日本來我國買哪些高爐渣
㈠ 火力發電廠排放的爐渣有幾種、有什麼用
火力發電廠排放的爐渣有兩種:
1、除塵器收集到的細微顆粒,稱為粉煤灰。
2、鍋爐燃燒室底部收集到的爐渣,主要含有氧化硅、氧化鋁和氧化鐵等成分,二者由灰漿泵經壓力除灰管道送往灰場。
作用:
各種鍋爐的煤灰渣並含有微量元素如砷、鎘、鋁及硒等,大面積的灰會佔去大片農田,同時因刮風等灰場的積灰揚起,發生二次污染。微量元素和放射性元素會引起人體中毒,甚至致癌。
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1、廢水
火電廠排放的廢水中含有酸鹼、油脂、懸浮物、有機物、富營養物和微量元素等。廢水的來源有化學廢水、含有廢水、沖灰水及生活污水等。
酸鹼使水體水質逐漸酸化或鹼化,降低水體自凈化能力; 含有廢水使水體溶氧減少,導致魚類死亡;沖灰水中的懸浮物主要是煤灰及不溶鹽類,它們使水的渾濁度增高,沉積在水底淤塞水道;有機污染物造成水中溶氧減少,影響魚類的生存。
2、粉塵
生產性粉塵是指在生產中形成的,能較長時間飄浮在作業場所空氣中的固體微粒。對於火電廠,主要有輸煤系統作業場所漂浮的煤塵,鍋爐運行中產生的、鍋爐檢修中接觸的鍋爐塵,乾式除塵器運行、干灰輸送系統及粉煤灰綜合利用作業場所的粉塵。
粉塵的分散度越高,即粉塵粒徑越小,其在空氣中的穩定性越高,在空氣中懸浮越持久,工人吸入的機會越多,對人體危害越大。呼吸性粉塵可沉澱在呼吸性的支氣管壁和肺泡壁上。長期吸入生產性粉塵易引起以肺組織纖維化為主的全身性疾病,即塵肺病,屬國家法定職業病。
其中硅肺、煤塵肺、電焊工塵肺、石棉肺和水泥塵肺等均屬於以膠原纖維增生為主的塵肺。職工長期高濃度吸入含量大於10%的游離粉塵,會引起硅肺病。肺組織膠原纖維性變是一種不可逆轉的破壞性病理組織學改變。當前尚無使其消除的辦法。
對於這一種塵肺,尤其是硅肺的治理,主要是對症治療和積極防治並發病,以減輕患者痛苦,延緩病情發展,努力延長其壽命。火電廠生產性粉塵73%以上是粒徑小於5 μm的呼吸性粉塵。因此一定要重視粉塵危害後果的嚴重性,做好粉塵防治工作,防止塵肺病的發生,保護職工健康。
㈡ 高爐造渣的作用
高爐造渣對生鐵的品種和質量有著重大的影響和作用。通過造渣可控制爐渣的成分和性質,抑制一些元素的還原,或促進另一些元素的還原,達到富集元素,提高元素回收率。例如釩鈦磁鐵礦的冶煉中抑制Ti的還原,促進V的還原;又如高爐冶煉鐵合金時,提高Mn的回收率;在冶煉普通生鐵時,則控制Si的還原,使產品成為鑄造生鐵或煉鋼生鐵。造渣的另一個重要作用是脫硫,生產中可通過造渣選擇合適的爐渣鹼度控制生鐵中的含硫量。
高爐造渣對爐襯有很大的影響和作用。中國包頭鐵礦石中含有CaF2,含CaF2熔渣對爐襯有強烈的侵蝕作用,為此高爐造渣時添加足夠的CaO,以防止爐渣的熔化性和粘度過低,削弱其侵蝕作用,以保護爐襯。近年來中國推廣了低鈦渣護爐法,即在高爐配料中加入含TiO2物料,使渣中TiO2含量達到2%~3%左右。由於TiO2還原生成的高熔點化合物TiC、TiN及Ti(C、N)在鐵液中的溶解度是有限的,它們自鐵液中析出和沉積,對爐缸、爐底的磚襯起到了保護作用。
高爐造渣對冶煉過程極為重要,無論對爐內料柱高gao透氣性、爐況的穩定順行和熱狀態等方面都有很大的影響。可以說:煉鐵就是煉渣,要煉好鐵就要煉好渣。
爐渣的組成高爐渣主要由酸性氧化物SiO2、A12O3和鹼性氧化物CaO、.MgO4種成分組成。在用普通鐵礦石冶煉煉鋼生鐵的情況下,這4種成分之和在95%以上,另有少量的FeO、MnO和硫化物(CaS、MnS等)。在冶煉特殊礦石時,爐渣中還含有其他成分。例如,在冶煉攀枝花釩鈦磁鐵礦時,爐渣中含有20%~30%TiO2;(見釩鈦磁鐵礦的高爐冶煉)在冶煉含氟礦石時,爐渣中含有18%左右的caF:;(見白雲鄂博礦的高爐冶煉)在冶煉錳鐵時,爐渣中含有較高的MnO。
造渣過程高爐內的爐料在下降過程中,其中焦炭始終保持固體狀態,除少部分碳素參加還原和生鐵滲碳外,絕大部分到達風口時才燃燒和氣化。爐料中的礦石和熔劑逐漸被上升的煤氣流加熱而發生還原、分解和固相反應,在達到一定溫度後就出現粘結,進而軟化和熔融成初渣。熔融的初渣在向下滴落過程中,其中FeO和MnO不斷被還原而減少,同時不斷地吸收熔劑中的Ca0和MgO,以及隨煤氣流上升的焦炭燃燒後殘留的灰分,因而其化學成分在不斷變化著。當熔渣在爐缸中完成脫硫和還原反應以後,最後作為終渣定期地或連續地被排出爐外。20世紀50年代以來,特別是在70年代,日本等國家對高爐進行的解體研究,對查明爐內的造渣過程起到了十分重要的作用。圖ln是日本廣煙1號高爐(1407m),b是洞同4號高爐(1279m)的爐內解體狀況圖。c是中國首都鋼鐵公司(首鋼)23m試驗高爐的爐內解體狀況圖。根據高爐解體研究的結果,高爐內的料柱結構(圖2)由上而下可分為塊狀帶、軟熔帶、滴落帶等。在塊狀帶中,礦石和焦炭保持著原來的層狀結構而下降,隨著溫度的升高進行著還原、分解等固相反應,例如CaO與SiO2,SiO2與Fe3O4,Ca與Fe2O3,SiO2與FeO以及CaO與A12O3之間都能進行著固相反應。隨著爐料的下降,固相反應生成的低熔點化合物首先呈現出少量的局部的熔化,即礦石開始軟化。隨著溫度的繼續升高和還原反應的繼續進行,液相不斷增多,最終完全熔融成為液相的爐渣向下流動。這個礦石開始軟化到完全熔融的區域,就是軟熔帶。在軟熔帶中礦石軟熔層和焦炭層仍保持層狀結構。煤氣主要是穿過焦炭層這個「焦窗」向上流動。
軟熔帶的形狀有倒V形、W形和V形三種,分別與高爐內煤氣流分布的中心氣流發展、邊緣和中心兩道氣流和邊緣氣流發展相對應。中國首鋼試驗高爐和日本廣煙1號高爐的軟熔帶屬倒V形,日本洞同4號高爐的屬w形,前蘇聯葉那基耶夫426m高爐的屬V 形。一般,軟熔帶形成的溫度為1100℃左右,完全熔化滴落的溫度為1400~1500℃。在軟熔帶中生成的液相爐渣,以珠狀和冰凌狀穿過軟熔帶下面焦炭區域(文獻中常稱之為死料柱)向下滴落。這個區域就是滴落帶。高爐爐渣按其在爐內形成過程可以分為初渣、中間渣和終渣。
初渣 指在高爐軟熔帶中剛開始出現的液態渣。其中含有較多的。FeO和MnO。這是因為由礦石中Fe2OnFe3O4還原生成的FeO和由礦石中MnO2、Mn2O3、Mn3O4還原生成的MnO,易與SiO。結合成低熔點的硅酸鐵、硅酸錳。礦石的還原性愈差,或礦石在242高爐上部的還原程度愈低,初渣的FeO含量就愈高。這是初渣與終渣在化學成分上的最大差別。
中間渣 指處於滴落過程中的,其成分和溫度在不斷變化著的液態渣。渣中FeO、MnO不斷被還原而減少。熔渣的流動性隨溫度的升高而增大。由於焦炭灰分的酸性組分主要是在風口處釋放後才被吸收,因而中間渣的鹼度常常比終渣高。實際上,中間渣就是在軟熔帶以下、風口水平以上的處於滴落過程中的爐腹渣。中間渣能否順利滴落通過焦炭層,取決於原料成分和爐溫的穩定。使用天然礦石冶煉時,尤其是在礦石成分波動大時,大量石灰石直接入爐,往往產生爐溫和中塊狀帶軟熔帶滴落帶構及軟熔帶分布示意圖間渣成分的激烈波動,造成中間渣熔化性和黏度的激烈變化,導致爐況不順,難行、懸料、崩料甚至結瘤。使用成分穩定的自熔性熟料或使用高鹼度熟料加酸性料冶煉時,只要注意圖2高爐內料柱結保持爐溫的穩定及爐料和煤氣流的合理分布,就可以基本排除以上弊病。焦炭是滴落帶中惟一的固態骨架物料,因而焦炭的冷態強度和熱態強度是保持中間渣順利滴落的基本條件。
終渣 指已經下達爐缸渣鐵積存區的液態渣。中間渣在降落過程中,其化學成分有一次重大變化。即吸收燃燒帶中焦炭和噴吹煤粉燃燒後殘留下來的灰分參與造渣,使渣中Al2O3和SiO2含量明顯升高,而CaO和MgO含量則相對降低。這樣的熔渣流入爐缸下部的渣鐵積存區,其成分和性質已基本穩定,不會再有明顯的變化。鐵滴穿過爐缸下部熔渣層以及熔渣層和鐵液層之間渣鐵界面上發生的脫硫反應和各種還原反應使熔渣成分發生一些相應的變化。但是這些變化對終渣成分影響都很小。一般泛稱的高爐渣就是指終渣。高爐操作者必須通過合理的配料,保證終渣具有適宜的成分和性質。
造渣過程對高爐冶煉的影響高爐內煤氣流上升過程中受到阻力最大的區域是軟熔帶。根據實測數據,軟熔帶及其以下區域的煤氣壓差大約為全部壓差的60%~80%。因此,軟熔帶的位置、厚度、形狀等對高爐冶煉的順行、強化和煤氣的分布等有著重大的影響。
軟熔帶位置軟熔帶的位置高,意味著透氣性差的軟熔帶及其以下區域向上延伸,將導致整個料柱透氣性變差;反之,軟熔帶的位置低,將會使整個料柱透氣性得到改善。此外,軟熔帶位置高,使在塊狀帶內進行的氣固相還原反應減少,造成初渣中FeO含量高。這種熔化溫度低、流動性好且未充分加熱的初渣,能以較快的速度降落到高爐下部高溫區,大量FeO的直接還原使下部消耗的熱量增多,導致焦比升高和產量下降。軟熔帶位置過低也不利於爐況順行。若礦石降落到爐腹部位才開始軟化,將會因爐腹斷面的收縮而使爐料卡塞,造成難行和懸料。因此,保持軟熔帶位置適當,對高爐冶煉的順行和強化是十分重要的。
軟熔帶厚度軟熔帶愈薄,對上升煤氣流的阻力愈小,愈有利於高爐冶煉的順行和強化;反之,軟熔帶愈厚,上升煤氣流遇到的阻力愈大,愈不利於高爐冶煉的順行和強化。決定軟熔帶厚度的關鍵是礦石的軟熔性質。一般說來,與天然礦石相比較,自熔性和高鹼度的燒結礦和球團礦具有較高的開始軟化溫度和較窄的軟熔溫度區間;與低品位和高SiO2含量的礦石相比較,高品位和低SiO2含量的礦石具有較高的開始軟化溫度和較窄的軟熔溫度區間。故而高爐使用自熔性燒結礦和球團礦,將使軟熔帶變薄,有利於改善料柱透氣性,有利於高爐冶煉的順行和強化。當使用天然礦石的品種較多時,由於各種礦石的還原性質和軟熔性質的不同,也將使軟熔帶變厚,從而不利於爐況順行和強化。
軟熔帶形狀軟熔帶的形狀對高爐內煤氣流的分布,煤氣熱能和化學能的利用以及高爐冶煉的順行和強化十分重要。倒V形軟熔帶,促進中心氣流發展,有利於活躍中心,使燃燒帶產生的煤氣易於穿過中心焦炭柱,並橫向穿過軟熔帶的焦窗,折射向上,因而有利於降低高爐內煤氣流壓差和改善煤氣流的二次分布,提高煤氣熱能和化學能的利用率。同時,由於邊緣煤氣流相對減弱,可減輕其對爐襯的沖刷並降低爐襯承受的熱負荷。V形軟熔帶則與之相反,是中心過重而邊緣煤氣流過分發展的結果。在這種情況下,中心爐料堆積,料柱透氣性差,煤氣流壓差升高;大量煤氣從邊緣通過,極不利於煤氣能量的利用,對爐襯的破壞也十分嚴重。w形軟熔帶是適當發展中心和邊緣兩道煤氣流的結果,是長時期來,在原料不精,上下部調節手段少的情況下高爐操作的傳統形式。在這種情況下,高爐能保持順行,但冶煉的技術經濟指標達不到最好的水平,尤其是焦比偏高,已不能滿足大型高爐進一步強化和降低燃料比的要求。
造渣過程的穩定無論使用生礦或熟礦,保持穩定的造渣過程是高爐冶煉順行和強化所必須的。高爐內造渣過程的劇烈波動,必然導致爐況不順,嚴重時將出現爐況難行、懸料(見懸料與坐料)等現象。造成爐內造渣過程不穩定的原因主要有兩個方面。一是原燃料品種、質量不穩定;二是高爐操作制度波動或發生設備事故等。因為不論是入爐礦石的品位、性質、粒度組成和配比等經常性的波動或變化,還是操作制度的變動或失誤均必然引起爐內軟熔帶位置、厚度和形狀的波動或變化,從而破壞爐況順行和煤氣流的合理分布。
渣量礦石品位低,高爐冶煉時生成的噸鐵渣量大,不但使焦比升高,而且由於高爐下部渣焦比的增大,使軟熔帶和滴落帶的透氣性降低,不利於高爐冶煉的順行、強化以及噴吹燃料。因此,提高礦石品位,減少渣量,不僅可以降低焦比,而且可增加噴吹燃料量,提高冶煉技術經濟指標。
造渣過程與結瘤高爐結瘤的根本原因之一是正常的造渣過程受到嚴重的破壞。不同FeO含量和不同鹼度的初渣,其抵抗溫度和成分急劇變化而保持穩定的能力是不同的。高FeO含量的初渣,當溫度急劇升高使Fe()被大量迅速還原時,爐渣的熔化性急劇升高,已熔化的初渣會重新凝固,嚴重時會粘結於爐牆,結成鐵質爐瘤。如此反復,爐瘤愈長愈大,從而破壞高爐的正常生產。若爐頂裝料時石灰石被集中裝到爐牆邊緣處,造成初渣鹼度局部增高也會使已熔化的初渣重新凝固,嚴重時結成石灰質爐瘤。
爐渣性能包括其化學性能和物理性能。化學性能指爐渣鹼度、組分的活度、脫硫性能(見高爐脫硫)和排鹼性能(見爐渣排鹼)等,物理性能指爐渣熔化性、流動性、表面性能和爐渣穩定性等。
鹼度通常用爐渣中鹼性氧化物與酸性氧化物的質量百分數的比值表示。爐渣中CaO/SiO2的比值稱為鹼度或二元鹼度;(CaO+MgO)/SiO2的比值稱為總鹼度或三元鹼度;而(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的比值稱為全鹼度或四元鹼度。爐渣鹼度是爐渣的一個特性指數。在一定的冶煉條件下,Al2O3和MgO含量相對穩定。為簡便起見,實際生產中通常採用二元鹼度。在普通礦石冶煉的情況下,習慣上把CaO/SiO2>1的爐渣稱為鹼性渣,CaO/SiO2<1的爐渣稱為酸性渣。爐渣鹼度的選擇主要根據礦石的成分、冶煉鐵種對爐渣性質的要求而定。它對高爐爐況和生鐵質量有很大的影響。
熔化性指爐渣熔化的難易程度,可用熔化溫度和熔化性溫度兩個指標來表示。熔化溫度是爐渣加熱過程中固相完全消失的溫度,或液態爐渣在冷卻過程中開始析出固相的溫度。它影響軟熔帶與滴落帶的界面位置。高爐冶煉過程要求適當的熔化溫度,如果這一溫度過高,表明爐渣過分難熔,在冶煉所能達到的溫度下只能達到半熔融、半流動的狀態,爐料粘結成糊狀,244煤氣很難通過,造成爐況難行、渣鐵不分等。這一溫度過低,物料在固態時受熱就不足,熔滴溫度過低,使爐缸高溫熱量消耗過多,影響難還原元素的還原和渣鐵溫度,以及產品的質量。
高爐冶煉要求爐渣熔化後必須具有良好的流動性,但是一些爐渣在達到熔化溫度以上時流動性並不好。因此生產上用爐渣可以自由流動的最低溫度,即熔化性溫度來表示爐渣的熔化性。它把熔化溫度和流動性兩者聯系在一起,通過測定爐渣在不同溫度下的黏度,畫出黏度一溫度曲線,然後用45切線的切點確定熔化性溫度。實際生產中高爐渣的熔化性溫度常為1250~1350℃,控制適宜的熔化性溫度,並相應地控制適宜的爐溫水平,有利於高爐順行、強化冶煉和降低燃料比。
黏度 具有不同流動速度的各液層問的內摩擦力,常以η表示,其物理意義是,在單位面積上相距單位距離的兩液層之間,為維持單位速度差所必須克服的內摩擦力,以Pa·s(N·s/m。)為單位。它是說明爐渣流動性的參數,與流動性互為倒數。在正常冶煉情況下,適宜的高爐渣黏度范圍在0.5~2Pa·s之間。影響爐渣黏度的主要因素是溫度和爐渣成分。一般,爐渣黏度隨溫度的升高而降低,其變化規律由實驗測得的可一£曲線表示。在一定的溫度下,爐渣黏度主要決定於化學成分。對於通常的CaO—SiO2A12O3MgO四元系高爐渣來說,最低黏度區處於二元鹼度為0.8~1.2三元鹼度為1.2~1.4的情況。隨渣中SiO2含量的增加,爐渣黏度不斷升高。CaO對爐渣黏度的影響與SiO2相反。在冶煉溫度超過爐渣熔化性溫度的條件下,隨著渣中CaO含量的增加,爐渣黏度逐漸降低,直至達到最低黏度值。超過最低黏度區再繼續增加CaO或減少SiO2,將引起黏度的急劇升高。其原因是渣中CaO含量過高,爐渣二元鹼度過大,致使在一定的冶煉溫度下爐渣不能完全熔化成均一的液相,在液相中懸浮著固相顆粒所致。Mg()對爐渣黏度的影響與CaO相似。在一定的范圍內增加Mg()含量可以降低爐渣黏度。當保持CaO/SiO2比值不變而增加.Mg()時,這種作用很明顯。當保持(CaO+Mg(O)/SiO2不變而以MgO代替CaO時,這種作用就有所降低。爐渣中的MgO含量不宜過大,否則會由於熔化性溫度的升高而使黏度升高。在鹼度和MgO含量相同的情況下,爐渣黏度隨著渣中Al2O3含量的增加而升高。一般高爐終渣中FeO和MnO含量很少(0.5%左右),對爐渣黏度影響不大。但在初渣和中間渣中Fe()含量較高,且波動范圍較大,因而影響很大。無論爐渣鹼度如何,在FeO低於25%時增加FeO含量會顯著地降低爐渣的熔化性和黏度。MnO對爐渣黏度的影響與FeO相似。在MnO含量低於15%時增加MnO含量,同樣顯著地降低爐渣的熔化性和黏度。黏稠的初渣和中間渣能堵塞固體焦炭顆粒間的空隙,惡化料柱透氣性,阻礙高爐的順行,嚴重時引起爐況難行和懸料,影響冶煉過程的強化,且易在爐牆上黏結,甚至結瘤。黏稠的終渣造成爐缸堆積,爐牆結厚,風口和渣口大量燒壞,出渣時渣流不暢,且渣中帶鐵嚴重影響高爐的正常生產。黏度過低,流動性太大的爐渣,尤其是熔化性也過低的爐渣,如含氟爐渣,則會加劇對高爐下部爐襯的化學侵蝕和機械沖刷作用,加劇爐襯的破壞。
爐渣黏度適中方能保證料柱良好的透氣性,保護爐襯,活躍爐缸,渣鐵暢流,保證爐況順行和冶煉強化,而且也有利於渣鐵之間的脫硫反應和各種還原反應的進行,獲得良好的技術經濟指標。
穩定性指爐渣的化學成分或溫度波動時其物理性質(熔化性溫度、粘度等)保持穩定的能力。化學穩定性好的爐渣當其化學成分波動時物理性質變化不大或保持在允許范圍內;熱穩定性好的爐渣當溫度波動時其物理性質變化不大或保持在允許范圍內。採用穩定性良好的爐渣冶煉,有利於爐況順行和冶煉的強化,也有利於在爐襯上結成穩定的渣皮,保護爐襯,獲得良好的技術經濟指標。穩定性差的爐渣在原料成分波動或爐溫波動時,易造成爐況失常,如難行、懸料、崩料、結瘤或磚襯破壞等。
㈢ 高爐的高爐(冶煉設備)
目前所知最古老高爐是中國西漢時代(紀元前1世紀)熔爐。在紀元前5世紀中國文物中就發現鑄鐵出土可見該時代熔煉已經實用化。初期熔爐內壁是用粘土蓋的,用來提煉含磷鐵礦。西方最早的熔爐則是於瑞典1150年到1350年間出現。這兩國的熔爐都是自行發展摸索出現,沒有互相傳達關系。
使用石炭的近代高爐出現於1709年。由於歐洲當時森林多用途砍伐導致木炭產量減少、被迫開發使用石炭的煉鐵法導致新技術出現,大幅增加煉鐵效率。
日本第一個現代高爐是釜石市大橋高爐。由大島高任設計,安政4年(1857年)11月26日點火,12月1日第一批鐵產出。這天也定為日本打鐵業紀念日。 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。由於高爐煉鐵技 術經濟指標良好,工藝 簡單 ,生產量大,勞動生產效率高,能耗低等優點,故這種方法生產的鐵佔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),從位於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,經除塵後,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。
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。
通常,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭,0.2-0.4噸熔劑,總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性,要求有足夠數量的原料供應。
因此,無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。
由於高爐生產是連續進行的,一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成,現代化高爐是鍾閥爐頂和無料鍾爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300℃),噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵後,作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。 高爐爐殼內部砌有一層厚345~1150毫米的耐火磚,以減少爐殼散熱量,磚中設置冷卻設備防止爐殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同,為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命,必須根據損壞、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的,因收縮和砌磚質量不良,過去常引起重大燒穿事故,爐缸、爐底大多用碳素耐火材料,基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式:全部為碳磚;爐底四周和上部為碳磚,下部為粘土磚或高鋁磚;爐底四周和下部為碳磚,上部為粘土磚或高鋁磚。後兩種又稱為綜合爐底。設計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內徑的1/4厚度,d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和鹼金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯,由於磨損、熱應力、化學侵蝕等,容易損壞。採用冷卻壁的高爐,投產兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩定性的材料,以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕後靠「渣皮」維持生產。
近幾年應用噴補技術修補磚襯已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料(含Al2O340~60%),壽命為砌襯的3/4。 生鐵是高爐產品(指高爐冶煉生鐵),而高爐的產品不只是生鐵,還有錳鐵等,屬於鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。
高爐煉鐵的特點:規模大,不論是世界其它國家還是中國,高爐的容積在不斷擴大,如我國寶鋼高爐是4063立方米,日產生鐵超過10000噸,爐渣4000多噸,日耗焦4000多噸。 高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐,並使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣,聚集在爐缸中,定期從鐵口、渣口放出。
鼓風機送出的冷空氣在熱風爐加熱到800~1350℃以後,經風口連續而穩定地進入爐缸,熱風使風口前的焦炭燃燒,產生2000℃以上的熾熱還原性煤氣。上升的高溫煤氣流加熱鐵礦石和熔劑,使成為液態;並使鐵礦石完成一系列物理化學變化,煤氣流則逐漸冷卻。下降料柱與上升煤氣流之間進行劇烈的傳熱、傳質和傳動量的過程。
下降爐料中的毛細水分當受熱到100~200℃即蒸發,褐鐵礦和某些脈石中的結晶水要到500~800℃才分解蒸發。主要的熔劑石灰石和白雲石,以及其他碳酸鹽和硫酸鹽,也在爐中受熱分解。石灰石中CaCO3和白雲石中MgCO3的分解溫度分別為900~1000℃和740~900℃。鐵礦石在高爐中於 400℃或稍低溫度下開始還原。部分氧化鐵是在下部高溫區先熔於爐渣,然後再從渣中還原出鐵。
焦炭在高爐中不熔化,只是到風口前才燃燒氣化,少部分焦炭在還原氧化物時氣化成CO。而礦石在部分還原並升溫到1000~1100℃時就開始軟化;到1350~1400℃時完全熔化;超過1400℃就滴落。焦炭和礦石在下降過程中,一直保持交替分層的結構。由於高爐中的逆流熱交換,形成了溫度分布不同的幾個區域,①區是礦石與焦炭分層的干區,稱塊狀帶,沒有液體;②區為由軟熔層和焦炭夾層組成的軟熔帶,礦石開始軟化到完全熔化;③區是液態渣、鐵的滴落帶,帶內只有焦炭仍是固體;④風口前有一個袋形的焦炭迴旋區,在這里,焦炭強烈地迴旋和燃燒,是爐內熱量和氣體還原劑的主要產生地。 早期的小高爐爐壁無冷卻設備,19世紀60年代高爐磚襯開始用水冷卻。冷卻設備主要有冷卻水箱和冷卻壁兩種。因高爐各部分熱負荷而異。爐底四周和爐缸使用碳磚時採用光面冷卻壁。爐底之下可用空氣、水或油冷卻。爐腹使用碳磚時可從外部向爐殼噴水冷卻,使用其他磚襯時,用冷卻水箱或鑲磚冷卻壁。爐腰和爐身下部多採用傳統的銅冷卻水箱,左右間距250~300毫米,上下間距1~1.5米。爐身上部可採用各種形式的冷卻設備,一般用鑄鐵或鋼板焊接的冷卻水箱。近幾年來爐腰和爐身有的用鑲磚冷卻壁汽化冷卻。但爐身下部由於熱負荷較高,多改用強制循環純水冷卻;爐喉一般不冷卻。冷卻介質過去使用工業水,現在改用軟水和純水。直流或露天循環供水系統也已被強制循環供水系統所代替,後者優點是熱交換好、無沉澱、消耗水量少等。
㈣ 鋼廠508高爐出多少鐵
508立方高爐需50噸鋼材。
我國通常是把高爐渣加工成水渣、礦渣碎石、膨脹礦渣和礦渣珠等。水渣是把熱熔狀態的高爐渣置於水中急速冷卻的過程,主要有渣池水淬或爐前水淬兩種方式。
這個指標也叫渣鐵比,是指每生產一噸合格生鐵,相應要產生的鐵渣量。高爐鐵渣是在煉鐵環節產生的冶金廢渣,相對於煉鋼環節出產的鋼渣,因此該指標習慣上稱為鐵渣比。高爐渣是高爐煉鐵過程中排出的廢渣,主要是氧化鈣,以及其它雜質。
㈤ 高爐渣的簡介
高爐渣一種工業固體廢物。高爐煉鐵過程中排出的渣,又稱高爐礦渣,可分為煉鋼生鐵渣、鑄造生鐵渣、錳鐵礦渣等。中國和蘇聯等國一些地區使用鈦磁鐵礦煉鐵,排出釩鈦高爐渣。依礦石品位不同,每煉1噸鐵排出0.3~1噸渣,礦石品位越低,排渣量越大。
1589年德國即開始利用高爐渣。20世紀中期以後,高爐渣綜合利用迅速發展。日本1980年利用率為85%,蘇聯1979年利用率在70%以上,中國1981年利用率為83%。
㈥ 尋關於國家將水渣定義為非固廢的文件
就目前來說,肯定沒有高爐水渣不是固體廢棄物的文件規定。如報道:
南鋼固體廢棄物處理利用的現狀及規劃思路
高爐水渣
煉鐵廠年產量為6.0×105t,新鐵廠投產後,年產水渣是1.35×106t,現作為水泥原料外賣,未高附加值利用。水渣超細粉高附加值利用方案,去年年底技質部、投資辦、環保等部門已做調研,調研結論是方案可行,效益顯蓍,2004年5月份開展設計、進口設備招標工作後,因資金問題,工作暫停至今。
但是,很多有識之士已經把高爐水渣作為二次資源,如10年6月11日寶鋼報報道:
讓二次資源產生更大的效益———對進一步拓展高爐水渣綜合利用的思考
寶鋼大力推進高爐水渣研發應用,並形成一系列專有新技術,給予了高度評價。
高爐水渣是高爐冶煉生鐵時,產生的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的廢渣。在冶金工業發展之初,高爐水渣一度被作為廢棄物堆放和掩埋,影響了生態環境。 20世紀60年代,隨著攪拌混凝土工業的發展,高爐水渣微粉作為混凝土的獨立成分和活性摻合料得到推廣應用,歐美各國還制訂了國家標准。我國高爐水渣微化技術研發起步於上世紀90年代,寶鋼成為國內最早全面應用這一新技術的鋼鐵企業,開發總公司所屬的寶田新型建材公司相繼從日本、德國引進了兩條先進水渣立磨生產線,在國內首創了立磨生產新工藝,使礦渣微粉的年產量達到120萬噸,同時還發布了國內第一個高爐爐渣微粉的生產應用標准。目前,寶田公司礦渣微粉產量在全國名列前茅,產品不僅被上海外環線高架、盧浦大橋、磁懸浮列車等一批重點工程使用,還遠銷華東各地市場。
如何使二次資源得以充分利用,使其產生更多的「黃金效益」,寶鋼做了大量深入的探索,尤其在高爐水渣綜合利用上取得了可喜的成果,比如在混凝土配製工藝中,寶鋼以25%至50%礦渣微粉取代等量水泥,不僅增強了混凝土的強度和耐久性,每立方砼還可降低成本15元,「寶田礦粉」因此也成為建材市場的一個品牌。但是我們也應當清醒地看到,現在寶鋼高爐水渣的資源開發仍大有潛力可挖,礦渣微粉的產能,還遠不能滿足上海和華東地區用戶的需求。據統計,寶鋼分公司在4號高爐投產前,每年產生的高爐水渣約為250萬噸,4號高爐投產後,增加到330萬噸,而寶田公司的產能卻只有120萬噸。這就意味著寶鋼分公司的水渣,只有約40%加工成礦渣微粉。其餘的水渣提供給水泥廠,以傳統工藝進行混磨水泥,或在堆場長期堆放,這不僅對環境保護不利,也沒能實現最佳的經濟效益。
綜上所述,寶鋼水渣利用開發還有很大的空間,礦渣微粉的市場有待進一步開拓。今後的主攻方向是,要充分發揮寶鋼水渣資源的優勢,增加新的生產設備,盡快打通產能瓶頸。同時還要加強對市場調研,瞄準國家和上海市的重大工程,不失時機地開發更多的新品,並建立更加完整的供應鏈,真正「領跑市場」。
當前,建築產業高速發展,各混凝土攪拌站對礦渣微粉的需求在不斷擴大,但同時我們也不能忽視這樣一個事實,上海周邊地區一批新的粉磨站相繼投產,對市場形成了一定的沖擊。因此,寶鋼今後在擴大礦渣微粉產能的同時,還必須充分發揮設備和工藝技術的雙重優勢,提高產品的科技含量,大力開發延伸產品,形成更多的專有技術。可喜的是,寶田公司三期年產50萬噸的工程項目已獲批准。近年來,寶田公司十分重視技術創新,科技投入達到了銷售收入5%以上,已先後申報了4項發明專利和兩項實用新型專利,其中有兩項發明專利已獲授權,同時還有兩項技術成果獲得上海高新技術成果轉化項目認定。針對東海大橋、上海長江隧橋等重大工程的需求,寶田公司組織技術攻關,根據不同水質的特點,相繼開發出海洋工程混凝土專用摻合料和長江隧橋工程專用摻合料。東海大橋所需的40萬噸混凝土專用摻合料都是由寶田公司提供的。上海長江隧橋工程自去年開工建設以來,寶田公司已提供了5萬噸優質專用摻合料,受到施工方的好評。「寶田礦粉」在各重大工程已贏得良好的聲譽,目前,東南亞地區的一些客商也對「寶田礦粉」予以了高度的關注。
高爐水渣研發應用對於寶鋼合理利用資源,走可持續發展之路,具有重要意義。只要我們發揮資源優勢,不斷推進技術創新,就一定能讓高爐水渣產生更多「黃金效益」!(記者 許家曙)
㈦ 鋁礦渣的用途是什麼
鋁礦渣實際上是指工業上能利用的,以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石的統稱。鋁礦渣用途涉及有金屬和非金屬兩個方面,是生產金屬鋁的最佳原料,也是最主要的應用領域。鋁礦渣在非金屬方面的用量所佔比重雖小,但鋁礦渣用途卻十分廣泛。總結起來,鋁礦渣用途主要有以下幾種:
(1)煉鋁工業。用於國防、航空、汽車、電器、化工、日常生活用品等。
(2)精密鑄造。礬土熟料加工成細粉做成鑄模後精鑄。用於軍工、航天、通訊、儀表、機械及醫療器械部門。
(3)用於耐火製品。高鋁礬土熟料耐火度高達1780℃,化學穩定性強、物理性能良好。
(4)硅酸鋁耐火纖維。鋁土礦具有重量輕,耐高溫,熱穩定性好,導熱率低,熱容小和耐機械震動等優點。用於鋼鐵、有色冶金、電子、石油、化工、宇航、原子能、國防等多種工業。
(5)以鎂砂和礬土熟料為原料,加入適當結合劑,用於澆注盛鋼桶整體桶襯效果甚佳。
(6)鋁土礦製造礬土水泥,研磨材料,陶瓷工業以及化學工業可制鋁的各種化合物。