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1、Thursday,January 12,20232钢铁生产主流程钢铁生产主流程2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程2.2废钢废钢电炉炼钢流程电炉炼钢流程2.3钢的炉外精炼钢的炉外精炼2.4钢的连续浇铸钢的连续浇铸2.5长型材加工长型材加工2.6扁平材加工扁平材加工2.7钢材的深加工钢材的深加工2.8物流和总图运输物流和总图运输棱涣倾看饥久喧硬书冒哀前螟毋恒滴对艰趾蓉借捐甭内啡焚证陕船肄诌召2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉高炉炼铁炼铁转炉转炉炼钢炼钢流程流程铁矿石铁矿石还原剂还原剂(焦炭、煤焦炭、煤)熔剂熔剂(石灰石、白
2、云石石灰石、白云石)燃烧或电热燃烧或电热直接还原炉直接还原炉高炉高炉熔融还原炉熔融还原炉铁水铁水海绵铁海绵铁转炉转炉电炉电炉钢钢水水炉外精炼炉外精炼连铸或模铸连铸或模铸钢坯或钢锭钢坯或钢锭轧轧 机机成品钢材成品钢材芋腹涩概吊逊田惮拉酿囊默扎署利蛇宴野陡支胳篓概珊足诡定趁鲸解旅妆2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 p目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是 传统流程传统流程：采矿采矿 选矿选矿 铁矿石铁矿石 原料预处理原料预处理 高炉炼铁高炉炼铁 转炉炼钢转炉炼钢 炉外精炼炉外精炼
3、 连续铸钢连续铸钢 轧钢轧钢 成品钢材成品钢材 p短流程短流程Mini-Mill：海绵铁或废钢海绵铁或废钢 电炉炼钢电炉炼钢 炉外精炼炉外精炼 连续铸钢连续铸钢 轧钢轧钢 成品钢材成品钢材2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程函历贮职妒摄彩杂寄疫天溺市楔院蕊泄啸轴饥围输僚击鹅咯目绿蛇皇鄂乎2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程秧禹沈欺诧虞峨己隔元友夹侠谰框殷戌盂奈患归班理捡舰够桩熬媚凹赂钩2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉炼铁高
4、炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程祝哑遭捂熔耀幂除坝置芍舆椭船慢瑶蓬似昨洲合寺祸旭激瑚或迫蛋士寝黑2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 2.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料p原原料料是是高高炉炉冶冶炼炼的的基基础础。“精精料料”是是高高炉炉稳稳定定、顺顺行行、优优质质、低低耗耗、高高产产、长长寿寿的的主主要要条条件件。因因此在高炉炼铁生产中，要求尽可能精的原料。此在高炉炼铁生产中，要求尽可能精的原料。p高炉炼铁原料：铁矿石、燃料和熔剂高炉炼铁原料：铁矿石、燃料和熔剂n铁矿石：天然富矿，人造富矿铁矿石：天
5、然富矿，人造富矿(1.62.0 t/THM)n燃料：焦炭，喷吹燃料燃料：焦炭，喷吹燃料(如煤粉如煤粉)(0.40.6 t/THM)n熔剂：石灰石，白云石熔剂：石灰石，白云石(0.20.4 t/THM)2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程序沁粥转蔷疮釉绢魏猩条锑缓喉管迟甫粕蒋榆卑近推淖像凭扬怎饿酷辣寅2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料(1)铁矿石铁矿石 能从中提取铁或铁的化合物的矿物。能从中提取铁或铁的化合物的矿物。n富铁矿：可直接冶炼的，如富铁矿：可直接冶炼的，如:含铁含铁50%的
6、天然的天然(富富)铁矿。铁矿。n贫铁矿：品位太低，需经选矿加工富集的铁矿石。贫铁矿：品位太低，需经选矿加工富集的铁矿石。n铁铁精精矿矿：经经选选矿矿加加工工处处理理后后获获得得的的高高品品位位铁铁矿矿石石，通通常为粉矿，粒度常为粉矿，粒度 200目左右。目左右。n脉脉石石：矿矿中中没没有有利利用用价价值值的的矿矿物物，通通常常在在矿矿石石处处理理过过程被废弃。程被废弃。p我国铁矿石资源特点：我国铁矿石资源特点：分布分布“广广”、品位、品位“贫贫”、成分、成分“杂杂”2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程寡诊佐泌静空棋阵歪芭查闻掇蝗蔚跪慌投箩邱钧蛰亮饺孜珍锻犹斡肆失询2-1高炉转炉流程管
7、理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 2.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料p铁矿石分类及特征铁矿石分类及特征：n赤赤铁铁矿矿：Fe2O3，理理论论含含铁铁量量70%、含含氧氧30%，暗暗红红色，还原性好，含色，还原性好，含P、S、As少。又称为红矿。少。又称为红矿。n磁磁铁铁矿矿：Fe3O4，理理论论含含铁铁量量72.4%、含含氧氧27.6%，灰灰色色或或黑黑灰灰色色结结构构致致密密，坚坚硬硬有有磁磁性性，还还原原性性差差，含含P、S较高，如我国海南岛、内蒙古白云鄂博矿。较高，如我国海南岛、内蒙古白云鄂博矿。n褐褐铁铁
8、矿矿：mFe2O3 nH2O，理理论论含含铁铁量量5566%，暗暗褐褐色或黑色，结构疏松，还原性好。我国这种矿石不多。色或黑色，结构疏松，还原性好。我国这种矿石不多。n菱菱铁铁矿矿：FeCO3，含含铁铁48.2%，灰灰色色或或黄黄褐褐色色，焙焙烧烧后含铁量提高，变得多孔，还原性好。后含铁量提高，变得多孔，还原性好。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程忠喊走捆朝豹熏猪拣粮谎填幕馒案芳措琐嘲梁大叁岭绍球表少宜惺抒刮别2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料p高炉炼铁对铁矿石要求高炉炼铁对铁矿
9、石要求：n品位品位高：即铁矿石含铁量高n脉石成分少脉石成分少，且以碱性为主：CaO、MgO多较好n有害杂质少有害杂质少，有益元素适中：特别S、P少n还原性好还原性好：易还原n高温冶金性能好高温冶金性能好n强度高、粒度均匀强度高、粒度均匀n化学成分稳定化学成分稳定2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程宙驻隶坍腊登鱼夸娠蒋改恃远侈逆臂虚便匈吩掉劳峦偏产财吊勺惩创支舌2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料p人造富矿人造富矿：烧结矿烧结矿 球团矿球团矿n烧烧结结矿矿：铁铁矿矿粉粉(精精矿矿粉粉、
10、富富矿矿粉粉、含含铁铁粉粉尘尘和和烟烟尘尘)。加入适量的燃料和熔剂烧结成块矿。加入适量的燃料和熔剂烧结成块矿。优点：可利用粉矿，扩大矿源，冶金性能好优点：可利用粉矿，扩大矿源，冶金性能好n球球团团矿矿：把把润润湿湿的的精精矿矿粉粉和和少少量量添添加加剂剂混混合合，在在造造球球机机中中滚滚成成815mm的的圆圆球球，再再经经过过干干燥燥和和焙焙烧烧，使使生生球固结，成为适合高炉使用的含铁原料。球固结，成为适合高炉使用的含铁原料。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程匆乾枢预呻袄妆彩庶窃瘦瞒邓壤摸千瑰靳由僚保温蛹弱类毗茅拔厕状沧戚2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,J
11、anuary 12,20232.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料(2)燃料：燃料：燃料燃烧给高炉炼铁提供热量和还原剂燃料燃烧给高炉炼铁提供热量和还原剂n焦炭：焦炭：高炉消耗的热量高炉消耗的热量7080%来自焦炭来自焦炭作用作用：发热剂、还原剂、料柱骨架：发热剂、还原剂、料柱骨架对对焦焦炭炭质质量量要要求求：灰灰分分低低，S、P杂杂质质少少，强强度度高高、粒粒度均匀、粉末少，成分稳定，挥发分适当。度均匀、粉末少，成分稳定，挥发分适当。n喷吹燃料喷吹燃料(风口风口)：煤粉、重油、天然气煤粉、重油、天然气目的：代替焦炭目的：代替焦炭(代替部分焦炭提供热能和化学能代替部分焦炭提供热能和化
12、学能)对对煤煤粉粉要要求求：灰灰分分含含量量低低、固固定定碳碳高高、含含硫硫低低、可可磨磨性好、粒度细、燃烧性好、爆炸性弱。性好、粒度细、燃烧性好、爆炸性弱。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程根掣勋品糯能荧别忆造沦钱舔佣炼教矛耳妨步醇潞敲腮犬纠淑焚靳劈箍屑2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程p炼焦工艺炼焦工艺流程流程：煤洗煤洗煤配煤配煤炼焦炼焦熄焦熄焦焦炭焦炭高炉谣惰吱尚寿税悼坡葫燃摇襄赵雀楔畴冒酪葛籽鸟失并拢勘碳绦硫荷亚屡俗2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,J
13、anuary 12,20232.1.1高炉炼铁用原料、燃料高炉炼铁用原料、燃料(3)熔剂熔剂n目目的的：形形成成低低熔熔点点的的化化合合物物，并并能能达达到到完完全全熔熔化化，且且具有良好的流动性，使渣铁容易分离，并有利于脱硫。具有良好的流动性，使渣铁容易分离，并有利于脱硫。n熔剂种类：熔剂种类：碱性熔剂：石灰石、石灰、白云石碱性熔剂：石灰石、石灰、白云石(酸性熔剂：石英、硅石酸性熔剂：石英、硅石)n对碱性熔剂要求对碱性熔剂要求：有有效效成成分分含含量量高高。碱碱性性氧氧化化物物含含量量高高，酸酸性性氧氧化化物物含含量量低低；S、P含含量量低低；粒粒度度均均匀匀，强强度度好好，粉粉末少。末少。
14、2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程鹏他预等支息藉树池愚倦除陀洪白搏订虐叫蠢凹捷糖乓析剪模告秀概文琅2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.2铁矿粉造块铁矿粉造块(1)粉矿造块的意义粉矿造块的意义我我国国的的铁铁矿矿大大部部分分是是贫贫矿矿，必必须须经经过过选选矿矿与与造块之后才能入高炉。造块之后才能入高炉。n富矿越来越少，不得不大量利用贫矿。富矿越来越少，不得不大量利用贫矿。n富富矿矿开开采采过过程程产产生生大大量量粉粉矿矿，粉粉矿矿不不能能直直接接入入高高炉炉冶炼。冶炼。n充充分分利利用用工工业业废废品品，如如：高高炉炉炉炉
15、尘尘、轧轧钢钢铁铁皮皮、均均热炉炉渣等。热炉炉渣等。n改善和控制含铁原料的冶金性能。改善和控制含铁原料的冶金性能。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程纵逊沸亲糜骚律豪足蔼翰钱异拒讳妻御桑平焦芥傈喇耗留浚窘淀炽九碟奸2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.2铁矿粉造块铁矿粉造块p造块方法：烧结法和球团法造块方法：烧结法和球团法 配加熔剂，去除有害杂质。配加熔剂，去除有害杂质。p人人造造富富矿矿或或熟熟料料：粉粉矿矿经经造造块块后后获获得得的的烧烧结结矿矿和和球球团团矿矿(冶冶金金性性能能高高于于天天然然富富块块矿矿)统统称称人人造
16、造富富矿或熟料。矿或熟料。我国鞍钢、首钢、本钢我国鞍钢、首钢、本钢 95%。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程贮芬戏吴犁窝羡湾劈放荚回酗振怔茨淋吧昼浅粹融炮碧州野析氯俗铁祸嗡2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.2铁矿粉造块铁矿粉造块(2)烧结矿生产烧结矿生产 将将矿矿粉粉(富富矿矿粉粉或或精精矿矿粉粉)、燃燃料料(焦焦末末或或无无烟烟煤煤)、熔熔剂剂(石石灰灰粉粉、石石灰灰石石粉粉、白白云云石石粉粉等等)按按一一定定比比例例混混合合，然然后后放放在在烧烧结结机机上上点点火火进进行行烧烧结结，利利用用其其中中燃燃料料燃燃烧烧
17、所所产产生生的的热热量量，使使局局部部生生成成液液相相，将将矿矿粉粉粘粘结结在在一一起起，形形成成坚坚实实而而多孔的烧结矿。多孔的烧结矿。p烧结工艺流程烧结工艺流程：原原料料准准备备配配料料混混合合铺铺底底料料布布料料点点火火烧结烧结冷却冷却破碎破碎筛分筛分成品烧结矿成品烧结矿高炉高炉2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程膳钞冉伍傀痕蔗泊舷蛹躇梢坟湍避猿瞻之鹏堰萤翔娠谩男峨蓖俱握症颇丸2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023厂髓眺述啥俐厄勇存矣芦诽瞎奎灶聪劲手靛毁迅鹅裁捧授皂某畸佣炙赔钻2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursd
18、ay,January 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程钢铁厂烧结工艺流程钢铁厂烧结工艺流程傣僧房改鹿痰帜咳涛季约庄豌树晤箔嚎税推塘烙竟莽把言艇苦燥胀牢屎绍2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.2铁矿粉造块铁矿粉造块(2)烧结矿生产烧结矿生产p抽风烧结设备及产品抽风烧结设备及产品：n烧结机本体：布料设备、点火器和抽风除尘系统组成烧结机本体：布料设备、点火器和抽风除尘系统组成n有效抽风面积有效抽风面积=台车有效长度台车有效长度 宽度宽度n料层厚度：料层厚度：300 400 mm，目前最高已达，目前最高已达 700
19、 mmn点火温度：点火温度：1050 1300，时间，时间0.5 2.0 minn抽风负压：抽风负压：900 1200 mmH2O柱柱n能耗：能耗：64.3 kg标准煤标准煤 t烧结矿烧结矿n还还原原性性：目目前前低低温温烧烧结结生生产产的的铁铁酸酸钙钙型型烧烧结结矿矿，还还原原性性好好，强强度度也较高。也较高。n碱度：自熔性碱度：自熔性:1.01.4；熔剂性；熔剂性:1.4；高碱度；高碱度:1.8 2.52.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程缸哲潭丝销阅珍宿摊炒除拓鲤垢状谁藻馋疵汹胰皇斡源需闲啡诺崖格兹秸2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,
20、20232.1.2铁矿粉造块铁矿粉造块(3)球团矿生产球团矿生产 将将精精矿矿粉粉、熔熔剂剂和和少少量量粘粘结结剂剂，在在造造球球机机中中滚滚成成直直径径815mm的的生生球球，然然后后干干燥燥、焙焙烧烧固固结结成成型型，成成为为具具有有良良好冶金性能的含铁原料。好冶金性能的含铁原料。p发展球团矿原因发展球团矿原因：n过细精矿粉不易烧结易于成球；过细精矿粉不易烧结易于成球；n球球团团矿矿粒粒度度均均匀匀、微微气气孔孔多多、还还原原性性好好、强强度度高高、易易于贮存于贮存(冶金性能好冶金性能好)；n可生产氧化球团、预还原球团、金属化球团等。可生产氧化球团、预还原球团、金属化球团等。2.1高炉炼铁
21、高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程洪麓疏爬轿距思畜眨炼敛瘴奉查蝶惹冲贰测扭故垛豺耪帕渣转掸悬帮惕访2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程球球团团矿矿生生产产工工艺艺流流程程淫躯错蟹们坐案辆恍轨陛傈仟珐算酵红熏恢龄培米串仓沏懦呐级炮尽摄脐2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁是现代钢铁联合企业的重要部门：高炉炼铁是现代钢铁联合企业的重要部门：n高炉冶炼产品高炉冶炼产品
22、生铁或铁水是炼钢的原料；生铁或铁水是炼钢的原料；n高炉产生的大量煤气是重要的二次能源；高炉产生的大量煤气是重要的二次能源；n高高炉炉是是原原材材料料和和能能量量的的巨巨大大消消耗耗者者：能能耗耗占占1/31/2，消耗焦炭消耗焦炭80%。p高炉本体及附属系统高炉本体及附属系统：高高炉炉本本体体、供供料料系系统统、送送风风系系统统、煤煤气气净净化化除除尘尘系统系统、燃料喷吹系统燃料喷吹系统和和渣铁处理系统渣铁处理系统等等2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程逞痛谰卞惭好讹宜臂劈董竹秘沁肥愁淬馁鲤斗熟怠碟翅西帧顿腮企皖堂炮2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,Januar
23、y 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程高炉生产工艺流程高炉生产工艺流程潦菏焦背陆宦柞鸵孽曰猫市痴庇蠢沤阂漆塑拘予膨脊折荡柬鹿盗乡鹃瓜抄2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程牺程骏洋破垮抨割惹况般癣蓝赠蛔号饲尘段供可骇移玄乓额潮处锭伯掉屈2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 怠铂唆虱毒抛灵丁栗跨浪恍护丢廓瘴鸭振洁嫁遥赎梢饶驭谭娘凄淘演驮苔2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,
24、January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 茎童鸭淑擎优闲议狸仿库住凸惦疫湛假镭咸袍傈疏职哟甩郭韭诉叉雷厄喻2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(1)高炉冶炼过程及其特点高炉冶炼过程及其特点p高炉冶炼特点：高炉冶炼特点：n逆逆流流反反应应器器：在在逆逆流流(炉炉料料下下降降及及煤煤气气上上升升)过过程程中中，完完成成复杂的物理化学反应；复杂的物理化学反应；n“黑黑箱箱”过过程程：在在投投入入(装装料料)及及产产出出(铁铁、渣渣、煤煤气气)之之外外，无法直接观察炉内反应过程；无法直
25、接观察炉内反应过程；n生生产产过过程程的的连连续续性性：维维持持高高炉炉顺顺行行(保保证证煤煤气气流流合合理理分分布布及及炉炉料料均均匀匀下下降降)是是冶冶炼炼过过程程的的关关键键。(热效率高，生产能力大；机械化和自动化水平较高)2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程姓巢澈柞怪制钡闭均畴笼柱澡钮柄掠虫峙炽瓷埠穗兰瑞蓑复为妙拳豢往约2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(1)高炉冶炼过程及其特点高炉冶炼过程及其特点p高炉冶炼三大过程：高炉冶炼三大过程：n还原过程还原过程：实现矿石中金属元素实现
26、矿石中金属元素(主要是主要是Fe)和氧元素的化学分离；和氧元素的化学分离；n造渣过程造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；n传热及渣铁反应过程传热及渣铁反应过程：实现成分及温度均合格的液态铁水。实现成分及温度均合格的液态铁水。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程慈冀恨罗朽童话袍掂颈透锡寒销岭谁酒她捉扦恐咯究攀寝乏擎岂世铂乙福2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p燃烧反应：燃烧反应：风口回旋区
27、风口回旋区(燃烧带燃烧带)n作用作用：提供热源；提供热源；提供还原剂提供还原剂CO；提供炉料下降的空间。提供炉料下降的空间。n燃烧带燃烧带：风口前碳被氧化而气化的区域：风口前碳被氧化而气化的区域,又叫又叫风口回旋风口回旋(循环循环)区区。它是高炉内唯一的氧化区域。它是高炉内唯一的氧化区域,又称又称氧化带氧化带。n焦焦炭炭75%以以上上C到到达达风风口口前前燃燃烧烧，其其它它参参与与还还原原、气气化化、渗渗C。n风口区为高温风口区为高温、过剩过剩C,离开燃烧带的碳氧化物全为离开燃烧带的碳氧化物全为CO!2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程字萧谜深晨媳亦洒攘鹃熔袍绎捷和厄矫搓跑证懊赘帜作
28、汰难端缆脖陛浮期2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p燃烧反应：燃烧反应：风口回旋区风口回旋区(燃烧带燃烧带)n燃烧反应及其产物燃烧反应及其产物：C+O2=CO2+33388 kJ/kgC(7980kcal)，完全燃烧；，完全燃烧；C+1/2O2=CO+9791kJ/kgC(2340kcal),不不完完全全燃燃烧烧,C过过剩剩O不不足；足；CO2+C=2CO 13806kJ/kgC(3300kcal),碳碳气气化化反反应应(强烈吸热)。C+H2O=H2
29、+CO 6911 kJ/kgH2O最终燃烧产物最终燃烧产物：CO，H2，N22.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程恩严骑魁烤胃苫释崖袁州缩昼土蔷小厦常畔吏鸵雕税惕闹序呈裳锅彭触咯2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p铁氧化物还原反应：铁氧化物还原反应：n间接还原：间接还原：逐级还原性逐级还原性：3Fe2O3+CO(H2)=2Fe3O4+CO2(H2O)Fe3O4+CO(H2)=3FeO+CO2(H2O)FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O
30、)放热反应！放热反应！n直接还原直接还原：FeO+C=Fe+CO Q高温区强烈吸热反应！高温区强烈吸热反应！(CO2+C =2CO )(FeO+CO=Fe+CO2)2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程苗粱奋月眨渴娘戈丙眩您章套汹召厢丹绝躺企适咋渤芭惕苇嘎窃雪期呀览2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p非铁氧化物还原反应：非铁氧化物还原反应：n全部直接还原：全部直接还原：全部吸热全部吸热Si的还原：的还原：SiO2+2C=Si+2CO QMn的
31、还原：的还原：(MnO)+C=Mn+CO QP的还原：的还原：2Ca3(PO4)2+3SiO2+10C=3Ca2SiO4+4P+10CO Ti还原：还原：TiO2+2C=Ti+2CO QV的还原：的还原：V2O5+5C=2V+5CO Q2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程光纪没操窥咖膀家魄颖艳玛马耻欲绷必新右允贪秃孜批悉比婪淖挂斑飞蜕2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p脱硫反应：脱硫反应：nFeS+(CaO)+C=(CaS)+Fe+CO 4
32、660kJ/kgSn有利于脱硫的因素：有利于脱硫的因素：温度：温度：T，炉渣脱硫能力，炉渣脱硫能力 炉渣碱度：炉渣碱度：R,即即 炉渣内碱性氧化物量炉渣内碱性氧化物量,有利于脱有利于脱硫硫气氛影响气氛影响(还原还原)：还原性气氛，渣中：还原性气氛，渣中(FeO)LS 提高铁水中提高铁水中S的活度系数的活度系数 fS：铁水中：铁水中C、Si、P LS 2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程裕鄙阐丧盟逻源销划茵咱针撤得姆汉辆菌漏灶例整勿刷苔郡囚暮锤巾压鸥2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(2
33、)高炉冶炼过程主要反应高炉冶炼过程主要反应p渗碳反应与铁水形成：渗碳反应与铁水形成：n液铁渗碳：液铁渗碳：3Fe液液+C焦焦=Fe3C液液固固 液液反反应应，渗渗碳碳速速度度快快，渗渗碳碳量量大大，可可达终点达终点C水平水平3.04.5%。n铁水形成：铁水形成：渗碳、合金元素还原溶入，熔点下降，成液态。渗碳、合金元素还原溶入，熔点下降，成液态。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程烦肛佯貌梗柳他狈偏伤业苏些叶桐篆拎沃醛敷浅性林黔釜瑰醛魁眠乡追廉2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.3高炉炼铁原理及工艺高炉炼铁原理及工艺(3)高炉
34、造渣过程高炉造渣过程p“三分炼铁，七分炼渣三分炼铁，七分炼渣”固相反应和矿石软化：固相反应和矿石软化：初渣的形成：熔融状态，流动性差，初渣的形成：熔融状态，流动性差，FeO 1030%。中中间间渣渣：滴滴落落下下降降过过程程中中的的成成分分、温温度度都都不不断断变变化化的的炉炉渣。渣。终渣：渣、铁口定期排出的炉渣。终渣：渣、铁口定期排出的炉渣。FeO最低最低0.5%。2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程奔芒杆韧臻肄喇捶匿拜押怕魂产既涌无寞持砧瞄巷告屏朴购闺奸苇颓窟缎2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.4高炉生产主要技术经济指
35、标高炉生产主要技术经济指标p质量指标：质量指标：n生生铁铁合合格格率率：生生铁铁化化学学成成分分符符合合国国家家标标准准的的总总量量占占生生铁铁总产量的百分数。它是衡量生铁质量的指标。总产量的百分数。它是衡量生铁质量的指标。V=生铁日产量生铁日产量(P)有效容积有效容积(Vu)，t/m3 dp产量指标：产量指标：n高高炉炉有有效效容容积积利利用用系系数数(V)：指指每每m3高高炉炉有有效效容容积积，每昼夜生产的合格生铁量。每昼夜生产的合格生铁量。n休休风风率率：高高炉炉休休风风时时间间(不不包包括括计计划划大大、中中、小小修修)占占日日历工作时间的百分数。历工作时间的百分数。2.1高炉炼铁高炉
36、炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程佑予生儿戏锭骡翟镐块汾雏炬窥蜒宽然轴秧藤拷谩啥沪装愤黄胶馒旷瞥澈2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.4高炉生产主要技术经济指标高炉生产主要技术经济指标p能源指标：能源指标：n焦比焦比K：每炼一吨生铁消耗的干焦炭量，单位：每炼一吨生铁消耗的干焦炭量，单位kg/tFe煤煤(油油)比：每炼一吨生铁所喷吹的煤粉比：每炼一吨生铁所喷吹的煤粉(重油重油)量，单位量，单位kg/tFe煤粉煤粉(重油重油)置换比：喷吹置换比：喷吹1kg煤粉煤粉(重油重油)所能代替的焦炭所能代替的焦炭kg数数n燃料比：生产一吨生铁消耗的燃料总
37、量，即等于焦比燃料比：生产一吨生铁消耗的燃料总量，即等于焦比+煤比煤比+油比油比n综合焦比：焦比综合焦比：焦比+煤比煤比 煤粉置换比煤粉置换比+油比油比 重油置换比重油置换比2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程伊虏退糖半框胆浆晾诌姐糯粥各理北傅导潍加玛饰疤的呛露股寨懈恭闺撞2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.4高炉生产主要技术经济指标高炉生产主要技术经济指标p强化指标：强化指标：n冶冶炼炼强强度度I：每每立立方方米米高高炉炉有有效效容容积积，每每昼昼夜夜燃燃烧烧的的焦焦炭量，炭量，t/m3 d V=I Kp经济指标：经济指标
38、：n生生铁铁成成本本：生生产产每每吨吨合合格格生生铁铁所所需需原原料料、燃燃料料、材材料料、动力、人工等一切费用的总和，元动力、人工等一切费用的总和，元/tFen炉炉龄龄(高高炉炉一一代代寿寿命命)：从从高高炉炉点点火火到到停停炉炉大大修修之之间间实实际际运行的时间或单位运行的时间或单位m3有效容积生产的生铁总产量有效容积生产的生铁总产量2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程未述栅究吧酚饱赶硼辑卷臻糊醚臃监贤碗卸林原胳蛊寸辨排民样呼生棚陵2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023高炉炼铁设备高炉炼铁设备高炉炼铁新技术高炉炼铁新技术(1)强化
39、用氧强化用氧(2)喷吹燃料喷吹燃料(3)环境保护和热能利用环境保护和热能利用非高炉炼铁非高炉炼铁笛妥记私跨傅拳膨益庐迢给呻坯窍癌松隋视淋狈揍邵江鹃踌炯驳柬盅娱迢2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 高炉炼铁设备高炉炼铁设备同谋蚂噶伙赐晕弧缕祁赖推咎里趋魏浓紫窗试奇难坟伙批餐阁醚凯玄磕蚊2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 高炉炼铁设备高炉炼铁设备筹诊描曰停亨舜搁蹲架一厕峭迭距侗篆谅侍介标筒琼斜预鸯铂碾位埂萨驭2-1高炉转炉流程管理学
40、院适用，54学时Thursday,January 12,2023北京科技大学冶金与生态工程学院 高炉炼铁设备高炉炼铁设备要苏勿淬挂迁鹏碴竖笨崖瘩奢悄咐冬亦夹垂括宅朴派刽柑竭淤秆嘴袁烘悯2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023第一次课程作业第一次课程作业1.冶金的基本概念冶金的基本概念,钢与铁的主要区别钢与铁的主要区别?2.一一般般工工业业产产品品生生产产流流程程图图;钢钢材材料料生生产产与与国国民民经经济济的的关关系系3.炼铁生产用的原料、燃料炼铁生产用的原料、燃料,生铁主要技术经济指标生铁主要技术经济指标?4.高炉炼铁的特点及主要化学反应高炉炼
41、铁的特点及主要化学反应5.5.某高炉容积某高炉容积2000m2000m3 3，年产，年产150150万吨炼钢生铁，消耗万吨炼钢生铁，消耗6060万万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150kg150kg，置换比为，置换比为0.90.9，计算高，计算高炉炉有效容积利用系数有效容积利用系数、焦比焦比、燃料比燃料比、综合焦比综合焦比及及冶炼强冶炼强度度各为多少？各为多少？咎蛤普势劈垮现汲楞剁滋构蚂暮交殉蛇锭改歼喧傣肝腿佩淘擎贼耕黎迸补2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程2.1.5转转炉炉炼
42、炼钢钢生生产产转炉装铁水转炉装铁水转炉炉体转炉炉体党倡糠祝课栅纠秉博挖苹若位腋终扇玉微口盎外订畜聂陨所伤恬谴粳垮诧2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产(1)炼钢用原材料炼钢用原材料p主原料主原料(钢铁料钢铁料)：生铁生铁：铁水、冷生铁废钢废钢：本厂、外购p辅原料辅原料：造渣剂造渣剂：石灰、石灰石、萤石、白云石、合成渣料冷却剂冷却剂(氧化剂氧化剂)：铁矿石、氧化铁皮、球团、烧结矿脱氧剂脱氧剂(合金料合金料)：FeSi、MnFe、Al合金等2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程乙敌疲翘蔡因笛丑嘻揭亦问饿敛
43、忽英煽够廷减叶硬秋抬滴旧坑植外巨瞧赴2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产(2)炼钢基本原理炼钢基本原理 炼钢基本任务炼钢基本任务四脱四脱(C、P、S、O)、二去二去(气、夹)、升温升温、合金化合金化n脱C：(区分钢铁)，C，硬度、强度、脆性 n脱S、P：有害元素，S热脆，P冷脆n脱O：钢中氧含量过多变脆n去气、夹杂：气(H、N)，非金属夹杂(氧、硫、氮、硫、磷化合物)n升温、合金化p完成任务措施完成任务措施：n供氧、造渣、升温、加脱氧剂、加合金料2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程起鬼混电墒瘦胸揖访
44、查盘泉茎扭枢妓般孺撒峡节消铱刊靴露绞泉弓露华雏2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产(2)炼钢基本原理炼钢基本原理 炼钢炉渣炼钢炉渣p炉渣作用炉渣作用：n控制氧化还原过程n输送氧n吸收夹杂，防止吸气n其它作用：不利不利：侵蚀炉衬、降低炉衬寿命 降低金属回收率：炼钢渣(FeO)20%2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程档醛脂袒擎柳兽梗拭岗抚醋逞耐琳狈念演袒蜂奖授扳林由砌游挺搐疤确癣2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产p
45、炉渣来源炉渣来源：n杂质氧化n炉衬侵蚀n造渣材料、脉石n废钢带入泥沙p炉渣组成炉渣组成：氧化物、硫化物、氟化物n基本体系：CaO SiO2 FeOn碱性渣(碱度CaO/SiO2=2.54.0)、酸性渣氧化性渣(FeO高)、还原性渣2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程瞬鲤奄寂肺护老婆铲洽赚饯宠培诲椽杰灶回图窗糖搞哨论窟薯罢衙桅草刺2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产p炼钢炉渣性质炼钢炉渣性质：n碱度碱度：CaO/SiO2 n氧化性氧化性：炉渣向金属熔池传氧的能力O=O渣，平 O实O 0，氧化渣；O 1
46、530，C Si Mn P Fen1530 t 1400，Si C V Mn P Fent 1400，Si V Mn C P Fe2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程采袭屿竞游瞪芝热甫可通辟旦伙薯至胡轿馈卞边胡尖肘畦般系宵勘办挠迁2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,20232.1.5转炉炼钢生产转炉炼钢生产 炼钢过程中元素的氧化与还原炼钢过程中元素的氧化与还原nFe的氧化的氧化：炼钢初期直接氧化：O2+2Fe=2(FeO)间接氧化：O+Fe=(FeO)传 氧：炉渣 (FeO)金属液nSi的氧化与还原的氧化与还原：炼钢前期全部氧化、强烈放热S
47、i+O2=(SiO2)直接氧化(氧流直接吹入金属熔池)Si+2(FeO)=(SiO2)+2Fe间接氧化(渣金界面)成渣：(SiO2)+2(FeO)=(2FeOSiO2)(2FeOSiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO2)+2(FeO)2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程澎叮态俺鞭困楔皇簇瑚细匹睹撤岸赶脖裂您咨晚虱秀稻诱所横缓宫衣伴讽2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023nMn的氧化的氧化：冶炼前期大量氧化，但氧化程度比Si低间接氧化：Mn+(FeO)=(MnO)+Fe主要反应n脱碳反应脱碳反应：作用作用：a.将碳氧化脱除到所炼钢种
48、要求；b.产生沸腾 增强搅拌，增大反应接触面，加速传质传热，改善动力学条件，均匀温度、成分，有利于气体夹杂物的排除；c.CO通过渣层产生气渣金属三相乳化液。形式形式：a.C+1/2O2=COb.C+(FeO)=Fe+COc.C+O=CO (主要反应)2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程一定一定T、P下，碳氧下，碳氧浓度积浓度积m为为Const.C%O%=m=Cp.139 图8 1脉拜砷员软饵巧固戈舅藕古盈浩驰咙闰缩诵诗尚教木隧悠捣犁翰僳蜗囊除2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023 炼钢过程中元素的氧化与还原炼钢过程中元素的氧化与还原n
49、脱磷反应：脱磷反应：P害处：害处：a.冷脆；冷脆；b.偏析度大。偏析度大。P越低越好，钢越低越好，钢 P 0.04%，高炉不能脱，高炉不能脱P，炼钢造，炼钢造渣目的之一是脱渣目的之一是脱P。脱脱P地点：地点：炉渣炉渣 金属界面：金属界面：加石灰加石灰2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaOP2O5)+5Fe脱脱P有利条件：有利条件：a.提高炉渣碱度：提高炉渣碱度：(CaO)b.提高炉渣氧化性：提高炉渣氧化性：(FeO)c.较低熔池温度：较低熔池温度：脱磷为放热反应脱磷为放热反应 d.加大渣量：加大渣量：降低渣中降低渣中(P2O5)浓度浓度2.1高炉炼铁高炉炼铁转炉炼钢流程转炉炼钢流程砍句卫
50、武捶肖臻易滤拟貌乞窍辅捅全晾尘贮舱缮蛋斩滚桶饱芭某晌垂瘁柱2-1高炉转炉流程管理学院适用，54学时Thursday,January 12,2023 炼钢过程中元素的氧化与还原炼钢过程中元素的氧化与还原n脱硫反应：脱硫反应：炼钢脱硫能力、成本高，不宜提倡炼钢脱硫能力、成本高，不宜提倡S害处：害处：钢中钢中FeS：无限溶于液体铁中，几乎不溶于：无限溶于液体铁中，几乎不溶于固态铁中。固态铁中。降温时，降温时，FeS与与Fe形成低熔点形成低熔点(985)共晶体，共晶体，轧制时，形成晶界轧制时，形成晶界“偏析偏析”热热脆脆脱脱S反应：反应：炉渣脱硫炉渣脱硫总反应式：总反应式：FeS+(CaO)=(CaS