速看!鋼鐵人必備的高爐煉鐵生產(chǎn)工藝知

發(fā)表時(shí)間:2023-02-05 15:13




一、高爐煉鐵主要工藝設備

高護煉鐵主要由高爐本體及其他輔助設備組成,其組成有:①高爐本體、②供料設備、③送風(fēng)設備、④?chē)姶翟O備、⑤煤氣處理設備、⑥渣鐵處理設備。

通常,輔助系統的建設投資是高爐本體的4~5倍。生產(chǎn)中,各個(gè)系統互相配合、互相制約,形成個(gè)連續的、大規模的高溫生產(chǎn)過(guò)程。高爐開(kāi)爐之后,整個(gè)系統必須日以繼夜地連續生產(chǎn),除了計劃檢修和特殊事故暫時(shí)休風(fēng)外,般要到一代壽命終了時(shí)才停爐。


1、高爐本體

密閉的高爐本體是冶煉生鐵的主體設備。是由耐火材料砌筑成豎式圓筒形,外有鋼板爐殼加固密封,內嵌冷卻設備保護。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。


2、供料設備

高爐上料是煉鐵高爐系統中最重要的一環(huán),及時(shí)、準確的配料、上料是保證高爐產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的前提。


3、送風(fēng)設備

高爐送風(fēng)系統包括:鼓風(fēng)機、冷風(fēng)管路、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管路以及管路上的各種閥門(mén)等。其中鼓風(fēng)機和熱風(fēng)爐是送風(fēng)系統的主要設備。


①高爐鼓風(fēng)機

高爐鼓風(fēng)機是高爐最重要的動(dòng)力設備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣,而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動(dòng)力。


②高爐熱風(fēng)爐

熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設備,是現代高爐不可缺少的重要組成部分?,F代熱風(fēng)爐是一種器熱式換熱器。目前風(fēng)溫水平為1000C~1200 C,高的為1250 C-1350 C,最高可達1450 C~1550 C。


4、噴吹設備

高爐噴吹主要有固體燃料、液體燃料、氣體燃料,可單獨噴吹也可混合噴吹。我國高爐以噴煤為主,其工藝流程一般包括煤粉的制備、煤粉的噴吹。


5、渣鐵處理設備

高爐渣鐵處理系統主要包括:爐前工作平臺、出鐵場(chǎng)、渣及鐵溝、開(kāi)口機、泥炮、堵渣機、鑄鐵機、爐渣處理設備、鐵水罐等。出鐵場(chǎng)一般比風(fēng)口平臺低約1.5m,由鐵口到砂口(撤渣器或渣鐵分離器)的一段為主溝。


6、煤氣處理設備

高爐煤氣的回收除塵系統包括:爐頂煤氣上升管、下降管、煤氣遮斷閥或水封、除塵器、脫水器。高壓操作高爐還有高壓閥組等。


除塵工藝:除塵工藝主要有濕法除塵和干法除塵兩種。


①濕法除塵工藝流程:荒煤氣→重力除塵器→冼滌塔(半精除塵) →文氏管(精除塵)→脫水器→高壓閥組→凈煤氣。


②干法除塵系統工藝流程:荒煤氣→重力除塵器→旋風(fēng)除塵-布袋除塵→壓力控制→凈煤氣。



二、高爐操作

高爐冶煉是一個(gè)伴隨著(zhù)上升熱煤氣流和下降的冷爐料相向運動(dòng)貫穿于始終的復雜工藝過(guò)程。而高爐操作的主要目的是保證上升的煤氣流和下降的爐料順利進(jìn)行,力求獲得更好的技術(shù)經(jīng)濟指標。高爐日常操作主要包括:①開(kāi)爐、休風(fēng)、停爐操作;②高爐爐況判斷與調節;③爐前操作。


1、開(kāi)爐

開(kāi)爐是高爐一代爐齡的開(kāi)始。


①開(kāi)爐前的準備檢查:開(kāi)爐前必須對高爐全部設備進(jìn)行仔細檢查和試運轉。


②烘爐必須根據一一定的烘爐制度對高爐和熱風(fēng)爐逐漸加熱,徹底烘干爐襯以免影響一代壽命。


③裝料應選用最好的爐料作為開(kāi)爐引料,按照計算的配料表進(jìn)行合理的開(kāi)爐裝料。


④點(diǎn)火可用700-750C的熱風(fēng)開(kāi)爐點(diǎn)火。點(diǎn)火前均應關(guān)閉大小料鐘,打開(kāi)爐頂放散閥,并切斷與煤氣系統的聯(lián)系。煤氣成分接近正常、煤氣壓力達到要求壓力時(shí)即可接通除塵系統。第一次鐵水出完后就算開(kāi)爐完畢。


2、停爐

停爐分為:大修停爐和中修停爐。


大修停爐主要是因為爐缸爐底侵蝕嚴重,無(wú)法繼續生產(chǎn)。若爐缸爐底良好,而其他部位損壞或爐腹以上磚襯侵蝕嚴重,則需要停爐中修。


停爐方法主要有充填法和空料線(xiàn)噴水停爐法兩種。


充填法:是在決定高爐停爐時(shí)停止上礦石。當料線(xiàn)下降時(shí)用其他物質(zhì)充填所空出的料線(xiàn)空間。用于填充的物質(zhì)有石灰石、碎焦等。也有的用高爐爐渣填充。此法比較安全但停爐后要清。


除充填物,浪費人力物力??樟暇€(xiàn)噴水法:是在停爐開(kāi)始停止裝料,待料面下降上部空間擴大時(shí),從爐頂噴水。當料面到達風(fēng)口平面或其上1~2 m時(shí)停止送風(fēng),繼續噴水。待爐缸內紅焦全部熄滅后,開(kāi)始修理。此法可大大縮短修爐時(shí)間,但要注意安全(爐墻坍塌、煤氣)。


3、休風(fēng)

高爐生產(chǎn)過(guò)程中因臨時(shí)檢修或計劃檢修, 而需要短期或者長(cháng)時(shí)間停止送風(fēng)。


高爐休風(fēng)和復風(fēng)操作中最重要的是防止煤氣爆炸。無(wú)論長(cháng)期休風(fēng)還是短期休風(fēng)都要將高爐本體與煤氣管道完全切斷。同時(shí)在休風(fēng)期應向高爐爐頂及煤氣管道內通入蒸汽,以保持爐頂及管道內的正壓,可防止空氣滲入并可沖淡煤氣中[O]和[H],減少爆炸的可能性。


高爐恢復送風(fēng)時(shí),也要注意煤氣安全。


4、高爐基本操作制度

高爐操作的基本任務(wù):選擇好合理的操作制度,控制煤氣流分布合理,充分利用熱能和化學(xué)能。


高爐基本操作制度包括:爐缸熱制度、送風(fēng)制度、造渣制度、裝料制度等。


5.爐況判斷

間接觀(guān)察法:通過(guò)熱風(fēng)壓力表、爐頂煤氣壓力表、冷風(fēng)流量計、爐頂煤氣溫度計、爐頂煤氣成分等判斷爐況。


6、爐況處理

正常爐況的特征為:

①熱制度穩定;

②造渣制度穩定;

③爐缸工作均勻活躍;

④煤氣分布合理,分壓穩定;

⑤下料速度均勻;

⑥冷卻水溫差符合規定。


7、爐前操作與熱風(fēng)爐操作

爐前操作的主要任務(wù):是通過(guò)渣口和鐵口及時(shí)將生成的渣鐵出凈:維護好鐵口、渣口和砂口及爐前機械設備(開(kāi)口機、泥炮、堵渣機和爐前吊車(chē)),保證高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行。


熱風(fēng)爐操作的任務(wù):穩定的向高爐提供熱風(fēng),為高爐降低焦比、強化冶煉創(chuàng )造條件。熱風(fēng)爐工作分為燃燒期和送風(fēng)期。每座高爐至少配置兩座熱風(fēng)爐,一般配置三座,大型高爐以四座為宜。



三、高爐煉鐵原料

1、煉鐵原料主要由鐵料、燃料、熔劑組成。

鐵料:燒結礦、球團礦、塊礦

燃料:焦炭、煤粉

熔劑:白云石、硅石、螢石等(一般不配加)


2、原料的作用:

①鐵礦石:(一般為赤鐵礦、磁鐵礦)提供鐵元素。冶煉一噸鐵大約需要1.5—2噸礦石。

②焦炭:提供熱量;提供還原劑;作料柱的骨架。冶煉一噸鐵大約需要500Kg焦炭。

反應方程式 C(焦炭)+O2=CO2

C焦炭+CO2=2CO

③熔劑:(石灰石、白云石、螢石)使爐渣熔化為液體;去除有害元素硫(S)、除去雜質(zhì)

④空氣:為焦碳燃燒提供氧、提供熱量。



四、煉鐵原理

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,

Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2

(    反應條件——高溫)



五、高爐煉鐵工藝流程

煉鐵工藝流程是將含鐵原料、燃料及其它軸助原料按一定比例自高爐爐頂裝入高爐,井由熱風(fēng)爐在高爐下部沿爐周的風(fēng)口向高爐內鼓入熱風(fēng)助焦炭燃燒(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃科),在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳。原料、燃料隨著(zhù)爐內熔煉過(guò)程的進(jìn)行而下降,在爐料下降過(guò)程和上升的煤氣相遇,先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵,鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐內的熔劑相結合形成渣,爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐,送往煉鋼廠(chǎng),同時(shí)產(chǎn)生高爐煤氣,爐渣兩種副產(chǎn)品,高爐渣鐵主要由礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結合生成,自清口排出后,經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料,產(chǎn)生的煤氣從爐頂導出,經(jīng)除塵后,作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。


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