高爐煉鐵工藝

生鐵的冶煉雖原理相同，但由于方法不同、冶煉設(shè)備不同，所以工藝流程也不同。下面分別簡(jiǎn)單予以介紹。

高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐（從開(kāi)爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無(wú)料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（1000～1300攝氏度），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一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來(lái)，得到鐵，這個(gè)過(guò)程叫做還原。鐵礦石通過(guò)還原反應(yīng)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(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣。現(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏?，用?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。

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

規(guī)模大，不論是世界其它國(guó)家還是中國(guó)，高爐的容積在不斷擴(kuò)大，如我國(guó)大型鋼鐵廠的高爐已達(dá)到4063立方米，日產(chǎn)生鐵超過(guò)10000噸，爐渣4000多噸，日耗焦4000多噸。

國(guó)內(nèi)單一性生鐵廠家，高爐容積也已達(dá)到500左右立方米，但多數(shù)仍維持在100-300立方米之間，甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高爐，其產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，公布分散，不具有規(guī)模性，更不能與國(guó)際上的鋼鐵廠相比。2100433B

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(jì)需要2-3噸原料。為了保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性

《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》由中國(guó)計(jì)劃出版社出版。

非高爐煉鐵按工藝特征、產(chǎn)品類(lèi)型及用途可分為直接還原和熔融還原兩種。

直接還原煉鐵工藝 可分為煤基直接還原和氣基直接還原兩類(lèi)；此外還有流態(tài)化直接還原煉鐵。

非高爐煉鐵煤基直接還原

主要是回轉(zhuǎn)窯直接還原法。回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)稍呈傾斜放置在幾對(duì)撐輪(托輪)上的筒形高溫反應(yīng)器。作業(yè)時(shí)窯體按一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，含鐵原料與還原煤(部分或全部)從窯尾加料端連續(xù)加入，并加入脫硫劑控制產(chǎn)品含硫。隨窯體轉(zhuǎn)動(dòng)固體物料不斷地翻滾，在窯頭排料端設(shè)置還原煤噴入裝置，提供工藝過(guò)程所需的部分熱量和還原劑。沿窯身長(zhǎng)度方向裝有若干支供風(fēng)管，向窯中供風(fēng)燃燒煤釋放的揮發(fā)分、還原反應(yīng)產(chǎn)生的CO和煤中的碳，用以補(bǔ)充工藝所需大部分熱量和調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度分布。物料移動(dòng)過(guò)程中，被逆向高溫氣流加熱進(jìn)行物料干燥、預(yù)熱、碳酸鹽分解、鐵氧化物還原以及熔碳、滲碳反應(yīng)，鐵礦石在保持外形不變的軟化溫度以下轉(zhuǎn)變成直接還原鐵。回轉(zhuǎn)窯直接還原方法繁多，各有特色，原料產(chǎn)品也各有差異，但基本工藝過(guò)程和原理相同。

非高爐煉鐵氣基直接還原

主要是豎爐直接還原法。豎爐主要由4部分組成：

(1)重整器。器內(nèi)裝有若干支重整管，管內(nèi)裝有催化劑，把天然氣轉(zhuǎn)化成CO H₂高溫還原氣。

(2)還原豎爐。自上而下分為5個(gè)帶，即預(yù)熱帶、上還原帶、下還原帶、過(guò)渡帶、冷卻帶。鐵礦石加入爐內(nèi)經(jīng)干燥、預(yù)熱、還原成直接還原鐵經(jīng)冷卻達(dá)到較低的溫度。

(3)爐頂氣和冷卻氣凈化裝置。爐頂氣和冷卻氣通過(guò)洗滌器和壓縮機(jī)，其中1/3供重整氣做燃燒氣，2/3在進(jìn)入重整器前加入CH₄進(jìn)入重整器進(jìn)行重整。

(4)直接還原鐵處理裝置。出爐的直接還原鐵經(jīng)熱壓機(jī)和打碎機(jī)壓成熱壓塊。豎爐直接還原方法雖多，但工藝過(guò)程和原理基本相同。

熔融還原煉鐵工藝 熔融還原方法很多，但投入工業(yè)生產(chǎn)的僅有COREX法。該法的設(shè)備由預(yù)還原豎爐、熔融氣化爐和煤氣除塵調(diào)溫系統(tǒng)組成。預(yù)還原豎爐與米德萊克斯法直接還原豎爐類(lèi)似；熔融氣化爐與高爐的爐缸和爐腹類(lèi)似。熔融氣化爐所用的煤和熔劑由封閉料斗送入加壓料倉(cāng)再用螺旋給料機(jī)加入熔融氣化爐。鐵礦石(或氧化球團(tuán))由還原豎爐頂部的雙鐘式裝料器加入爐內(nèi)，受到煤氣加熱及還原。從還原豎爐排出的預(yù)還原礦石金屬化率平均為95%。它由螺旋給料機(jī)加入熔融氣化爐內(nèi)在下降過(guò)程中被熔化還原為鐵水。礦石中脈石和熔劑形成爐渣。爐內(nèi)生成的渣鐵存放在爐缸內(nèi)定期從爐缸渣、鐵口放出 。

本規(guī)范是根據(jù)建設(shè)部建標(biāo)函124號(hào)文《關(guān)于印發(fā)“2005年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃（第二批）”的通知》的要求，由中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司（原重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院）會(huì)同有關(guān)單位共同編制而成的。

本規(guī)范在編制過(guò)程中，規(guī)范編制組學(xué)習(xí)了有關(guān)現(xiàn)行國(guó)家法律、法規(guī)、政策及標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)行了調(diào)查研究，開(kāi)展了必要的專(zhuān)題研究和技術(shù)論證；總結(jié)了多年高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)；廣泛征求了有關(guān)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、大專(zhuān)院校的意見(jiàn)，對(duì)全面貫徹高爐煉鐵技術(shù)方針和疑難問(wèn)題進(jìn)行了反復(fù)的研討和修改，最后經(jīng)審查定稿。

本規(guī)范共分16章，主要內(nèi)容有：總則，術(shù)語(yǔ)，基本規(guī)定，原料、燃料和技術(shù)指標(biāo)，能源和資源利用，礦槽、焦槽及上料系統(tǒng)，爐頂，爐體，風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場(chǎng)，高爐爐渣處理及其利用，熱風(fēng)爐，高爐煤氣清洗及煤氣余壓發(fā)電，噴吹煤粉及富氧，檢測(cè)和自動(dòng)化，環(huán)境保護(hù)，節(jié)約用水。

本規(guī)范以黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。

本規(guī)范由建設(shè)部負(fù)責(zé)管理和對(duì)強(qiáng)制性條文的解釋?zhuān)芍幸辟惖瞎こ碳夹g(shù)股份有限公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。本規(guī)范在執(zhí)行過(guò)程中，請(qǐng)各單位注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累資料，隨時(shí)將有關(guān)意見(jiàn)和建議反饋給中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司（地址：重慶市渝中區(qū)雙鋼路一號(hào)，郵政編碼：400013），以便今后修訂時(shí)參考。2100433B