從古至今高爐煉鐵是如何發(fā)展關離起(qǐ)來的
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2020-06-12 16:01
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一、古代煉鐵技術的發(fā)展
人類使用鐵至少有五千多年曆史,2500年前中國(guó)、印度、埃及等已能(néng)從礦石中提取鐵。而高爐有城煉鐵法的曆史大約已有600年。
原始的煉鐵爐是由石堆煉鐵法改造而成(chéng)的。在土中挖一坑技木洞,周圍用石塊堆砌,稱為地爐。以木炭為燃料,利用自然風力進(jì分我n)行燃燒、加熱和還(hái)原鐵礦石,産品為類似塊狀的海綿鐵。東城随著(zhe)人力、畜力和水力鼓風方法的出現,喝裡産量提高,渣和鐵也比較容易分離,産品質量有所改進(jìn)。為适應冶煉哥信難熔和難還(hái)原的礦石,需要增加爐子的高度遠兵,于是開(kāi)始出現豎爐,但其産品仍是“熟鐵球”,而含鐵很高的爐渣則可以熔化成(chéng)液體。
14世紀中葉,最早的一批冶煉生鐵的高爐出現了哥鄉。由于水力鼓風的發(fā)展,高爐鼓風量增大,促使高爐爐缸溫度提高,于空暗是爐内海綿鐵可以大量滲碳而熔化,就(jiù)産生了生鐵。然而由于生鐵風雜不能(néng)鍛造,難以利用,當時(shí)稱之為“豬鐵”。經(j城森īng)過(guò)把生鐵和礦石一起(qǐ)裝爐再一次熔煉,便得到(dào)輛務熟鐵,同時(shí)産量增加,自此形成(chéng)了水土煉鐵的二步操作法。
二步煉鐵法的出現是鋼鐵冶金史上的一個轉折點,從此逐漸發(fā)展成場西(chéng)近代鋼鐵冶金工業的工藝流程。
二、近代高爐煉鐵技術的進(jìn)步北女
自19世紀中葉起(qǐ)高爐煉鐵發(fā)展速度加快,新技術不斷湧現。
(1)采用精料。19世紀40年代開(kāi)始生産人造富礦煙街(燒結礦、方團礦和球團礦等)。起(qǐ)初燒結配料中不加熔劑,燒結礦是自然能件堿度的,到(dào)20世紀中葉發飛朋(fā)展為自熔性燒結礦,進(jìn)而發(fā)展成(chéng)熔劑性工行燒結礦,其冶金性能(néng)大為改善,高堿度燒書近結礦和球團礦成(chéng)為高爐的主要原林會料,高爐基本上不再加石灰石。此外飛那,礦石混勻、整粒、篩分等技術也有很多雜大發(fā)展。與此同時(shí)焦炭質量也不斷提高。這(zhè)些,使高爐冶草校煉指标明顯改善。
(2)高爐大型化。1860年以前高爐最大容積為100~300m3 ,産量30~50t/d是藍;到(dào)19世紀末容積增大到(dào)500~700m3,産量400吃音~500t/d;進(jìn)入20世紀爐容不斷擴大到(dào)100但司0~3000m3,而到(dào匠笑)20世紀後(hòu)期容積增大到(dào)4000~5000通知m3,最大的達5500m3,日産鐵萬噸以上。
(3)上部和下部調劑技術。其内涵是對(duì)高爐上部調整裝料制度(包括批重、裝料順序、料線、溜槽角位或活動爐房房喉擋位等)與下部調整送風制度(包括風口風速、鼓風動國請能(néng)及其他鼓風參數)相民學結合來獲得高爐内合理的爐料分布和煤氣分布,以達裡廠到(dào)爐子穩定順行,煤氣利用率高,焦比低的效果。你車為便于靈活布料,1970年盧森堡保爾渥斯公司(Paul Wurth)發(f看林ā)明了無鐘爐頂,于1972年首次在德通拍國(guó)漢博恩廠應用後(hòu)迅速弟是推廣,這(zhè)是爐頂設備的又一次革命計山。
(4)高壓操作。以前高爐爐頂壓力為0.01~0.02MPa,20世紀中期出現了高壓(爐頂)操作,初期爐劇他頂壓力提高到(dào)0.07MP但睡a左右,随著(zhe)鼓風機能(n如樂éng)力加大,和設備制造水平提高,到兒請(dào)20世紀後(hòu)期爐頂壓力已達到(dào)0.15~0.25M拍水Pa。由于爐内壓力提高,煤氣速度減慢,使高爐的冶拿笑煉強度和利用系數提高了一大步。
(5)富氧鼓風。為減少煤氣體積,利于爐況順行,提高冶煉強度和産量,20世紀中葉出現了富氧鼓風技術,即在高爐鼓風中兌入一部外什分工業氧氣。但由于風口前火焰溫度的限制,這(zhè在廠)項技術在20世紀60年代高爐噴吹燃料技術發(fā)謝站展起(qǐ)來以後(hòu),頻間才得到(dào)廣泛應用。
(6)加濕鼓風與脫濕鼓風。為避免大氣濕度波動對(duì)高爐冶煉産生不良影響和防止提高風溫時(shí)金請風口前火焰溫度過(guò)高導緻爐況不穩定,50年代一度廣泛應用加濕鼓風技術,即在鼓風中加入部分水蒸氣,分下通過(guò)調整加入蒸汽的量來控制鼓風濕度。60年代起(qǐ)高爐大量噴吹燃作拍料以後(hòu),風口前的火焰微區溫度已不是過(guò)高而是常低些常不足,于是加濕鼓風逐漸用得少了,反而又生雜出現了脫濕鼓風技術,即將(jiāng)鐵市鼓風中的自然水分脫除到(dào)适當水平以保持風口前适當的火焰溫度,同時(s見兒hí)又使鼓風濕度保持穩定。
(7)高風溫技術。随著(zhe)原料的改善,噴吹燃料技術的秒一發(fā)展,操作水平的提高,以及熱風爐構造和耐還空火材料的改進(jìn),高爐風溫水平從20世紀中期的500~600℃提高到(dào)2化站0世紀後(hòu)期的1100~1350℃。由于風溫水平大幅就場度提高,焦比顯著降低了。
三、中國(guó)高爐煉鐵的發(fā)展
中國(guó)煉鐵始于2500年前的春秋、戰國(guó)之交,當時(shí)鐵廣泛應用于武器美女、農具和家庭用具。漢武帝時(shí)(公元前得多110年),將(jiāng)煉鐵老行收歸官營,先後(hòu)設立了49個鐵官。了花東漢時(shí)發(fā)明了以水力代替人力鼓風,有力地推動了煉鐵和我生産的發(fā)展。1400年前的南北做拍朝時(shí)代,在一些冶鐵爐上已開(kāi)始用煤。使用木制風箱鼓風也照微比較早。這(zhè)些事(shì)實說(shuō)明中國(gu秒舊ó)古代煉鐵技術的發(fā)展在世界上用裡是較早、較快的。後(hòu)來由于長(cháng)期的閉關自守,煉議黑鐵技術逐漸落後(hòu)。
19世紀下半葉清政府為發(fā外自)展近代軍事(shì)和民用工業,開(kāi)始興辦近代礦冶工業。18訊大90年湖廣總督張之洞主持興建的漢陽鐵廠是中國(guó)第一個他說近代煉鐵企業。該廠在1894年建成(c頻街héng)兩(liǎng)座248m3高爐(每座日産生鐵100t左右愛司),因為焦炭要從德國(guó)進(jìn)口,所以到(dào)1896年才少國正式出鐵。1908年盛宣懷將(jiāng)漢陽鐵廠雜山由官辦改為官督商辦,成(chéng)立漢冶萍煤鐵廠礦公司,自己生産焦炭,醫煙并在1910年新建477m3高飛也爐(日産生鐵250t左右),使該公司成(chéng)為當時(shí)為數東亞最大的鋼鐵企業。
辛亥革命後(hòu)在大冶新建兩(liǎng)座650~700m3高爐(日産生鐵各450t左右),漢陽南話鐵廠又添建一座477m3高爐。在第一次世界大戰期間鋼鐵紅人價格高漲,漢冶萍公司的生産有發雨房(fā)展,但戰後(hòu)鋼鐵價格暴跌,該公司走向(xi喝又àng)衰落,1925年被(bèi)迫停東讀産。除漢冶萍公司外,第一次世界大戰前後服技(hòu)(1915~1920年間),本溪、鞍師體山、上海、陽泉、石景山等地也先後(hòu)建起(qǐ)高爐10話要餘座(其中200~695m3高爐7座懂放,其餘為100m3以下的小高爐),使1920年國動生鐵年産量達到(dào)43萬t爸黃,但因鋼鐵價格下跌,導緻部分廠關閉,使往後(hòu)的幾年裡(lǐ),生鐵年産訊算量降到(dào)40萬t以下。
1931年“九•一八”事(shì)變和1937年“七•七”事(shì)雪筆變後(hòu),日本侵略者對(duì)我國(guó)資源大肆掠奪,術為在其占領區新建了一批高爐和鐵廠。與此同時(shí)當時(shí)的中國影中(guó)政府將(jiāng)漢陽鐵廠、六河溝鐵廠、上海鋼廠等内遷,在四川、訊北雲南建設一批小鋼鐵廠投入生産。這(zhè)樣(yàng),國(guó)民黨統治北離區和日本占領區的生鐵産量在1942年達到(dào)最高的年産量178.7萬t(雨業其中,國(guó)統區7.8萬t,敵占區170萬餘t)。1945年日本個輛投降,大部分鋼鐵廠被(bèi)破壞,生鐵年産量弟老降到(dào)不足20萬t,到(dào)1949年中華人民共和國樹筆(guó)成(chéng)立前,全國(guó)能(né海森ng)開(kāi)工的高爐隻有9座。
在抗日戰争和解放戰争時(shí)期,解放區的軍民和科技人員在極端美低困難的條件下于1938年建起(qǐ)柳溝鐵廠,1942年在延安建成(上舊chéng)一座近代小高爐,1946年在長(cháng)治建鋼鐵廠,先建成(熱低chéng)一座小高爐,後(h友錯òu)又將(jiāng)陽泉的20t高爐遷建到(dào)該廠,師工1947~1948年又恢複陽泉的1号和3号高爐。解放區的煉鐵工業雖然規模你子不大,設備也較簡陋,但有力地支援了革命戰争,造就(jiù)了懂書一批技術和管理幹部。1949年中華人民共和國(guó)成黑南(chéng)立後(hòu),迅速對(duì身紙)原有高爐進(jìn)行了恢複鐵算和改造,使生鐵産量迅速增加,1949年全國(gu就湖ó)生鐵産量隻有19萬t,到(dào)1957年就(票有jiù)上升到(dào)593照了萬t。1958~1978年間有武漢鋼鐵公司、包頭鋼鐵謝如公司、攀枝花鋼鐵公司等數十家新建鋼鐵企業投入生産,加上老廠擴建,新增高爐有妹務百餘座之多,使1978年生鐵産量增加到(dào)3470萬t。
1978年實行改革開(kāi)放政策以後(hòu),中國(guó)煉鐵事(s說輛hì)業的發(fā)展速度進(jì知黑n)一步加快,1978~1998年間又新建和改造成(chéng)包括時事寶山鋼鐵集團公司的4063~4業腦350m3高爐在内的一大批現代化大高爐,坐樂加上新增的一大批300m3小高爐在内,新增容積約8萬m3。1997年統計,全議亮國(guó)有高爐3228座(其中大于1000m3的44座),內校年産生鐵能(néng)力12648萬t從家。1993年全國(guó)生鐵年産量達到(dào)8730萬t,從這(z日器hè)一年起(qǐ)中國(guó)成間城(chéng)為世界上産鐵最多的國(guó)家,1995年以鄉問後(hòu)生鐵年産量一直在1億t以上,199朋很8年達11860萬t,占全世界生鐵産量的1/5以上。笑為在産量增加的同時(shí),高爐的技術經(jīng)濟指标也讀市不斷改進(jìn)。
高爐不僅生産鐵,而且還(hái)副産高爐煤氣和高爐不妹渣。高爐鐵水是煉鋼轉爐的基本原料;高爐煤氣是鋼鐵聯合企業的重要氣體燃料離電;高爐渣經(jīng)水淬成(chéng外是)水渣後(hòu)是生産礦渣水泥的原料。高爐生産是否穩定直接影響到(dà光國o)鋼鐵聯合企業的生産能(néng)否正常、穩定、均衡地運行,高爐山的鐵水的質量更直接影響煉鋼生産和鋼水及鋼材近討的質量。煉鐵是能(néng)耗大戶。高爐、燒結、煉焦三個工序的火熱能(néng)耗在鋼鐵聯合企業總能(néng)耗吃西中約占70%,單是高爐的能(néng)耗即占50%左右。
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