Umfassende Analyse des Blastofen -Schweine -Eisenproduktionsprozesses und technischen Parameter
2025-04-30 15:02:27 Treffer:0
1. Überblick über die Blastofen -Schweineisenproduktion
Hochofen-Schweineisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung (3 bis 4,5% Kohlenstoff), die durch physikalisch-chemische Reaktionen in einem Hochofen erzeugt wird, der hauptsächlich für die Herstellung von Stahlherstellung, Gießen und Maschinen verwendet wird. Im Jahr 2023 erreichte die globale Schweinereisenproduktion 1,3 Milliarden Tonnen, wobei China 58,7% (Nationales Bureau of Statistics) ausmachte. Der Produktionsprozess umfasst drei Stufen: Rohstoffzubereitung, Blastofenschmelzen und geschmolzene Eisenbehandlung.
2. Rohstoffspezifikationen und Vorbehandlung
2.1 Eisenerz
Qualitätsstandards:
Parameter Roheisen zur Stahlerzeugung Schweineisen werfen TFE (Gesamteisen) ≥62% ≥58% SiO₂ ≤6% ≤8% S ≤0.05% ≤0.06% P ≤0.10% ≤0.12% Erläuterung: Hochwertiges Erz (TFE ≥ 62%) wird direkt für Stahlherstellungseisen verwendet. Das Erz für Gussqualitäten ermöglicht eine etwas niedrigere TFE, erfordert jedoch eine strengere Kontrolle von Schwefel und Phosphor, um die Sprödigkeit zu verhindern. Zum Beispiel verursacht Schwefel von mehr als 0,06% heiße Risse in Gussteilen.
Vorbehandlungsprozesse:
Sintern: Eisenerzfeine (<8 mm) werden mit Fluss (Kalkstein, Dolomit) gemischt und auf 1200-1300 ° C erhitzt, um einen porösen Sinter (Becherfestigkeit ≥ 70%) zu erzeugen. Sinter verbessert die Gasdurchlässigkeit im Ofen.
Pelletisierung: Konzentrate (TFE> 64%) werden pelletisiert und bei 1250-1350 ° C geröstet, um eine Druckfestigkeit von ≥ 2500 N/Pellet zu erreichen. Pellets sorgen für einheitliche Belastungsverteilung.
2.2 Cola
Schlüsselspezifikationen:
Parameter Erfordernis Teststandard Fixes Kohlenstoff (FC) ≥85% GB/T 1997 Schwefel (S) ≤0.70% ISO 351 Cola -Festigkeit nach Reaktion (CSR) ≥65% ISO 18894 Erläuterung: Cola dient zwei Rollen:
Kraftstoff: Erzeugt Wärme, um die Ofentemperaturen (1200-1500 ° C) aufrechtzuerhalten.
Reduktionsmittel: Reagiert mit Eisenoxiden, um CO zur Reduktion zu erzeugen. Niedriger CSR verursacht Koksfragmentierung und stört den Gasfluss.
2.3 Fluss
Kalkstein (Caco₃): 20-50 mm Korngröße, CAO ≥ 52%. Zersetzt sich bei hohen Temperaturen in CAO und reagieren mit SiO₂, um Schlacken (Casio₃) zu bilden, die Verunreinigungen absorbieren.
Dolomit (CAMG (CO₃) ₂): MGO ≥ 18%. Passt die Schlackenbasiz (CAO/SiO₂ -Verhältnis) ein und senkt den Schlackeschmelzpunkt.
3..
3.1 Laststruktur
| Material | Verhältnis (%) | Korngröße (mm) |
|---|---|---|
| Sinter | 55-70 | 5-50 |
| Pellets | 15-30 | 8-16 |
| Klumpen Erz | 10-20 | 10-25 |
| Koks | 25-35% (Schichtverhältnis) | 25-75 |
Erläuterung:
Sinterdominanz: 55-70% Sinter sorgt für eine stabile Gasdurchlässigkeit.
Layered Cola: Behalten Sie die kontinuierliche Verbrennung und Reduzierung auf.
3.2 Betriebsparameter
Heiße Explosionstemperatur: 1150-1300 ° C (Kaluginofen). Hohe Temperaturen beschleunigen die Cola -Verbrennung.
Sauerstoffanreicherung: 3-5% (Blastluft von 23-25%). Reduziert den durch Stickstoff induzierten Wärmeverlust.
Top-Druck: 200-250KPA. Verbessert die Gasauslastung (> 50%) durch Verlangsamung des Gasflusss.
3.3 Reaktionen in Furnace
Indirekte Reduktionszone (800-1100 ° C):
3fo₂ + co → Moxo₄ + coo fuoo₄ + co ← fo ← feo + coe + coe + coe
Hinweis: Co-gesteuerte Reaktionen erfordern kontrollierte CO-Spiegel (21-23% CO₂ in Top-Gas).
Direkte Reduktionszone (> 1100 ° C):
C + Co₂ → 2Co Feo + C → Fe + Co.
Hinweis: Feste Kohlenstoffreaktionen sind energieintensiv. Behalten Sie den direkten Reduktionsgrad (RD) bei 25-30% bis zur Begrenzung des Kraftstoffverhältnisses (<520 kg/t) auf.
4. Qualitätskontrollsystem
4.1 Chemische Zusammensetzung
| Element | Roheisen zur Stahlerzeugung | Schweineisen werfen | Hochpuriges Schweineisen |
|---|---|---|---|
| C | 3.5-4.5% | 3.0-4.0% | 3.2-3.8% |
| Und | 0.3-1.0% | 1.5-3.5% | 0.8-1.5% |
| Mn | ≤0.50% | ≤0.50% | ≤0.30% |
| P | ≤0.10% | ≤0.06% | ≤0.015% |
| S | ≤0.05% | ≤0.04% | ≤0.010% |
Erläuterung:
Stahlherstellungsqualität: Niedriges SI/S minimiert das Schlackenvolumen bei Konvertern.
Casting-Grad: Höherer SI (1,5-3,5%) verbessert die Fluidität für komplexe Gussteile.
High-Purity-Grad: Ultra-Low S/P verhindert Spannungsfrakturen in Präzisionskomponenten wie Windturbinenwellen.
4.2 Testmethoden
Spektrometrie: ARL 3460 Optisches Emissionsspektrometer (± 0,005% Genauigkeit).
Thermische Analyse: LECO CS844 Analysator erkennt C/s auf 0,001%.
4.3 Defektminderung
| Ausgabe | Grundursache | Lösung |
|---|---|---|
| Hoher Si | Übermäßige Ofentemperatur | Reduzieren Sie die Explosionstemperatur um 50-100 ° C. |
| Hohe s | Niedrige Schlackenbasisheit | Erhöhen Sie CAO/SiO₂ auf 1.10-1.15 |
| Niedrige geschmolzene Eisentemperatur. | Schlechte Cola -Qualität | Verwenden Sie Cola mit CSR ≥ 68% |
5. Ausrüstung und Innovationen
5.1 Schlüsselausrüstung
| Ausrüstung | Spezifikation | Hersteller |
|---|---|---|
| Hochofen | 3800 m³ Volumen, 10.000 t/Tag | MCC Capital Engineering |
| Glockenloser Top-Ladesystem | ± 2% Verteilungsgenauigkeit | Paul |
| Ringschlacke Scrubber | Staub <5 mg/m³ | Daniel |
Erläuterung:
Glockenloser Oberteil: Drehung sorgt für eine einheitliche Belastungsverteilung und verhindert die Wanderosion.
Schlackenbeschrubter: Hochdruckwassersprays fangen Staub für die Reinigung von Reinigern (Wärmewert: 3000-3500 kJ/m³).
5.2 Smart Control Systems
Expertensystem: Das BF-Expert von Baost reduziert das Kraftstoffverhältnis mit 30.000 historischen Datensätzen um 8 kg/t.
Digital Twin: ANSYS TWIN Builder prognostiziert geschmolzene Eisentemperatur (± 3 ° C -Fehler) für die Prozessoptimierung.
6. Umweltkonformität und Recycling
6.1 Emissionsstandards
| Schadstoff | Nationaler Standard (GB 28663) | Typischer Wert |
|---|---|---|
| Partikel | ≤ 15 mg/m³ | 8-12 mg/m³ |
| So₂ | ≤ 100 mg/m³ | 50-80 mg/m³ |
| Nox | ≤ 300 mg/m³ | 150-250 mg/m³ |
6.2 Nutzung der Nebenprodukt
Schlackenanwendungen:
Granulierte Spsatzofenschlacke (GBFS): Ersetzt 30-50% Zement im Beton und erhöht die Festigkeit um 20%.
Glaskeramik: Schlacke + Kieselsand, geschmolzen in korrosionsbeständige Materialien (Druckfestigkeit ≥200 mPa).
Gasrückgewinnung: Gereinigtes Gas erzeugt 200-250 kWh pro Tonne Schweineisen und bedeckt 30% des Ofenstrombedarfs.
