1、畢業論文淺談高爐強化冶煉技術的途徑 學院畢 業 論 文論文題目：淺談高爐強化冶煉技術的途徑姓 名： 系 部：材料及資源系專 業：冶金技術班 級：冶金4班指導教師： 摘 要高爐強化冶煉技術的途徑，主要是以原料為基礎，以順行為手段，提高冶煉強度和降低焦比同時并舉。一方面要提高冶煉強度,另一方面要降低焦比。提高冶煉強度最積極的因素是增加風量,如果風量不變,增加鼓風中的含氧量(富氧鼓風), 提高入爐料含鐵品位優化入爐料結構等等也能達到提高冶煉強度的目的。降低焦比的措施一是增加熱源。如提高風溫，二是降低熱消耗或減少熱損失。還有提高焦炭質量，特別是焦炭的高溫性能等高爐強化冶煉在作好爐內操作的同時，必須抓好

2、基礎管理，提供良好的外圍條件，才能保證強化冶煉工作的穩步進行。目 錄 摘 要 1第1章 緒論 3第2章 燒結礦分級入爐技術 4第3章 精料 43.1 提高礦石的品位 43.2 提高熟料利用率 43.3 穩定原燃料的化學成份 53.4 加強原料的整粒工作 53.5 改善爐料的高溫冶金性能 53.6 合理的爐料結構 63.7 改進焦炭質量 6第4章 高壓操作與高風溫 74.1 高壓操作 74.2 高風溫 7第5章 噴吹燃料 8第6章 富氧與綜合鼓風 9 6.1 富氧 9 6.2 綜合鼓風 9第7章 低硅冶煉 9第8章 結束語 9參考文獻 10第1章 緒 論 隨著國民經濟的快速發展，國內市場對鋼鐵產

3、品一直保持著旺盛的需求。雖然我國鋼產量占世界鋼產量的30%以上，但我國鋼鐵工業結構不合理。就煉鐵工序而言，大小高爐結構更為突出，1000m3以下的小型中高爐比例過大，這種狀況近年不僅未得到改善，反而日益加劇。2005年我國生鐵生產能力為33857萬t,其中1000m3以下的小型高爐的產能就占了55%。許多高爐建在鄉鎮，由于技術落后，資源的浪費十分嚴重，并對環境帶來嚴重污染。2005年7月我國發改委頒布了鋼鐵產業發展政策.，在調整高爐結構的同時，提高高爐強化冶煉技術，從而使我國鋼鐵產業快速平穩發展，隨著高爐強化冶煉技術的提高，促進生產效率進一步提高，而生產率的提高，也會使燃料消耗降低，co2等廢

4、氣的排放量減少，環境效益也很明顯。從而讓我國鋼鐵產業實現經濟效益與環境效益的同時提高 第2章 燒結礦分級入爐技術利用燒結粒級越接近，爐料空隙度越大的原理，在不同粒度的燒結礦通過一定的工藝進行分開，布在高爐爐喉不同的徑向位置，以改善料柱的透氣性，同時調節煤氣分布。武鋼市將燒結粒度按>13mm和513mm粒級的燒結礦布在爐喉邊緣。大型高爐進行燒結燒結分級入爐更有其必要性，與小型高爐比大型高爐料柱透氣受到以下幾點的限制：1）大型高爐塊狀帶相對高度比小型高爐高，塊狀帶阻力比小型高爐大；2）大型高爐一般采用較低軟熔帶位置，以擴大間接還原區，改善煤氣利用，軟熔帶位置的降低，塊狀帶區域相對擴大；3）隨

5、著煤比的提高和煤氣利用的改善，大型高爐的焦比大幅度降低，作為爐內透氣性骨架的焦炭越來越少。因此進行燒結分級入爐，改善料柱的透氣性對大型高爐來說非常必要。第3章 精 料精料就是全面改進原燃料的質量，為降低焦比和提高冶煉強度打下物質基礎。保證高爐能在大風、高壓、高風溫、高負荷的生產條件下，仍能穩定順行，精料的內容可概括為高、熟、凈、勻、小、穩。此外，要重視高溫冶金性能及合理的爐料結構。3.1 提高礦石的品位礦石不僅要求含鐵量高，還包括還原性好，焦炭的固定碳含量要高，溶劑中氧化鈣要高，各種原料冷、熱態機械強度要高。從統計數據可看出礦石品位每提高1%，焦比可降低2%，產量能提高3%。3.2 提高熟料利

6、用率高爐使用燒結礦和球團礦以后，由于還原性和造渣過程改善，高爐熱制度穩定，爐況順行，減少或取消溶劑直接入爐。每提高1%的熟料率可降低焦比1.2kg/t，增產0.3%左右。3.3穩定原燃料的化學成分原燃料成分穩定是穩定爐況、穩定操作和實現自動控制的先決條件，特別是礦石成分的相對穩定。原燃料成分的波動造成爐溫波動，熱制度不穩定，生鐵質量不合格等，尤其是在高爐冶煉低硅生鐵時，礦石含鐵波動造成的影響更為明顯，要想保持爐料化學成分和物理性質的穩定，關鍵在于搞好爐料的混勻和中和工作。3.4 加強原料的整粒工作入爐原燃料粒度要小而且均勻，縮小上下限之間的粒度差。篩出5mm以下的粉料，需要多次篩分。我國對入爐

7、原燃料粒度的控制范圍如下：入爐原燃料粒度的控制范圍原料天然礦燒結礦球團礦石灰石焦炭粒度，mm83055081625502580 我廠近年來的入爐原料粒度分級情況如表3和表4表3 2007年我廠入爐機燒粒度分級 50 2550 1025 50 5 5#、6#3.021.45419.22.47#3.020.755192.38#2.719.454.421.42.29#2.719.954.320.62.5 表4 2008年我廠入爐機燒粒度分級 502550 16251025 101651055#、6#3.121.

8、053.620.61.77#3.020.854.520.11.68#5.720.6 23.8 28.120.51.39#5.520.6 23.4 27.921.51.110#5.020.2 24.5 26.423.20.73.5 改善爐料的高溫冶金性能人造富礦冷態性能固然重要，但熱態性能對改善高爐冶煉過程更為重要。人造富礦的高溫還原強度對塊狀帶料柱透氣性有決定性影響，而高溫軟熔特性影響軟熔帶結構和氣流分布。如球團礦高溫變差，在高溫還原條件下，球團礦會產生膨脹、破裂、粉化，使料柱透氣性變壞，影響高爐順行。3.6 合理的爐料結構從理論上和高爐經營管理的角度看，使用單一礦石并把熟料率提高到100%是

9、合理的，然而目前還沒有一種理想的礦石能夠完全滿足現代大型高爐強化的需要。爐料結構合理與否直接影響高爐冶煉的經濟技術指標。目前有四種高爐爐料結構：3.6.1 100%酸性球團礦，但每噸生鐵需加250kg以上的石灰石。3.6.2 以酸性球團為主，配加超高堿度燒結礦。3.6.3 100%自熔性燒結礦。3.6.4 以高堿度燒結礦為主，配加天然礦和酸性球團礦。合理的爐料結構應從實際情況出發，充分滿足高爐強化冶煉的要求。能獲得較高的生產率，比較低的燃料消耗和好的經濟效益。符合這些條件的爐料組成就是合理的爐料結構。我廠根據長期生產實踐總結出：70%左右的高堿度燒結礦和30%左右的酸性球團礦+高品位塊礦的爐料

10、結構較為理想。從爐料冶金性能的測試與冶煉生產看，這種結構有利于合理軟熔帶的形成，也有利于冶煉低硅生鐵，爐況順行，煤氣利用較好，經濟效益明顯。3.7 改進焦炭質量焦炭從爐頂加入高爐后，經過料柱間的摩擦與擠壓，以及其它各種反應的影響，粒度組成變化很大，在爐內產生一定數量粉末。粉末多，使料柱透氣性惡化，爐缸中心易堆積，高爐不易接受風量和風溫，燃料噴吹量也受到限制。在高溫下，反應性越好，碳素的熔損越大，焦炭粒度迅速變小并惡化，惡化料柱透氣性，破壞順行。焦炭灰分增加，則溶劑用量增加，渣量增多，熱量消耗增大，焦比升高，產量下降，灰分降低1%，焦比降低2%，生鐵產量提高3%。焦炭中的硫是高爐爐料硫負荷的主要

11、來源。我廠近年來的入爐焦炭質量如下表:2007年及2008年焦炭質量水分灰分揮發分硫分固定碳m40m103.312.941.180.8085.8585.125.333.813.311.210.8385.6284.056.20第4章 高壓操作與高風溫4.1高壓操作高壓操作能增加鼓風量，提高冶煉強度，促進高爐順行，從而增加產量，降低焦比。據統計，頂壓每提高10kpa，可增產1.22.0%，降焦比57%kg，頂壓越高，強化冶煉的效果有減少趨勢。近年來，隨著噴吹燃料技術的發展和高風溫的應用以及焦比大幅度降低，引起料柱結構和高爐內化學和流體力學方面的一系列變化。更加需要實行高壓操作來保證高爐順行，促進降

12、低燃料消耗,對2000m3以上大型高爐,高壓作用更為明顯。高爐容積越大，為保證強化順行所需的爐頂壓力應越大，高爐強化程度越高，越需要實行高壓操作。高壓操作對冶煉的作用：高壓操作使爐內的平均煤氣壓力提高，煤氣體積縮小，煤氣流速降低，壓差下降，有利于提高冶煉強度。高壓操作有利于爐況順行，減少管道行程，降低爐塵吹出量。 降低焦比。高壓操作還是一個有效的調劑爐況的手段，高壓改常壓操作的瞬間，由于爐內壓力降低，煤氣體積膨脹，上升氣流突然增大，從而可處理上部懸料。4.2高風溫提高熱風溫度是降低焦比和強化冶煉的重要措施。采用噴吹技術后，使用高風溫更為迫切。高風溫能為提高噴吹量和噴吹效率創造條件。據統計，風溫

13、在9501350之間，每提高100可降低焦比820kg，增加產量2%3%。提高風溫對高爐冶煉的作用： 高爐內熱量來源于兩方面，一是風口前碳素的燃燒放出的化學熱，二是熱風帶入的物理熱。后者增加，前者減少，焦比即可降低，碳素燃燒放出的化學熱不能在爐內全部利用。高爐內的熱量有效利用率隨冶煉操作水平而變化，一般為80%左右。提高熱風溫度帶入的物理熱將使焦比降低，產量提高，單位生鐵的煤氣量減少，爐頂溫度有所降低，熱能利用率提高，熱風帶入的熱量比碳素燃燒放出的熱量要用的多。不同風溫水平提高風溫后降低焦比的幅度不盡相同。下圖為風溫與焦比的關系：從高爐對熱量的需求看，高爐下部由于熔融及化學反應吸熱，可以說是熱

14、量供不應求，如果在涼爐時，采用增加焦比的辦法來滿足熱量的需求，此時必須增加煤氣體積，使爐頂溫度提高，上部的熱量供求進一步過剩，而且煤氣帶走的損失更多。如果采用提高風溫的辦法滿足熱量需求，則是有利的，特別是高爐使用難熔礦冶煉高硅鑄造鐵時更需提高風溫，滿足爐缸溫度的需要。另一方面，采用噴吹燃料之后，為了補償爐缸由于噴吹物分解造成的溫度降低，必須要提高風溫，這樣有利于增加噴吹量和提高噴吹效果。提高風溫還可加快風口前焦炭的燃燒速度，熱量更集中于爐缸，使高溫區域下移，中溫區域擴大，有利于間接還原發展，直接還原度降低。風溫的改變也是調劑爐況的重要手段之一。第5章 噴吹燃料爐缸煤氣量增加,煤氣的還原能力增加

15、.煤氣的分布得到改善,中心煤氣流明顯發展.噴吹之后,風口前鼓風動能顯著增加,使爐缸工作更加活躍。煤氣還原過程得到改善.噴吹后,煤氣中含h2量增加,大大改善煤氣的還原過程.第6章 富氧與綜合鼓風6.1 富氧：空氣中的氮對燃燒反應和還原反應都不起作用，它降低煤氣中co的濃度，使還原反應速度速度降低，同時也降低燃燒速度，因為氮氣存在，煤氣體積很大，對料柱的浮力增大。根據資料，每富氧1%，可減少煤氣量4%5%，增產4%5%，并能提高風口前理論燃燒溫度46，每噸鐵可增加煤粉噴吹量15kg，是當前強化高爐的重要的手段。富氧對高爐冶煉的作用：提高冶煉強度。 理論燃燒溫度升高。 降低爐頂煤氣溫度。6.2 綜合鼓風：在鼓風中實行噴吹燃料同富氧和高風溫相結合的方法，統稱為綜合鼓風。噴吹燃料煤氣量增大，爐缸溫度可能降低，因而增加噴吹量受到限制，而富氧鼓風和高風溫即可提高理論燃燒溫度，又能減少爐缸煤氣生成量，實踐證明，采用綜合鼓風，可有效地強化高爐冶煉，明顯改善噴吹效果，大幅度降低焦比和燃料比，綜合鼓風是獲得高產、穩產的有效途徑。第7章 低硅冶煉冶煉低硅生鐵是增鐵節焦的一項技術措施。煉鋼采用低硅鐵水，可減少渣量和鐵耗，縮短冶煉時間，獲得顯著經濟效益。每降低si0.1%，可降低焦比47%kg/t。第8章 結束語 經過一個星期的努力，完成了本次畢業設計，但是由于畢業設計時間較短，本人水平有限，所以還