高爐鍊鐵技術論文
隨著技術的發展，高爐鍊鐵正朝著大型化、高效化和自動化邁進。 下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!
篇一
現代高爐鍊鐵
【摘 要】本文針對高爐鍊鐵工藝的生產現狀進行了其技術性研究，使高爐鍊鐵具有規模大、效率高、成本低等諸多優勢，隨著技術的發展，高爐正朝著大型化、高效化和自動化邁進。
【關鍵詞】固態焦炭;渣鐵分離;爐料均勻;煤氣流分佈
高爐是鍊鐵的專用裝置。雖然近代技術研究了直接還原、熔融技術還原等冶煉工藝，但它們都不能取代高爐，高爐生產是目前獲得大量生鐵的主要手段。近代來高爐向大型化發方向發展，目前世界上已有數座5000立方米以上容積的高爐在生產。我過也已經有4300立方米的高爐投入生產，日產生鐵萬噸以上，日消耗礦石等近2萬噸，焦炭等燃料5千噸。這樣每天有數萬噸的原、燃料運進和產品輸出，還需要消耗大量的水、風、電氣，生產規模及吞吐量如此之大，是其他企業不可比擬的。
1 高爐鍊鐵工藝技術引數研究
高爐冶煉過程是在一個密閉的豎爐內進行的。高爐冶煉過程的特點是，在爐料與煤氣逆流運動的過程中完成了多種錯綜複雜地交織在一起的化學反應和物理變化，且由於高爐是密封的容器，除去投入***裝料***及產出***鐵、渣及煤氣***外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況，只能憑藉儀器儀表間接觀察。為了弄清楚這些反應和變化的規律，首先應對冶煉的全過程有個總體和概括的瞭解，這體現在能正確地描繪出執行中的高爐的縱剖面和不同高度上橫截面的影象。這將有助於正確地理解和把握各種單一過程和因素間的相互關係。高爐冶煉過程的主要目的是用鐵礦石經濟而高效率地得到溫度和成分合乎要求的液態生鐵。為此，一方面要實現礦石中金屬元素***主要為Fe***和氧元素的化學分離——即還原過程;另一方面還要實現已被還原的金屬與脈石的機械分離——即熔化與造渣過程。最後控制溫度和液態渣鐵之間的互動作用得到溫度和化學成分合格的鐵液。全過程是在爐料自上而下、煤氣自下而上的相互緊密接觸過程中完成的。低溫的礦石在下降的過程中被煤氣由外向內逐漸奪去氧而還原，同時又自高溫煤氣得到熱量。礦石升到一定的溫度界限時先軟化，後熔融滴落，實現渣鐵分離。已熔化的渣鐵之間及與固態焦炭接觸過程中，發生諸多反應，最後調整鐵液的成分和溫度達到終點。故保證爐料均勻穩定的下降，控制煤氣流均勻合理分佈是高質量完成冶煉過程的關鍵。
2 高爐鍊鐵上料系統
高爐供上料系統由貯礦槽、貯焦槽、槽下篩分、稱量運輸和向爐頂上料裝置等組成。其作用是將來自原料場，燒結廠及焦化廠的原燃料和冶金輔料，經由貯礦槽、槽下篩分、稱量和運輸、爐料裝入料車或皮帶機，最後裝入高爐爐頂。隨著鍊鐵技術的發展，中小型高爐的強化、大型高爐和無鐘頂的出現，對上料系統裝置的作業連續性、自動化控制等提出來更高的要求，以此來保證高爐的正常生產。
3 高爐鍊鐵燃料
鍊鐵的主要燃料是焦炭。煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050℃，經過乾燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦***高溫乾餾***。其作用是熔化爐料並使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗衝擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。
焦炭是高溫乾餾的固體產物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規則的孔孢結構體***或孔孢多孔體***。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度***指單位體積焦炭內的裂紋長度的多少***來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率***只焦炭氣孔體積佔總體積的百分數***來表示，它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭，對氣孔率指標要求不同，一般冶金焦氣孔率要求在40～45%，鑄造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關係，如以氣煤為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強度低;而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來衝擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40值表示;焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值，焦炭的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多，我國多采用德國米貢轉鼓試驗的方法。
4 高爐鍊鐵原理
鍊鐵過程實質上是將鐵從其自然形態——礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。
鍊鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中***還原物質CO、H2、C;適宜溫度等***通過物化反應獲取還原後的生鐵。生鐵除了少部分用於鑄造外，絕大部分是作為鍊鋼原料。
高爐鍊鐵是現代鍊鐵的主要方法，鋼鐵生產中的重要環節。這種方法是由古代豎爐鍊鐵發展、改進而成的。儘管世界各國研究發展了很多新的鍊鐵法，但由於高爐鍊鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產率高，能耗低，這種方法生產的鐵仍佔世界鐵總產量的95%以上。
高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑***石灰石***，從位於爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭***有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料***中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂匯出，經除塵後，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。
5 高爐煤氣清洗系統
從高爐爐頂排出的煤氣一般汗CO215-20%，CO20-26%，其發熱值大於3200KJ/m3，裝入高爐的焦炭等燃料的熱量約有三分之一通過高爐煤氣排出。因此將高爐煤氣作為鋼鐵廠的一部分充分加以利用，在經濟上十分重要。一般是將高爐煤氣單獨使用，或者和焦爐煤氣摻合使用，作為熱風爐、焦爐、加熱爐、發電廠鍋爐的燃料。但從爐頂排出的高爐粗煤氣含有10～40g/m3的粉塵，具體數值取決與爐料中的粉塵率和爐頂壓力、煤氣流速，使用富氧等情況。
高爐工作者應努力防止各種事故的發生，保證聯合企業的生產進行。目前上料系統多采用皮帶上料，電子計算機，工業電視等，但必須保證其可持續作業。高爐從開爐投產到停爐中，此期間連續不間斷生產，僅在裝置檢修或發生時候是才停產。那麼我們必須保證各個環節都步步到位，要不必然會影響整個高爐冶煉過程，甚至停產，給企業造成巨大損失。
參考文獻：
[1]李士玲主編.鍊鐵工藝.
[2]韓志進主編.趙育新副主編.高爐鍊鐵實習.
[3]陳坤楠主編.鍊鐵裝置.
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