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2020年中级注册安全工程师《金属冶炼》考点:高炉炼铁工艺概述

来源:考试网  [2020年7月21日]  【

第一节 高炉炼铁工艺概述

  一、高炉炼铁工艺流程

  高炉炼铁是从铁矿石中将铁还原出来,并熔化成生铁。还原铁矿石需有还原剂,为了使铁矿石中的脉石生成低熔点的熔融炉渣而排除,必须有足够的热量并加入熔剂(主要是用石灰石)。在高炉冶炼中,还原剂和热量都是由燃料供给的。高炉生产时,从炉顶分批不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,

  从高炉下部的风口吹进热风(1000-1300 ℃),喷入油、煤等燃料。

  装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物,在高温条件下,焦炭和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳(还原剂)将铁矿石中的氧分离出来,得到铁,这个过程叫做还原。

  铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从铁口放出;铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,小型高炉分别从渣口和铁口排出,大、中型高炉伴随铁水从铁口排出。煤气从炉顶导出,经除尘净化后,作为工业用煤气。因此,高炉生产的主要产品是生铁,副产品有高炉煤气、高炉渣(水渣、干渣)和瓦斯灰等。

  高炉生产工艺过程由高炉本体和供装料系统、富氧鼓(送)风系统、荒煤气系统、煤粉(燃料)喷吹系统及渣、铁处理等辅助系统组成。

  二、高炉本体的构造与生产技术经济指标

  (一)高炉本体的基本构造

  高炉本体结构主要由高炉内型及内衬、高炉炉体冷却设备(冷却壁、冷却板等)、炉喉钢砖、风口、出铁口(渣口)装置、炉壳、炉体钢结构及平台、高炉基础(钢筋混凝土基础和耐热基墩)、冷却系统、送风装置(热风围管、支管、直吹管)和自动化检测装置组成。

  三、高炉炼铁辅助系统的工艺设备简介

  高炉生产工艺过程中的 个辅助系统包括:供装料系统、富氧鼓风系统、荒煤气系统、煤粉(燃料)喷吹系统及渣铁处理系统。

  (一)供装料系统

  供装料系统是指从原(燃)料进入炼铁到装入高炉炉喉的整套系统,它包含原燃料供应、上料和装料 3 个环节。

  (二)富氧鼓风系统

  富氧鼓风系统的主要任务是将鼓风机送来的冷风,加入纯氧经热风炉加热后送进高炉炉内。富氧是提高产量的有效途径,在不增加风量的前提下,富氧率每增加 1%,产量可提高 3%以上。

  (三)荒煤气系统

  荒煤气系统的任务是将高炉冶炼所产生的煤气进行回收,通过重力除尘器的初始净化生成半净化煤气,其中一小部分通过回压管送回炉顶作均压使用,其余大部分送燃气工序进一步净化后并入净煤气管网系统。

  (四)煤粉喷吹系统

  煤粉喷吹系统的主要任务是将经过加工制成的煤粉(无烟煤、烟煤、混合煤三类煤种)均匀、稳定地喷入炉内,代替部分昂贵的冶金焦,改善炉缸工作状态,为提高风温和富氧鼓风创造条件,从而达到降低焦比、强化冶炼、提高产量、降低炼铁成本的目的。

  (五)渣铁处理系统

  渣铁处理系统是一个大的辅助系统,也是设备设施、作业活动、在线作业人员最多的系统。渣铁处理系统的主要任务是及时将炉内的渣、铁排放出来,铁水通过铁罐送给转炉炼钢,或利用铸铁机浇注成铁块。炉渣有的通过冲渣池生产水渣外销;有的形成干渣后再加工综合利用。

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