发布时间:2025-03-14 08:03:07 作者 :冶金资讯 围观 : 0次
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高炉炼铁是一个复杂的过程。它使用的原料有铁矿石、石灰石和焦炭。在高炉内发生的反应主要分三部分,第一部分是制备还原剂的过程,第二部分是冶铁的主要原理,第三部分是除去杂质,形成炉渣的过程。但高炉冶炼出的铁并不纯,还含有少量的杂质,因此被称为生铁。
炼铁时将原料铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例分层加入高炉(炼铁炉)中,被热风炉加热过的大量富氧空气从进风口吹入高炉,使焦炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再与上层炽热的焦炭反应还原成一氧化碳。
一氧化碳从炉顶加入并与不断下降的铁矿石发生反应。其中铁的氧化物逐步被还原成液态的铁,俗称铁水。被还原出来的液态铁积累到一定程度后,由炉底放出。
而炼铁时加入的石灰石起造渣作用,目的是使铁矿石中熔点很高的脉石(其主要成分是二氧化硅)与石灰石反应,生成浮于铁水之上的硅酸钙等,形成炉渣而与铁水分离。
高炉炼铁现状
中国的高炉炼铁行业以近于饱和,尽管有着世界最高的产量,但不论是生产成本还是经济收益都差于世界水平,从而导致在世界市场的竞争力不足,对高炉炼铁的可持续发展铺满障碍。
其中先进的高炉炼铁厂与落后的高炉炼铁厂共存,并且中小型高炉过多,存在着不符合规定的高炉炼铁厂,在生产上无法做到低成本、低消耗、低污染,无视市场的饱和状态,最终导致供大于求,成品低廉。由于这种不良的市场环境,使得中国的高炉炼铁在环保能源问题上存在缺陷。
而我国也作出了相应的对策:为化解过剩的产能,在 2016 年各种政策方案相继颁布,大力推进供给侧结构性改革,使钢铁价格稍有回升,不过并未能解决产量过剩这一问题,在经济收益上稍有改观,根本问题却依然存在。
1、炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。
2、高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
高炉炼铁是通过还原性炭与铁矿石反应生成铁 在此过程中铁中含炭,故为生铁。
生铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般 在2.11%--4.3%,并含C、Si、Mn、S、P 等元素是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁。
生铁性能:生铁坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。
生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。
炼钢生铁,是高炉连续铸钢|炼铁的主要产品,它的产量占高炉生铁产量的90%以上。在现代钢铁生产中它主要以高温铁水(1350~1400℃)的形式用于氧气顶吹转炉炼钢。随着电炉炼钢技术的进步和冶炼纯净钢的需要,现在电炉炼钢也使用占金属料30%以上的高温铁水。在没有炼钢的连续铸钢|炼铁厂家,铁水被铸成铁块,供没有炼铁的炼钢厂化铁炼钢。炼钢生铁的基本化学成分是铁(94%~95%),其余是碳、硅、锰、磷、硫5个常规元素,还有一些微量元素及某些特有元素。
原理:
炼钢过程要求铁水有一定的含硅量作为热源,硅氧化放出热量既有利于吹炼,也为多配废钢提供了条件。但铁水含硅过高,不仅使炼铁的焦比升高和产量下降,而且也延长炼钢的吹炼时间,既浪费氧气,又多消耗造渣用的石灰,还降低炉衬寿命,因此炼钢生铁含硅量按国家标准要控制在1.25%以下。随着炼钢和炼铁技术的发展,直接用铁水炼钢的生铁含硅量一般控制在L08的中下限0.5%~0.6%。L10大都是炉温波动产生的产品,但也有的是中小高炉的常规产品,它们被铸成铁块,供化铁炼钢。由于化铁炉熔化的铁水的温度低(1320℃左右),含硅量高一些有利于炼钢吹炼。
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