某大學(xué)理工鋼鐵冶金行業(yè)管理知識(shí)學(xué)

1、鋼鐵冶金學(xué)蘭州理工大學(xué)材料學(xué)院中國(guó)冶金的輝煌歷史 發(fā)展與人文 千錘鋼、百煉鋼-千錘百煉 煉、鍛 -鍛煉 模、范 -模范 龍泉寶劍（歐冶子）-千錘百煉 灌 鋼 原理及工藝比較 鋼-鐵 碳-氧化 鍛造-軋制 能源 環(huán)保 木 -煤-焦-電 電（煤、水、風(fēng)、太陽能、核、核聚變） 流程鐵礦石石灰石鐵礦粉原料堆場(chǎng)鐵礦粉原料堆場(chǎng)原料原料煉鐵原料堆場(chǎng)取料機(jī)在作業(yè)燒結(jié)機(jī)在生產(chǎn)燒結(jié)礦燒結(jié)機(jī)在生產(chǎn)燒結(jié)礦焦?fàn)t焦?fàn)t焦炭焦炭高爐系統(tǒng)高爐系統(tǒng)高爐系統(tǒng)高爐系統(tǒng)寶鋼高爐全貌寶鋼高爐全貌萊鋼1880立高爐工程夜本鋼高爐寶鋼集團(tuán)有限公司主要授課內(nèi)容主要授課內(nèi)容第一章：現(xiàn)代高爐煉鐵工藝第二章：高爐煉鐵原料第三章：高爐煉鐵基礎(chǔ)理論 第

2、四章：高爐爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)第五章：高爐強(qiáng)化冶煉第六章：非高爐煉鐵第一章 現(xiàn)代高爐煉鐵工藝 1.1 我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)情況 1.2 煉鐵生產(chǎn)流程 1.3 高爐本體 1.4 高爐煉鐵原料及產(chǎn)品 1.5 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.1 1.1 我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)情況我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)情況鋼廠鋼廠2013年年2012年年變化（變化（%）名次名次 產(chǎn)量產(chǎn)量名次名次產(chǎn)量產(chǎn)量安賽樂米塔爾安賽樂米塔爾191.2188.23.4新日鐵住金新日鐵住金248.2247.90.7河北鋼鐵河北鋼鐵345.8342.87.0寶鋼寶鋼集團(tuán)集團(tuán)443.9442.72.8武鋼武鋼集團(tuán)集團(tuán)539.3636.47.9浦項(xiàng)浦項(xiàng)636.4537.9-4.

3、0江蘇江蘇沙鋼沙鋼735.1732.38.7鞍鋼集團(tuán)鞍鋼集團(tuán)833.71030.211.6首鋼首鋼931.5831.40.3JFE1031.2930.42.5 2013年世界前年世界前10大鋼廠粗鋼產(chǎn)量和排名（單位：百萬噸）大鋼廠粗鋼產(chǎn)量和排名（單位：百萬噸）2001-20112001-2011年中國(guó)鐵礦石消耗量年中國(guó)鐵礦石消耗量( (萬噸萬噸) )2001-20112001-2011年中國(guó)粗鋼表觀消費(fèi)量（萬噸）年中國(guó)粗鋼表觀消費(fèi)量（萬噸）20081996199820002002200420060.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5礦石進(jìn)口量鋼產(chǎn)量鋼產(chǎn)量和礦石進(jìn)口量，億噸

4、2007年鐵礦石原礦總量8.05億噸左右，進(jìn)口鐵礦石總量為3.7億噸左右10年鐵礦石原礦總量10億噸左右，進(jìn)口鐵礦石總量為6.2億噸左右，鐵礦石對(duì)外依存63%左右。項(xiàng)目項(xiàng)目20082008年年1-101-10月月進(jìn)口量進(jìn)口量比重比重20072007年全年全年量年量比重比重全部進(jìn)口量：全部進(jìn)口量：3766937669 3830938309 其中：其中：1 1、澳大利亞、澳大利亞1553515535 41.2%41.2%1456014560 38.0%38.0%2 2、巴西、巴西85268526 22.6%22.6%97639763 25.5%25.5%3 3、印度、印度76767676 20.4

5、%20.4%79377937 20.7%20.7%4 4、南非、南非12171217 3.2%3.2%12231223 3.2%3.2%5 5、烏克蘭、烏克蘭627627 1.7%1.7%228228 0.6%0.6%6 6、印度尼西亞、印度尼西亞598598 1.6%1.6%442442 1.2%1.2%7 7、伊朗、伊朗489489 1.3%1.3%504504 1.3%1.3%進(jìn)口鐵礦石國(guó)家及量（萬噸）進(jìn)口鐵礦石國(guó)家及量（萬噸）2013鐵礦石進(jìn)口8.19億噸，較2012年的7.44億噸增長(zhǎng)10.2%；進(jìn)口總額1057.28億美元，同比增長(zhǎng)10.4%。1.2 煉鐵生產(chǎn)流程礦山精礦粉礦塊礦球

6、團(tuán)礦燒結(jié)礦焦化廠 焦 炭制粉車間 煤 粉熱風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)高爐鐵水鐵水爐渣爐渣高爐煤氣高爐煤氣鑄造生鐵鑄鐵機(jī)煉鋼生鐵水泥廠轉(zhuǎn)爐軋鋼煉鋼廠發(fā)電廠噴吹燃料熔劑高爐的五大系統(tǒng)高爐的原料系統(tǒng)稱量料斗送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)之熱風(fēng)爐爐頂布料1.3 1.3 高爐本體高爐本體ABCDuHH: : 爐頂法蘭標(biāo)高；爐頂法蘭標(biāo)高；：風(fēng)口中心線標(biāo)高；風(fēng)口中心線標(biāo)高；：鐵口中心線標(biāo)高；：鐵口中心線標(biāo)高；：爐底水冷管中心線標(biāo)高；：爐底水冷管中心線標(biāo)高；：鐵口中心線至料線零：鐵口中心線至料線零位之間的高度，稱為有位之間的高度，稱為有效高度；效高度；：鐵口中心線至爐頂鋼：鐵口中心線至爐頂鋼圈（爐頂法蘭）之間的圈（爐頂法蘭）之間的高度，稱

7、為高爐全高；高度，稱為高爐全高；料線零位料線零位：是測(cè)定料面高度的基：是測(cè)定料面高度的基 準(zhǔn)點(diǎn)。鐘式爐頂：大鐘準(zhǔn)點(diǎn)。鐘式爐頂：大鐘 開啟時(shí)大鐘的底邊；無開啟時(shí)大鐘的底邊；無 鐘爐頂：爐喉鋼磚的轉(zhuǎn)鐘爐頂：爐喉鋼磚的轉(zhuǎn) 折點(diǎn)處或鋼磚頂部。折點(diǎn)處或鋼磚頂部。礦石礦石 焦炭焦炭塊狀帶塊狀帶焦炭天窗焦炭天窗軟熔帶軟熔帶滴落帶滴落帶風(fēng)口帶及回旋區(qū)風(fēng)口帶及回旋區(qū)渣鐵貯存區(qū)（渣鐵貯存區(qū)（爐缸區(qū)爐缸區(qū)）爐身爐身爐喉爐喉爐腰爐腰爐腹?fàn)t腹?fàn)t缸爐缸高爐內(nèi)型及各區(qū)域分布示意圖高爐內(nèi)型及各區(qū)域分布示意圖 焦炭疏松區(qū)焦炭疏松區(qū)死料柱死料柱鐵礦石鐵礦石焦焦 炭炭熔熔 劑劑高爐煤氣高爐煤氣爐爐 塵塵上渣上渣鐵水、下渣鐵水、下渣

8、鼓風(fēng)、煤粉鼓風(fēng)、煤粉爐腹?fàn)t腹?fàn)t缸爐缸爐腰爐腰爐身爐身爐喉爐喉原料：原料：1 1）鐵礦石）鐵礦石 燒結(jié)礦燒結(jié)礦 球團(tuán)礦球團(tuán)礦 塊礦塊礦2 2）焦炭）焦炭3 3）熔劑：螢石）熔劑：螢石 石灰石石灰石 白云石白云石 硅石硅石 錳礦錳礦4 4）煤粉）煤粉5 5）鼓風(fēng)：）鼓風(fēng)： 噸鐵原料消耗：噸鐵原料消耗： 鐵礦石：鐵礦石：1.6-1.8t/tFe 1.6-1.8t/tFe 焦炭：焦炭：250-500kg/tFe250-500kg/tFe 煤粉：煤粉：100-250kg/tFe 100-250kg/tFe 熔劑：熔劑：0-400kg/tFe0-400kg/tFe 鼓風(fēng)：鼓風(fēng)：1700-2200Nm3/t

9、Fe1700-2200Nm3/tFe（1）塊狀帶：礦焦保持裝料時(shí)的分層狀態(tài)，與布料形式）塊狀帶：礦焦保持裝料時(shí)的分層狀態(tài)，與布料形式及粒度有關(guān)，占及粒度有關(guān)，占BF總體積總體積60%（2001100） 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：水分蒸發(fā)水分蒸發(fā) 結(jié)晶水分解結(jié)晶水分解 除除CaCO3外的其它外的其它MCO3分解分解 間接還原間接還原 碳素沉積反應(yīng)（碳素沉積反應(yīng)（2CO=C+CO2）（2）軟熔帶：礦石層開始熔化與焦炭層交互排列，焦炭）軟熔帶：礦石層開始熔化與焦炭層交互排列，焦炭層也稱層也稱“焦窗焦窗” 形狀受煤氣流分布與布料影響，可分為正形狀受煤氣流分布與布料影響，可分為正V型，倒型，倒V 型型 ，W型

10、型 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：Fe的直接還原的直接還原 Fe的滲碳的滲碳 CaCO3分解分解 收收S（焦炭中的（焦炭中的S向渣、金、氣三相分布）向渣、金、氣三相分布）碳的氣化反應(yīng)：碳的氣化反應(yīng)：C+CO2=2CO區(qū)域劃分區(qū)域劃分（3）滴落帶：主要由焦炭床組成，熔融狀態(tài)的渣鐵穿）滴落帶：主要由焦炭床組成，熔融狀態(tài)的渣鐵穿越焦炭床。越焦炭床。 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：Fe、Mn、Si、P、Cr的的直接還原直接還原，F(xiàn)e的的滲滲C（4）回旋區(qū)：焦炭在鼓風(fēng)作用下一面做回旋運(yùn)動(dòng)一面）回旋區(qū)：焦炭在鼓風(fēng)作用下一面做回旋運(yùn)動(dòng)一面燃燒，是高爐熱量發(fā)源地（燃燒，是高爐熱量發(fā)源地（C的不完全燃燒），的不完全燃燒），高爐唯高

11、爐唯一的氧化區(qū)域。一的氧化區(qū)域。 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)： C+O2=CO2 CO2+C=2CO Fe及合金元素的氧化及合金元素的氧化（5）渣鐵貯存區(qū)（爐缸區(qū)）：渣鐵分層存在，焦炭浸）渣鐵貯存區(qū)（爐缸區(qū)）：渣鐵分層存在，焦炭浸泡其中。泡其中。 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)： 渣鐵間脫渣鐵間脫S，Si、Mn等元素等元素氧化還原氧化還原（特點(diǎn)（特點(diǎn)3個(gè)、主要冶煉過程個(gè)、主要冶煉過程3個(gè)）個(gè)）1.4 1.4 高爐高爐產(chǎn)品及副產(chǎn)品產(chǎn)品及副產(chǎn)品1) 鐵水：鐵水：C、Si、Mn、P、S，14501550。 生鐵規(guī)格：煉鋼生鐵生鐵規(guī)格：煉鋼生鐵Si0.450.850.851.253.23.62.83.22.42.82.0

12、2.41.62.01.251.6Mn一組一組二組二組三組三組0.30.30.50.50.50.50.90.91.3P一級(jí)一級(jí)二級(jí)二級(jí)三級(jí)三級(jí)四級(jí)四級(jí) 五級(jí)五級(jí)0.150.150.250.250.40.060.060.10.10.20.20.40.40.9S特類特類一類一類二類二類三類三類0.020.020.030.030.050.050.070.030.040.050.040.050.062 ) 高爐煤氣高爐煤氣 CO、CO2、N2、H2、CH4 2000m3/tFe左右（左右（2560kg/tFe），），70%以上燒熱風(fēng)爐。以上燒熱風(fēng)爐。3 ) 爐渣爐渣 SiO2、CaO、Al2O3、MgO

13、、MnO、FeO、S （R=1.01.3）,200500kg/tFe，溫度比鐵水高，溫度比鐵水高 50 100。4 ) 爐塵爐塵 20100kg/tFe。1.5 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1）有效容積利用系數(shù)：每米）有效容積利用系數(shù)：每米3高爐有效容積每天生產(chǎn)的鐵高爐有效容積每天生產(chǎn)的鐵 水量（水量（t/m3.d）（）（1.8-4.0）。）。 有效容積利用系數(shù)有效容積利用系數(shù)=日產(chǎn)量日產(chǎn)量/高爐有效容積高爐有效容積 2）焦比）焦比K：冶煉一噸生鐵消耗的焦炭量（：冶煉一噸生鐵消耗的焦炭量（kg/t）（）（250- 550） 焦比焦比K=每天裝入高爐的焦炭量（每天裝入高爐的

14、焦炭量（kg )/高爐每天出鐵量高爐每天出鐵量(t) 3）煤比）煤比M：冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量（：冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量（kg/t）（）（80-230） 煤比煤比K=每天裝入高爐的煤量（每天裝入高爐的煤量（kg )/高爐每天出鐵量高爐每天出鐵量(t) 4）噴煤率）噴煤率= 5）綜合焦比：）綜合焦比： 6) 折算綜合焦比：折算綜合焦比： 生鐵牌號(hào)生鐵牌號(hào) 折算系數(shù)折算系數(shù)生鐵牌號(hào)生鐵牌號(hào) 折算系數(shù)折算系數(shù) 煉鋼生鐵煉鋼生鐵 1.0 Z14 1.14 Z18 1.18 Z22 1.22 Z26 1.26 Z30 1.30 Z34 1.34 硅鐵硅鐵 2.0 錳鐵錳鐵 2.5 鏡鐵鏡鐵 1.5t

15、kgK/,高爐每天出鐵量置換比每天噴入高爐的煤粉量每天裝入高爐的焦炭量tkgK/,生鐵折算系數(shù)高爐每天出鐵量置換比每天噴入高爐的煤粉量每天裝入高爐的焦炭量折算各種生鐵的折算系數(shù)各種生鐵的折算系數(shù)%100%100燃料比煤比高爐每天消耗的燃料量每天噴入高爐的煤粉量 7) 7) 冶煉強(qiáng)度冶煉強(qiáng)度I I(0.8-1.0)(0.8-1.0) 每米每米3 3高爐有效容積每天消耗的（干）焦炭量高爐有效容積每天消耗的（干）焦炭量 ： 8 8） 綜合冶煉強(qiáng)度綜合冶煉強(qiáng)度(0.9-1.15)(0.9-1.15) 或或 9 9） 爐缸燃燒強(qiáng)度：爐缸燃燒強(qiáng)度： 每米每米2 2爐缸截面積每天消耗的焦炭量：爐缸截面積每天

16、消耗的焦炭量： 1010） 焦炭負(fù)荷：焦炭負(fù)荷： 一批爐料一批爐料= =批礦批礦+ +批焦批焦 焦炭負(fù)荷焦炭負(fù)荷= =批礦批礦/ /批焦批焦= =dmtI3/,高爐有效容積高爐每天消耗的焦炭量高爐有效容積置換比高爐每天消耗的煤粉量高爐每天消耗的焦炭量IuuKIKIu爐缸截面積每天高爐消耗的焦炭量爐缸燃燒強(qiáng)度 每批爐料中的焦炭量錳礦石每批爐料中的鐵礦石 11）休風(fēng)率）休風(fēng)率= 規(guī)定的日歷作業(yè)時(shí)間規(guī)定的日歷作業(yè)時(shí)間=日歷時(shí)間日歷時(shí)間-計(jì)劃大中修時(shí)間和封計(jì)劃大中修時(shí)間和封爐時(shí)間爐時(shí)間 12）生鐵合格率）生鐵合格率 13）煉鐵工序能耗：每月、年或季度內(nèi)）煉鐵工序能耗：每月、年或季度內(nèi) （1）高爐生產(chǎn)系統(tǒng)：原料供給、高爐本體、渣鐵處理、）高爐生產(chǎn)系統(tǒng)：原料供給、高爐本體、渣鐵處理、鼓風(fēng)、熱風(fēng)爐、噴吹燃料、給排水、碾泥等；鼓風(fēng)、熱風(fēng)爐、噴吹燃料、給排水、碾泥等； （2）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)：機(jī)修、化驗(yàn)、計(jì)量、環(huán)保等；）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)：機(jī)修、化驗(yàn)、計(jì)量、環(huán)保等； （3）直接為煉鐵生產(chǎn)服務(wù)的附屬系統(tǒng)（廠內(nèi)食堂、?。┲苯訛闊掕F生產(chǎn)服務(wù)的附屬系統(tǒng)（廠內(nèi)食堂、浴室、保健站、休息室、生產(chǎn)管理和調(diào)