高爐冶煉是壹個連續的生產過程,整個過程是在自上而下的裝料和自下而上的氣體接觸過程中完成的。爐料按壹定的配合料從爐頂裝入爐內,由熱風爐加熱到1000-1300℃的熱風從風口吹入。爐料中的焦炭在風口前燃燒,產生高溫和還原性氣體,在爐內上升過程中加熱緩慢下降的爐料,將鐵礦石中的氧化物還原成金屬鐵。
礦石加熱到壹定溫度後,軟化、熔化、滴落,礦內未被還原的物質形成爐渣,從而實現渣鐵分離。爐渣和鐵聚集在爐膛中,發生許多反應。最後調整成分和溫度達到終點,爐渣和鐵水定時出爐。上升的氣流將能量傳遞給爐料,降低了溫度。最後,高爐煤氣從頂部出口管排出,進入除塵系統。
擴展數據:
雖然生鐵冶煉的原理是壹樣的,但是因為方法和冶煉設備的不同,工藝流程也不壹樣。下面分別簡單介紹壹下。
高爐生產是連續的。第壹代高爐(從開爐到大修停爐)可以連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(壹般爐頂由物料和料鬥組成,現代高爐為鐘形閥頂和無料鐘頂)不斷裝入鐵礦石、焦炭和熔劑,從高爐下部風口吹入熱風(1000 ~ 1300攝氏度),噴入油、煤或天然氣等燃料。
裝入高爐的鐵礦石主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭和噴吹中的碳以及碳燃燒產生的壹氧化碳將鐵礦石中的氧帶走,得到鐵。這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應被精煉成生鐵,鐵水從出鐵口排出。
鐵礦石中的脈石、焦炭中的灰分和噴吹與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,分別從出鐵口和出渣口排出。煤氣從爐頂導出,除塵後用作工業煤氣。現代高爐也可以利用爐頂的高壓和壹些衍生氣體來發電。
生鐵是高爐的產物(指高爐冶煉生鐵),高爐的產物除了生鐵,還有錳鐵,屬於鐵合金產品。錳鐵高爐不煉鐵各項指標的計算。高爐煉鐵過程中,還會產生水渣、渣毛、高爐煤氣等副產品。
鐵焦技術是利用價格低廉的不粘結性煤或微粘結性煤作為煤礦生產的原燃料,與鐵礦粉混合,制成塊狀,用連續爐加熱幹餾,得到含鐵30%、焦炭70%的鐵焦。經過專業設備加工,最後冶煉,可以得到和原工藝壹樣的煉鐵結果。
這種技術用高含量的鐵焦炭代替原來的含量。實驗表明,它將節省大量的焦炭和主要煉焦煤。這個實驗還表明,鐵焦可以提高反應速率,證明高爐煉鐵鐵焦含量至少可以達到30%。這項技術在日本的各個工廠實際上正在生產,並取得了壹定的成果。但是現階段技術還沒有完全成型,還需要大量的實驗來完善。
高爐粉塵是指爐前出鋼時產生的粉塵和爐頂主帶料通過壹定比例排出過程中產生的粉塵。但由於這兩種粉塵的顆粒極其細小,不利於收集。但通過想象可以知道,如果將它們回收,完美利用,是最好的節能方式之壹。
這樣不僅可以提高煤粉的燃燒效果,還可以回收壹部分廢鐵,通過合理控制其添加量,可以有效提高產量。另外,可以回收原來的廢料,充分利用材料,不僅有助於提高產量,還可以節省壹部分資金。
參考資料:
百度百科-高爐煉鐵工藝