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第二章煉鐵爐料概述 一 煉鐵原料的種類 高爐煉鐵占總生鐵量的90 以上非高爐煉鐵直接還原法 生產(chǎn)海綿鐵 熔融還原法 生產(chǎn)液態(tài)生鐵 不同的煉鐵方法所用的原料不盡相同 高爐煉鐵的原料 鐵礦石 人造或天然 熔劑 在燒結(jié) 球團中添加 燃料風 高爐冶煉的產(chǎn)物 生鐵 煉鋼生鐵 鑄造生鐵 合金生鐵 高爐渣除塵灰高爐煤氣 原料質(zhì)量直接影響高爐生產(chǎn)指標 七分原料 三分操作四分原料 三分設(shè)備 三分操作 入爐含鐵物料 燒結(jié)礦 高堿度燒結(jié)礦自熔性燒結(jié)礦酸性燒結(jié)礦球團礦 自熔性球團礦酸性球團礦富的 生的塊礦 造塊 燒結(jié) 球團 的目的 改善入爐含鐵物料的物理性能 化學性能 提高入爐含鐵物料的質(zhì)量 使高爐冶煉獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標 燃料的種類 固體 木炭 焦炭煤液體 重油氣體 天然氣 熔劑的種類 酸性熔劑 白石英石 主要用于光學 金屬硅及硅鐵生產(chǎn)石英石軟石英石 水泥 鋼鐵工業(yè)的原料耐火材料用石英石 生產(chǎn)硅磚的原料 煉鐵造渣劑橄欖石 Mg Fe O2 SiO2蛇紋石3MgO 2SiO2 2H2O均熱爐渣主要成分為2FeO SiO2含酸性脈石的貧鐵礦石中性熔劑 高Al2O3質(zhì)熔劑 鐵礬土粘土頁巖含Al2O3較高的鐵礦石堿性熔劑 石灰石白云石消石灰生石灰 生石灰活性度 菱鎂石MgCO3 二 造塊方法簡介及在煉鐵生產(chǎn)中的應用 滿足高爐內(nèi)各區(qū)域?qū)υ?燃料性能的要求 要 精料 精料是高爐操作穩(wěn)定順行的必要條件熟 熟料 最好沒有 生料 高 品位高 堿度高 氧化度高 機械強度高小 降低粒度上限勻 提高粒度下限 縮小粒度范圍 粒度均勻凈 粉末少好 化學性能好 冶金性能 穩(wěn) 物理性能 化學性能穩(wěn)定 波動小 冶金性能 鐵礦石造塊 是基于采礦過程中產(chǎn)生的粉礦 破碎作業(yè)中產(chǎn)生的粉礦 選礦過程中產(chǎn)生的精礦不能滿足入爐冶煉要求 而采取的處理方法高爐對入爐料性能的要求 爐料粒度大小適宜 均勻 粉末少 機械強度高 軟化性熔滴性好 以保證爐內(nèi)料柱透氣性好 爐料品位高 有害雜質(zhì)少 堿度適宜 還原性好 以降低煉鐵焦比上述要求可通過高溫造塊完全滿足含碳酸鹽 結(jié)晶水較多的礦石 某些難還原的礦石 含有害成分的礦石均可通過高溫造塊富集有用成分 脫除大部分無用或有害成分各種含鐵塵 泥 渣也可通過造塊返回再利用 并改善環(huán)境 配用鋼渣可提高燒結(jié)礦強度 還原性 粉料添加熔劑后通過燒結(jié) 球團不僅成塊 還被火法預處理 完成造渣等許多過程高爐使用燒結(jié)礦 球團礦 不再添加熔劑 冶煉過程只進行鐵氧化物還原 分離 容易實現(xiàn) 高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 低耗 長壽 的目的造塊方法 燒結(jié)法球團法壓團法 焦化 屬于煤粉的造塊目的 提高固體燃料的冶金性能 以適應高爐生產(chǎn) 三 燒結(jié) 球團的發(fā)展簡史 1 燒結(jié)法1897年 HuntingTon等申請了硫化鉛礦焙燒專利主要采用燒結(jié)鍋 進行鼓風間斷燒結(jié)1905年 Savelsberg首次將燒結(jié)鍋用于鐵礦粉鼓風燒結(jié)1909年 Penbach申請用連續(xù)環(huán)式燒結(jié)機燒結(jié)鉛鋅礦1911年 Dwight和Lloyd首次發(fā)明抽風連續(xù)帶式燒結(jié)機用于鐵礦粉燒結(jié) D L型帶式燒結(jié)機 1914年 Greenawalt發(fā)明抽風間斷燒結(jié)盤用于鐵礦粉燒結(jié)帶式燒結(jié)機因能連續(xù)生產(chǎn) 生產(chǎn)能力大而在鐵礦粉燒結(jié)中廣泛應用帶式燒結(jié)機面積也不斷增大600m2臺車寬5m設(shè)備大型化 生產(chǎn)能力增大 而設(shè)備投資相對降低 同時燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)濟效益增大 設(shè)備維修費和管理費卻相對大大降低 建國初期 首鋼燒結(jié)鍋本鋼燒結(jié)盤鞍鋼50m2帶式燒結(jié)機1952年 從前蘇聯(lián)引進75m2燒結(jié)機而后我國開始自行設(shè)計和制造1970年起 我國設(shè)計并制造出90 130m2燒結(jié)機20世紀80年代初 寶鋼引進日本450m2燒結(jié)機20世紀90年代 我國自行設(shè)計和制造450m2規(guī)格燒結(jié)機 燒結(jié)技術(shù)的發(fā)展 加強燒結(jié)理論研究 提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量a 探索和掌握造塊工藝規(guī)律 提高燒結(jié)機利用系數(shù)b 研究新條件下的造塊機理 為高爐冶煉提供優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦高堿度燒結(jié)礦的生產(chǎn)低溫燒結(jié)料層透氣性與質(zhì)量傳遞燒結(jié)礦成礦機理 改進并尋找新的燒結(jié)工藝改善原料中和 提高混勻效率改善原料準備工藝 添加生石灰 消石灰 燃料分加 分層布料 強化制粒 小球燒結(jié)等 改進燒結(jié)技術(shù) 厚料層 高負壓 高堿度 低燃耗 混合料預熱 富氧和熱風燒結(jié) 偏析布料與保溫 加強燒結(jié)礦整粒 使燒結(jié)礦小而勻 強調(diào)環(huán)境保護和重視綜合利用采用高效率除塵設(shè)備開發(fā)新工藝如 煙氣循環(huán)燒結(jié)所以塵源點設(shè)置新型收塵設(shè)備粉塵回收利用對熱源 噪聲采用隔離和防護措施燒結(jié)廠余熱利用 提高設(shè)備自動化和監(jiān)控水平自動配料混合料水分控制料層透氣性控制料層厚度控制點火溫度控制燒結(jié)終點控制燒結(jié)礦FeO在線控制 燒結(jié)機大型化 2 球團法1912年 瑞典Andersson發(fā)明了球團法1913年 德國Brackelsberg也有同樣發(fā)明二戰(zhàn)期間 美國針對梅薩比礦區(qū)鐵隧巖貧礦經(jīng)深度細選后的精礦制作球團礦進行了詳細研究 使球團技術(shù)獲得重大突破1950 1951年 美國在Ashland鋼鐵廠完成了第一批大規(guī)模豎爐球團生產(chǎn)試驗 隨后里塞夫礦業(yè)公司在明尼蘇達州的巴比特建成具有4座豎爐的工業(yè)性球團廠1951年 美國又開始研究帶式焙燒機1955年 美國在里塞夫廠建成用帶式焙燒機生產(chǎn)球團礦美國伊利豎爐球團廠投入生產(chǎn)隨后 美國又用加拿大北部的鐵隧巖精礦制成生球 在原用于水泥生產(chǎn)的鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯設(shè)備上進行球團礦生產(chǎn) 獲得成功 1958年 中南礦冶學院著手對球團法進行開發(fā)研究1959年 中南礦冶學院在鞍鋼隧道窯上進行了球團工業(yè)性試驗1968年 濟鋼開發(fā)出我國第一座8m2的豎爐20世紀70年代 包鋼從日本引進一臺162m2帶式焙燒機后來 南京鋼鐵廠從日本引進一套處理硫酸渣的鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯球團焙燒設(shè)備也在承德 成都 沈陽自行設(shè)計和安裝了類似設(shè)備并投產(chǎn)20世紀80年代以后 本鋼新建一臺16m2大型豎爐鞍鋼引進一套320m2帶式焙燒機2006年 武鋼年產(chǎn)500萬噸的鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)目前 我國已具備設(shè)計制造年產(chǎn)500萬噸球團的帶式焙燒機設(shè)備能力在豎爐方面 我國創(chuàng)造出獨特的爐型結(jié)構(gòu) 爐內(nèi)設(shè)置導風墻 爐頂設(shè)置干燥床 采用低熱值高爐煤氣 低壓力風機成功焙燒出高質(zhì)量球團礦 提高球團礦產(chǎn)質(zhì)量 降低生產(chǎn)成本 改善球團工藝的大致措施 研究新的添加劑膨潤土 在造球過程中控制水分提高生球強度 爆裂溫度帶入堿金屬和其他雜質(zhì) 引起還原膨脹佩利多 Peridur 荷蘭恩卡公司生產(chǎn)最佳用量0 45 0 73kg t混合料高溫焙燒時被燒掉 無殘留物開發(fā)其它新型粘結(jié)劑 改善球團礦質(zhì)量生產(chǎn)自熔性球團礦 以提高其還原性添加白云石或橄欖石的球團礦 以提高其還原性軟熔性 防止膨脹 降低球團礦生產(chǎn)成本主要通過降低動力和燃料的消耗來實現(xiàn)余熱回收系統(tǒng)在回熱罩內(nèi)噴煤粉提高回流氣體溫度 降低點火與焙燒帶燃油用量焙燒球團礦 以噴吹煤粉燃燒代替液體氣體 在美國 日本已取得成功