高爐冶煉原料改第1頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四2.1鐵礦石2.1.1鐵礦石的分類及其特征鐵礦石種類較多，在自然界中已發(fā)現(xiàn)的有300多種含鐵礦物。目前世界上常用的鐵礦石，主要有磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石和菱鐵礦石等。作業(yè)：鐵礦石的分類？第2頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四

磁鐵礦是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2O3和FeO的復(fù)合物，呈黑灰色，理論含鐵量72.4％，具有磁性。在選礦時(shí)可利用磁選法，處理非常方便，但是由于其結(jié)構(gòu)細(xì)密，故被還原性較差。⑴磁鐵礦

⑵赤鐵礦

赤鐵礦主要成份為Fe2O3，呈暗紅色，理論含鐵量70％，是最主要的鐵礦石。第3頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四

⑶褐鐵礦

褐鐵礦是含有氫氧化鐵的礦石。化學(xué)式mFe2O3·nH2O，呈現(xiàn)土黃或棕色，理論含鐵量55～62％，多半是附存在其它鐵礦石之中。實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種，而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、又含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物。化學(xué)成分變化大，含水量變化也大。⑷菱鐵礦菱鐵礦是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，呈現(xiàn)青灰色，這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800～900℃時(shí)會(huì)吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。第4頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑴處理鐵礦石的目的①為了將優(yōu)良的礦石選出，達(dá)到提高品位的目的。②為了把本來因?yàn)榱６忍《贿m合使用的粉礦，以及因含有不易在高爐中除去的雜質(zhì)的不良礦石加以利用。鐵礦石的處理方法

鐵礦石冶煉前的加工處理第5頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑵物理處理法：這種處理方法通常是用在品位較高的礦石為了達(dá)到第一個(gè)目的而實(shí)施的，在處理過程中有下列幾個(gè)步驟篩分：把不同粒度的礦石分開。破碎：把顆粹大的礦石打碎到希望的粒度。選礦：把礦石中有用的成份選出；這種選擇的方法很多如重選法、水洗法、浮選法、磁選法等。⑶化學(xué)處理法：這種處理方法通常是為達(dá)到前面所說的第二項(xiàng)目的而實(shí)施的，由于它不但可以擴(kuò)大低品位礦石的適用性，而且又可以提高鼓風(fēng)爐的生產(chǎn)效率，所以日趨重要。第6頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四①團(tuán)礦化：此種方法就是利用打煤球的原理，把粉礦在高壓下壓成固定大小及形狀的團(tuán)礦。

②粒礦化：按照一定的比例和速率把粉礦、煤粉及煤焦油加入一個(gè)傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)爐內(nèi)，加火燃燒使?fàn)t內(nèi)溫度接近礦石軟化點(diǎn)；于是由于表面的粘合力，粉礦就自動(dòng)結(jié)合在一起成為粒礦。③球結(jié)化(球團(tuán)礦)：這種方法就是利用搓湯圓的原理把粉礦磨得很細(xì)，粒度小于10um，加入適當(dāng)?shù)乃菁澳Y(jié)劑，在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)盤中搓結(jié)成圓球，然后再放在加熱爐內(nèi)，在1100℃左右的溫度下干燥和硬化成為球結(jié)。第7頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四④燒結(jié)：到目前為止燒結(jié)仍是一種最重要而且是最經(jīng)濟(jì)的粉礦塊狀化方法；它不但有塊狀化的功能，而且有煅燒的作用。其主要的原理是把粉礦和煤粉混合均勻后，鋪置在一個(gè)向前移動(dòng)的鏈狀爐床上，在上方點(diǎn)火，而且在鏈狀爐床下方抽風(fēng)，讓空氣由上往下流動(dòng)，于是燃燒點(diǎn)漸漸由上向下移動(dòng)，其中所含的煤粉在燃燒時(shí)所放出的熱使得粉礦成半熔融狀態(tài)，于是由于表面擴(kuò)散的作用而粘結(jié)在一起，最后將它冷卻后，打碎，篩選到希望的粒度。幻燈片12第8頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四2.2鐵礦粉造塊粉礦造塊方法種類很多，應(yīng)用最廣泛的是燒結(jié)法和球團(tuán)法。燒結(jié)礦和球團(tuán)礦，統(tǒng)稱為人造富礦或熟料，具有優(yōu)于天然富礦的冶金性能。人造富礦或熟料的優(yōu)點(diǎn)：①還原性好；②有合適的強(qiáng)度和較高的軟熔溫度；③造塊生產(chǎn)中配加一定量的熔劑，可制成有足夠堿度的人造富礦避免了熔劑分解吸熱而消耗焦炭；④造塊過程還可去除礦石中某些有害雜質(zhì)，如硫、砷、鋅、鉀、鈉等，減少其對(duì)高爐的危害；⑤可使高爐冶煉各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到大幅度提高。（焦比，透氣性指數(shù)）作業(yè)：人造富礦或熟料通常是指哪兩類？第9頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四2.2.1鐵礦石燒結(jié)生產(chǎn)⑴原料原料含鐵物料：精礦粉勻礦；粉礦和破碎粉勻礦；鋼鐵廠二次含鐵原料。溶劑：消石灰；石灰石粉；白云石粉；蛇紋石。（作用：調(diào)節(jié)堿度1.6～2.5）燃料：焦粉和無煙煤粉。（作用：通過焦粉或煤粉的燃燒，在燒結(jié)料層中產(chǎn)生一定量的液相，將粉狀燒結(jié)礦混合料粘接成塊）。第10頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑵分類非熔劑性燒結(jié)礦(酸性燒結(jié)礦、低堿度燒結(jié)礦)：燒結(jié)配料中不加熔劑或只加少量熔劑，燒結(jié)礦的堿度R＜0.5。自熔性燒結(jié)礦：燒結(jié)混合料中添加較多數(shù)量的熔劑，使燒結(jié)礦堿度控制在R＝1.0～1.3高堿度燒結(jié)礦：燒結(jié)混合料中加入過量溶劑，使燒結(jié)礦堿度遠(yuǎn)高于正常高爐渣堿度。堿度(R)通常為1.6～2.5分類第11頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑶燒結(jié)機(jī)結(jié)構(gòu)

燒結(jié)礦生產(chǎn)有鼓風(fēng)燒結(jié)和抽風(fēng)燒結(jié)兩種方法，目前大量采用的是帶式抽風(fēng)燒結(jié)法。燒結(jié)機(jī)的大小(或生產(chǎn)能力)可用燒結(jié)機(jī)的有效燒結(jié)面積表示，如90m2、130m2、290m2和450m2。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)由：鋪底料機(jī)、布料器、點(diǎn)火器、行走臺(tái)車、傳動(dòng)裝置、風(fēng)箱、破碎機(jī)、震動(dòng)篩、降塵管、除塵器、抽風(fēng)機(jī)等組成。第13頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑷燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程第14頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四第15頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四①配料與混料將配料槽中的各種原料通過皮帶電于秤按預(yù)定比例配料，并送入配料主皮帶，主皮帶上的原料經(jīng)過轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入圓筒混料機(jī)進(jìn)行混料作業(yè)。②布料布料器安裝在燒結(jié)機(jī)頭部。底料鋪好后，通過布料器將燒結(jié)混合料均勻布入燒結(jié)臺(tái)車內(nèi)。料層厚度500～800mm。第16頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四第17頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四③點(diǎn)火與燒結(jié)點(diǎn)火器內(nèi)煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫將上部料層中的燃料點(diǎn)燃，并產(chǎn)生熱量。在臺(tái)車下風(fēng)箱抽風(fēng)產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，熱量向下傳遞，使下部料層逐漸升溫、燃燒。

整個(gè)燒結(jié)過程是在9.8～16kPa負(fù)壓抽風(fēng)下，自上而下進(jìn)行的，在燒結(jié)機(jī)上取某一燒結(jié)斷面。料層從上而下依次為燒結(jié)礦層、燃燒層、預(yù)熱層、干燥層、濕料層。④整粒

從燒結(jié)機(jī)上卸下的熱燒結(jié)礦經(jīng)環(huán)式冷卻機(jī)冷卻后需要進(jìn)行破碎和篩分分級(jí)，這一工序稱為整粒.第18頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四氧化球團(tuán)的生產(chǎn)方法主要有：豎爐工藝、鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝和帶式焙燒工藝。目前，我國主要采用豎爐和鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)氧化球團(tuán)礦。2.2.2球團(tuán)礦生產(chǎn)第19頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四第20頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四第21頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四豎爐球團(tuán)生產(chǎn)工藝

主要原材料是磁鐵精礦粉，用膨潤(rùn)土或消石灰做粘結(jié)劑。作為粘結(jié)劑的膨潤(rùn)土加入量一般為0.8％～0.25％。精礦粉與粘結(jié)劑的混勻在圓筒混料機(jī)內(nèi)完成。⑴配料與混料第22頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑵造球造球使用圓盤造球機(jī)完成。混合料用皮帶機(jī)連續(xù)送入造球盤后通過滾動(dòng)形成母球，井逐漸長(zhǎng)大形成生球。生球達(dá)到一定尺寸后自動(dòng)滾出造球盤，再經(jīng)皮帶機(jī)輸送到的輥軸篩。篩除直徑偏小的不合格生球。第23頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑶焙燒固結(jié)球團(tuán)焙燒在豎爐中完成。球團(tuán)豎爐的大小用矩形爐口的面積表示，如8m2、10m2：、16m2等。生球用布料器從爐口布料，經(jīng)烘床干燥，進(jìn)入氧化帶、高溫焙燒固結(jié)帶和冷卻帶完成球團(tuán)礦的焙燒固結(jié)過程。第24頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四

2.3燃料燃料是高爐冶煉不可缺少的基本原料之一、幾乎所有高爐都使用焦炭作燃料。由于焦煤資源短缺，從風(fēng)門噴吹燃料技術(shù)迅速發(fā)展，以代替昂貴的焦炭。目前噴吹燃料用量已占全部燃料的10～40％，用作噴吹的燃料主要有煤粉、重油和天然氣等。2.3.1焦炭(1)焦炭在高爐內(nèi)作用作用：發(fā)熱劑、還原劑、料柱骨架和生鐵形成過程中滲碳的碳源。高滬煉鐵過程中的熱量有70~80%來自焦炭的燃燒。焦炭然燒產(chǎn)生的CO及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。在高溫下鐵礦石被還原和熔融，只有焦炭起到料柱的骨架作用支持料柱，保持爐內(nèi)有較好的透氣性，特別是在高爐下部區(qū)料柱的透氣性完全由焦炭來維持。第25頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四(2)高爐冶煉對(duì)焦炭質(zhì)量的要求①含碳量高，灰分低焦炭中的固定碳含量提高1%，可降低焦比2%。目前我國焦炭中的固定碳含量一般在84~85%。②含硫、磷雜質(zhì)要少在一般冶煉條件下，原料中的硫有80%是由焦炭帶入的，當(dāng)焦炭含硫升高時(shí)，石灰石消耗量增加，導(dǎo)致渣量增大，焦比升高。③化學(xué)成分及水分要穩(wěn)定水分的波動(dòng)將引起入爐焦炭量的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致爐缸溫度的波動(dòng)。④揮發(fā)分含量要適當(dāng)焦炭揮發(fā)分過高或過低，都影響焦炭的質(zhì)量和產(chǎn)量，從而影響高爐的產(chǎn)量和焦比。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四⑥粒度均勻、粉末少在保證料柱透氣性的前提下適當(dāng)降低焦炭粒度，對(duì)合理利用焦炭也是一項(xiàng)很有意義的措施。⑦物理化學(xué)性質(zhì)好焦炭的物理化學(xué)性質(zhì)包括焦炭的燃燒性和反應(yīng)性兩方面。燃燒性是指焦炭與氧在一定的溫度下反應(yīng)生成CO2的速度，即燃燒速度。反應(yīng)性是指焦炭在一定溫度下和CO2作用，生成CO的反應(yīng)速度。⑤機(jī)械強(qiáng)度高機(jī)械強(qiáng)度差的焦炭，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程和在高爐內(nèi)下降過程中易破裂而產(chǎn)生大量粉末，增加煤氣阻力，造成爐況不順，甚至造成爐缸凍結(jié)。第27頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四2.3.2噴吹燃料及其它代用燃料高爐噴吹所用燃料目前主要有固體(無煙煤與煙煤粉)、液體(重油、煤焦油)、氣體(天然氣或焦?fàn)t煤氣)等燃料。我國80％以上高爐噴吹無煙煤粉，并開始逐步擴(kuò)大噴吹其它含揮發(fā)分較高的煙煤等。第28頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四2.4熔劑

2.4.1熔劑的作用在高爐冶煉條件下，脈石和灰分是不能熔化的，必須加入助熔劑(即熔劑)使其與脈石、灰分作用生成低熔點(diǎn)化合物和共熔體(即熔渣)。這種熔渣在高爐冶煉溫度下可以完全熔化為液體，并具有良好的流動(dòng)性，然后借助鐵水與熔渣密度不同而實(shí)現(xiàn)分離。除此之外，在使用堿性熔劑時(shí)，還可以去除有害雜質(zhì)硫，改善生鐵質(zhì)量。第29頁，共31頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)2分，星期四熔劑的種類高爐冶煉使用的熔劑可分為堿性、酸性和中性熔劑三種。(1)堿性熔劑當(dāng)脈石成分主要為酸性氧化物時(shí)，則使用堿性熔劑。常用的堿性熔劑有石灰石(CaO)和白云石(CaCO3)。(2)酸性熔劑當(dāng)使用含堿性脈石的鐵礦石冶煉時(shí)，就需要加入酸性