1、2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意1第二章第二章 高炉炼铁高炉炼铁2.1 高炉炼铁的工艺流程及主要设备高炉炼铁的工艺流程及主要设备高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁的过程。的过程。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意22.1.1 几个基本概念几个基本概念1 矿物矿物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及一对物理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。其理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。其中能够为人类利
2、用的称为中能够为人类利用的称为有用矿物有用矿物。2 矿石矿石：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿物称为提取金属、金属化合物或其它产品的矿物称为矿石矿石。3 矿石的品位矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量，称为：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的该矿石的品位品位。4 脉石：脉石：矿石中没有用的成分称为矿石中没有用的成分称为脉石脉石，一般在冶炼过，一般在冶炼过程中需要程中需要去除去除。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意35、富矿、富矿：含铁品位：含铁品位50%的铁矿石的铁矿石 赤铁矿：理论含铁量赤铁
3、矿：理论含铁量70%磁铁矿：理论含铁量磁铁矿：理论含铁量72.4%菱铁矿：理论含铁量菱铁矿：理论含铁量48.3%褐铁矿：理论含铁量褐铁矿：理论含铁量55.266.1%6、贫矿贫矿：实际含铁量低于理论含铁量：实际含铁量低于理论含铁量70%的铁矿石称的铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用）贫矿（必须经过选矿后使用）7、块矿和粉矿、块矿和粉矿扣除扣除CO2和结晶水和结晶水富矿富矿破碎、筛分破碎、筛分块矿块矿(510mm),上限上限粉矿（粉矿（5mm）供烧结厂生产烧结矿）供烧结厂生产烧结矿大中型高炉大中型高炉45mm中小型高炉中小型高炉6080%浮选浮选磁铁矿磁铁矿 细磨细磨 -200目目6080%磁选磁
4、选褐铁矿褐铁矿 先磁化焙烧先磁化焙烧 后细磨后细磨 磁选磁选菱铁矿菱铁矿 细磨细磨 -200目目6080%浮选浮选2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意52.1.2 高炉炼铁工艺流程及主要设备高炉炼铁工艺流程及主要设备一、炼铁流程及设备系统一、炼铁流程及设备系统n高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉炼铁生产流程比较定型，它由高炉本体及高炉本体及若干辅助系统组成。若干辅助系统组成。q生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部生产时从炉顶分批装入各种炉料，从高炉下部风口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液风口不断鼓入热风，在连续熔炼过程中得到液态渣铁，定期从炉缸渣铁口排出炉外，与炉料态渣铁，定期从炉
5、缸渣铁口排出炉外，与炉料进行一系列作用的煤气从炉顶溢出。进行一系列作用的煤气从炉顶溢出。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意6转炉炼钢厂转炉炼钢厂矿山矿山高高炉炉铸造生铁铸造生铁铸铁机铸铁机铁水铁水炼钢生铁炼钢生铁炉渣炉渣高炉煤气高炉煤气水泥厂水泥厂放散放散精矿精矿粉矿粉矿块矿块矿球团矿球团矿 烧结矿烧结矿焦化厂焦化厂焦炭焦炭制粉车间制粉车间煤粉煤粉熔剂熔剂鼓风机鼓风机 热风炉热风炉 热风热风轧钢厂轧钢厂炼铁工艺流程图2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意7n由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占由于高炉的效率高、能耗低，所以高炉生产的铁占世界铁总产量的世界铁总产量的95%以上。以
6、上。n我国最大的高炉是宝钢我国最大的高炉是宝钢3号高炉（号高炉（4350m3）。世界）。世界最大高炉达最大高炉达5000m3以上。以上。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意8高炉炼铁系统（高炉本体和辅助系统）高炉炼铁系统（高炉本体和辅助系统）2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意92023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意102023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意11二、二、高炉本体高炉本体1、高炉本体概述、高炉本体概述n包括包括高炉炉型高炉炉型、炉衬炉衬、冷却装置冷却装置、钢结构钢结构及及基础。基础。n高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。高炉炉型均为五段式，圆形工作空间。n炉衬耐火材料围
7、成高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉型。n炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达炉衬靠冷却装置保护，使一代工作炉龄达1015年。年。n钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。钢结构是加固炉体和支撑各种附属设备的构件。n高炉大小以有效容积的立方米数表示。高炉大小以有效容积的立方米数表示。高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。高炉本体结构仍在不断向高效、长寿方向发展之中。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意122、高炉炉型概述、高炉炉型概述1）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何）、高炉内部及炉墙而形成的工作空间的几何形状称为形状称为高炉炉型高炉炉型。炉衬耐火材料围成高炉炉。炉衬耐火材
8、料围成高炉炉型。型。2）、高炉）、高炉炉型炉型为圆断面五段式即：为圆断面五段式即：炉喉、炉身、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸炉腰、炉腹、炉缸五部分。即高炉内型图所看五部分。即高炉内型图所看到的五部分。到的五部分。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意132023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意14Schematic of a blast furnace,illustrating some of the defined terms.h0h6hu(b)死铁层高度死铁层高度h0(c)高炉有效高度高炉有效高度hu(d)炉头高度炉头高度h6(e)高炉全高高炉全高h(a)料线零位：是测料线零位：是测定料面
9、高度的基础。定料面高度的基础。钟式炉顶：大钟开钟式炉顶：大钟开启时大钟的底边；启时大钟的底边；无钟炉顶：炉喉钢无钟炉顶：炉喉钢砖的转折点处或钢砖的转折点处或钢砖顶部砖顶部h3）、几个概念：）、几个概念：2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意15Schematic of a blast furnace,illustrating some of the defined terms.Top ring:炉顶钢圈炉顶钢圈(炉顶法兰炉顶法兰)Offtake:排气管排气管Top cone:高炉炉头（炉顶锥高炉炉头（炉顶锥形部分）形部分）Armour（炉喉）钢砖（炉喉）钢砖Stockline level：料
10、线零位：料线零位Throat：炉喉，：炉喉，Stack：炉身：炉身Belly：炉腰：炉腰Bosh：炉腹：炉腹Tuyere：鼓风口：鼓风口Tuyere breast：风口中心：风口中心Bustle pipe:围管围管Tuyere stock：风口支管：风口支管Hearth：炉缸：炉缸Iron notch：出铁口：出铁口Cinder notch/emgency iron notch;出渣口出渣口h0h6hu本体结构中英文对照本体结构中英文对照2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意16f）高炉有效容积：在有效高度范）高炉有效容积：在有效高度范围内炉型所包括的空间。用围内炉型所包括的空间。用Vu表示
11、表示 巨型高炉：巨型高炉：Vu 4000m3 大型高炉：大型高炉：Vu 620m3 中型高炉：中型高炉：Vu=255620m3 小型高炉：小型高炉：Vu 65%，P、S含量低的矿石可直接供直接含量低的矿石可直接供直接还原和熔融还原还原和熔融还原q50%T.Fe1.6）高碱度烧结矿的碱度决定于高碱度烧结矿的碱度决定于:a)烧结矿的冶金性能烧结矿的冶金性能;b)酸性炉料的入炉比例。酸性炉料的入炉比例。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意36c、抽风烧结原理、抽风烧结原理烧结原理烧结原理2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意37d、烧结工艺流程烧结工艺流程2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚
12、意38e、烧结过程的主要反应、烧结过程的主要反应 n燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、气化反应气化反应q固相反应和液相粘结形成一定强度和结构的烧结矿固相反应和液相粘结形成一定强度和结构的烧结矿q低熔点固相产物是液相形成的前提低熔点固相产物是液相形成的前提q粘结相粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英硅酸三钙、铁酸钙、钙铁灰石及少量反应不全的游离石英和石灰。和石灰。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意39图图 烧结过程示意图烧结过程示意图I烧
13、结矿层：烧结矿层：II燃烧层：燃烧层：III预热层：预热层：IV烧结料层：烧结料层：V垫底料层垫底料层1冷却，再氧化；冷却，再氧化；2冷却，再结晶；冷却，再结晶；3固体碳燃烧液相形成；固体碳燃烧液相形成；4固相反应氧化，还原，分解；固相反应氧化，还原，分解；5去水；去水；6水分水分凝结2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意40球团生产过程和球团矿球团生产过程和球团矿 n将准备好的原料将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等添加剂等)，按一定比例经过配料、混匀制成一定，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发尺寸的小球
14、，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结这一过程即生一系列的物理化学变化而硬化固结这一过程即为为球团生产过程球团生产过程其产品即为其产品即为球团矿球团矿。n球团矿分球团矿分酸性酸性球团矿和球团矿和碱性碱性球团矿。由于酸性球团球团矿。由于酸性球团矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时高矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配台使用。炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配台使用。因此，目前世界各国以生产因此，目前世界各国以生产酸性球团矿为主酸性球团矿为主。n球团法于球团法于1912年提出。年提出。2023-1-27武汉科技大学讲义
15、朱诚意41n球团生产的工艺过程大体可分为配料、混合、球团生产的工艺过程大体可分为配料、混合、造球、焙烧及成品处理等工序，其工艺流程见造球、焙烧及成品处理等工序，其工艺流程见图图1。Fig.Schematic diagram of the traveling grate system for producing pellets.2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意42Fig.Balling drum mixer.Fig.Induced draft rotary or circular sinter coolers shown in process of construction.2023-1
16、-27武汉科技大学讲义朱诚意43Fig.Two disc-type pelletizing machines.Ore fines are fed to the discs by the belt conveyors(behind the operator).As the discs rotate,there is a balling action that causes the fines to agglomerate into pellet-like masses that are discharged from the discs over their lip at the bottom
17、onto to the belt conveyor shown at floor level that carries the pellets to the bins of the sinter machine.2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意44n为保证球团矿质量，在焙烧过程中应保证氧化气为保证球团矿质量，在焙烧过程中应保证氧化气氛，控制升温速度，达到球团固结的最佳温度并氛，控制升温速度，达到球团固结的最佳温度并保持足够的高温时间，保证再结晶充分进行。在保持足够的高温时间，保证再结晶充分进行。在冷却过程中应控制好冷却速度。冷却过程中应控制好冷却速度。Fig.Four types of
18、 iron ore agglomerates.The briquettes at the lower right were produced by hot ore briquetting.2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意453、链篦机一回转窑法、链篦机一回转窑法n它是由链篦机、回转窑和冷却机组合成的焙烧工艺（见它是由链篦机、回转窑和冷却机组合成的焙烧工艺（见图）。生球的图）。生球的干燥、脱水和预热过程在链篦机上干燥、脱水和预热过程在链篦机上完成，高完成，高温温焙烧在回转窑焙烧在回转窑内进行，而内进行，而冷却则在冷却机冷却则在冷却机上完成。上完成。图图 链篦机链篦机-回转窑焙烧球团示意图
19、回转窑焙烧球团示意图1布料器；布料器；2链篦机；链篦机；3干燥室；干燥室；4预热室；预热室；5回转窑；回转窑；6冷却机；冷却机；7振动给料器；振动给料器；8冷却风机；冷却风机；9抽烟机；抽烟机；10多管除尘器；多管除尘器；11燃烧器燃烧器 2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意46n我国钢铁企业的原料供应一般都十分复杂：有以进口我国钢铁企业的原料供应一般都十分复杂：有以进口粉矿为主的，也有以国产铁精矿为主的，还有各种各粉矿为主的，也有以国产铁精矿为主的，还有各种各样的地方小铁矿所产的铁矿石。原料品种多，化学成样的地方小铁矿所产的铁矿石。原料品种多，化学成分和冶金性能变化大，稳定性和均匀性差。
20、分和冶金性能变化大，稳定性和均匀性差。n炉料结构即高炉生产中酸性炉料、碱性炉料及块矿所炉料结构即高炉生产中酸性炉料、碱性炉料及块矿所占的比例。占的比例。n世界上高炉的合理炉料结构不是单一模式世界上高炉的合理炉料结构不是单一模式,它决定于它决定于矿源和炼铁成本。矿源和炼铁成本。n根据我国的现实情况，根据我国的现实情况，高炉的合理炉料结构应该是高高炉的合理炉料结构应该是高碱度烧结矿配加酸性球团矿碱度烧结矿配加酸性球团矿,或高碱度烧结矿配加酸或高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块矿性球团矿和块矿,或高碱度烧结矿配加块矿或高碱度烧结矿配加块矿六、高炉炉料结构六、高炉炉料结构2023-1-27武汉科技大学讲义
21、朱诚意472 燃料燃料fuels(1)（冶金）焦炭（冶金）焦炭n成分成分q固定碳：固定碳：8085%q灰份（灰份（SiO2占占4550%，Al2O3占占1530%）q挥发份挥发份CO、CO2、CH4、N2、H2n作用作用q燃烧产生热量燃烧产生热量q燃烧后产生燃烧后产生CO作为还原剂作为还原剂q支撑料柱，使料层透气支撑料柱，使料层透气2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意48n高炉冶炼对焦炭质量的要求高炉冶炼对焦炭质量的要求q强度强度：通过转鼓试验测定：通过转鼓试验测定q固定固定C和灰分含量和灰分含量：良好的冶金焦应固定：良好的冶金焦应固定C高，高，灰分低灰分低n高炉实践证明，灰分升高高炉实践
22、证明，灰分升高1%，焦比升高，焦比升高2%，高炉产量下降高炉产量下降3%q硫硫：焦炭带入的硫含量占冶炼单位质量生铁所：焦炭带入的硫含量占冶炼单位质量生铁所需原料总硫量的需原料总硫量的80%。n焦中的硫的质量分数提高焦中的硫的质量分数提高0.1%，高炉焦比增，高炉焦比增加加1.2%2.0%q挥发份挥发份：要求挥发分质量适当，主要防止挥发：要求挥发分质量适当，主要防止挥发分过高分过高2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意49q成分和性能的稳定性以及粒度成分和性能的稳定性以及粒度n焦炭成分和性能的波动对高炉冶炼行程的焦炭成分和性能的波动对高炉冶炼行程的稳定不利，影响高炉生产效率及燃料消耗稳定不利，
23、影响高炉生产效率及燃料消耗n对焦炭粒度的要求是在保证高炉顺行的前对焦炭粒度的要求是在保证高炉顺行的前提下，尽量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度提下，尽量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度比矿石的平均粒度大比矿石的平均粒度大35倍，控制在倍，控制在4060mm。水分波动会引起焦炭负荷波动。水分波动会引起焦炭负荷波动q反应性和热强度反应性和热强度n反应性反应性是指焦炭与是指焦炭与CO2气体反应而气化的难易气体反应而气化的难易程度程度,热强度是指反应后的强度热强度是指反应后的强度n对高炉用焦来说希望反应性小些，热强度高些对高炉用焦来说希望反应性小些，热强度高些我国有专门的冶金焦炭技术指标。我国有专门的冶金焦炭技术
24、指标。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意50(2)（喷吹）煤粉（喷吹）煤粉n代替部分焦炭，降低生产成本代替部分焦炭，降低生产成本n高炉冶炼对煤粉的要求高炉冶炼对煤粉的要求q固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低固定碳含量高，灰分含量低，硫含量低q可磨性好：制备成适合喷吹工艺的细粒煤粉时可磨性好：制备成适合喷吹工艺的细粒煤粉时能耗少，对输送设备磨损小能耗少，对输送设备磨损小q粒度细：保证煤粉在风口前完全气化粒度细：保证煤粉在风口前完全气化q爆炸性弱：确保在制备和输送过程中人身及设爆炸性弱：确保在制备和输送过程中人身及设备安全备安全q燃烧和反应性好：燃烧不完全会影响喷煤效果燃烧和反应性好：燃烧不
25、完全会影响喷煤效果并且未燃煤粉会使料柱透气性变差，影响炉况并且未燃煤粉会使料柱透气性变差，影响炉况顺行；要求煤粉的反应性好顺行；要求煤粉的反应性好2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意51通常情况下通常情况下,生产生产1吨钢铁须消耗大约吨钢铁须消耗大约0.5吨焦炭吨焦炭,而生产而生产1吨焦炭大致需要吨焦炭大致需要1.3吨精吨精煤煤,其中需肥精煤其中需肥精煤(工业味精工业味精)0.4吨。吨。我国的煤炭储量中，炼焦煤的比例较高，占我国的煤炭储量中，炼焦煤的比例较高，占27%27%。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意52(3)天然气：天然气：q 我国的天然气储量很小，仅占世界总储量的我国的天
26、然气储量很小，仅占世界总储量的1.2%。我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气。我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一次能源。作为一次能源。q产量最高的前产量最高的前3个国家是：前苏联、美国和加拿个国家是：前苏联、美国和加拿大。大。(4)石油：石油：q我国的石油储量很小，仅占世界总储量的我国的石油储量很小，仅占世界总储量的3%。我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一我国钢铁工业基本上不考虑使用天然气作为一次能源。次能源。q产量最高的前产量最高的前3个国家是：沙特、前苏联和美国。个国家是：沙特、前苏联和美国。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意533 熔剂熔剂Fluxesn熔剂主要包括熔剂主
27、要包括q石灰石：主要成份石灰石：主要成份 CaCO3q白云石：白云石：CaCO3MgCO3q萤石：萤石：CaF2q硅石：硅石：SiO2q锰矿：锰矿：MnO2n作用作用q降低脉石和焦炭灰份的熔点，使炉渣具有良好的降低脉石和焦炭灰份的熔点，使炉渣具有良好的流动性，使炉渣具有一定的脱硫能力；特殊熔剂流动性，使炉渣具有一定的脱硫能力；特殊熔剂在刷洗炉墙粘结物、炉缸堆积、炉况不顺行时短在刷洗炉墙粘结物、炉缸堆积、炉况不顺行时短时使用以造成低黏度和低熔点炉渣。时使用以造成低黏度和低熔点炉渣。在我国蕴藏量很大，各在我国蕴藏量很大，各省基本都有质量好的矿省基本都有质量好的矿山。辽宁省大石桥地区山。辽宁省大石桥
28、地区有质量一流的镁沙资源有质量一流的镁沙资源2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意544 鼓风鼓风n作用作用q燃烧焦炭和煤粉，产生热量和还原剂燃烧焦炭和煤粉，产生热量和还原剂n风温风温11001300C，鼓风物理热占高炉热，鼓风物理热占高炉热量总收入的量总收入的20%左右左右国内吨铁炉料消耗情况：国内吨铁炉料消耗情况：铁矿石：铁矿石：1.61.8 t/t 熔剂：熔剂：0400 kg/t 焦炭：焦炭：250500 kg/t 煤粉：煤粉：100250 kg/t 鼓风：鼓风：17002200 Nm3/t2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意55二、高炉炼铁的产品二、高炉炼铁的产品1、生铁（铁水）
29、、生铁（铁水）高炉铁水温度为高炉铁水温度为14501550C，主要用来炼钢，主要用来炼钢主要成分为主要成分为Fe，还有，还有C和少量杂质（和少量杂质（Si，Mn，P，S）。）。(1)炼钢生铁炼钢生铁q高炉生产的生铁产品中高炉生产的生铁产品中8090%为为炼钢生铁炼钢生铁，它是由它是由Fe、C和少量杂质（和少量杂质（Si1.25%）较高的）较高的铸造生铁铸造生铁和少量和少量铁合金铁合金，5%左右。左右。铸造生铁的国家标准铸造生铁的国家标准2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意57(3)铁合金铁合金q铁合金多用铁合金多用电炉电炉生产，多用作炼钢脱氧剂生产，多用作炼钢脱氧剂和合金添加剂和合金添加剂
30、q高炉生产的生铁产品中有高炉生产的生铁产品中有5%左右的高碳左右的高碳铁合金，其中包括锰铁、硅铁、稀土硅铁铁合金，其中包括锰铁、硅铁、稀土硅铁q铁合金是高能耗产品，我国除了可自给有铁合金是高能耗产品，我国除了可自给有余外，每年还大量出口到周边国家，如日余外，每年还大量出口到周边国家，如日本等本等高碳锰铁的国家标准高碳锰铁的国家标准2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意582、煤气、煤气n用途用途q高炉生产的副产品高炉生产的副产品煤气煤气，可以给本厂，可以给本厂（70%以上烧热风炉）或其他厂（烧结厂、以上烧热风炉）或其他厂（烧结厂、炼焦厂、炼钢厂或轧钢厂等）作为炼焦厂、炼钢厂或轧钢厂等）作为气
31、体燃气体燃料料，也可以用来，也可以用来发电发电或城市或城市取暖取暖。n成分成分qCO、CO2、N2、H2、CH4n产量产量q2000m3/t左右（左右（2560kg/t）冶炼不同铁种时煤气发热量及成分不尽相同。冶炼不同铁种时煤气发热量及成分不尽相同。2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意593、炉渣、炉渣n产量：产量：200500kg/tn用途用途q高炉高炉炉渣经高压水急冷后成为水淬渣，炉渣经高压水急冷后成为水淬渣，是制是制造水泥的好原料，消耗占高炉渣量的造水泥的好原料，消耗占高炉渣量的70%。q缓冷后破碎后代替天然碎石料铺路，消耗总缓冷后破碎后代替天然碎石料铺路，消耗总渣量不到渣量不到10
32、%q液体炉渣经处理后，用作轻质混凝土骨料，液体炉渣经处理后，用作轻质混凝土骨料，在建筑上用作防热、隔音，或作为绝热材料在建筑上用作防热、隔音，或作为绝热材料q温度比铁水高温度比铁水高50100，出炉时温度一般，出炉时温度一般为为14001550，热含量，热含量16801900kJ/kg，未找到合适的潜热利用方法未找到合适的潜热利用方法2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意60n主要成分主要成分qSiO2(3242%)、CaO(3544%)、MgO(413%)Al2O3(616%)及少量及少量MnO、FeO、SqR=1.01.25q包钢高炉渣含包钢高炉渣含CaF2、K2O、Na2O及及RExO
33、y；攀钢；攀钢高炉渣含高炉渣含V2O5；酒钢高炉渣含；酒钢高炉渣含BaO4、炉尘、炉尘n产量产量q20100kg/tn用途用途q少量少量高炉尘高炉尘送烧结厂使用。送烧结厂使用。q作副产品作副产品2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意612.1.4 高炉生产的主要技术经济指标高炉生产的主要技术经济指标一、有效容积利用系数（一、有效容积利用系数（u）q高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（t/m3d）二、焦比（二、焦比（K）q冶炼一吨生铁消耗的干焦或综合焦炭量（冶炼一吨生铁消耗的干焦或综合焦炭量（kg/t）（1）入炉焦比）入炉焦比u u=高炉每天的合格
34、生铁量高炉每天的合格生铁量P高炉有效容积高炉有效容积VuK=每天装入高炉的干焦炭量每天装入高炉的干焦炭量高炉每天出铁量高炉每天出铁量2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意62（2）折算入炉焦比）折算入炉焦比生铁折算系数：以生产炼钢生铁为标准（折算系数为生铁折算系数：以生产炼钢生铁为标准（折算系数为1 1），将其它各种牌号的生铁按冶炼的难易程度折合为），将其它各种牌号的生铁按冶炼的难易程度折合为炼钢生铁的数值炼钢生铁的数值 K折折=每天装入高炉的干焦炭量每天装入高炉的干焦炭量合格生铁折合产量合格生铁折合产量2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意63三、煤比（或油比）三、煤比（或油比）q冶炼一
35、吨生铁消耗的煤粉量或重油（冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）四、喷煤率四、喷煤率q每天喷入高炉的每天喷入高炉的煤粉煤粉量与高炉每天消耗的量与高炉每天消耗的燃料燃料量之比，即煤比与燃料比之比量之比，即煤比与燃料比之比M=每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量高炉每天出铁量高炉每天出铁量100%喷煤率喷煤率=每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量高炉每天消耗的燃料量高炉每天消耗的燃料量 =100%煤比煤比燃料比燃料比燃料比焦比煤比（或油比）燃料比焦比煤比（或油比）2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意64五、综合焦比五、综合焦比（1）置换比）置换比K=每天装入高炉的焦炭量每天装入高炉
36、的焦炭量+每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量置换比置换比高炉每天出铁量高炉每天出铁量R=K0-K1+KKMR喷吹的辅助燃料置换比喷吹的辅助燃料置换比K0未喷吹辅助燃料前的实际平均焦比未喷吹辅助燃料前的实际平均焦比K1喷吹辅助燃料后的平均入炉焦比喷吹辅助燃料后的平均入炉焦比K其他各种因素对实际焦比影响的代数和其他各种因素对实际焦比影响的代数和2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意65（2）喷吹率）喷吹率六、折算综合焦比六、折算综合焦比K折算折算=每天装入高炉的焦炭量每天装入高炉的焦炭量+每天喷入高炉的煤粉量每天喷入高炉的煤粉量置换比置换比高炉每天出铁量高炉每天出铁量生铁折算系数生铁折算系
37、数喷吹率喷吹率=喷吹燃料总量喷吹燃料总量总燃料消耗量总燃料消耗量1002023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意66七、冶炼强度七、冶炼强度q高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下）量（焦比一定的情况下）八、综合冶炼强度八、综合冶炼强度I=高炉每天消耗的焦炭量高炉每天消耗的焦炭量高炉的有效容积高炉的有效容积I=高炉每天消耗的焦炭量高炉每天消耗的焦炭量+高炉每天消耗的煤粉量高炉每天消耗的煤粉量置换比置换比高炉有效容积高炉有效容积u=I/K 或或 u=I/K 2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意67九、炉缸燃烧强度九、炉缸燃烧强度q每
38、平方米炉缸截面积每天消耗的焦炭量每平方米炉缸截面积每天消耗的焦炭量十、焦炭负荷十、焦炭负荷q一批炉料一批炉料=矿批矿批+焦批焦批十一、休风率q规定的日历作业时间规定的日历作业时间=日历时间日历时间-计划大中修及封炉时间计划大中修及封炉时间炉缸燃烧强度炉缸燃烧强度=每天高炉消耗的焦炭量每天高炉消耗的焦炭量 炉缸截面积炉缸截面积焦炭负荷焦炭负荷=矿批矿批焦批焦批每批炉料中的铁矿石每批炉料中的铁矿石+锰矿石锰矿石每批炉料中的焦炭量每批炉料中的焦炭量休风率休风率=高炉休风时间高炉休风时间规定的日历作业时间规定的日历作业时间100%2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意68十二、生铁合格率十二、生铁合
39、格率十三、炼铁工序能耗十三、炼铁工序能耗q每月、年或季度内高炉生产系统、辅助生产系每月、年或季度内高炉生产系统、辅助生产系统以及直接为炼铁生产服务的附属系统所消耗统以及直接为炼铁生产服务的附属系统所消耗的各种能源的实际消耗量，扣除回收利用的能的各种能源的实际消耗量，扣除回收利用的能源，并折算成标准煤（源，并折算成标准煤（7000Kcal或或29300kJ/t）后与该段时间内生铁产量之比。后与该段时间内生铁产量之比。q我国重点企业的炼铁工序能耗约我国重点企业的炼铁工序能耗约500kg 标准煤标准煤/t铁，吨钢综合能耗铁，吨钢综合能耗8001000kg 标准煤标准煤/t钢。钢。生铁合格率生铁合格率=合格生铁产量合格生铁产量生铁总产量（包括不合格生铁）生铁总产量（包括不合格生铁）100%2023-1-27武汉科技大学讲义朱诚意69思考题：思考题：一、概念题一、概念题n料线零位料线零位n高炉有效容积高炉有效容积n高炉有效容积利用系数高炉有效容积利用系数n焦比焦比n综合冶炼强度综合冶炼强度二、问答题二、问答题n高炉内型由哪几部分构成？高炉内型由哪几部分构成？n炼钢生铁和铸造生铁有什么不同？炼钢生铁和铸造生铁有什么不同？n什么是铁矿石的理论含铁量？什么是铁矿石的理论含铁量？
