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    高爐煉鐵的冶煉原理是什么

    2022/7/4

      我國鋼鐵傳統工藝技術上一直存在著煉鐵能力<煉鋼能力<軋鋼能力的情況。2020年我國鋼鐵協會成員的鐵鋼比為0.8429,比全球(含中國)均值高15%左右,若不含中國則全球僅為0.5。

      鐵礦石和廢鋼是主要煉鋼原材料,鐵鋼比高意味著廢鋼比低,而使用廢鋼和短流程工藝可降低70%-80%碳排放。雖然我國粗鋼產能占據世界超過一半,但工藝上仍以高爐-轉爐的傳統長流程為主,其能耗、污染物排放、生產成本與國際先進水平存在著較大差距,并長期受資源供給和生態環境制約。

      2020年我國煉鐵產量中90%是采用傳統的高爐-轉爐工藝流程生產,僅這一環節碳排量就超過10億噸,占全國10%碳排放總量,算上其他環節,整個鋼鐵行業占比則達到18-20%。根據鋼鐵行業技術水平某較先進企業分析,我國鋼鐵聯合企業高爐噸排放量在1.8-2.2噸,而電爐僅為0.4-0.8噸,但電爐比例卻遠低于高爐。焦化、燒結和煉鐵流程約占總能耗的70%,在節能減排的宏觀背景下,高爐是歷次環境治理中的重點。不過隨著2021年我國放松廢鋼進口,以及我國自產廢鋼產量逐年上升,供給電爐用廢鋼將持續增長,有助于鋼鐵企業進行生產工藝更新換代。

     。1)高爐冶煉用的原料

      主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。

      通常,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭,0.2-0.4噸熔劑,總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性,要求有足夠數量的原料供應。

     。2)工藝流程

      高爐生產是連續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成,現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300℃),噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵后,作為工業用煤氣,F代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。

      生鐵是高爐產品(指高爐冶煉生鐵),而高爐的產品不只是生鐵,還有錳鐵等,屬于鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。

      高爐煉鐵的特點:規模大,不論是世界其它國家還是中國,高爐的容積在不斷擴大,如我國寶鋼高爐是4063m3,日產生鐵超過噸,爐渣4000多噸,日耗焦4000多噸。

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