高炉炼铁煤气流程图

 　　高炉炼铁煤气流程图

　　高炉炼铁原理

　　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。其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。

　　高炉冶炼是一个连续的生产过程，全过程在炉料自上而下，煤气自下而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内，从风口鼓入由热风炉加热到1000-1300°C热风，炉料中焦炭在风口前燃烧，产生高温和还原性气体，在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。



　　矿石升至一定温度后软化，熔融滴落，矿山中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。渣铁聚集于炉缸内，发生诸多反应，最后调整成分和温度达到终点，定期从炉内排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低，最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出，进入除尘系统。

　　炼铁工艺是是将含铁原料(烧结矿、球团矿或铁矿)、燃料(焦炭、煤粉等)及其它辅助原料(石灰石、白云石、锰矿等)按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)，在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料;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。

　　高炉炼铁设备组成有：

　　a.高炉本体;b.供料设备;c.送风设备;d.喷吹设备;e.煤气处理设备;f.渣铁处理设备

　　通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。

　　a. 高炉

　　横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体的主要组成部分如下：



　　高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。

　　炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。

　　炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。

　　炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。

　　炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3.0～3.6m。炉腹角一般为79～82;过大，不利于煤气流分布;过小，则不利于炉料顺行。

　　炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。

　　炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮(或铁壳)，才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用风冷或水冷。

　　炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10～18倍(吨)。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1%～0.5%。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。

　　炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。

　　炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板(钢砖)。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状;大高炉的炉喉护板则用100～150mm厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。

　　b. 高炉除尘器

　　用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。

　　c. 高炉鼓风机

　　高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳;其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3/min的风量配备。

　　d. 高炉热风炉

　　热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。现代热风炉是一种蓄热式换热器。目前风温水平为1000℃~1200℃，高的为1250℃~1350℃，最高可达1450℃~1550℃。

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负责煤气防护知识和煤气防护用具的使用方法，确保员工安全。＂，＂1＂，＂男＂，＂不... 7年以上1080m3及以上大型高炉工作经验，熟悉高炉生产工艺，熟练掌握炼铁成本构成和... ---摘自《装备制造》

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本项目使用高炉煤气由河津市华鑫源钢铁有限责任公司2*450m3炼铁高炉产生的富余煤气提供。企业现高炉煤气利用点为：炼铁厂的1#高炉热风炉、2#高炉热风炉、1#烧结机、2#... ---摘自《《建设项目环境影响报告表》编制说明》

机械工业出版社，2006年1月第2版 科目 炼铁学 代码 907 1、高炉冶炼过程的物理化学：... 高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气、天然气、重油裂化气的性质及特点 2.燃烧... ---摘自《内蒙古科技大学2018年研究生招生专业课考试大纲》

1座5万m3转炉煤气柜，1座10万m3高炉煤气柜，1座10万m3天然气柜，3台35t/h锅炉，2套6MW汽轮发电机组，2套高炉煤气余压透平装置，1套综合污水处理设施等。环评手续齐... ---摘自《项目编号：SGGS20190101（验）》

附件1流程图： 国家版排污许可证审批流程图 材料齐全，当场出具行政许可受理通知书 ... 因此应核实企业是否出现转炉煤气、高炉煤气等自产燃气，如有应进一步核实企业实际情... ---摘自《附件1流程图：》

立方米高炉系统后，一炼钢车间 1#200 吨、2#200 吨转炉系统前，建设 1 座200 吨脱磷... 项目建成后，不新增炼铁、炼钢产能，年处理脱磷铁水 能力 278 万吨，实际处理脱磷铁... ---摘自《1.项目概况》

焦化、炼铁、炼钢、轧钢等工序的长流程炼钢生产企业，不包括采矿、选矿、铁合金工序。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅... ---摘自《ICS 67.010》

产品，同时得到焦炉煤气的过程。 3.4 炼铁 指用高炉法、直接还原法、熔融还原法等，将铁从矿石等含铁化合物中还原出铁的生 产过程。在炼铁生产中，高炉工艺流程是主体，从... ---摘自《中华人民共和国环境保护行业标准》

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炼铁 高炉炼铁、其他 高炉容积；利用系数；主体工程及其他设施数量、规 格等基本参数 炼钢 转炉炼钢、电炉炼钢 转炉、电炉公称容量；钢包（LF） 、真空脱气（VD） 、 真... ---摘自《钢铁工业》

企业主要危险有害因素是焦炉、高炉、转炉煤气柜； 存放苯、焦油、硫酸等有毒有害、易... 南钢拥有从焦化、烧结、球团开始，经炼铁、转炉 炼钢再到各轧钢厂的流程生产线，现代... ---摘自《南京钢铁股份有限公司》

纯氧煤气高炉炼铁工艺和设备，其工艺过程为， 将由球团矿、碱性烧结矿、焦炭、熔剂构成的矿料 从炉顶送入高炉中，其中每吨铁配焦炭170-200kg； 向高炉中同时鼓入纯氧，纯... ---摘自《C21B 5/00 (2006.01)》

高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为N2、CO、CO2、H2O等，其中可燃成分CO含量约占25%左右，CO2、N2的含量分别占15%、55%.回答下列问题： （1）上述提... ---摘自《2017年河南省天一大联考高考化学模拟试卷（三）》

(5 分)下图是某炼铁厂高炉炼铁的工艺流程图。 请根据流程及所学内容回答下列问题。 （1）炼铁时将煤块粉碎后再使用的原因是 。 （2）用赤铁矿石炼铁时， 高炉中发生的主要反应是还... ---摘自《太原市 2018 年初中毕业班综合测试（一）》

一种低焦比高炉炼铁工艺，将干粉煤在分离的 气化炉内进行加压气化，干煤粉喷入气化炉内与纯 氧充分混合并进行燃烧与气化反应，产生高温煤气， 气化炉的压力为0.3~0.6MPa,... ---摘自《C21B 5/00 (2006.01) [12] 发明专利申请公布说明书》