工業(yè)煉鐵（電爐煉鋼的工藝流程圖）工業(yè)煉鐵(電爐煉鋼工藝流程圖)

高爐煉鐵工藝分為以下幾個部分:高爐煉鐵工藝詳解、高爐煉鐵原理、主要高爐煉鐵工藝設(shè)備簡介、高爐煉鐵原料、高爐爐體主要部件介紹、高爐操作知識。

一、高爐煉鐵工藝流程詳解

高爐煉鐵工藝流程詳見下圖:

二、高爐煉鐵的原理

煉鐵本質(zhì)上是一個將鐵從其天然形式(如礦石等含鐵化合物)中還原出來的過程。

主要煉鐵方法有高爐法、直接還原法、熔融還原法等。其原理是礦石處于特定的大氣中(還原性物質(zhì)CO、H2、C；適宜溫度等。)通過物化反應得到還原生鐵。除了一小部分生鐵用于鑄造外，大部分用作煉鋼原料。

高爐煉鐵是現(xiàn)代煉鐵的主要方法，是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。這種方法是從古代豎爐煉鐵發(fā)展和改進而來的。雖然世界各國研究開發(fā)了許多新的煉鐵方法，但高爐煉鐵生產(chǎn)的鐵因其技術(shù)經(jīng)濟指標好、工藝簡單、產(chǎn)量大、勞動生產(chǎn)率高、能耗低，仍占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上。

煉鐵過程是含鐵原料(燒結(jié)礦、球團礦或鐵礦石)、燃料(焦炭、煤粉等)。)等輔助原料(石灰石、白云石、錳礦等。)按一定比例從高爐頂部裝入高爐，由高爐下部的熱風爐沿爐周風口向高爐內(nèi)吹入熱風，幫助焦炭燃燒(有的高爐還噴入煤粉、重油、天然氣等輔助燃料)，焦炭中的碳被吹入/高溫吹入。原材料和燃料隨著熔爐的熔煉過程而減少。當下降的爐料遇到上升的煤氣時，依次發(fā)生傳熱、還原、熔化和脫碳，生成生鐵。鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐中的熔劑結(jié)合形成爐渣。爐底的鐵水間歇地排入鐵水包，送到煉鋼廠。同時，產(chǎn)生高爐煤氣和爐渣兩種副產(chǎn)品。高爐渣鐵的主要礦石中的不可還原雜質(zhì)與石灰石等熔劑結(jié)合，從渣口排出，水淬后全部用作水泥生產(chǎn)的原料。產(chǎn)生的煤氣從爐頂導出，經(jīng)除塵后用作熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。煉鐵工藝流程及主要排污節(jié)點如上圖所示。

三.高爐冶煉主要工藝設(shè)備簡介

高爐煉鐵設(shè)備由:①高爐爐體；②加料設(shè)備；③供氣設(shè)備；④吹氣設(shè)備；⑤氣體處理設(shè)備；⑥渣鐵處理設(shè)備。

輔助系統(tǒng)的建設(shè)投資一般是高爐的4~5倍。在生產(chǎn)中，各個系統(tǒng)相互配合、相互制約，形成了連續(xù)的、大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程。高爐啟動后，整個系統(tǒng)必須晝夜連續(xù)生產(chǎn)。除計劃檢修和因特殊事故臨時停爐外，直到一代人壽命結(jié)束，才停爐。

簡要介紹高爐煉鐵系統(tǒng)的主要設(shè)備(爐體系統(tǒng)、爐渣處理系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和送風系統(tǒng))。

1.鼓風爐

高爐爐體復雜，本文最后有專門的介紹。

爐殼采用圓形截面鋼板煉鐵豎爐，爐殼內(nèi)置耐火磚內(nèi)襯。高爐爐體從上到下分為五個部分:爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐膛。由于高爐煉鐵技術(shù)具有經(jīng)濟指標好、工藝簡單、產(chǎn)量大、勞動生產(chǎn)效率高、能耗低等優(yōu)點，用這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵產(chǎn)量的絕大部分。在生產(chǎn)中，鐵礦石、焦炭和造渣劑(石灰石)從高爐頂部裝入，預熱后的/在高溫下，焦炭中的碳(有些高爐還注入煤粉、重油、天然氣等輔助燃料。)與高爐煤氣中的氧氣空燃燒生成一氧化碳和氫氣，鐵礦石中的氧氣在爐內(nèi)上升的過程中被去除，從而還原得到鐵。鐵水從鐵口流出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)與石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，爐渣從出渣口排出。產(chǎn)生的氣體從爐頂排出，經(jīng)除塵后用作熱風爐、加熱爐、焦爐和鍋爐的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵，以及副產(chǎn)品高爐礦渣和高爐煤氣。

2.高爐除塵器

高爐煤氣除塵設(shè)備。高爐使用的除塵器有重力除塵器、離心除塵器、旋風除塵器、洗滌塔、文丘里管、洗滌器、靜電除塵器、袋式除塵器等。粗塵(> 60 ~ 90um)可用重力除塵器、離心除塵器和旋風除塵器去除。細粉塵需要使用空氣洗滌器、靜電除塵器等除塵設(shè)備。

3.高爐鼓風機

高爐最重要的動力設(shè)備。它不僅直接提供高爐冶煉所需的氧氣，還提供克服高爐爐料柱阻力所需的煤氣動力。現(xiàn)代和中型高爐使用的鼓風機大多是由汽輪機驅(qū)動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。近年來，使用了大容量同步電動鼓風機。這種鼓風機雖然耗電多，但啟動、維護容易，投資少。高爐冶煉需要鼓風機供給一定量的空氣體，保證一定量的碳燃燒；所需風量不僅與爐容成正比，還與高爐的強化程度有關(guān)。一般單位爐容風量為2.1 ~ 2.5 m3/min。但實際上，考慮到生產(chǎn)的發(fā)展，很多高爐都配備了容量大于這個比例的風機。

5.熱金屬罐車

鐵水罐車用于運輸鐵水，實現(xiàn)鐵水在脫硫段和裝料段之間的轉(zhuǎn)移，或者放在高爐出鋼的攪拌機或攪拌機下面。

四.高爐煉鐵原料

高爐冶煉的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)組成。

一般冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石、0.4-0.6噸焦炭、0.2-0.4噸熔劑，總共需要2-3噸原料。為了保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性，需要充足的原料。

因此，無論是生鐵廠家還是鋼廠，原材料的采購都顯得尤為重要。

雖然生鐵冶煉原理相同，但由于冶煉方法和冶煉設(shè)備不同，工藝流程也不同。下面分別簡單介紹一下。

高爐生產(chǎn)是連續(xù)的。第一代高爐(從開爐到大修停爐)可以連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。在生產(chǎn)過程中，鐵礦石、焦炭和熔劑從高爐頂部連續(xù)加料(一般頂部由物料和料斗組成，現(xiàn)代高爐為鐘形閥頂和無料鐘頂)，從高爐下部風口吹入熱空氣(1000 ~ 1300℃)，注入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐的鐵礦石主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中的碳和注射液中的碳燃燒產(chǎn)生的一氧化碳會將鐵礦石中的氧氣帶走，得到鐵。這個過程叫做還原。鐵礦石被還原成生鐵，鐵水從出鐵口排出。鐵礦石中的脈石、噴吹料中的焦炭和灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，分別從出鐵口和出渣口排出。氣體從爐頂導出，除塵后作為工業(yè)氣體使用。現(xiàn)代高爐還可以利用爐頂?shù)母邏海貌糠殖隹跉怏w發(fā)電。

生鐵是高爐的產(chǎn)物(指高爐冶煉生鐵)，高爐的產(chǎn)物不僅是生鐵，還有錳鐵，屬于鐵合金產(chǎn)品。錳鐵高爐不參與煉鐵高爐各項指標的計算。在高爐煉鐵過程中，還會產(chǎn)生水渣、渣棉、高爐煤氣等副產(chǎn)品。

高爐煉鐵特點:規(guī)模大，高爐容積在其他國家或中國不斷擴大。比如中國寶鋼高爐4063立方米，日產(chǎn)生鐵1萬多噸，爐渣4000多噸，焦炭4000多噸。

目前國內(nèi)單個生鐵生產(chǎn)廠家的高爐容積已經(jīng)達到500立方米左右，但大部分還停留在100-300立方米之間，甚至還有100立方米以下的高能耗、高污染的小型高爐。產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，出版物零散，沒有規(guī)模，無法與國際鋼廠相比。

附件:高爐爐體主要部件

高爐爐殼:現(xiàn)代高爐普遍采用焊接鋼板爐殼，只有少數(shù)最小的土高爐采用鋼箍加固。爐殼的作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌筑牢固，密封爐體，部分還承受頂部荷載。爐殼除了承受很大的重力外，還承受熱應力和內(nèi)部氣體壓力，有時還得抵抗材料坍塌、材料坐封甚至可能發(fā)生氣體爆炸的突然沖擊，所以要有足夠的強度。爐殼的外部尺寸應與高爐的內(nèi)部形狀、爐體各部分的厚度和冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)相適應。

喉部:高爐爐體的最上部，呈圓柱形。爐喉不僅是爐料的入口，也是煤氣的出口。它起到控制和調(diào)節(jié)爐料和煤氣上層分布的作用。喉部直徑應與爐膛、腰部和鐘的直徑成正比。爐喉高度應允許容納一批以上的爐料，以控制爐料的分布和氣體流量。

爐體:高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域，簡稱圓錐臺，自上而下逐漸擴大。用于防止爐料遇熱體積膨脹后形成拱形，降低爐料下落阻力。爐角對爐料下降和氣流分布有很大影響。

腰部:高爐直徑最大的位置。它在爐膛和爐膛之間進行合理的過渡。由于爐渣在爐腰處形成，粘性的一次爐渣會惡化爐料的透氣性，為了降低氣流的阻力，當爐渣量較大時，爐腰的直徑可以適當擴大，但仍需與其他部位的尺寸保持適當?shù)谋壤P(guān)系，比例的上限是合適的。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不大，一般只在小范圍內(nèi)變化。

爐膛:高爐熔化造渣的主要部分，呈倒錐形。為適應爐料熔化后體積收縮的特點，其直徑自上而下逐漸減小，形成一定的腹角。機腹的存在使燃燒區(qū)處于合適的位置，有利于氣流的均勻分布。爐腹高度視高爐容積而定，但不能過高或過低，一般為3.0 ~ 3.6m，爐腹包角一般為79 ~ 82°；過大不利于氣流分布；如果太小，不利于負擔的平穩(wěn)運行。

爐膛:高爐燃料燃燒、渣鐵反應、儲存和排放的圓柱形區(qū)域。出鐵口、渣口和風口都位于爐膛內(nèi)，因此也是承受高溫煤氣和渣鐵最劇烈的物理化學侵蝕的部位，對高爐煤氣的初始分布、熱態(tài)、生鐵質(zhì)量和品種都有非常重要的影響。

爐底:高爐爐底砌體不僅承受爐料、渣液和鐵水的靜壓，還承受1400 ~ 4600℃的高溫、機械和化學侵蝕，其侵蝕程度決定了高爐的第一代壽命。只有當砌體表面溫度降至其接觸的渣鐵凝固溫度，表面形成渣皮(或鐵殼)時，才能防止其進一步侵蝕，因此需要對爐底進行冷卻。通常是風冷或水冷。目前國內(nèi)大部分大中型高爐采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚的綜合爐底，大大提高了爐底的散熱能力。

爐基礎(chǔ):它的作用是根據(jù)地層的承載力，將集中的重量均勻地傳遞到地層上，所以它的形狀向下擴展。而高爐底座的總重量往往是高爐容積的10-18倍(噸)。不允許爐底下沉不均勻，一般爐底的傾斜值不大于0.1% ~ 0.5%。高爐底座應具有足夠的強度和耐熱性，以防止在各種應力下產(chǎn)生裂紋。爐底常做成圓形或多邊形，以減少熱應力的不均勻分布。

內(nèi)襯:高爐的內(nèi)襯構(gòu)成高爐的工作間空，起到減少高爐熱損失，保護爐殼等金屬結(jié)構(gòu)免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯由耐高溫的耐火材料制成。爐襯的損壞受多種因素影響，不同部位的工作條件不同，損壞機理也不同，因此必須根據(jù)部位、冷卻和高爐操作選擇不同的耐火材料。

護喉板:在爐料的頻繁沖擊和高溫氣流的沖刷下，爐喉處于非常惡劣的工作狀態(tài)。保持其圓柱形不被破壞是高爐上部調(diào)整的前提。因此，在爐喉處設(shè)置了保護板(鋼磚)。小型高爐的護喉板可以用鑄鐵做成開盒狀；大型高爐護喉板由100 ~ 150 mm厚的鑄鋼制成。爐喉護板主要有塊狀、條狀、變徑等幾種形式。還原爐的護喉也起到調(diào)節(jié)爐料分布和氣體流量的作用。

高爐解體

為了從技術(shù)上正確處理高爐冶煉中的復雜現(xiàn)象，有必要了解爐內(nèi)情況。停爐、注水冷卻或注氮冷卻后，在盡可能保持高爐原有生產(chǎn)狀態(tài)的同時，對從爐喉到爐底的積鐵進行詳細的解體調(diào)查，稱為高爐解體調(diào)查。雖然它不能完全了解高爐生產(chǎn)的動態(tài)情況，但對了解高爐過程、強化高爐冶煉有很大的參考價值。

高爐冷卻裝置

高爐爐襯內(nèi)部溫度高達1400℃，耐火磚通常會軟化變形。高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設(shè)置的，用于傳遞磚襯中的熱量，將磚襯上的爐渣凝結(jié)成高爐下部的一層保護渣皮。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，高爐冷卻裝置大致可分為外噴水冷卻、風口渣口冷卻、冷卻壁及冷卻水箱、風冷(水冷)爐底等裝置。

高爐灰

又稱爐灰，是高爐煤氣帶出的爐料粉。其數(shù)量不僅與高爐冶煉強度和頂壓有關(guān)，還與爐料性質(zhì)密切相關(guān)。爐料粉越多，爐塵量越大。目前，每噸煉鐵約有10 ~ 10 ~ 100公斤高爐灰。高爐灰通常含有約40%的鐵，并含有更多的碳和堿性氧化物。它的主要成分是焦粉和礦粉。在燒結(jié)料中加入部分高爐灰可以節(jié)約熔劑，降低燃料消耗。

高爐基本操作系統(tǒng)

1、爐膛運行的任務

(1)利用專用設(shè)備和出鋼機、泥槍、堵渣機等各種工具，按規(guī)定時間分別開出渣口和鐵口，然后通過渣鐵溝將渣鐵分別排入渣鐵鍋，出渣鐵后堵住渣鐵口，保證高爐連續(xù)生產(chǎn)。

②完成爐前爐渣、鐵口及各種專用設(shè)備的維護。

③制作并修復撇渣器、主出鐵槽、渣鐵槽。

④與出渣出鐵相關(guān)的一系列工作，如更換鼓風機、出渣口等冷卻設(shè)備，清理渣鐵輸送線等。

2.高爐爐況穩(wěn)定順行:一般指爐內(nèi)爐料隨煤氣流量上升而均勻下降，爐溫穩(wěn)定充裕，生鐵合格，產(chǎn)量高低。

3.操作系統(tǒng):根據(jù)高爐具體情況(如爐型、設(shè)備水平、原料條件、生產(chǎn)計劃、品種指標要求)制定的高爐操作規(guī)程。

4.高爐基本操作系統(tǒng):裝料系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、爐膛加熱系統(tǒng)和造渣系統(tǒng)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的工业炼铁（电炉炼钢的工艺流程图）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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