块矿(>5~10mm),上限 中小型高炉<20~25mm
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8、精矿(ore concentrate)：贫矿经过破碎，细磨， 并通过磁选或浮选得到的高品位细粉状矿石.
细磨
磁铁矿
磁选
-200目>60~80%
细磨
赤铁矿
浮选
-200目>60~80%
细磨
菱铁矿
浮选
-200目>60~80%
先磁化焙烧 褐铁矿
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400m2带式抽风烧结机
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烧结过程的主要反应
燃烧反应：C+O2，烧结废气中以CO2为主，存在 少量CO，还有一些自由氧和氮。 2C+O2=2CO； C+O2=CO2
分解反应： 结晶水的分解：褐铁矿（mFe2O3·nH2O） 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O) 熔剂分解：CaCO3=CaO+CO2(750℃以上) MgCO3=MgO+CO2(720℃)
第二章 高炉炼铁 (Blast Furnace Ironmaking)
主要内容
2.1 高炉冶炼用原料(raw materials) 2.2 高炉炼铁原理 2.3 高炉结构及附属设备 2.4 高炉操作
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钢铁生产的典型工艺（长流程）
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2.1 高炉冶炼用原料
2.1.1 主要原料 2.1.2 烧结(sintering) 2.1.3 球团(pelletizing)
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菱铁矿：理论含铁量48 . 3%
扣除CO2
褐铁矿：理论含铁量55 . 2~66.1% 和结晶水
6、贫矿(lean ore)：实际含铁量低于理论含铁量70%的 铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用）
7、块矿(lump ore)和粉矿(fine ore)
破碎、筛分
富矿
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粉矿（<5mm）供烧结厂生产烧结矿 大中型高炉<45mm
矿石→破碎→筛分→贫矿 (lean ore)→磨矿 (grinding)→筛分→选矿 →造块→人造富矿→高炉
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燃料
焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。 粒度：大型高炉 40~60mm； 中型高炉 25~40mm； 小型高炉 15~25mm；
喷吹燃料： 固体（无烟煤与烟煤粉） 液体（重油、煤焦油） 气体（天然气或焦炉煤气）
后细磨
磁选
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2.1.1.2 主要原料
高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和 人造富矿）、燃料(fuel)（焦炭和喷吹燃料）、 熔剂(flux)（石灰石与白云石等）。
冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石， 0.4~0.6t焦炭(coke)，0.2~0.4t熔剂。
高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提 供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末 少、有害杂质少及性能稳定的原料。
3 矿石的品位(Ore grade)：矿石中有用成分的质量 百分含量，称为该矿石的品位。
4 脉石(Gauge)：矿石中没有用的成分称为脉石，一 般在冶炼过程中需要去除。
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5、富矿(high-grade ore)：含铁品位>50%的铁矿石
赤铁矿：理论含铁量70%
磁铁矿：理论含铁量72.4%
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熔剂
熔剂主要使用石灰石(calcite) 和白云石(dolomite)；
熔剂的要求： ➢ 有效成分含量高（CaO+MgO）； ➢ 有害杂质S、P低； ➢ 粒度均匀，强度好，粉末少。
熔剂的作用： ➢ 助熔，改善流动性，使渣铁容易分离； ➢ 脱硫（焦炭和矿石中S）。
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烧结过程的主要反应
还原与再氧化反应：Fe、Mn等
靠近燃料颗粒处：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2; Fe3O4+CO=3FeO+CO2;
远离燃料颗粒处：2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3; 3FeO+1/2O2=Fe3O4.
气化反应：脱硫85％～95％。 FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 2FeS+7/2O2=Fe2O3+2SO2
2020/5/29Leabharlann 14 14烧结 工艺 流程
精矿、粉矿 （0~10mm）
石灰石、白云石 （80~0mm）
碎焦、无烟煤 （25~0mm）
瓦斯灰、轧钢皮 （10~0mm）
破碎
>3mm
破碎
筛分
3~0mm
配
料
3~0mm
皮
带
烟道灰 灰尘
一 次 混 料（混匀） 二 次 混 料（制粒）
布料
点火器
烧
结机
除尘
破碎
抽风 烟筒 排放
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铁矿石
磁铁矿（Fe3O4）-magnettie 赤铁矿（Fe2O3）-hematite
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite
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铁矿石处理工艺流程
矿石(ore)→破碎(crush)→筛分 (screen)→富矿(high-grade ore)→混匀(mix)→高炉；
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2.1.2 烧结(sintering)
造块处理的必要性
烧结矿和球团矿优点
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2.1.2 烧结(sintering)
将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀 混合，然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧 产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分 混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量 的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却 后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程叫是 烧结，所的到的块矿叫烧结矿。
筛分 冷却 整粒 高炉矿槽
高炉
水 水蒸汽
热返矿 冷返矿 冷返矿
武钢三烧396m2鼓风环式冷却机
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烧结过程示意图
烧结料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、 燃烧层、预热和干燥 层、过湿层，然后又 相继消失，最后剩下 烧结矿层。
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烧结矿层 燃烧层 预热和干燥层 过湿层
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2.1.1.1 几个基本概念
1 矿物(Minerals)：地壳中具有均一内部结构、化学 组成及一定物理、化学性质的天然化合物或自然 元素称为矿物。其中能够为人类利用的称为有用 矿物。
2 矿石(Ore)：在现代的技术经济条件下，能以工业 规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿 物称为矿石。