高炉炼铁原理及工艺

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？ _____________________________________________

高炉炼铁生产工艺流程简介（一）

高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。

高炉的主要组成部分 高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。 炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。 炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热

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 .....................................

第一部分 我国高炉炼铁和炼钢工艺现状及其

发展

1 我国炼铁生产技术十个发展趋势

一是高炉大型化会得到进一步发展。

二是高炉装备水平在提高，自动化程度将取得新进展。目前，新建高炉均采用了无料钟炉顶设备、高炉专家操作系统、先进的泥炮等。

三是高炉精料水平将得到进一步发展，炉料结构更趋合理。在这方面，随着小球烧结、低温烧结、低硅烧结等技术的普及和提高，烧结矿的质量会进一步提高。同时，提高球团矿配比是个发展方向，使用优质的进口矿可提高人炉品位，并改善炉料的冶金性能。 四是焦炭质量对高炉炼铁有很大影响，应在高炉冶炼中争取多使用高质量的焦炭。

五是高炉喷煤水平将继续提高。高炉喷煤是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术的主流，是高炉炼铁节焦、降成本的重要措施，也是改善钢铁工业能源结构、缓解我国主焦煤资源短缺矛盾的重要手段。

六是进一步提高风温。高风温是廉价的能源。采用对空气、煤气双预热技术，即便使用低热值的高炉煤气也可获得大于1200℃以上的风温。高风温具有显著的经济效益。

七是炼铁系统的环境保护工作将进一步加强。国家已制订出有关水、尘、渣的环保治理标准，有关炼铁企业应积极执行。对于新建的高炉、焦炉

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 .....................................