转炉炼铁工艺

非高炉炼铁工艺—Hlsmelt熔融还原炼铁工艺

由澳大利亚的力拓矿业集团开发的HIsmelt熔融还原炼铁工艺，采用了铁矿粉及钢厂废料和非炼焦煤直接熔融的还原技术生产高质量的铁产品，可直接用于炼钢或铸成生铁。还可以循环使用热能，以达到降低成本和减少污染的目的。从不断优化高炉炼铁和开发新型非高炉炼铁工艺考虑，可对炼铁生产实现节能减排和保护环境起到积极的作用。HIsmelt熔融还原炼铁工艺作为适应钢铁工业发展的需要而开发的熔融还原炼铁的生产工艺，可为炼铁生产提供了一种新的选择。 钢铁生产工艺包括传统的高炉—氧气顶吹转炉的长流程和基于电弧炉的短流程。近年来，受环保等方面因素的影响，短流程工艺受到越来越多的关注。1996年以来，世界范围内有大量短流程优质扁平材生产厂投产。这些短流程钢厂仅承担较低的折旧费用，还能利用废钢来削减生产成本。因此，短流程钢厂的热轧生产成本要比钢铁联合企业的低。推动这种趋势发展的主要原因有以下几个方面：高炉生产对原料的规格要求较严格，原料预加工（焦化、球团和烧结厂）使高炉生产成为环境污染的主要排放源，新建或改造高炉的投资额巨大，世界范围内的焦炉普遍呈老化状态，也需要大量投资。

正常情况下，为了获得规模经济效益，

唐山科技职业技术学院毕业论文1 摘 要

此文主要论述了高炉冶炼中焦炭的作用地位，并写从高炉的热量来源和消

耗上来谈降低焦比的措施和方法，并借鉴了世界上较为先进的节焦工艺和方法。

关键词：焦比；焦炭作用；富氧鼓风；高压

1 文献综述

降焦节能是当前高炉炼铁的关键难题之一，高炉冶炼过程中的焦比和燃料比高低，是衡量高炉能否获得优良技术经济指标的重要参数，从长远意义上讲是决定高炉炼铁能否实现可持续发展的关键。此文论述了高炉操作和技术管理与降焦节能之间的关系。在理论分析与实践研究的基础上，探索出了高炉降焦节能的具体措施。

1

唐山科技职业技术学院毕业论文2

2 什么是焦比

焦比-冶炼概念

煤炭焦比

高炉炼铁的技术经济指标之一。即高炉每冶炼一吨合格生铁所耗用焦炭的吨数。它是反映高炉炼铁原料、燃料、设备和技术操作水平的重要技术经济指标。 公式

焦比= 每昼夜的焦炭消耗量(吨) / 每昼夜的生铁产量(吨)或平均每炼一吨生铁所消耗的焦炭量，用千克表示。 焦比质量

一般大中型高炉的焦比为0.6～0.8之间(或600～800千克之间)。世界先进水平焦比已接近400千克，个

唐山科技职业技术学院毕业论文1 摘 要

此文主要论述了高炉冶炼中焦炭的作用地位，并写从高炉的热量来源和消

耗上来谈降低焦比的措施和方法，并借鉴了世界上较为先进的节焦工艺和方法。

关键词：焦比；焦炭作用；富氧鼓风；高压

1 文献综述

降焦节能是当前高炉炼铁的关键难题之一，高炉冶炼过程中的焦比和燃料比高低，是衡量高炉能否获得优良技术经济指标的重要参数，从长远意义上讲是决定高炉炼铁能否实现可持续发展的关键。此文论述了高炉操作和技术管理与降焦节能之间的关系。在理论分析与实践研究的基础上，探索出了高炉降焦节能的具体措施。

1

唐山科技职业技术学院毕业论文2

2 什么是焦比

焦比-冶炼概念

煤炭焦比

高炉炼铁的技术经济指标之一。即高炉每冶炼一吨合格生铁所耗用焦炭的吨数。它是反映高炉炼铁原料、燃料、设备和技术操作水平的重要技术经济指标。 公式

焦比= 每昼夜的焦炭消耗量(吨) / 每昼夜的生铁产量(吨)或平均每炼一吨生铁所消耗的焦炭量，用千克表示。 焦比质量

一般大中型高炉的焦比为0.6～0.8之间(或600～800千克之间)。世界先进水平焦比已接近400千克，个

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

理论部分

一、

判断题

1．在风口前燃烧同等质量的重油、焦炭，重油热值要略低于焦炭，但置换比却高于1.0。 （ √ ） 2．风温提高后，煤气利用率提高，原因是间接还原发展的结果。 （ × ） 3．从湿法除尘出来的高炉煤气，煤气温度越高，其发热值也越高。 （× ） 4.炉渣的脱硫效果仅取决于炉渣的碱度高低。（×） 5.造成开口困难的最主要原因是铁口中间渗漏。（√） 6.铁口深度的变化对渣铁出净的程度无明显影响。（×） 7．提高冶炼强度必将导致高炉焦比的升高。 ( × ) 8.炉料在炉内突然滑落称崩料。（√） 9.煤气运动失常分为流态化和液泛。 (√ )

10.出铁口主要有铁口框架、保护板、衬套、流铁孔道及泥包所组成。（√） 11.串罐式炉项比并罐式无钟炉顶相比减少了炉料的偏析。 ( √ ) 12.顶燃式热风炉更加适应高炉大型化的要求。 (√ )

13.铁口角度的大小取决于炉底侵蚀情况。 （√） 14.在高炉中的还原剂为C、CO和H2。 （√） 15.焦粉在泥料中具有良好的透气性，但塑性差。（√）

16.高炉燃料（包括焦炭和煤粉）带入硫量

1．溶剂在高炉冶炼中的作用是什么？

答案：(1)渣铁分离，并使其顺利从炉缸流出；

(2)具有一定碱度的炉渣可以去除有害杂质硫，确保生铁质量。

2．焦炭在高炉冶炼中的作用是什么？ 答案：(1)燃烧时放热作发热剂；

(2)燃烧产生的CO气体及焦炭中的碳素还原金属氧化物做还原剂； (3)支撑料柱，其骨架作用； (4)生铁渗碳剂。

3．如何降低炉顶煤气的温度？

答案：使用低焦比，高风温，富氧加温鼓风，冷矿入炉和炉料与煤气合理分布的操作，均可以降低炉顶煤气温度。

4．短期休风的操作规程？

答案：(1)停风前通知有关单位做好准备工作。 (2)停氧、停煤。 (3)出净渣铁。

(4)高压操作改常压操作，并减风50%，全面检查风口有无漏水和涌渣。 (5)开炉顶和除尘器蒸汽，切断煤气。 (6)通知热风炉关冷风调节阀和冷风大阀。 (7)全开放风阀。

(8)热风炉关送风炉子的冷热风阀。 5．风机突然停风的处理。

答案：(1)关混风调节阀，停止喷煤与富氧。 (2)停止上料

(3)停止加压阀组自动调节

(4)打开炉顶放散阀，关闭煤气切断阀 (5)向炉顶和除尘器下管道处通蒸汽

(6)发出停风信号，通知热风炉关热风阀，打开冷风阀和烟道阀。

(7)组织炉前工人检查各风口

理论部分

一、

判断题

1．在风口前燃烧同等质量的重油、焦炭，重油热值要略低于焦炭，但置换比却高于1.0。 （ √ ） 2．风温提高后，煤气利用率提高，原因是间接还原发展的结果。 （ × ） 3．从湿法除尘出来的高炉煤气，煤气温度越高，其发热值也越高。 （× ） 4.炉渣的脱硫效果仅取决于炉渣的碱度高低。（×） 5.造成开口困难的最主要原因是铁口中间渗漏。（√） 6.铁口深度的变化对渣铁出净的程度无明显影响。（×） 7．提高冶炼强度必将导致高炉焦比的升高。 ( × ) 8.炉料在炉内突然滑落称崩料。（√） 9.煤气运动失常分为流态化和液泛。 (√ )

10.出铁口主要有铁口框架、保护板、衬套、流铁孔道及泥包所组成。（√） 11.串罐式炉项比并罐式无钟炉顶相比减少了炉料的偏析。 ( √ ) 12.顶燃式热风炉更加适应高炉大型化的要求。 (√ )

13.铁口角度的大小取决于炉底侵蚀情况。 （√） 14.在高炉中的还原剂为C、CO和H2。 （√） 15.焦粉在泥料中具有良好的透气性，但塑性差。（√）

16.高炉燃料（包括焦炭和煤粉）带入硫量

1．软熔带位置较低时，其占据的空间高度相对也小，而块状带则相应扩大，即增大了间接还原区。 ( ) 答案：√

2．大型高炉比小型高炉更易强化冶炼。 ( ) 答案：×

3．炉内气流经过二次分布。 ( ) 答案：×

4．直接还原中没有间接还原。 ( ) 答案：×

5．渗碳在海绵铁状态时就开始了。 ( ) 答案：√

6．提高炉渣碱度，较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。答案：×

7．炉料的吸附水加热到100℃即可蒸发除去。 ( ) 答案：×

8．FeO能降低炉渣粘度。 ( ) 答案：√

9．炉渣理论分为分子理论和电子理论。 ( ) 答案：×

10．H2比CO的扩散能力强。 ( ) 答案：√

11．炉料结构合理化不属精料内容。 ( ) 答案：×

12．烧结粘结相最好的为铁酸钙粘结相。 ( ) 答案：√

13．烧结矿的孔隙度大于球团矿。 ( ) 答案：×

14．纯铁的熔点低于生铁的熔点。 ( ) 答案：×

( ) 15．熔化温度高于熔化性温度。 ( ) 答案：×

16．高炉脱硫效果优于转炉。 ( ) 答案：√

17．高炉中可脱

1．软熔带位置较低时，其占据的空间高度相对也小，而块状带则相应扩大，即增大了间接还原区。 ( ) 答案：√

2．大型高炉比小型高炉更易强化冶炼。 ( ) 答案：×

3．炉内气流经过二次分布。 ( ) 答案：×

4．直接还原中没有间接还原。 ( ) 答案：×

5．渗碳在海绵铁状态时就开始了。 ( ) 答案：√

6．提高炉渣碱度，较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。答案：×

7．炉料的吸附水加热到100℃即可蒸发除去。 ( ) 答案：×

8．FeO能降低炉渣粘度。 ( ) 答案：√

9．炉渣理论分为分子理论和电子理论。 ( ) 答案：×

10．H2比CO的扩散能力强。 ( ) 答案：√

11．炉料结构合理化不属精料内容。 ( ) 答案：×

12．烧结粘结相最好的为铁酸钙粘结相。 ( ) 答案：√

13．烧结矿的孔隙度大于球团矿。 ( ) 答案：×

14．纯铁的熔点低于生铁的熔点。 ( ) 答案：×

( ) 15．熔化温度高于熔化性温度。 ( ) 答案：×

16．高炉脱硫效果优于转炉。 ( ) 答案：√

17．高炉中可脱

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