Conocimiento de la producción de altos hornos.
El alto horno tiene una placa de acero como carcasa y la carcasa está revestida con ladrillos refractarios. El cuerpo del alto horno se divide en garganta del horno, cuerpo del horno, cintura del horno, vientre del horno y solera de arriba a abajo. Debido a las ventajas de buenos indicadores técnicos y económicos, proceso simple, gran producción, alta productividad laboral y bajo consumo de energía, el hierro producido con este método representa la gran mayoría de la producción total de hierro del mundo.
En el proceso de producción del alto horno, el mineral de hierro, el coque y el fundente de escoria (piedra caliza) se cargan desde la parte superior del horno, y se sopla aire precalentado a lo largo del perímetro del horno desde la tobera ubicada en la parte inferior. del horno. A altas temperaturas, el carbono del coque (algunos altos hornos también inyectan combustibles auxiliares como carbón pulverizado, petróleo pesado, gas natural, etc.) se quema con el oxígeno del aire para generar monóxido de carbono e hidrógeno. se elimina durante la subida en el horno, reduciéndose así para obtener hierro. El hierro fundido se descarga por el orificio del grifo. Las impurezas no reducidas del mineral de hierro se combinan con fundentes como la piedra caliza para formar escoria, que se descarga por la salida de escoria. El gas generado se descarga desde la parte superior del horno y se utiliza como combustible para altos hornos calientes, hornos de calefacción, hornos de coque y calderas después de eliminar el polvo. El principal producto de la fundición de altos hornos es el arrabio, con subproductos escorias de alto horno y gas de alto horno.
2. ¿Cuál es el principio de producción de hierro en altos hornos?
En el proceso de desarrollo de la tecnología de fabricación de hierro en altos hornos, se concluye que el impacto de la intensidad de fundición en la proporción de coque aumentará con la mejora continua de la intensidad de fundición, y la producción disminuirá gradualmente después de un ligero retraso.
Esta ley refleja los complejos fenómenos de transferencia de calor y masa entre los dos gases y la carga en el alto horno. Los trabajadores de fabricación de hierro de altos hornos deben comprender esta regla y utilizarla para guiar la producción, es decir, de acuerdo con las condiciones de producción específicas, determinar el valor de intensidad de fundición adecuado para la proporción de coque más baja, de modo que el alto horno pueda funcionar sin problemas, de manera estable y altamente eficiente. productivo.
Sin embargo, las condiciones de fundición del alto horno pueden cambiarse. Con el avance de la tecnología de fabricación de hierro, como el fortalecimiento de los concentrados, la adopción de una estructura de carga razonable, la adopción de operaciones de alta presión y tecnología de explosión integral, la transformación de equipos, etc., las condiciones operativas de los altos hornos se pueden mejorar considerablemente. En condiciones operativas avanzadas, se puede mejorar aún más la intensidad de fundición adecuada, mientras que la proporción mínima de coque se reduce aún más y la producción aumenta aún más.
Esta es la razón por la que países de todo el mundo han estado mejorando continuamente las condiciones de fundición durante décadas para aumentar la intensidad de la fundición, reducir la proporción de coque y aumentar la producción.
3. Conocimiento completo de la fabricación de hierro en altos hornos
El equipo de fabricación de hierro se denomina alto horno, también conocido como alto horno. Tiene forma de tubo. El método para fabricar hierro consiste en agregar mineral, coque y piedra caliza desde la parte superior del horno y pasar aire presurizado al horno desde la parte inferior. A medida que el coque se quema, el mineral, la piedra caliza y el coque reaccionan entre sí para formar hierro fundido y escoria.
Hay varias zonas en el alto horno. El fondo del horno es donde se almacena el hierro fundido y se llama horno. La parte superior del horno se llama vientre del horno y la parte superior del vientre del horno se llama cuerpo del horno (a veces se puede subdividir). Hay un dispositivo de carga en la parte superior del cuerpo del horno, y los materiales del horno (es decir, mineral, coque y piedra caliza) ingresan al horno desde aquí. En la parte superior del horno, se disponen decenas de sopletes alrededor del horno. Estos sopletes están conectados a la tobera del horno. Se inyecta el aire precalentado y el combustible (como petróleo o gas natural) inyectados en el horno. al horno a través de estos tubos. En este momento, el aire precalentado que ingresa al horno puede alcanzar una temperatura alta de 900 a 1250 grados Celsius. Después de que este gas de alta temperatura ingresa al horno, reaccionará violentamente con el coque para generar gas (monóxido de carbono). Al mismo tiempo, aumentará a lo largo del horno y alcanzará los 1650 grados Celsius, convirtiendo la carga en hierro fundido y escoria. El bosh es la parte más caliente del alto horno porque es donde el aire y el coque reaccionan violentamente (es decir, se queman). Para proteger el horno con una carcasa de placa de acero contra quemaduras, la gente construye materiales refractarios dentro del horno. También hay un sistema de circulación de agua fría y un dispositivo de pulverización de agua integrados en la pared del horno. El hierro fundido producido a partir del mineral se recoge en el horno, y el horno está equipado con un orificio para extraer el hierro fundido y un orificio para extraer la escoria. Debido a que la escoria es más liviana que el hierro fundido y flota sobre el hierro fundido, la salida de la escoria está por encima del orificio del grifo. Los altos hornos grandes tienen múltiples grifos y grifos de escoria. Mira el diagrama.
La producción de un alto horno es continua una vez encendido, seguirá ardiendo salvo que concurran circunstancias especiales (normalmente el tiempo desde la apertura hasta el apagado de un alto horno puede llegar a más de diez años) . El coque, el mineral y la piedra caliza se irán instalando gradualmente en el cuerpo del horno. El coque se enciende en el fondo del horno y luego se quema violentamente con aire caliente, derritiendo el mineral en hierro fundido. Las cenizas del coque, la piedra caliza y la escoria de hierro forman escoria.
El gas caliente sube desde la zona de combustión, calienta la carga recién agregada al horno y luego sale por la tubería de gas en la parte superior del horno. Dependiendo del tamaño del alto horno, el número y la frecuencia de las tomas son diferentes, generalmente de 6 a 12 veces por día y por noche. Los altos hornos grandes tienen de 2 a 5 orificios de drenaje, que extraen el hierro en secuencia. El intervalo entre cada golpeteo es de 30 a 60 minutos. El hierro fundido liberado fluirá hacia la cuchara y luego será transportado a una planta siderúrgica para fabricar acero o para fundir arrabio cercano. Al roscar acero, utilice un taladro eléctrico para abrir el orificio del grifo de modo que el hierro fundido fluya hacia el cucharón a lo largo de la zanja de hierro. Después de que el hierro fundido sale del horno, se utiliza una máquina llamada cañón de lodo para soplar lodo dentro y fuera de la abertura del hierro para sellar la salida. Después de golpear el acero, saldrá escoria después de un tiempo. Hay tanques de escoria especiales para contener la escoria y luego transportarla después del llenado. Debido a que el alto horno funciona continuamente, aún habrá una combustión violenta en el horno cuando la escoria se descargue desde abajo. Cuando la escoria está casi agotada, la carga que se quema sobre la escoria también llegará cerca de la salida de la escoria. En este momento, la escena será muy espectacular: una bola de llamas brotará de la salida de escoria. En este momento, la salida de escoria estará bloqueada. Normalmente, un alto horno tiene dos grifos de escoria. Algunos altos hornos gigantes modernos han reducido la cantidad de escoria, por lo que ya no tienen una salida de escoria, lo que permite que la escoria salga por el orificio del grifo con el hierro fundido y luego se limpie la escoria. El lugar donde el alto horno extrae hierro y escoria también se llama patio de extracción del alto horno, que es el lugar más concurrido del alto horno. Las escenas de trabajadores sudando profusamente frente al horno que solemos ver en las películas y la televisión, en realidad fueron filmadas en el patio de extracción del alto horno. La mayoría de los cucharones y balas de escoria se transportan en tren, por lo que siempre hay trenes y vías al lado del alto horno.
Antes del siglo XVIII, la gente utilizaba carbón o carbón vegetal en lugar de coque para fabricar hierro. El alto horno también era muy pequeño en aquella época. A principios del siglo XX, los grandes altos hornos estadounidenses sólo podían producir unos pocos cientos de toneladas de hierro al día. A mediados del siglo XIX, la gente inventó un método para soplar aire caliente en el alto horno en lugar de aire frío. A principios del siglo XX, los sopladores de alto horno eran innovadores y la fabricación de hierro en alto horno se desarrolló rápidamente. Los altos hornos modernos tienen en su mayoría de 20 a 30 metros de altura, de 6 a 14 metros de diámetro y pueden producir de 100 a 1.000 toneladas de arrabio por día.
Antes no existía ningún equipo de refrigeración para las paredes de los altos hornos pequeños. En los años 60 se utilizaba agua para enfriar los altos hornos. Existen muchos métodos de enfriamiento Debido a las diferentes temperaturas en las diferentes áreas del alto horno, se utilizan diferentes métodos de enfriamiento. Algunos lugares tienen tanques de agua, algunos tienen rociadores de agua, algunos tienen ventilación, etc. El agua que elimina el calor del alto horno se enfría y luego se reutiliza.
A estas alturas ya tenemos un conocimiento general de los altos hornos y la fabricación de hierro. De hecho, el alto horno es solo un dispositivo utilizado para la fundición y existen muchas instalaciones de sistemas auxiliares relacionados con él. Aprendamos sobre estos dispositivos.
4. ¿Cuáles son las características de seguridad de la producción de hierro en altos hornos?
Las características de seguridad de la producción de hierro en altos hornos son: (1) El proceso de fabricación de hierro es un proceso continuo de cambio físico y químico a alta temperatura, y todo el proceso va acompañado de altas temperaturas, polvo y gases tóxicos; Los procesos de extracción de escoria y extracción de acero están relacionados con la fusión a alta temperatura y el gas de alto horno están estrechamente relacionados.
(2) Durante el funcionamiento se escapa una gran cantidad de humo, polvo, gases nocivos y ruidos, contaminando el medio ambiente y empeorando las condiciones de trabajo. (3) El proceso de operación requiere más equipos mecánicos y eléctricos, equipos de transporte con sobrepeso y sistemas de alta presión como agua a alta presión, oxígeno a alta presión y aire a alta presión.
(4) Los sistemas de equipos auxiliares son numerosos y complejos, y sus requisitos de coordinación son estrictos. (5) La intensidad laboral de los operadores de hornos es relativamente alta.
En resumen, las características de la producción de hierro son trabajo intensivo, alta intensidad de mano de obra, altas temperaturas, ruido y peligro de polvo, muchas áreas de gas, muchos lugares inflamables y explosivos, carreteras verticales y horizontales y ferrocarriles, operaciones de pasos a nivel y operaciones de subida y bajada. Los procesos están estrechamente coordinados y el equipo es numeroso y complejo.
5. Conocimiento de la fabricación de hierro en alto horno: ¿Cuál es la tasa total de bloqueo del viento?
Hay cuatro indicadores de evaluación principales para las operaciones de tapping:
(1) Tasa de ataque a tiempo. Para mantener una producción estable y continua del alto horno, el hierro debe extraerse en el momento especificado. La fórmula de cálculo es: Tasa de extracción de caucho a tiempo = Tiempos de extracción de caucho a tiempo/Tiempos de extracción de caucho reales * 100.
(2) Diferencia en la cantidad de extracción de hierro o uniformidad de extracción de hierro. La diferencia entre la producción real de hierro y la producción teórica de hierro es el diferencial de producción de hierro.
(3) Tasa de bloqueo de viento total de alta presión. Bloquear el orificio del grifo con alta presión y volumen de aire total no solo facilitará el movimiento suave, sino que también ayudará a mantener la formación de bolsas de lodo en el orificio del grifo. La fórmula de cálculo es (solo se calcula la tasa de bloqueo de viento total para los altos hornos de presión normal): tasa de bloqueo de viento total de alta presión = el número de veces que el grifo es bloqueado por el viento total de alta presión/el número de veces reales grifos * 100.
(4) Tasa de calificación de la profundidad del pozo de drenaje. Para garantizar la seguridad del orificio del grifo, cada alto horno tiene un rango de profundidad del orificio del grifo que debe mantenerse. Cada vez que se abre el grifo, la profundidad medida cumple los requisitos. La fórmula de cálculo es: tasa de paso de la profundidad del orificio de roscado = número de profundidades calificadas/número real de roscados * 100.
6. ¿Quién puede contarme sobre la reacción del hierro fundido en alto horno?
Principales reacciones: 2Fe2O3 3C = alta temperatura = 4Fe 3CO2 ↑ y CaCO3 = alta temperatura = Cao CO2 Cao SiO 2 = casio 3c CO2 = 2CO. El principio de funcionamiento de la fabricación de hierro en altos hornos se basa en el concentrado.
La tasa de influencia del nivel técnico de los materiales finos en la producción de fabricación de hierro en altos hornos es de aproximadamente el 70%, la tasa de influencia de los equipos es de aproximadamente el 10%, la tasa de influencia de la tecnología de operación de los altos hornos es de aproximadamente el 10%, la tasa de influencia del nivel de gestión integral es de aproximadamente el 5%, y la tasa de impacto de los factores externos es de aproximadamente 5,1. La connotación de la tecnología de concentrado de alto horno incluye: "alta, cocida, limpia, pequeña, uniforme, estable, menor y buena".
"Alto" significa que la calidad del hierro del mineral que ingresa al horno es mayor; la resistencia del tambor de sinterización, pellets y coque debe ser alta; la alcalinidad del mineral sinterizado es alta (generalmente 1,8~2,0); ). El mineral de alta ley es el núcleo de la tecnología de concentrados.
Cada vez que la ley del mineral aumenta en 1, la proporción de combustible del alto horno disminuirá en 1,5, la producción del alto horno aumentará en 2,5, la cantidad de escoria de hierro por tonelada disminuirá en 30 kg y la voladura El horno podrá inyectar 15 kg/t más de carbón pulverizado. "Cocido" se refiere a una mayor proporción de clinker en las materias primas del alto horno.
Clinker se refiere al sinterizado y a los pellets. Con el avance continuo de la tecnología de producción de hierro en altos hornos, no es necesario enfatizar la alta proporción de clinker.
Algunas empresas han puesto alrededor del 20% del mineral natural en trozos de alta calidad en los hornos. "Neto" se refiere a lo "pequeño" del combustible crudo, y "pequeño" significa que el tamaño de las partículas de las materias primas cargadas debe ser menor.
La práctica de producción de hierro en alto horno muestra que el tamaño de partícula de resistencia óptima es: 25~40㎜ para sinterizado, 20~40㎜ para coque y 8~20㎜ para hematita y limonita de fácil reducción. Para los altos hornos pequeños y medianos, se permite que el tamaño de las partículas del combustible crudo sea menor.
"Uniforme" significa que el tamaño de partícula de la carga del alto horno debe ser uniforme. Poner la carga de diferentes tamaños de partículas en el horno en etapas puede reducir el llenado de la carga y mejorar la permeabilidad al aire de la carga, lo que ahorrará coque y aumentará la producción.
"Estable" significa que la composición química y las propiedades físicas del combustible crudo que ingresa al horno deben ser estables y el rango de fluctuación debe ser pequeño. En la actualidad, el rendimiento inestable de las materias primas para la fabricación de hierro de altos hornos en mi país es el principal factor que afecta la producción normal de los altos hornos.
Asegurar una capacidad de almacenamiento razonable del campo de materia prima (para garantizar que la proporción de mezcla del mineral no cambie mucho) y establecer un campo de neutralización y mezcla son medios eficaces para mejorar la estabilidad estructural de la carga. "Menos" significa impurezas menos dañinas en el mineral de hierro y el coque.
En particular, se deben controlar estrictamente los contenidos de S y P, así como los contenidos de En, Pb, Cu, As, K, Na, F, Ti (TiO2) y otros elementos. "Bueno" significa que las propiedades metalúrgicas del mineral de hierro son mejores.
Las propiedades metalúrgicas se refieren a que el grado de reducción del mineral de hierro debe ser superior a 60; la tasa de reducción de polvo del mineral de hierro debe ser baja, el punto de reblandecimiento del mineral bajo carga debe ser alto y la temperatura de reblandecimiento; el rango debe ser estrecho; las propiedades de las gotas del mineral requieren altas temperaturas y rangos estrechos. Se debe tomar en serio el impacto de la calidad del coque en la fabricación de hierro en altos hornos. La tasa de impacto de los cambios en la calidad del coque en los indicadores de producción de hierro de alto horno es del 35%, lo que representa la mitad de la tasa de impacto del nivel de tecnología del concentrado.
El coque desempeña el papel de esqueleto de carga en el alto horno y también es un agente reductor en el proceso de fundición. Es la principal fuente de ingresos de calor de la fabricación de hierro en los altos hornos (alrededor del 60% al 80%). , y es el proveedor de carbono en arrabio quien. Especialmente bajo la condición de una alta proporción de inyección de carbón, la proporción de coque se reduce significativamente, haciendo más obvio el efecto del coque en el esqueleto de la carga.
En este momento, la calidad del coque es buena, lo que juega un papel muy clave en la mejora de la permeabilidad de la carga y la escoria de hierro. Los altos hornos grandes adoptan un sistema de carga de lotes de mineral grandes para espesar la capa de coque en el horno (hasta 300 ~ 500 mm de espesor), formando una buena ventana de coque, que desempeña un buen papel en la producción avanzada del alto horno.
Debido a la columna de alta carga y la alta tasa de compresión de la carga de los altos hornos grandes, además de cumplir con los requisitos de M40, M10, cenizas, contenido de azufre y otros indicadores, la evaluación de la calidad del coque también agrega requisitos para el coque. Indicadores de rendimiento de la reacción térmica, como indicadores como la resistencia posterior a la reacción (CSR) y el índice de reactividad (CRI).
La calidad del coque utilizado en los grandes altos hornos de los países desarrollados es generalmente mejor que la de mi país, lo que es una de las razones importantes para el desarrollo de indicadores de altos hornos extranjeros.
El M40 del coque utilizado en los grandes altos hornos extranjeros es generalmente superior a 85, y el M10 es inferior a 6,5. El uso de tecnología, procesos y equipos avanzados para lograr una alta eficiencia en los altos hornos significa altos factores de utilización y un bajo consumo de energía. Mejorar la ley del mineral que ingresa al horno es un medio eficaz para lograr una alta utilización.
Lograr una estructura de carga razonable puede mejorar la ley del mineral. En la actualidad, la proporción de pellets en la estructura del material de fundición de altos hornos de mi país es relativamente baja (el promedio nacional de empresas siderúrgicas clave es 11).
El grado de hierro de los pellets puede alcanzar entre 60 y 66, mientras que el grado de sinterizado es superior a 58 para considerarse un nivel alto. Por lo tanto, nuestro país debe esforzarse por mejorar su capacidad de producción de pellets y aumentar la proporción de pellets a más de 20.
Se recomienda utilizar activamente máquinas tostadoras de cinta y equipos de producción de hornos rotativos con parrilla para producir pellets. La calidad de los pellets producidos por este equipo es mejor que la de los hornos de cuba.
Autor: indu 1 2007-12-1 09:47 Responder a esta afirmación -. El uso de equipos superiores de horno sin campana puede lograr una distribución razonable y mejorar la tasa de utilización del CO2 en el gas (el contenido de CO2 en el gas puede aumentarse en 0,5, lo que puede reducir el consumo de combustible en 10 kg/t), reduciendo así el consumo de combustible; También puede controlar eficazmente el desarrollo del borde del flujo de aire, mejorando así la vida útil del alto horno. Nuestro país ha desarrollado con éxito varios tipos de equipos de tapa de horno sin campana, que se utilizan en grandes altos hornos y su costo es un 50% menor que el de los importados.
Se debe promover vigorosamente el equipamiento doméstico para apoyar el desarrollo de la industria manufacturera de mi país. Promover activamente la tecnología de generación de energía por diferencia de presión de gas superior (TRT) de alto horno, que puede recuperar el 30% de la energía del soplador de alto horno y reducir el consumo de energía en el proceso de fabricación de hierro en 11 ~ 18 kgce/t.
Altos hornos con La presión del gas superior a 120 kpa debe estar equipada con un dispositivo TRT, su capacidad de generación de energía cambia con la presión del gas superior. Generalmente, cada tonelada de arrabio puede generar de 20 a 40 kilovatios hora de electricidad. La eliminación del polvo seco puede aumentar la generación de energía en aproximadamente un 30%.
A medida que la temperatura del gas aumenta 10°C, la potencia de la turbina de generación de energía se puede incrementar en 3. La inyección de carbón en los altos hornos es el eslabón central del ajuste estructural del sistema de fabricación de hierro y también es la tendencia general en el desarrollo de la tecnología de fabricación de hierro en el país y en el extranjero.
La inyección de carbón pulverizado en el alto horno no solo puede ahorrar coque y aliviar el problema de la insuficiencia de coque en nuestro país, sino que también puede reducir la contaminación ambiental causada por el proceso de producción de coque. (el consumo de energía del proceso de coquización es de 144,4 kgce/t, el consumo de energía del proceso de carbón pulverizado es de 20-35 kgce/t), reduciendo el coste de la fabricación de hierro (el precio de 1 tonelada de carbón pulverizado es unos 500 yuanes más bajo que 65438. El impacto de los grandes altos hornos en la calidad del combustible crudo.
7. Proceso de producción de hierro sin altos hornos
Hay tres tipos de equipos de reducción directa a base de gas. actualmente en funcionamiento.
El primero es el horno de cuba, representado por el proceso MIDREX. Reducción directa parcial de la capacidad de producción.
El segundo es el tanque de reacción. el tanque de reacción es el método HYL. El reactor utiliza un método de producción intermitente hacia atrás de lecho fijo, por lo que se está eliminando gradualmente, pero el método HYL el hierro esponjoso producido todavía representaba más del 7% de la producción total hasta 1997.
El tercer tipo es el lecho fluidizado. El único representante en la actualidad es el método FIOR. La proporción de producción en 1997 fue del 1%. Entre ellos, sólo el proceso de horno rotatorio tiene una capacidad de producción considerable. >
El proceso típico del horno rotatorio utiliza pellets de carbón, que aún se encuentra en etapa de desarrollo e investigación. p>El tanque de reacción calentado externamente, también conocido como tanque tapado, es un proceso en el que se colocan polvo mineral y agente reductor. en el tanque de reacción y se reduce mediante calentamiento externo. Este proceso se utiliza generalmente en el extranjero para producir polvo de hierro para pulvimetalurgia y se calienta en un horno de túnel.
En los últimos años, muchas empresas locales y privadas en China. Se utiliza este método para la producción de hierro esponja a pequeña escala, a menudo utilizando equipos existentes y no limitándose a hornos de túnel. La reducción eléctrica directa consume mucha electricidad y se ha descontinuado. Todavía hay algunos procesos con pequeña capacidad de producción cuya posición en esta clasificación. No está claro, como el método KINGLOR-METOR.
Este método utiliza calentamiento de gas fuera del horno de cuba, el carbón se utiliza para la reducción en el horno de cuba y el consumo de gas natural convertido en calor es aproximadamente. equivalente al del carbón.