氫基豎爐直接還原煉鐵工藝

人類使用鐵器制品至少有5000多年歷史，開始是用鐵隕石中的天然鐵制成鐵器。最早的隕鐵器是在尼羅河流域的格澤(Gerzeh)和幼發(fā)拉底河流域?yàn)鯛枺║r)出土于公元前4000多年前的鐵珠和匕首。目前中國(guó)最早的隕鐵文物是1972年在河北藁城臺(tái)西村商代中期（公元前13世紀(jì)中期）遺址中發(fā)現(xiàn)的鐵刃青銅鉞。這件古兵器，經(jīng)全面的科學(xué)考查，確定刃部是隕鐵加熱鍛造成的。它表明我國(guó)商代人們已掌握一定水平的鍛造技術(shù)和對(duì)鐵的認(rèn)識(shí)，熟悉鐵加工性能，并認(rèn)識(shí)鐵與青銅在性質(zhì)上的差別。但那時(shí)人們還不會(huì)利用鐵礦石煉鐵，而鐵隕石又很少，所以當(dāng)時(shí)的鐵制品是十分珍貴的物品。

我國(guó)用鐵礦石直接煉鐵，早期的方法是塊煉鐵，后來用豎爐煉鐵。在春秋時(shí)代晚期（公元前6世紀(jì)）已煉出可供澆鑄的液態(tài)生鐵，鑄成鐵器，應(yīng)用于生產(chǎn)，并發(fā)明了鑄鐵柔化術(shù)。這一發(fā)明加快了鐵器取代銅器等生產(chǎn)工具的歷史進(jìn)程。戰(zhàn)國(guó)冶鐵業(yè)興盛，生產(chǎn)的鐵器制品以農(nóng)具、手工工具為主，兵器則青銅、鋼、鐵兼而有之。據(jù)記載，今山東臨淄和河北邯鄲鐵礦等，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期都已進(jìn)行開采。

所以說中國(guó)古時(shí)候用鐵礦石煉鐵最早的標(biāo)準(zhǔn)答案是春秋時(shí)期！

氫基豎爐直接還原煉鐵工藝流程

小說是《大唐慎重型發(fā)明家》。該小說簡(jiǎn)介： 秦風(fēng)準(zhǔn)備使用高爐煉鐵法煉鐵，此法是二十一世紀(jì)煉鐵的主要方法。

 這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進(jìn)而成的。

 盡管世界各國(guó)研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95％以上。

 雖然按照唐朝現(xiàn)有的技術(shù)手段，無法達(dá)到真正的高爐煉鐵，但是也會(huì)讓煉鐵有一個(gè)質(zhì)的飛躍。

氫氣豎爐還原煉鐵技術(shù)

高爐煉鐵 blast furnace ironmaking 現(xiàn)代煉鐵的主要方法，鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進(jìn)而成的。盡管世界各國(guó)研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95％以上。

高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)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(nèi)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。鐵礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。

氫基豎爐直接還原煉鐵工藝嗎

主要是為了入爐后的爐料透氣性、融化性和品位，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦都要加熔劑，并且都是多孔結(jié)構(gòu)，所以透氣性和融化性能都比塊礦好，粉礦是不能直接入爐的，透氣性太差。

燒結(jié)礦燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)出來的，球團(tuán)礦是豎爐焙燒出來的，燒結(jié)礦的堿度比球團(tuán)礦高，通常高爐里主要用燒結(jié)礦，加球團(tuán)礦是為了調(diào)節(jié)爐料堿度。

氫基熔融還原冶煉技術(shù)

氫氧化鋁制取鋁需要兩步進(jìn)行：第一步，把氫氧化鋁進(jìn)行高溫，在高溫條件下，氫氧化鋁成才成氧化鋁和水。其化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2Al(OH)3=高溫Al2O3+3H2O

第二部，在把氧化鋁加熱到熔化狀態(tài)，對(duì)液體氧化鋁進(jìn)行電解生成單質(zhì)鋁和氧氣?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式為：

2Al2O3=電解4Al+3O2(氣體)

氫基豎爐直接還原煉鐵工藝流程圖

豎爐

豎爐指爐身直立，爐蓋上帶有豎井，并利用電弧爐排出的高溫廢氣在豎井內(nèi)預(yù)熱廢鋼的超高功率電弧爐。爐氣在爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)。與爐料之間呈逆流換熱；多數(shù)豎爐的爐料與燃料直接接觸。

高爐（blast

furnace）

橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹

、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝

簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)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(nèi)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(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵

，還副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣。

氫基熔融還原新工藝

有，中國(guó)中冶2020年研發(fā)投入133億元，氫冶鐵相關(guān)專利共42項(xiàng)：專利包括但采用氫氣生產(chǎn)熱態(tài)海綿鐵的系統(tǒng)、利用CH4非催化富氧轉(zhuǎn)化生產(chǎn)海綿鐵的直接還原工藝、COREX熔融還原爐煤氣用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝置、以CO為主還原煤氣生產(chǎn)直接還原鐵方法、豎爐還原氣的制備系統(tǒng)等。公司占冶金國(guó)內(nèi)90％/全球60％份額，中冶賽迪提出以“氫能制備→氫能冶煉→CCUS”為主線，通過富氫還原低碳高爐/氫基豎爐直接還原/基于高效預(yù)還原的氫基熔融還原三大技術(shù)路徑，實(shí)現(xiàn)綠色低碳?xì)湟苯鸺夹g(shù)路線圖。

氫還原煉鐵法

赤鐵礦的主要成分是三氧化二鐵，冶煉赤鐵礦，一般不用氫氣，而是選擇用一氧化碳，主要是因?yàn)闅錃馐峭ㄟ^電解水來制取的，能耗比較高，不適合工業(yè)生產(chǎn)，而一氧化碳可以從其他工業(yè)生產(chǎn)的尾氣中獲得，即實(shí)現(xiàn)了廢物的綜合利用，又防止污染環(huán)境。

氫基豎爐直接還原煉鐵工藝固廢

西漢時(shí)期，出現(xiàn)坩堝煉鐵法。同時(shí)，煉鐵豎爐規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。1975年，在鄭州附近古滎鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘出漢代冶鐵遺址，場(chǎng)址面積達(dá)12萬m2，發(fā)掘出兩座并列的高爐爐基，高爐容積約50m3。西漢時(shí)期還發(fā)明了“炒鋼法”，即利用生鐵“炒”成熟鐵或鋼的新工藝，產(chǎn)品稱為炒鋼。同時(shí)，還興起“百煉鋼”技術(shù)。東漢(公元25～220年)，光武帝時(shí)，發(fā)明了水力鼓風(fēng)爐，即“水排”。

氫還原煉鐵難點(diǎn)

工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理：是將鐵礦石在特定的環(huán)境中用還原劑將鐵礦石中的鐵氧化物還原成生鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。

工業(yè)煉鐵工藝主要有高爐法，直接還原法，熔融還原法，等離子法。

其反應(yīng)式為：

　　Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高溫)(還原反應(yīng)）

　　Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2(高溫)（還原反應(yīng)）

　　爐渣的形成:

　　CaCO3=CaO+CO2(條件：高溫）

　　CaO+SiO2=CaSiO3(條件：高溫