关于⾼炉炼铁原理、⼯艺的详细介绍摘要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
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
1 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：
360历史
2 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。
自救手环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。 3 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。
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。
⾼炉炼铁系统（炉体系统、渣处理系统、上料系统、除尘系统、送风系统）主要设备简要介绍⼀下。
3.1 ⾼炉
⾼炉炉本体较为复杂，本⽂在最后附有专门介绍。
不锈钢消声器
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。⾼炉本体⾃上⽽下分为炉喉、炉⾝、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于⾼炉炼铁技术经济指标良好，⼯艺简单，⽣产量⼤，劳动⽣产效率⾼，能耗低等优点，故这种⽅法⽣产的铁占世界铁总产量的绝⼤部分。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。铁矿⽯中未还原的杂质和⽯灰⽯等熔剂结合⽣成炉渣，从渣⼝排出。产⽣的煤⽓从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。⾼炉冶炼的主要产品是⽣铁，还有副产⾼炉渣和⾼炉煤⽓。
3.2 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。粗粒灰尘（＞60～90um），可⽤重⼒除尘器、离⼼除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需⽤洗⽓机、电除尘器等除尘设备。
3.3 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。现代⼤、
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。现代⼤、中型⾼炉所⽤的⿎风机，⼤多⽤汽轮机驱动的离⼼式⿎风机和轴流式⿎风机。近年来使⽤⼤容量同步电动⿎风机。这种⿎风机耗电虽多，但启动⽅便，易于维修，投资较少。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。但实际上不少的⾼炉考虑到⽣产的发展，配备的风机能⼒都⼤于这⼀⽐例。
送风⽀管
3.4 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 °C〜1350 °C ，最⾼可达 1450 °C〜1550 °C。
提⾼风温可以通过提⾼煤⽓热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤⽓和助燃空⽓、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和⽣产实践表明，采⽤优化的热风炉结构、提⾼热风炉热效率、延长热风炉寿命是提⾼风温的有效途径。
3.5 铁⽔罐车
铁⽔罐车⽤于运送铁⽔，实现铁⽔在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，⽤于⾼炉或混铁炉等出铁。
4 ⾼炉炼铁⽤的原料
⾼炉冶炼⽤的原料主要由铁矿⽯、燃料（焦炭）和熔剂（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吨焦炭，0.2-0.4吨熔剂，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。因此，⽆论是⽣铁⼚家还是钢⼚采购原料的⼯作是尤其重要。
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。下⾯分别简单予以介绍。
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、熔剂，从⾼炉下部的风⼝吹进热风（1000～1300摄⽒度），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及碳燃烧⽣成的⼀氧化碳将铁矿⽯中的氧夺取出来，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熔剂结合⽣成炉渣，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，还有锰铁等，属于铁合⾦产品。锰铁⾼炉不参加炼铁⾼炉各种指标的计算。⾼炉炼铁过程中还产⽣副产品⽔渣、矿渣棉和⾼炉煤⽓等。
0402封装⾼炉炼铁的特点：规模⼤，不论是世界其它国家还是中国，⾼炉的容积在不断扩⼤，如我国宝钢⾼炉是4063⽴⽅⽶，⽇
小型干扰芯片⾼炉炼铁的特点：规模⼤，不论是世界其它国家还是中国，⾼炉的容积在不断扩⼤，如我国宝钢⾼炉
是4063⽴⽅⽶，⽇产⽣铁超过10000吨，炉渣4000多吨，⽇耗焦4000多吨。⽬前国内单⼀性⽣铁⼚家，⾼炉容积也以达到500左右⽴⽅⽶，但多数仍维持在100-300⽴⽅⽶之间，甚⾄仍存在100⽴⽅⽶以下的⾼耗能⾼污染的⼩⾼炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有期规模性，更不能与国际上的钢铁⼚相⽐。
附：⾼炉炉本体的主要组成部分
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著，⼀般只在很⼩范围内变动。
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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。⽬前我国⼤中型⾼炉⼤都采⽤全碳砖炉底或碳砖和⾼铝砖综合炉底，⼤⼤改善了炉底的散热能⼒。
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。
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