焦炭和石灰石高炉炼铁示意图

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分: 一、 高炉炼铁工艺流程详解二、 高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示:附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识料钾调控阙,-20 0V炉身V-E001C■-14001C炉腹，-leoor £小料牛 小料钟出铁口 , 900-1000V" 京铁加利面铁炉炉爆气首工艺设备相见文库文档:料风咀注,各类校珀均产生暖声:、高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其白然形态一一矿石等含铁化合物中还原出来的过程。

铁矿石、焦炭、石炎石炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、展了改进而成的。

尽管世界各国研究发很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单, 生产量大,劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。

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、锭矿等）按一定比例白高炉炉顶装入高炉，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，白渣口排出后，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:炼铁一般是在高炉里连续进行的。

高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。

这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。

因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。

高炉的主要组成部分: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。

炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。

炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。

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。

炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。

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。

炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显着，一般只在很小范围内变动。

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。

炼铁工艺流程图炼铁工艺流程图炼铁厂质量监视和测量过程一、高炉系统（一）工艺流程图（图1）焦炭烧结矿球团矿块矿辅料喷煤高炉★富氧、鼓风水渣煤气、炉尘铸铁铁水图1炼钢（二）监视和测量过程：1.监控入炉原燃料成分：对焦炭、烧结矿、球团矿、块矿、辅料的粒度、水份、含粉率、化学成分及原料配比进行监控。

2.对喷煤的粒度、水份、化学成分进行监控。

3.对铸块尺寸进行监控。

4.对煤气含尘、含水进行监控。

5.对高炉的生铁中含[Si]、[S]及炉渣碱度进行控制，使生铁质量符合标准要求。

（三）工艺参数：1．高炉炉缸安全容铁量炉容：380m3、449m3、329m3、402m3。

安全容铁量：112t、144t、97t、116t。

炉缸存铁量接近安全容铁量时禁止放上渣，并采取相应措施，防止事故发生。

2．炉顶温度不大于500℃，气密箱温度不大于70℃。

3．风、渣口冷却水压应高出热风压力0.05Mpa，水压下降低于0.1Mpa时高炉应立即组织休风。

4．铁水罐内最高铁水面应低于罐沿300mm。

6．休风时冷风管道及煤气系统应保持正压。

7．打水空料面时，H2含量应不大于6%，并至少每小时测定一次煤气成分。

当H2含量大于6%，O2含量大于2%时，应停止回收煤气。

8．高炉热风压力小于0.05Mpa时，必须关闭混风切断阀。

9．煤粉水分＜2%，最好在1%以下；筛分粒度：粒度级＜60μm＜50%粒度级＜100μm＜80%粒度级＜500μm＜20%粒度级＜200μm＜0%二、竖炉系统（一）竖炉系统工艺流程图（图2）配料混合造球筛分焙烧★球团矿仓高炉矿槽图2（二）监视和测量过程：1．监控生球水分、粒度、抗压强度和落下强度。

2．监控和测量球团矿转鼓指数。

3．监控焙烧过程的焙烧时间和温度，燃烧室温度和压力。

4．监控球团矿FeO含量。

（三）工艺参数：1．燃烧室压力≤19000Pa，压力超标，调整时间不超过15分钟。

1．燃烧室温度900℃～1050℃，温度超标，调整时间不超过60分钟。

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识工艺设备相见文库文档：一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：二、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。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。

尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

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。

炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。

高炉炼铁简介高炉炉前出铁高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。

在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。

炼出的铁水从铁口放出。

铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

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。

简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。

20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。

20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤/吨生铁左右。

70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤/吨生铁。

中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。

1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。

1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。

1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。

1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。

高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术正面临淘汰。

电炉技术炼钢是当今世界趋势。

电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能，减少原材料和电力等的浪费。

在订单经济时代，生产要根据市场需求变化，但高炉炼铁技术周期长，生产产品低级，且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。

电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期，可根据订单安排生产，原材料和动力资源浪费少，不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。

当今社会进入材料时代后，市场需要的钢材不再是传统的材料，高炉炼铁生存空间更大为缩小，且附加值很低，以中国钢铁业为例，全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱，原因就是因为高炉炼铁技术低级落后，不能生产高附加值产品。

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、轧钢等流程。

（1）炼铁：就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。

焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。

炼铁是还原反应。

先是利用氧把矿石中铁及其他物质氧化为三氧化二铁、硫、磷的氧化物等。

硫的氧化物经过处理后排放，磷的氧化物还要加入石灰后转化为矿渣后排出。

主要反应为利用 C 把铁的氧化物还原 2 Fe2O3+ 3 C=4 Fe+ 3 CO2.（2）炼钢：是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

炼钢是氧化反应，是炼铁后的进一步加工。

主要是除去Fe中多余的 C ，因为 C 的含量太高影响钢的韧性。

反应式为： C+O2 = CO2 。

（3）连铸：将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。

（4）轧钢：连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类 钢材，形成产品。

炼钢工艺总流程图炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。

烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。

还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。

高炉炼铁：简介当今全世界几乎所有的钢材都是通过如下两种流程中的一种生产的：碱性氧气转炉炼钢(BOS) 电弧炉炼钢(EAF)"长流程" "短流程"100% 回收的废钢，固态生铁或直接还原铁75-80% 高炉铁水（生铁）20-25% 回收的废钢全球钢产量的64% (2005) 全球钢产量的33% (2005)很明显高炉炼铁仍然是为炼钢提供铁原料的主要方法。

下图说明了高炉在整个炼钢过程中的地位。

高炉使用铁矿石作为含铁原料，焦炭和煤粉作为还原剂以及石灰或石灰石作为熔剂。

高炉炼铁的主要目的是给BOS炼钢提供质量稳定的铁水。

通常炼钢厂要求铁水的条件为含硅0.3–0.7%，锰0.2–0.4%和磷0.06–0.13%，以及尽可能高的温度（出铁温度为1480-1520°C）。

一座内容积约为4500m3的现代大型高炉的炉缸直径为14-15m，高度为35m。

这样一座高炉每天能够生产10000吨铁水。

由于高炉需要消耗大量的冶金焦，因此出现了将来可替代高炉的其它炼铁工艺：用煤粉或者其它气态还原剂替代冶金焦的直接还原和熔融还原技术。

已经进行商业化生产的例子有Midrex(直接还原)和Corex(熔融还原)工艺。

高炉过程在高炉的炉腰和炉腹，热风与焦炭和煤粉发生反应生成CO和N2的混合气体。

炉内上升的混合气体与从炉顶下降的原料发生热交换和化学反应。

最后煤气从炉顶排出并且回收作为厂内的燃料。

在冶炼过程中要控制炉顶含铁原料与焦炭层厚度比以及它们的径向分布，以得到径向分布合适的煤气流。

炉料下降过程中，在高炉上部的低温区含铁原料与CO气体发生间接还原。

在高炉下部，还未反应的铁矿石与CO发生还原反应生成CO2，CO2又立即与焦炭反应生成CO，CO又用来还原氧化铁。

高炉下部高温区的整个反应步骤可以看作是铁矿石与固态C的直接还原。

被还原出的铁熔化，滴落，最后在炉缸汇聚成铁水。

然后按固定的时间间隔（一般2-5小时）打开炉墙上的铁口和渣口，排出铁水和熔渣。

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：一、高炉炼铁工艺流程详解二、高炉炼铁原理三、高炉冶炼主要工艺设备简介四、高炉炼铁用的原料附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识工艺设备相见文库文档：一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：二、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。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，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。

生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。

尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

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。

炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、轧钢等流程。

（1）炼铁：就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。

焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。

炼铁是还原反应。

先是利用氧把矿石中铁及其他物质氧化为三氧化二铁、硫、磷的氧化物等。

硫的氧化物经过处理后排放，磷的氧化物还要加入石灰后转化为矿渣后排出。

主要反应为利用 C 把铁的氧化物还原 2 Fe2O3+ 3 C=4 Fe+ 3 CO2.（2）炼钢：是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

炼钢是氧化反应，是炼铁后的进一步加工。

主要是除去Fe中多余的 C ，因为 C 的含量太高影响钢的韧性。

反应式为： C+O2 = CO2 。

（3）连铸：将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。

（4）轧钢：连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类 钢材，形成产品。

炼钢工艺总流程图炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。

烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。

还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。