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高炉炼铁的冶炼原理

(1)高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和溶剂(石灰石)三部分组成。通常,冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石,0.4-0.6吨溶剂,总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性,要求有足够数量的原料供应。

  (2)工艺流程生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。高炉生产是连续进行的,一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。

  生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、溶剂,从高炉下部的风口吹进热风(1000~1300℃),喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。

  在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳燃烧生成的一氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等溶剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。

  现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还是锰铁等,属于铁合金产品,锰铁高炉不参加炼铁高炉指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其他国家还是中国,高炉的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是4063m3,日产生铁超过吨,炉渣4000吨,日耗焦4000多吨。


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