第九章高炉强化冶炼与新技术应用
高炉先进工艺技术
高炉先进工艺技术高炉是冶金工业中非常重要的设备，主要用于炼铁、炼钢和炼铬等过程。
随着科技的不断进步，高炉的先进工艺技术也得到了广泛的应用和发展。
本文将重点介绍几种高炉的先进工艺技术。
首先要介绍的是原料预处理技术。
传统的高炉通常使用矿石和焦炭作为主要原料，但是这些原料存在一些问题，例如矿石含有杂质较多，焦炭燃烧不完全等。
为了解决这些问题，采用了一系列的原料预处理技术，如矿石破碎、磁选和球团矿等。
通过这些技术，可以使原料更加纯净，提高高炉的炉渣质量和产量。
另一个重要的先进工艺技术是炼铁过程的自动化控制技术。
在传统的高炉操作中，需要大量的人工干预和调整，容易出现误差和浪费。
而通过自动化控制技术，可以实现对高炉内温度、压力和炉气成分等的实时监控和调节。
这不仅可以提高工作效率，减少人为错误，还可以保证产品的质量和一致性，降低能源的消耗。
此外，高炉炉渣处理技术也得到了很大的改进和创新。
传统的高炉炉渣通常需要通过人工清理，存在劳动强度大、占用大量时间和资源的问题。
而现在采用了一种叫做湿渣包工艺的技术。
通过在高炉煤气中注入水蒸汽，使炉渣迅速冷却、凝固并变形成固体状。
这样一来，炉渣可以迅速从高炉内部倾倒出来，从而避免了人工清理的过程。
最后还要提到高炉燃烧技术的先进改进。
在传统的高炉中，煤气是通过煤气倒灌的方式进行燃烧的，这样容易产生一些燃烧不完全的问题。
而采用了一种叫做高压煤气喷吹技术的方法，将煤气喷射到高炉内部的炉风中，使燃烧更加充分。
这不仅可以提高高炉的热效率，还可以减少环境污染物的排放。
总之，高炉的先进工艺技术在提高冶金工业生产效率、节约能源和保护环境等方面起到了非常重要的作用。
通过对原料预处理、自动化控制、炉渣处理和燃烧技术的不断改进，可以使高炉的生产过程更加高效、稳定和环保。
相信随着科技的不断进步，高炉的先进工艺技术还会不断地得到更新和发展。
高炉强化冶炼资料重点
是：燃烧产物煤气量增加；喷吹煤粉气
“高”指入炉矿石含 铁品位要高，焦炭、 烧结矿和球团矿强度 要高，烧结矿的碱度 要高。
王瑞祥
高炉炼铁知识9
6.2 精料
入炉矿含铁品位提高1%，炼铁燃料比降低 2%，产量提高3%，渣量减少30kg/t，允许 多喷煤15 kg/t。
原燃料转鼓强度要高。大高炉对原燃料 的质量要求是高于中小高炉。如宝钢要求 焦炭M40为大于88%，M10为小于6.5%，。
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识2
6、高炉强化冶炼
在高炉冶炼的诸多矛盾中，炉料和煤气
的相向运动是主要的矛盾，炉料和煤气
的相向运动的存在和发展，影响着其他
矛盾的存在和发展，因此，处理好料和
煤气的矛盾，也就是要调整好料和风的
关系。实践证明，通过改善料柱透气性，
改善煤气流分布，从而降低料柱压差，
保证炉况顺行，是使此矛盾相统一的关
键。由此，普遍采用的高炉强化冶炼的
主要措施有：精料、高风温、富氧鼓风、
喷吹燃料、低硅生铁冶炼以及高寿命炉
衬等。 2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识3
6.1 提高冶炼强度
√
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识4
6.1 提高冶炼强度
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识26
6.5 喷吹燃料
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识27
6.5 喷吹燃料
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉炼铁知识28
6.5 喷吹燃料
2020年10月28日星期三
王瑞祥
高炉强化冶炼详解
高炉强化冶炼技术及其进步高炉炼铁生产的原则高炉冶炼生产的目标是在较长的一代炉龄(例如5年或更长)内生产出尽可能多的生铁，而且消耗要低，生铁质量要好，经济效益要高，概括起来就是“优质，低耗，高产，长寿，高效益”。
长期以来，我国乃至世界各国的炼铁工作者对如何处理这五者间的关系进行过，而且还在进行着讨论，讨论的焦点是如何提高产量及焦比与产量的关系。
众所周知，表明高炉冶炼产量与消耗的三个重要指标—有效容积利用系数(%)、冶炼强度(I)和焦比(K)之间有着如下的关系：n Y=i/K显然，利用系数的提高，也即高炉产量的增加，存在着种途径：(1)冶炼强度保持不变，不断地降低焦比；(2)焦比保持不变，冶炼强度逐步提高；(3)随着冶炼强度的逐步提高，焦比有所降低；(4)随着冶炼强度的提高，焦比也有所上升，但焦比上升的幅度不如冶炼强度增长的幅度大。
在高炉炼铁的发展史上，这种途径都被应用过，应当指出在最后一种情况下，产量增长很少，而且是在牺牲昂贵的焦炭的消耗中取得的，一旦在冶炼强度提高的过程中，焦比升高的速率超过冶炼强度提高的速率，则产量不但得不到增加，反而会降低。
因此，冶炼强度对焦比的影响，成为高炉冶炼增产的关键。
在高炉冶炼的技术发展过程中，人们通过研究总结出冶炼强度与焦比的关系如图1所示。
图1冶炼强度与产量(I)和焦比(K)的关系美国资料，b 一原西德资料，一前苏联资料在一定的冶炼条件下，存在着一个与最低焦比相对应的最适宜的冶炼强度I适。
当冶炼强度低于或高于I适时，焦比将升高，而产量稍迟后，开始逐渐降低。
这种规律反映了高炉内煤气和炉料两流股间的复杂传热、传质现象。
在冶炼强度很低时，风量及相应产生的煤气量均小，流速低，动压头很小，造成煤气沿炉子截面分布极不均匀，表现为边缘气流过分发展，煤气与矿石不能很好地接触，结果煤气的热能和化学能不能得到充分利用，炉顶煤气中CO，含量低，温度高，而进入高温区的炉料因还原不充分，直接还原发展，消耗了大量宝贵的高温热量，因此焦比很高。
高炉冶炼的改进技术
稳定性，从而提高生铁产品的质量和性能。
铁水质量优化技术
02
通过控制高炉冶炼过程中的各种参数和条件，优化铁水的成分
和性能，提高产品的附加值和市场竞争力。
连铸连轧技术
03
采用连续铸造和轧制技术，提高产品的尺寸精度和表面质量，
满足用户对高质量产品的需求。
04
高炉冶炼改进技术的实施与效果
技术实施方案
优化高炉设计
01
传统高炉
传统高炉采用焦炭作为燃料，具 有较高的燃料消耗和较低的产量 。
02
03
大型化高炉
随着钢铁工业的发展，大型化高 炉逐渐成为主流，其具有更高的 生产效率和更低的成本。
04
02
高炉冶炼的当前问题与挑战
能源消耗与效率问题
总结词
高炉冶炼作为钢铁生产的主要方式，面临着能源消耗大、效率低的问题，亟需改进技术以降低能耗和提高效率 。
高炉冶炼的改进技术
汇报人：可编辑 2024-01-06
目录
• 高炉冶炼技术概述 • 高炉冶炼的当前问题与挑战 • 高炉冶炼的改进技术 • 高炉冶炼改进技术的实施与效果 • 高炉冶炼改进技术的未来展望
01
高炉冶炼技术概述
高炉冶炼的基本原理
还原反应
高炉冶炼通过还原反应将铁矿石中的铁元素 还原出来，通常使用焦炭作为还原剂，同时 需要鼓入大量空气进行燃烧提供热量。
绿色化发展
注重环保和可持续发展，推动 高炉冶炼技术的绿色化发展， 降低能耗和污染物排放。
循环经济
实现高炉冶炼废弃物的循环利 用，推动循环经济的发展，降 低资源消耗和环境负担。
推动高炉冶炼技术与新材料、 新能源等领域的跨界融合创新 ，拓展高炉冶炼技术的应用领 域和价值链。
高炉强化冶炼
3.提高风温还可加快风口前焦炭的燃烧速度，提高T理，热 量更集中干炉缸，使高温区域下移，中温区域扩大，有利间 接还原发展，直接还原度rd降低。 4.风温的改变也是调剂炉况的重要手段之一。
高炉接受高风温的条件 凡是能降低炉缸燃烧温度和改善料柱透气性的措施，都 有利高炉接受高风温。 1.改善原燃料条件精料是高炉接受高风温的基本条件。只 有原料强度好，粒度组成均匀、粉未少，才能在高温条件下 保持顺行。 2.喷吹的燃料在风口前燃烧时分解、吸热，使理论燃烧温 度降低，高炉容易接受高风温。为了维持风口燃烧区域具有 足够的温度，需要提高风温进行补偿。 3.加湿鼓风时.因水分解吸热要降低理论燃烧温度，相应提 高风温进行热补偿。 4.搞好上下部调剂。保证高炉顺行的情况下才可提高风温。
• • • • • • • • •
（2）高还原性：低FeO、多气孔低温固结型烧结矿 FeO↓1%——K↓1.5%——产量↑1.5% （3）焦炭固定碳含量高：CS = 100 – A – V A↓——焦炭热值↑——渣量↓ （4）熔剂CaO含量高：CaO有效 = CaO – R×SiO2 （5）高强度：冷态强度——转鼓指数 热态强度——烧结矿低温还原粉化RDI 球团矿还原膨胀RSI 焦炭反应性↓ C + CO2 = CO
• (3) 煤气停留时间延长 • 提高炉顶压力，煤气在炉内停留时间延长，有利于还原反 应进行，也有利于焦比降低。 • (4) 有利稳定顺行 • 提高炉顶压力，由于压头损失降低，流速减慢，作用于炉 料的浮力也相应降低，炉料比较容易下降，因而有利于炉 况稳定顺行。 • (5) 除尘器瓦斯灰量减少 • 炉顶压力由常压转为0.08MPa时，炉尘量降了20％～50％， 现代高炉炉顶压力提高到 0.15 ～ 0.25MPa ，炉尘量常低于 10/kg/t。
高炉强化冶炼论文：钢铁企业中的高炉强化冶炼探讨
高炉强化冶炼论文：钢铁企业中的高炉强化冶炼探讨摘要高炉强化冶炼是近年炼铁生产发展的主要任务，高炉要获得“优质、高产、低耗、长寿”，必须强化冶炼。
本文从高炉强化冶炼的意义入手，指出我国高炉强化冶炼的几项主要措施。
关键词高炉强化冶炼；意义；措施高炉强化冶炼，是指使高炉生产达到高产、优质、低耗的一系列技术措施，主要是通过采用精料、大风量、高风温、高顶压、低硅冶炼、提高喷煤比和富氧率及强化高炉操作管理等手段。
炉强化冶炼是决定炼铁生产系统及高炉操作状态的重要指标，是一项重大的节能增产技术，既可降低高炉燃料比，又可提高利用系数，也可减少炼钢熔剂消耗，缩短炼钢冶炼时间，降低工序能耗，是炼铁生产技术现代化的一项重要内容。
随着高炉冶炼技术的不断革新进步，能源和资源的日益紧张和短缺，高炉强化冶炼技术越来越受到倍加重视。
1高炉强化冶炼的意义高炉强化冶炼是实现高炉增产、节能，是高炉各项冶炼技术综合合理利用，是增铁降耗的重要途径，是高炉冶炼发展的趋势。
对炼钢来说，优质的炼钢铁水可实现无渣或少渣冶炼，缩短炼钢冶炼时间，也可减少炼钢熔剂消耗，降低能耗和费用。
强化冶炼是提高高炉利用系数、提高产量、减少燃料消耗、降低生铁成本、降低工序能耗的重要因素。
同时，也是改善生铁质量的重要途径。
高炉强化冶炼技术的应用，利用系数的提高、焦比和生铁含硅量的降低是炼铁生产水平的一大进步，是炼铁操作技术的一个新水平，成为近年来引人注目的一项技术。
铁水是氧气顶吹转炉的主要金属料，占装入量的70 %-100 %，铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。
铁水含硅量直接关系到转炉炼钢的经济技术指标，是铁钢系统平衡的关键。
随着炼钢技术的飞速发展和新技术的应用，炼钢生产的节奏越来越快，在原燃料供应和资源日趋紧张的条件下，铁前系统明显能力不足，为了进一步满足后续生产的需求，增产节焦，节能降耗，高炉强化冶炼是必然的发展趋势。
2我国高炉强化冶炼的主要措施最近10年来，国内外高炉强化冶炼技术有了新一的进展和突破。
高炉强化冶炼
高炉强化冶炼
3、提高热风温度 、
提高热风温度是降低焦比和强化高炉冶炼的重要措施。 采用喷吹技术之后，使用高风温更为迫切。高风温能为提高 喷吹量和喷吹效率创造条件。据统计，风温在950～1350℃ 之间，每提高100 ℃可降低焦比8～20kg ，增加产量2～3%。 当前我国大高炉平均风温在1050～1100 ℃ ，先进高炉可 达1200 ℃，国外高炉风温水平达1300～1350 ℃，日本高炉 1200 1300 1350 的燃料比，1955～1979年间降低了 253kg/t，其中提高风温 的因素占31％。据资料，风温由1000℃提高到1250 ℃ ，焦 比降低22. 5kg/t，增产12.5%。 目前采用高风温已经不是高炉能否接受的问题，而是如何 能提供更高的风温。
“稳” 是指各种原料的化学成分稳定、波 高炉强化冶炼 动小。这是稳定炉况、实现自动控制的先 决条件。
“熟” 是指高炉全部装入烧结矿和球团矿， 熟料率达到100%，尽量不加石灰石入炉。 “小、匀、净” 是对原料的粒度而言。 综上所述，精料对矿石来说，关键是要使
高炉强化冶炼
2、高压操作
提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作， 是相对于常压操作而言的。一般常压高 炉炉顶压力(表压)低于30kPa，凡炉顶压 力超过此值者，均为高压操作。它是通 过安装在高炉煤气除尘系统管道上的高 压调节阀组，改变煤气通道截面积，使 其比常压时为小，从而提高炉顶煤气压 力的。由于炉顶压力提高，高炉内部各
高炉强化冶炼
高压操作使炉尘吹出量显著减少， 单位矿石消耗降低，实际焦炭负荷得到 保证，批料出铁量增加，铁的回收率提 高，焦比应有所降低。实践证明，实行 高压操作，不断提高炉顶压力水平，是 强化高炉冶炼，增产节能的一条重要途 径。根据国内外经验，1000m3级高炉， 炉顶压力应达到120kPa左右；2000m3级 高炉，应达到150kPa以上； 3000m3级 高炉，应达到200kPa左右；4000m3级以
高炉炼铁工艺及强化操作
高炉炼铁工艺及强化操作高炉炼铁是指利用高炉将铁矿石还原成铁的工艺。
下面将介绍高炉炼铁的工艺流程和强化操作。
首先是炉料准备。
炉料是指进入高炉的原料，主要包括铁矿石、燃料和熔剂。
铁矿石是炼铁的主要原料，有各种类型，如富含铁的赤铁矿、磁铁矿等。
燃料主要是焦炭，用于提供炉内的热量。
熔剂主要是石灰石，用于与铁矿石中的杂质产生反应，形成易于熔融的铁渣。
然后是炉顶喂料。
炉顶喂料是将炉料逐层从高炉顶部加入，以保持炉内的物料平衡。
铁矿石、焦炭和石灰石按照一定比例加入到高炉顶部，同时还需要加入一定量的还原剂、燃料和助熔剂。
炉料从高炉顶部逐层往下加入，以确保炉内的物料层结构稳定。
然后是高炉操作。
高炉操作是指控制高炉正常运行的一系列操作。
首先是通风。
高炉顶部设有风管，通过风管送入燃料燃烧所需的氧气，维持炉内的高温。
其次是给料。
在正常运行过程中，需要不断地给炉料补料，保持高炉内的物料平衡。
还有是温度和压力的控制。
高炉内的温度和压力需要进行实时监测，以保持高炉内部的平衡状态。
接下来是铁渣处理。
高炉炼铁过程中，铁矿石中的杂质会与熔剂反应形成铁渣。
铁渣是高炉炼铁的副产物，需要进行处理。
铁渣处理主要包括根据铁渣的性质进行分选和利用。
铁渣中的铁石可以回收利用，用于生产水泥等建筑材料。
而其他杂质则需要通过石灰石的熔融和化学反应，形成不溶于炉渣的物质，进一步净化炉渣。
最后是产品收得。
通过高炉炼铁，最终产生的产品是生铁。
生铁是铁矿石还原后的产物，含有较高的碳含量和一些杂质。
生铁需要进行进一步的加工和处理，使其达到市场上的要求。
加工过程中，可以采用转炉炼钢或电炉炼钢技术，将生铁中的杂质进一步去除，得到优质的钢铁产品。
为了提高高炉炼铁的效率和质量，还有一些强化操作可以应用。
比如，在炉料准备过程中，可以根据铁矿石的性质进行选矿和破碎处理，以提高炉内的还原反应速率。
另外，可以在炉顶喂料过程中，适当控制喂料速度和炉料的层次，以保持高炉内的平衡状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 2）当I达到一定值后，则随I的增加，煤气流速增大， 煤气在炉内停留时间减小，煤气能利用变差，焦比升 高。在不改善原料条件下，若I过高，则会导致压差明 显升高，引起高炉难行或悬料，破坏高炉顺行，焦比 升高。
相结合（高风温是提高喷吹量、提高喷吹效率的重要 措施）；2）在无喷吹条件下，可采用加湿鼓风技术。
2020/9/1
12
• 第五节 喷吹燃料
2020/9/1
4
• 因此，在一定的冶炼条件下，有一个适宜的I 值 ，此 时风量与料柱透气性相适应，K较低，超过或低于这个 值，都会使K增加。因此应不断改善原料条件和冶炼条 件，提高操作水平，使适宜的I值向更高的方向发展， 以获得低的焦比和高的利用系数。
• 高炉强化冶炼的基本方针：以精料为基础，以节能为 中心，改善煤气能利用，选择适宜的冶炼强度，最大 限度地降低焦比和燃料比，有效地提高利用系数。
• 三、合理炉料结构
2020/9/1
6
• 第三节 高压操作
• 高压操作：提高炉顶煤气压力的操作。一般炉顶压力 超过0.03MPa均称为高压操作。它是通过安装在煤气除 尘系统管道上的高压阀组，改变煤气通道面积，从而 提高炉顶煤气压力。
• 高压操作是随着高炉大型化以及炉顶设备的改进而得 到实现和提高，是高炉强化冶炼的主要手段。
• 3、增加调剂炉况手段，为高炉大型化创造条件。
• 高压操作使燃烧带缩小，因此，高压应与大风量、大 喷吹等配合使用。同时，高压后，鼓风机动能消耗增 加，回收炉顶煤气剩余压力能对降低能耗、降低生铁 成本有重要意义。
2020/9/1
9
•
第四节 高风温
• 热风作用：是降低高炉焦比、增加产量的重要措施， 而且还有利增强炉渣脱硫能力，从而提高生铁质量、
第九章 高炉强化冶炼与新技术应用
• 第一节 高炉强化冶炼的方向 • 第二节 精料 • 第三节 高压操作 • 第四节 高风温 • 第五节 喷吹燃料 • 第六节 富氧鼓风 • 第七节 加湿鼓风与脱湿鼓风
2020/9/1
1
• 第一节 高炉强化冶炼的方向
• 高炉操作者的任务就是在给定条件下达到“高产、优 质、低耗、长寿”的目的。
补偿喷吹燃料和炉缸热量不足，以及稳定风口燃烧带 温度，为喷吹燃料创造有利条件。
• 风温水平：
• 风温水平与提高风温降低焦比的关系：
• 风温水平 -800 800-900 900-1000 +1000
• 降焦 % 4.0 3.5
3.0
2.0-2.5
•
（每提高100℃风温降焦幅度）
2020/9/1
10
• 一、提高风温对焦比影响
2020/9/1
2
• 从右图I与K的关系可以 看出：
• 1）在一定原料条件下， K先随I的提高而降低， 当I达到一定值后，K随I 的增加而增加，且存在 一个适宜的I，此时K最 低。
• 2）随着原料条件的改善， 适宜的I值提高而焦比K 随之降低。
图1 焦比与冶强的关系
2020/9/1
3
• 解释I与K的这种关系，要从顺行和炉内煤气能利用二 个方面来分析：
2020/9/1
8
• 2、焦比降低 • 1）高压操作改善了煤气流分布，促进炉况稳定顺行和
炉温稳定，降低煤气流速，煤气与矿石接触时间增加 等。
• 2）产量提高，单位生铁热损失减少。 • 3）压力提高，CO2+C=2CO反应开始温度提高，间接
还原区扩大。
• 4）高压不利SiO2等直接还原反应的进行，有利抑制Si 等的还原。
• 2、随风温提高，高炉热量利用系数随之增大。这是因为 鼓风带入的物理热直接作用于高炉高温区，热价值高于焦 炭燃烧放热。
• 3、风温提高，焦比降低，单位生铁煤气量减少，炉顶煤 气温度降低，炉顶煤气带走热量减少。
• 4、风温提高，高温区下移，间接还原区扩大。
• 5、风温提高，焦比降低，若I不变，则产量增加，单位生 铁热损失减少。
• 从提高高炉生产能力看，主要从三个方面：1）扩大炉 容；2）降低休风率；3）强化冶炼。
• 强化冶炼：在顺行基础上，使高炉在单位时间内能鼓 入更多的风量（氧量），提高冶炼强度，以便获得高 的利用系数和低的焦比。
• 从利用系数（ηV）与冶炼强度（I）和焦比（K）的关 系式： ηV=I/K 可以看出，要想提高ηV，一是要提高冶炼强度（I）， 二是要降低焦比（K）。
• 目前高炉冶炼而言，rd 值偏高，碳素消耗取决于热量消耗 而非还原剂消耗，故风温提高，焦比降低。但如上所述， 随风温水平提高，提高风温降低焦比幅度减小，原因如下：
• 1、鼓风带入物理热替代部分焦炭燃烧放热，使焦比降低， 但随风温提高，焦比降低，单位生铁鼓风量减小，鼓风带 入物理热相对减小，故降低焦比幅度减小。
2020/9/1
11
• 二、提高风温对顺行影响 • 提高风温对高炉顺行有不利影响，这是因为： • 1、风温提高，高温区PSiO增大（SiO大量挥发），引起
料柱透气性变差，严重时会导致难行。
• 2、风温提高，燃烧带温度增加，煤气体积膨胀，引起 压差升高，对顺行不利。
• 三、接受高风温条件 • 1、精料 • 2、与其它技术措施配合使用：1）高风温与喷吹燃料
• 高炉强化冶炼主要采取措施：精料、高压、高风温、 富氧鼓风、大喷吹、脱湿鼓风和自动控制等。
2020/9/1
5
•
第二节 精料
• 精料是高炉强化冶炼的物质基础。
• 一、精料基本内容
• 基本内容；高、稳、熟、小、匀、净
• 高：
• 稳：•熟•Fra bibliotek小：• 匀：
•净
• 二、提高人造富矿的高温冶金性能——还原后强度、 还原性、软熔性
• 生产实践证明：炉顶压力提高0.01MPa，产量提高 2~3%，焦比降低0.5~1.0%。
• 高压操作现状：
• 高压操作作用：
• 1、强化冶炼作用
• 炉顶压力提高，炉内煤气体积减小，流速降低，压差 减小，有利提高冶炼强度，提高产量。
2020/9/1
7
图2 冶强与顶压的关系
图3 压差与顶压及冶强的关系