿命在很大程度上取决于炉衬的 。

2.调剂炉况因炉温高撤风温时要可以一次撤到 。 3.提高炉温， ，熔化粘结物的方法称热洗炉。丙 4.发展边缘气流对清洗 有明显效果。

5.崩料是炉况难行的必然后果，连续崩料会造成 。6.还原性是指铁矿石中与铁结合的氧被还原剂 夺取的难易程度。7.冶炼周期的长短，说明炉料在炉内 的长短。 8.炉料的物理性质主要是指粒度、强度、气孔度和 。 9.分解压力是衡量 进行难易的一个重要因素。

10.在高炉下部高温区，C充当还原剂的反应，称为 。 11.初渣形成的最早位置是在 。

12.合理稳定的造渣制度，有利于形成渣皮， ，延长高炉寿命。13.通常将粘度在 的温度作为表示酸性渣的熔化性温度。 14.FeO和MnO能降低炉渣熔化性

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理

三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料

附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识

工艺设备相见文库文档：

一、高炉炼铁工艺流程详解

高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：

二、高炉炼铁原理

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉

高炉炼铁题库

填空题

1、高炉内温度高于1000℃时， 反应明显加速，故常把1000℃等温线作为高炉直接还原和间接还原区域的分界线。 （基础、易、1分、一般，答案：碳素溶解损失） 2、FexO学名方铁矿，常称为浮氏体，X= 。 （基础、易、1分、一般，答案：0.87——0.95）

3、FeO在低温下不能稳定存在，当温度小于570℃时将分解成 。 （基础、易、1分、一般，答案：Fe3O4和α—Fe）

4、在高炉内决定焦炭发生碳素溶解损失反应速度的因素是温度和 。

（基础、易、1分、一般，答案：焦炭的反应性）

5、MnO在高炉内的还原很困难，只能用C进行直接还原，还原的形式为 和与饱和[C]的铁液接触时渣铁间的反应。

（基础、易、1分、一般，答案：成渣后渣中的（MnO）与炽热的焦炭反应）

6、无论从还原动力学和热力学看，H2都是很好的还原剂，高炉内H2的主要来源是 。 （基础、易、1分、一般，答案：风口喷吹燃料中的碳氢化合物分解、

1．高炉生产的主要原料是( )、( )、( )和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；锰矿石；燃料

2．矿石的还原性取决于矿石的( )、( )、( )和( )等因素。

答案：矿物组成；结构致密程度；粒度；气孔度

3．烧结过程中沿料层高度分为五个带：( )、( )、( )、干燥带和过湿带。

答案：烧结矿带；燃烧带；预热带

4．目前国内外焙烧球团矿的设备有三种：( )、( )、( )。 答案：竖炉；带式焙烧机；链算机-回转窑

5．焦碳的高温反应性，反应后强度英文缩写分别为( )、( )、其国家标准值应该是( )，( )（百分比）。 答案：CRI；CSR；≤35%；≥55%

6．高炉生产的主要原料是( )、( )、( )和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；锰矿石；燃料

7．高炉喷吹的煤粉要求Y值小于( ),HGI大于( )。 答案：10mm；30；

8．矿石中的Pb是一种有害杂质，其含量一般不得超过( )。 答案：0

学科代码：080201

学 号：072302010031

贵 州 师 范 大 学（本 科）

设计说明书

题 目：年产200万吨生铁高炉设计

学 院：材料与建筑工程学院

专 业：冶金工程

年 级：2007级

姓 名：周祥智

指导教师：詹永红（讲师）

完成时间：2011年5月10日

目录

中文摘要 ............................................................................ 4

ABSTRACT ............................................................................ 4

1 高炉炼铁设计概论 .................................................................. 5

1.1设计总介 ..................................................................... 5

1.1.1高炉炼铁的发展现状 .....................................