煉鐵實習報告
通過對煉鐵實業(yè)部的實習,基本上弄懂了作為煉鐵支柱的高爐煉鐵系統(tǒng)有了深入的了解。之前在煉鋼實習中,了解到煉鋼沒有鐵水就沒辦法煉鋼了,因此,煉鐵廠與煉鋼廠息息相關,只有保證了有充足的鐵水才能保證轉爐煉鋼的順利進行,也為軋鋼的提供了原材料,而高爐的副產品也為球團、燒結、鑄管、軋鋼等提供了源源不斷的煤氣。
在煉鐵外調三位師傅的帶領下,開啟了我在煉鐵廠實習的序幕。在師傅的指導下,明白了調度員每天都做什么工作,什么事該做什么事不該做,遇到問題后怎么樣處理。在一個多月的時間我掌握了本崗位的職責,基本上具備了調度員的能力和責任,在工段上遇到不懂的問題及時的向師傅們請教,不礙于面子向員工請教,學習了各種設備的操作規(guī)程及熟悉了解工藝流程。
在高爐煉鐵生產中,高爐是工藝流程的主體。從其上部裝入的鐵礦石、燃料和熔劑向下運動,下部鼓入空氣。燃燒燃料產生大量的高溫,還原性氣體向上運動。爐料經過加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一些列的物理化學過程,最后爐頂部分回收高爐煤氣,爐缸生成爐渣和液態(tài)生鐵的工藝過程。
煉鐵實業(yè)部現(xiàn)共有四座高爐分別為1#高爐有效容積580m3、2#高爐有效容積120m3 、3#高爐有效容積180m3及4#高爐有效容積380m3 高爐煉鐵設備。1#高爐中使用自動化控制系統(tǒng),為煉鐵最大的高爐日產生鐵1700噸以上,日消耗礦石等近3千噸,焦炭等燃料900噸。
一、高爐的主要組成部分
高爐爐殼:爐殼的作用是固定冷卻設備,保證高爐砌體牢固,密封爐體,有的還承受爐頂載荷、熱應力和內部的煤氣壓力,有時要抵抗崩料、坐料甚至可能發(fā)生的煤氣爆炸的突然沖擊,因此要有足夠的強度。
爐喉:高爐本體的最上部分,呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口,也是煤氣的導出口。它對爐料和煤氣的上部分布起控制和調節(jié)作用。
爐身:高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域,呈圓錐臺簡稱圓臺形,由上向下逐漸擴大,用以使爐料在遇熱發(fā)生體積膨脹后不致形成料拱,并減小爐料下降阻找力。爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布有很大影響。
爐腰:高爐直徑最大的部位。它使爐身和爐腹得以合理過渡。由于在爐腰部位有爐渣形成,并且粘稠的初成渣會使爐料透氣性惡化,為減小煤氣流的阻力,在渣量大時可適當擴大爐腰直徑,但仍要使它和其他部位尺寸保持合適的比例關系,比值以取上限為宜。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不很顯著,一般只在很小范圍內變動。
爐腹:高爐熔化和造渣的主要區(qū)段,呈倒錐臺形。為適應爐料熔化后體積收縮的特點,其直徑自上而下逐漸縮小,形成一定的爐腹角。爐腹的存在,使燃燒帶處于合適位置,有利于氣流均勻分布。爐腹高度隨高爐容積大小而定,但不能過高或過低,一般為3.0~3.6m。爐腹角一般為79~82 ;過大,不利于煤氣流分布;過小,則不利于爐料順行。
爐缸:高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區(qū)域,呈圓筒形。出鐵口、渣口和風口都設在爐缸部位,因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學侵蝕最劇烈的部位,對高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質量和品種都有極重要的影響。爐底:高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力,而且受到1400~4600℃的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度,并且表面生成渣皮(或鐵殼),才能阻止其進一步受到侵蝕,所以必需對爐底進行冷卻。通常采用風冷或水冷。目前我國大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底,大大改善了爐底的散熱能力。
爐基:它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層,因而其形狀都是向下擴大的。高爐和爐基的總重量常為高爐容積的10~18倍(噸)。爐基不許有不均勻的下沉,一般爐基的傾斜值不大于0.1%~0.5%。高爐爐基應有足夠的強度和耐熱能力,使其在各種應力作用下不致產生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形,以減少熱應力的不均勻分布。
爐襯:高爐爐襯組成高爐的工作空間,并起到減少高爐熱損失、保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響,各部位工作條件不同,受損壞的機理也不同,因此必須根據部位、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火材料。
爐喉護板:爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下,工作條件十分惡劣,維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調節(jié)的先決條件。為此,在爐喉設置保護板
。ㄤ摯u)。小高爐的爐喉保護板可以用鑄鐵做成開口的匣子形狀;大高爐的爐喉護板則用100~150mm厚的鑄鋼做成。爐喉護板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護板還起著調節(jié)爐料和煤氣流分布的作用。
二、上料系統(tǒng)的工藝
高爐供上料系統(tǒng)由貯礦槽、貯焦槽、槽下篩分、稱量運輸和向爐頂上料裝置等組成。其作用是將來自原料場,燒結廠及焦化廠的原燃料和冶金輔料,經由貯礦槽、槽下篩分、稱量和運輸、爐料裝入料車或皮帶機,最后裝入高爐爐頂。隨著煉鐵技術的發(fā)展,中小型高爐的強化、大型高爐和無鐘頂的出現(xiàn),對上料系統(tǒng)設備的作業(yè)連續(xù)性、自動化控制等提出來更高的要求,以此來保證高爐的正常生產。
三、煉鐵生產工藝
煉鐵的原料:鐵礦石、燃料、熔劑
1、鐵礦石 鐵都是以化合物的狀態(tài)存在于自然界中,尤其是以氧化鐵的狀態(tài)存在的量特別多。現(xiàn)在將金特比較重要的鐵礦石提出來說明:
赤鐵礦也是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe2O3,呈暗紅色,比重大約為
5.26,含F(xiàn)e:47%,含S:6-7%,含SiO2:16-1%8,含CaO:1.5-2.5%,含MgO:0.3-0.9%,含F(xiàn)eO:1-3%。其主要來自金特大選礦廠的自產礦石,主要用于2#,3#高爐日常生產當中,還有燒結與球團的配料中,是最主要的鐵礦石。由其本身結構狀況的不同又可分成很多類別,如赤色赤鐵礦、鏡鐵礦、云母鐵礦、粘土質赤鐵等,另外還有鐵的硅酸鹽礦,硫化鐵礦。
2、燃料
煉鐵的主要燃料是焦炭。煙煤在隔絕空氣的條件下,加熱到950-1050℃,經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭,這一過程叫高溫煉焦(高溫干餾)。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱,支撐料柱保持其良好的透氣性。因此,鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。煉鐵廠高爐所使用的大部分為外購焦:寶豐焦、眾泰焦、國際焦、華資以及小部分的自產焦。
3、熔劑
熔劑在冶煉過程中的主要作用有:使還原出來的鐵與脈石和灰分實現(xiàn)良好分離,并順利從爐缸流出,即渣鐵分離;生成一定數量和一定物理、化學性能的爐渣,去除有害雜質硫,確保生鐵質量。
四、高爐煉鐵的工藝流程
煉鐵工藝是是將含鐵原料(燒結礦、球團礦或鐵礦)、燃料(焦炭、煤粉等)及其它輔助原料(石灰石、白云石、錳礦等)按一定比例裝入高爐,并由熱風爐向高爐內鼓入熱風助焦炭燃燒,原料、燃料隨著爐內熔煉等過程的進行而下降。在爐料下降和煤氣上升過程中,先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵,鐵礦石原料中的雜質與加入爐內的熔劑相結合而成渣,爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐,送往煉鋼廠。同時產生高爐煤氣,爐渣兩種副產品,高爐渣水淬后全部作為水泥生產原料。
高爐冷卻裝置
高爐爐襯內部溫度高達1400℃,一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設置的,用以使爐襯內的熱量傳遞出動,并在高爐下部使爐渣在爐襯上冷凝成一層保護性渣皮,按結構不同,高爐冷卻設備大致可分為:外部噴水冷卻、風口渣口冷卻、冷卻壁和冷卻水箱以及風冷(水冷)爐底等裝置。 高爐灰
也叫爐塵,系高爐煤氣帶出的爐料粉末。其數量除了與高爐冶煉強度、爐頂壓力有關外,還與爐料的性質有很大關系。爐料粉末多,帶出的爐塵量就大。目前,每煉一噸鐵約有 10~100kg的高爐灰。高爐灰通常含鐵40%左右,并含有較多的碳和堿性氧化物;其主要成分是焦末和礦粉。燒結料中加入部分高爐灰,可節(jié)約熔劑和降低燃料消耗。
高爐除塵器
用來收集高爐煤氣中所含灰塵的設備。高爐用除塵器有重力除塵器、電除塵器、布袋除塵器等。
高爐鼓風機
高爐最重要的動力設備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣,而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動力,F(xiàn)代大、中型高爐所用的鼓風機,大多用汽輪機驅動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。近年來使用大容量同步電動鼓風機。這
種鼓風機耗電雖多,但啟動方便,易于維修,投資較少。高爐冶煉要求鼓風機能供給一定量的空氣,以保證燃燒一定的碳;其所需風量的大小不僅與爐容成正比,而且與高爐強化程度有關、一般按單位爐容2.1~2.5m3/min的風量配備。 五、高爐冶煉工藝--爐前操作
1、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具,按規(guī)定的時間分別打開渣、鐵口,放出渣、鐵,并經渣鐵溝分別流人渣、鐵罐內,渣鐵出完后封堵渣、鐵口,以保證高爐生產的連續(xù)進行。
2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。
3、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。
4、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關的工作。
六、高爐冶煉主要工藝設備簡介:
高爐 :
橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼,殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術經濟指標良好,工藝 簡單 ,生產量大,勞動生產效率高,能耗低等優(yōu)點,故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石),從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料)中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣,在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧,從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣,從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出,經除塵后,作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵,還有副產高爐渣和高爐煤氣。
高爐熱風爐介紹 :
熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備,是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空
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