爆風炉豚の鉄の生産プロセスと技術パラメーターの包括的な分析
2025-04-30 15:02:27ヒット：0
1。爆風炉豚の鉄の生産の概要
爆風炉豚の鉄は、主に鉄鋼製造、鋳造、および機械製造に使用される爆風炉での物理化学的反応を通じて生成される鉄炭素合金（3〜4.5％の炭素）です。 2023年、世界の豚の鉄の生産量は13億トンに達し、中国は58.7％（国立統計局）を占めています。生産プロセスには、原材料の準備、爆風炉の製錬、溶融鉄の治療の3つの段階が含まれます。
2。原材料の仕様と前処理
2.1鉄鉱石
品質基準：
パラメーター 製鋼銑鉄 豚の鉄をキャストします TFE（総鉄） ≥62% ≥58% sio₂ ≤6% ≤8% s ≤0.05% ≤0.06% p ≤0.10% ≤0.12% 説明：高品質の鉱石（TFE≥62％）は、スチール製造豚の鉄に直接使用されます。鋳造グレードの鉱石は、わずかに低いTFEを可能にしますが、脆性を防ぐために硫黄とリンをより厳格に制御する必要があります。たとえば、硫黄は0.06％を超えると、鋳物に熱い亀裂が発生します。
前処理プロセス：
焼結：鉄鉱石の微細（<8mm）はフラックス（石灰岩、ドロマイト）と混合され、1200-1300°Cに加熱されて多孔質焼結（タンブラー強度≥70％）を生成します。焼結は、炉のガス透過性を改善します。
ペレット化：濃縮物（TFE> 64％）はペレット化され、1250-1350°Cでローストして、2500N/ペレット以上の圧縮強度を達成します。ペレットは均一な負担分布を保証します。
2.2コーラ
重要な仕様：
パラメーター 要件 テスト標準 固定炭素（FC） ≥85% GB/T 1997 硫黄(S) ≤0.70% ISO 351 反応後のコークス強度（CSR） ≥65% ISO 18894 説明：コークスは二重の役割を果たします：
燃料：熱を発生させて炉の温度（1200〜1500°C）を維持します。
還元剤：酸化鉄と反応して、還元のためにCOを生成します。低いCSRはコーラの断片化を引き起こし、ガスの流れを破壊します。
2.3フラックス
石灰岩（Caco₃）：20-50mm粒サイズ、CaO≥52％。高温でCaoに分解し、Sio₂と反応して不純物を吸収するスラグ（casio₃）を形成します。
ドロマイト（CAMG（CO₃）₂）：MGO≥18％。スラグの塩基性（CAO/SIO₂比）を調整し、スラグ融点を下げます。
3。爆発炉プロセスパラメーター
3.1負担構造
| 材料 | 比率 （％） | 穀物サイズ（mm） |
|---|---|---|
| 焼結 | 55-70 | 5-50 |
| ペレット | 15-30 | 8-16 |
| 塊鉱石 | 10-20 | 10-25 |
| コーラ | 25-35％（層比） | 25-75 |
説明：
焼結の優位性：55〜70％の焼結は、安定したガス透過性を保証します。
層状のコーラ：連続燃焼と還元を維持します。
3.2運用パラメーター
ホットブラスト温度：1150-1300°C（カルギンストーブ）。高温はコーラの燃焼を促進します。
酸素濃縮：3-5％（爆発空気o₂23-25％）。窒素誘発性熱損失を減らします。
最高圧力：200-250kpa。ガスの流れを遅くすることにより、ガス利用（> 50％）を改善します。
3.3農場の反応
間接還元ゾーン（800-1100°C）：
3fo₂ + co→moxo₄ + coofuoo₄ + co←fo←feo + coe + coe + coe
注：CO駆動型反応には、制御されたCOレベル（トップガスの21〜23％CO₂）が必要です。
直接還元ゾーン（> 1100°C）：
C +CO₂→2CO FEO + C→FE + CO
注：固形炭素反応はエネルギー集約型です。燃料比（<520kg/t）を制限するために、直接減少度（RD）を25〜30％に維持します。
4。品質管理システム
4.1化学組成
| 要素 | 製鋼銑鉄 | 豚の鉄をキャストします | 高純度の豚の鉄 |
|---|---|---|---|
| c | 3.5-4.5% | 3.0-4.0% | 3.2-3.8% |
| そして | 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% |
説明：
スチール製造グレード：低Si/sは、コンバーターのスラグボリュームを最小限に抑えます。
鋳造グレード：Si（1.5〜3.5％）が高いと、複雑な鋳物の流動性が向上します。
高純度グレード：超低S/Pは、風力タービンシャフトなどの精密成分のストレス骨折を防ぎます。
4.2テスト方法
分光法：ARL 3460光学放出分光計（±0.005％精度）。
熱分析：LECO CS844アナライザーは、C/sを0.001％に検出します。
4.3欠陥緩和
| 問題 | 根本的な原因 | 解決 |
|---|---|---|
| 高Si | 過度の炉温 | 爆風温度を50〜100°C低下させます |
| ハイs | スラグの低い塩基性 | CAO/SIO₂を1.10-1.15に増やします |
| 低溶融鉄の温度。 | コーラの品質が悪い | CSR≥68％でコーラを使用する |
5。機器と革新
5.1キー機器
| 装置 | 仕様 | メーカー |
|---|---|---|
| 爆発炉 | 3800m³ボリューム、10,000 t/日 | MCCキャピタルエンジニアリング |
| ベルレストップ充電システム | ±2％の分布精度 | ポール |
| リングスラグスクラバー | ほこり<5mg/m³ | ダニエル |
説明：
ベルレストップ：回転シュートは、均一な負担分布を保証し、壁の侵食を防ぎます。
スラグスクラバー：高圧水スプレーは、クリーンなガス回収のためにほこりを捕獲します（熱値：3000-3500kj/m³）。
5.2スマート制御システム
エキスパートシステム：BaosteelのBFエクスパーは、30,000の履歴データセットを使用して燃料比を8kg/t減らします。
デジタルツイン：ANSYSツインビルダーは、プロセスの最適化のために溶融鉄温度（±3°Cエラー）を予測します。
6。環境コンプライアンスとリサイクル
6.1排出基準
| 汚染物質 | 国家標準（GB 28663） | 典型的な値 |
|---|---|---|
| 微粒子 | ≤15mg/m³ | 8-12mg/m³ |
| そうです | ≤100mg/m³ | 50-80mg/m³ |
| nox | ≤300mg/m³ | 150-250mg/m³ |
6.2副産物利用
スラグアプリケーション：
顆粒化された爆風炉スラグ（GBFS）：コンクリートで30〜50％のセメントを置き換え、強度を20％増加させます。
ガラスセラミクス：スラグ +シリカ砂が腐食耐性材料に溶けた（圧縮強度≥200MPa）。
ガス回収：精製ガスは、豚の鉄のトンあたり200〜250kWhを生成し、炉の電力ニーズの30％をカバーします。
