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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,鋼鐵冶金概論,-,非高爐煉鐵,主講:,冶金工程系,陳 韌,1,主要內(nèi)容,一、概 述,二、非高爐煉鐵的特點(diǎn),三、非高爐煉鐵分類,四、直接還原法,五、熔融還原法,六、非高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),2,一、概 述,1.概 念,非高爐煉鐵法是高爐法之外，不用焦炭煉鐵的各種工藝方法的統(tǒng)稱。,2.發(fā)展史,1770年第一個(gè)直接還原法專利誕生1857年提出完整的近代直接還原（Chenot）構(gòu)思1873建成第一座非高爐裝置上世紀(jì)20年代電爐（礦熱爐）煉鐵70年代具備一定規(guī)模近期又重新成為研究熱點(diǎn),3,二、非高爐煉鐵的特點(diǎn),1.不使
2、用焦炭，焦煤僅占煤總儲(chǔ)量5%，且現(xiàn)行技術(shù)只能開采30-40%，高爐法面臨缺乏焦煤的困境；,2.反應(yīng)溫度與還原程度關(guān)系與高爐法明顯不同；,3.非高爐法鋼鐵廠投資少、周期短、靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)；,4.目前規(guī)模較小、方法多、未形成強(qiáng)勢(shì)流程，,處于完善研究及發(fā)展中。,4,非高爐與高爐工藝溫度與還原度關(guān)系比較,高爐流程：,礦石A在高爐內(nèi)升溫、還原、熔化為鐵水BC已達(dá)到飽和在煉鋼過程脫C再去除多余氧成為成品鋼液；,非高爐流程：,礦石被升溫、還原為海綿鐵在電爐中熔化還原未還原部分得到成品鋼液,5,鋼鐵生產(chǎn)過程產(chǎn)品中氧量、碳量的變化,傳統(tǒng)方法生產(chǎn)工藝中冶金反應(yīng)重復(fù)，高爐煉鐵過程將鐵、氧分離的同時(shí)還會(huì)使C、Si
3、、Mn等元素進(jìn)入鐵水，必須精煉，精煉后再次脫氧，因此，工藝復(fù)雜，造成能源與原材料的消耗；,非高爐方法具備了一步法的特征，減少了因高溫冶煉對(duì)設(shè)備和耐火材料等方面的一系列困難。,6,三、非高爐煉鐵分類,1.按還原裝置分類：,固定床法,回轉(zhuǎn)窯法,豎爐法,流化床法,2.按還原劑分類：,固體還原劑,氣體還原劑,3.按生產(chǎn)方式分類：,預(yù)還原法,直接煉鋼法,熔融還原法,原子能煉鐵法,7,四、直接還原法,1.概 念：,以氣體燃料、液體燃料或非焦煤為能源，在鐵礦石（或鐵團(tuán)塊）呈固態(tài)的軟化溫度以下進(jìn)行還原獲得金屬鐵的方法。,由于還原溫度低，產(chǎn)品呈多孔低密度海綿狀結(jié)構(gòu)，含碳低、未排除脈石雜質(zhì)的金屬鐵產(chǎn)品，稱,直接還
4、原鐵,（DRI），,或稱,海綿鐵,。,8,2.使用固體還原劑舉例(SL-RN法),工藝過程:,次煙煤+粗選鐵砂,多層爐內(nèi)不完全燃燒800,煤干餾鐵砂預(yù)還原,從回轉(zhuǎn)窯尾加入,加熱950-1000,鐵砂被還原至金屬化率90%,料人水冷筒冷卻至120,磁選機(jī)分選,海綿鐵送煉鋼車間,9,3.使用氣體還原劑舉例(Midrex法),工藝過程:,天然氣+凈化爐頂氣(300-400),混合室,重整爐(Ni催化劑),900-950 反應(yīng):,CH,4,+H,2,O=CO+3H,2,CH,4,+CO,2,=2CO+2H,2,還原氣,豎爐(爐料爐頂加入),停留6h,冷卻帶N,2,冷卻至100,爐料排出,10,五、熔融
5、還原法,1.概 念：,以非焦煤為能源，在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水，其目的在于不使用焦炭。,11,2.一步法-Dored法工藝介紹,一步法：,是在一個(gè)反應(yīng)器中完成礦石還原熔煉的全過程；,優(yōu)缺點(diǎn)：,工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用中存在能耗高及高FeO渣嚴(yán)重侵蝕爐襯的難題，至今尚未得到解決。,12,3.二步法-KR法(COREX法)工藝介紹,二步法：,將熔融還原過程分為固相預(yù)還原及熔態(tài)終還原并分別在兩個(gè)反應(yīng)器中完成；,優(yōu)點(diǎn)：,改善了能量利用，降低了渣中FeO濃度。,13,六、非高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),1.單位容積利用系數(shù)：,每立方米反應(yīng)器有效容積每天的產(chǎn)品量，即,=Q/V,u,，,t/（m,3,.d）,2.單位容積出鐵率：,每立方米反應(yīng)器每天生產(chǎn)產(chǎn)品中金屬鐵量，即,Fe,=,.,m,，t,Fe,/（m,3,.d）,m,-金屬化率，%,14,3.煤氣利用率：,參與還原反應(yīng)的氣體與還原反應(yīng)生成氣體之比，即,g,=（CO,2,+H,2,O）/（CO+H,2,+CO,2,+H,2,O），%,4.產(chǎn)品金屬化率：,所得產(chǎn)品中金屬鐵量與含全鐵量之比，表示產(chǎn)品被還原到金屬鐵的程度，即,M,=Fe,0,/TFe，%,5.產(chǎn)品還原度：,表示在還原過程中總失氧率，即,R=（失去氧量）/（礦石中鐵氧化物總氧量）,15,
煉鐵基礎(chǔ)非高爐煉鐵課件
