两段炉基本知识讲座
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有色金属冶金技术讲座ppt有色金属冶金技术基础知识讲座36691
金属
加工处理
（1）化学冶金:
（2）物理冶金：
3.有色冶金的任务：把要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中 分离出来，得到粗金属产品（粗炼），再将粗金属进行提纯得到 合格的精炼金属产品（精炼）。
4.冶金过程：应用各种化学方法或物理化学方法使原料中的主要 金属与其他金属或非金属元素化合物分开，以获得纯度较高的金 属。 （1）炼前处理 （2）粗炼 （3）精炼
b.置换法、负电金属
正电金属。如
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
c.水解法、金属盐类
氢氧化物(碱性
盐类)
如
NaAlO2+2H2O=Al(OH)3 +NaOH
d.化学沉积法、金属化合物
金属难溶盐。如
Ag2SO4+NaCl=2AgCl+Na2SO4
三、几种常用的冶金炉
1.竖炉：用于矿物原料的焙烧、锻烧及熔炼等方面。如炼 Cu、Pb、Sn、 Ni、Sb的鼓风炉、Sb、Hg焙烧炉、炼Mg 工业的竖式氯化炉等。
①还原熔炼、金属氧化物（焙砂、烧结块）→还原气氛 熔炼→粗金属。
SnO2+CO=SnO+CO2 SnO+CO=Sn+CO2
②氧化熔炼、利用某些元素易氧化的特性，除去合金中的 杂质。 2FeS+3O2=2FeO+SO2
③造锍熔炼、如氧化镍矿炼镍锍 FeO+CaS=FeS+CaO
3NiO+3CaS=Ni3S2+3CaO+½S2 3NiO+3FeS=Ni3S2+3FeO+½S2 ④沉淀熔炼（置换熔炼）、如炼锑 Sb2S3+Fe=2Sb+3FeS
电炉车间安全讲座
下来自页：控制措施中频炉系统事故预案
• 中频炉漏炉、穿炉应急处理 控制措施: a从筑炉开始要专人严格管理，保证每处炉衬打结一 致。禁止有杂物在打结时掉入炉衬中。 b加料前要观察炉衬是否有裂纹，穿孔等可能导致穿 炉的现象存在，一旦存在问题，必须处理。 c 每炉定时检查炉衬使用情况。炉体周围、感应线 圈保持清洁，无积尘。 d 熔炼过程中由于设备故障或其他因素，造成长时 间不能开炉熔炼，应将钢水从炉中翻出，防止结 壳。
下一页：应急处理
中频炉系统事故预案
应急处理 • a、一旦发现穿炉时，不管漏钢的大小，立即切断 主电源，要在第一时间内上报； • b、在及时上报的同时，喊开周围所有的人员，撤 离到安全位置； • c、在处理时，必须引起高度重视，设立好警戒绳 严禁无关人员进入作业区。 • d、若漏点不大，把钢包车开至出钢位，进行出钢 操作完成后，及时用消防沙和消防水对漏炉钢水 进行冷却，防止事故蔓延。
氧气的危害
• 过度吸氧的负作用 早在19世纪中叶，英国科学家保 尔· 伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒 ，人类也同样。人如果在大于0.05 MPa（半个大气 压）的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸 入时间过长，就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏 障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼 吸功能，进而使各胀器缺氧而发生损害。在0.1 MPa （1个大气压）的纯氧环境中，人只能存活24小时， 就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在 0.2 MPa（2个大气压）高压纯氧环境中，最多可停 留1.5小时 ~ 2小时，超过了会引起脑中毒，生命节 奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。
是一种无视管理制度的对抗性心理状态， 一般在行为上表现“你让我这样，我偏要 那样、越不许干，我越要干”等特征。 a. 显现对抗：当面顶撞，不但不改正，反而
• 中频炉漏炉、穿炉应急处理 控制措施: a从筑炉开始要专人严格管理，保证每处炉衬打结一 致。禁止有杂物在打结时掉入炉衬中。 b加料前要观察炉衬是否有裂纹，穿孔等可能导致穿 炉的现象存在，一旦存在问题，必须处理。 c 每炉定时检查炉衬使用情况。炉体周围、感应线 圈保持清洁，无积尘。 d 熔炼过程中由于设备故障或其他因素，造成长时 间不能开炉熔炼，应将钢水从炉中翻出，防止结 壳。
下一页：应急处理
中频炉系统事故预案
应急处理 • a、一旦发现穿炉时，不管漏钢的大小，立即切断 主电源，要在第一时间内上报； • b、在及时上报的同时，喊开周围所有的人员，撤 离到安全位置； • c、在处理时，必须引起高度重视，设立好警戒绳 严禁无关人员进入作业区。 • d、若漏点不大，把钢包车开至出钢位，进行出钢 操作完成后，及时用消防沙和消防水对漏炉钢水 进行冷却，防止事故蔓延。
氧气的危害
• 过度吸氧的负作用 早在19世纪中叶，英国科学家保 尔· 伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒 ，人类也同样。人如果在大于0.05 MPa（半个大气 压）的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸 入时间过长，就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏 障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼 吸功能，进而使各胀器缺氧而发生损害。在0.1 MPa （1个大气压）的纯氧环境中，人只能存活24小时， 就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在 0.2 MPa（2个大气压）高压纯氧环境中，最多可停 留1.5小时 ~ 2小时，超过了会引起脑中毒，生命节 奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。
是一种无视管理制度的对抗性心理状态， 一般在行为上表现“你让我这样，我偏要 那样、越不许干，我越要干”等特征。 a. 显现对抗：当面顶撞，不但不改正，反而
炼铁基本知识讲座课件
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7
5.2 高炉焦炭的理化性质
✓焦炭的光学组织：各向同性、镶嵌结构、流动性、 惰性物（分析焦炭反应性、预测机械强度等）
✓焦炭的显微分析（微观结构。光学显微镜-观察和
测定焦炭气孔结构，气孔分布、气孔率、平均尺
寸、壁厚等；X射线衍射分析-判定石墨化程度，
晶体的定量、无机硫的赋存状态等；扫描电镜-光
N%
S%
（分析基） （分析基）
0.86
0.22
0.77
0.30
0.76
0.32
1.22
0.40
0.76
0.14
1.28
0.40
1.07
0.49
1.31
0.42
0.90
0.41
0.81
0.60
0.91
0.65
1.33
0.61
0.94
0.42
1.38
0.41
0.81
0.56
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20
对煤中元素的要求
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15
焦炭在高炉内粒度的变化
由图可见，自炉身中 部开始，焦炭平均粒度变 小。变化程度以外圈靠近 炉墙焦炭激烈，与炉内的 气流分布和温度分布密切 相关。
图4.1焦炭在高炉内粒度的变化
●－内圈；╳－外圈；△－中
心
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16
6 喷吹煤粉质量评价
• 煤种成分 • 煤种灰分灰熔点 • 煤种的发热值 • 煤种的可磨性和流动性 • 煤种的着火点和爆炸性 • 煤种的燃烧性
✓焦炭的比热容（煤化度、灰份）
✓热导率
✓热膨胀系数
✓收缩率
✓热应力
✓电阻率（成熟度、微观结构）
承压类特种设备基本知识
地方性法规由省、自治区、直辖市以及有 立法权的较大城市人大制定。如山东省?特 种设备平安监察条例?。
前言
3、行政规章〔部门规章〕 行政规章这个层次包括国务院各部门行政规章 和省、自治区、直辖市和较大城市的人民政 府规章。
行政规章是以国务院行政部门首长令的形式 发布、行政管理内容较突出的文件〔相关方 法、规定〕。如中华人民共和国国家质量监 督检验检疫总局令第22号?锅炉压力容器制造 监督管理方法?已经2002年7月1日国家质量监 督检验检疫总局局务会议审议通过，现予公 布，自2003年1月1日起实施。
前言
三、特种设备事故分类〔549号?条例?
第六章 事故预防与调查处理〕
根据事故造成的人员伤亡、直接经济损 失、中断运行时间、受困人数、人员转移数 量、设备损坏程度等因素将特种设备事故分 为特别重大事故、重大事故、较大事故、一 般事故四个级别〔与2007年6月1日施行的?生 产平安事故报告和调查处理条例?〔国务院 493号令〕既一致又有区别〕。
承压类特种设备根本知识
主要内容 一、 前言 二、锅炉根本知识 三、压力容器根本知识 四、压力管道根本知识
前言
主要内容
一、 特种设备概念 及分类 二、特种设备特点 三、特种设备事故分类 四、特种设备法规标准体系
前言
一、特种设备概念及分类 ㈠特种设备概念 特种设备特指人们生产 和生活中广泛使用的，一旦发生故障有可能 危及公共平安的，受到政府强制监督管理的 设备。在?特种设备平安监察条例?中规定特 种设备是指涉及生命平安、危险性较大的锅 炉、压力容器〔含气瓶〕、压力管道、电梯、 起重机械、客运索道、大型游乐设施、场
前言
二、特种设备平安监察的特点 我国特种设备平安监察始于建国初，1955年设立专门机 构，实行专项监察。1955年4月25日，天津第一棉纺厂发生 一起铆接锅炉爆炸事故，造成8人死亡，69人受伤，引起国 务院重视。当时前苏联劳动保护专家提出在中国建立锅炉平 安监察机构的建议。同年6月，国务院批准在劳动部设立锅 炉平安检查总局，对锅炉、压力容器、起重机械等特种设备 进行专门监督管理。
前言
3、行政规章〔部门规章〕 行政规章这个层次包括国务院各部门行政规章 和省、自治区、直辖市和较大城市的人民政 府规章。
行政规章是以国务院行政部门首长令的形式 发布、行政管理内容较突出的文件〔相关方 法、规定〕。如中华人民共和国国家质量监 督检验检疫总局令第22号?锅炉压力容器制造 监督管理方法?已经2002年7月1日国家质量监 督检验检疫总局局务会议审议通过，现予公 布，自2003年1月1日起实施。
前言
三、特种设备事故分类〔549号?条例?
第六章 事故预防与调查处理〕
根据事故造成的人员伤亡、直接经济损 失、中断运行时间、受困人数、人员转移数 量、设备损坏程度等因素将特种设备事故分 为特别重大事故、重大事故、较大事故、一 般事故四个级别〔与2007年6月1日施行的?生 产平安事故报告和调查处理条例?〔国务院 493号令〕既一致又有区别〕。
承压类特种设备根本知识
主要内容 一、 前言 二、锅炉根本知识 三、压力容器根本知识 四、压力管道根本知识
前言
主要内容
一、 特种设备概念 及分类 二、特种设备特点 三、特种设备事故分类 四、特种设备法规标准体系
前言
一、特种设备概念及分类 ㈠特种设备概念 特种设备特指人们生产 和生活中广泛使用的，一旦发生故障有可能 危及公共平安的，受到政府强制监督管理的 设备。在?特种设备平安监察条例?中规定特 种设备是指涉及生命平安、危险性较大的锅 炉、压力容器〔含气瓶〕、压力管道、电梯、 起重机械、客运索道、大型游乐设施、场
前言
二、特种设备平安监察的特点 我国特种设备平安监察始于建国初，1955年设立专门机 构，实行专项监察。1955年4月25日，天津第一棉纺厂发生 一起铆接锅炉爆炸事故，造成8人死亡，69人受伤，引起国 务院重视。当时前苏联劳动保护专家提出在中国建立锅炉平 安监察机构的建议。同年6月，国务院批准在劳动部设立锅 炉平安检查总局，对锅炉、压力容器、起重机械等特种设备 进行专门监督管理。
锻造基础知识讲座
锻造基础知识讲座（一）锻造的基本概念。
锻造是锻压工艺的一部分，锻压包括锻造和冲压两部分。
锻造的根本目的：是获得所需形状和尺寸，同时要求其性能和组织符合一定的技术要求的毛坯。
锻造按温度来分有：热锻、温锻和冷锻。
不同的锻造温度对锻件的组织和性能的影响也是不同的。
下面介绍的内容主要是热锻部分知识。
锻造分自由锻和模锻两部分。
自由锻是自由锻造的简称，自由锻包括胎模锻，适用于单件小批生产。
模锻适用于批量生产和大批量生产，如汽车制造行业。
自由锻和模锻是锻造工艺的主要支柱。
发达国家的模锻件占锻件总重量的70％以上；我国在50年代模锻件占锻件总重量不到20％，现在有进步，但模锻件总重乃比自由锻件少。
自由锻又分手工锻和机器锻。
手工锻在现在工厂用得很少，只在工具修理部门有，农村的铁匠炉基本上还是用手工锻。
机器锻又分锤上自由锻和水压机上自由锻，前者用来生产大、中、小锻件；后者用来生产大型和特大型锻件。
自由锻特点：1.所用工具简单，通用性强，灵活性大。
2.靠工人的手工操作来控制锻件的形状和尺寸，因此，锻件的精度差，工人的劳动强度大，生产率低。
锻件的主要缺陷有：1.裂纹：有横向、纵向裂纹及其它各种裂纹。
2.过烧。
3.白点（锻件内部银白色、灰白色圆形的裂纹）4.折叠。
5.疏松、非金属夹杂物。
6.机械性能达不到要求（锻比不够）。
7.弯曲、变形。
产生以上缺陷的原因很多，有铸锭缺陷引起的，有锻造加热不当引起的，有锻造本身的原因，也有锻后冷却和热处理不当引起的。
总之，原因很多。
所以当锻件的缺陷发现后，需要综合起来进行分析，并要掌握在不同情况下产生缺陷的不同特征，以便具体问题进行具体分析。
（二）锻造设备简介。
1.自由锻设备：有锻锤和水压机两类。
（1）锻锤有：简易锻锤---夹板（杆）锤：最大吨位1～2吨。
弹簧锤：最大吨位100公斤左右。
钢丝锤：最大吨位3吨。
如我厂的3 吨落锤。
空气锤：规格有：40、65、75、150、250、400、560、750、1000公斤等。
矿热炉专题知识讲座
26
国内部分企业短网运营情况调查汇总表
产品 硅铁 硅钙合金 硅钙钡 合金 工业硅
锰硅合金
碳铬合金
短网压降 %
19.23 13.72 39.8 20.57 32.5 25.4 22.5 17.9 16.9 27.74 21.21 22.94
铜管 2.79 4.1 3.7 3.15 3.17 3.24 2.74 2.69 2.79 2.89 2.88 2.96
焦耳-楞次定律： Q=0.239I2Rt
工频电流中旳导体集肤效应
导体名称
铜
铝
石墨电极 碳素电极 自焙电极
（50℃） （50℃） （1000℃） （1000℃） （1000℃）
集肤深度mm 9.24
11.72
21.95
44.81
50.70
注：上述数据是按着圆柱体旳几何形状计算旳。
25
集肤效应深度
红色是电荷流过旳截面，黄色是没有电 荷流过旳截面。
T = 1637 ℃ ∆H = 24637kJ/kg (Si)
48
冶炼温度和入炉功率
冶炼温度
电弧热— 热等离子体 3×103～4×104 K （属低温等离子体；核聚变、激光聚 变，属高温等离子体，106 ～108K）
电阻热— 焦炭层、熔体<3×103 K
功率密度—维持反应温度旳电能输入要求
49
电流密度（A/mm2）
铜排
水冷电缆
2.92
3.83
1.97
1.56
1.81
1.49
1.91
1.52
1.77
1.48
3.59
3.17
3.09
3.79
1.43
1.08
国内部分企业短网运营情况调查汇总表
产品 硅铁 硅钙合金 硅钙钡 合金 工业硅
锰硅合金
碳铬合金
短网压降 %
19.23 13.72 39.8 20.57 32.5 25.4 22.5 17.9 16.9 27.74 21.21 22.94
铜管 2.79 4.1 3.7 3.15 3.17 3.24 2.74 2.69 2.79 2.89 2.88 2.96
焦耳-楞次定律： Q=0.239I2Rt
工频电流中旳导体集肤效应
导体名称
铜
铝
石墨电极 碳素电极 自焙电极
（50℃） （50℃） （1000℃） （1000℃） （1000℃）
集肤深度mm 9.24
11.72
21.95
44.81
50.70
注：上述数据是按着圆柱体旳几何形状计算旳。
25
集肤效应深度
红色是电荷流过旳截面，黄色是没有电 荷流过旳截面。
T = 1637 ℃ ∆H = 24637kJ/kg (Si)
48
冶炼温度和入炉功率
冶炼温度
电弧热— 热等离子体 3×103～4×104 K （属低温等离子体；核聚变、激光聚 变，属高温等离子体，106 ～108K）
电阻热— 焦炭层、熔体<3×103 K
功率密度—维持反应温度旳电能输入要求
49
电流密度（A/mm2）
铜排
水冷电缆
2.92
3.83
1.97
1.56
1.81
1.49
1.91
1.52
1.77
1.48
3.59
3.17
3.09
3.79
1.43
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高炉炼铁实用操作技术讲座
高炉炼铁实用操作技术讲座主讲人：车奎生作者简介：建龙钢铁控股有限公司企划部一级主任工程师，炼铁高级工程师职称，具有23年大中小高炉实际操作管理经验。
1993年4月至2002年3月在担任过9年包钢大高炉车间主任，期间创下了包钢炼铁厂高炉利用系数、喷煤比、综合焦比、高炉寿命40年历史最好记录。
2002年4月至2003年12月在担任唐山建龙炼铁厂厂长期间，创下450M3高炉开炉6天达产、连续半年平均利用系数4.05t/m3.d、高炉喷吹单一无烟煤首月全厂喷煤比126kg/t、富氧后连续半年全厂喷煤比165 kg/t四项当时同类型高炉全国第一。
作为主要组织者“450M3高炉设计与工艺技术创新”2004年通过了河北省科技厅省级成果鉴定。
多次成功的为全国各地钢铁企业成功处理各种严重失常炉况以及强化冶炼增产节焦现场操作指导，在正常炉况强化冶炼、失常炉况安全快速恢复、高炉安全经济开炉与科学快速度达产等各方面具有丰富的理论和实际经验，具有许多独创的行之有效的专利型新技术。
在高炉工长、炉长、厂长强化培训等各方面具有丰富的经验，为全国许多钢铁企业培养出上百位优秀的高炉工长、炉长和炼铁厂长。
第一讲、国内外高炉炼铁新技术与发展方向一、我国炼铁技术十大发展趋势(一)、高炉大型化得到了进一步发展并逐步被全国各家钢铁企业所认同。
1、高炉大型化在我国的发展过程高炉大型化在国外上世纪七十年代已经普遍得到认同和发展，我国当时只有十大钢具有部分大型高炉，许多省属地方骨干企业大都是350m3以下小高炉，武钢、包钢原苏联设计的1513m3高炉在我国已经属于大型高炉了，80~90年代宝钢采用新日铁技术的4150~4350m3高炉相继投产，开创了我国高炉大型化的新纪元，1991年武钢投产3200m3新五号高炉，鞍钢、首钢、马钢、包钢、唐钢等大国企一些2200、2500、3200立级的大型高炉相继投产。
进入二十一世纪，很多原先的省属骨干企业如济钢、莱钢、安钢、邯钢、宣钢2500立级高炉相继建投产，一些优秀的的民营钢铁企业如沙钢、国丰、津西、建龙、潍刚、纵横等都在建设1080~2500立级的大型高炉，说明高炉大型化已经逐步得到了中小国营和民营企业的认同，当然这与国家的环保和钢铁产业政策也是分不开的。
转炉溅渣护炉技术(讲座)PPT课件
有效地减轻了初渣对溅渣层的侵蚀。
采用溅渣护炉技术后，转炉终渣含有 较高的MgO（>10％），将终渣返回使用， 即可促使初渣早化，又可利用渣中的MgO， 还可减少石灰加入量。
据日本住友金属报导，当返回渣加入 量为10kg/t钢时，可以完全取代萤石；使 用25kg/t钢的返回渣，可减少17％的石灰 用量；返回渣与白云石联合使用时，还可
同步，达1万炉以上。
2、溅渣护炉的炉渣控制
2.1溅渣护炉工艺过程
吹炼过程造好渣
出钢后将转炉摇正
降下氧枪吹氮2-3分钟
将多余炉渣倒出
2.2 造渣工艺
转炉采用溅渣护炉技术后， 造渣工艺可简单概括为“初渣早化， 过程渣化透，终渣做粘，溅渣挂 上”。
（1）初渣
在吹炼前期能否迅速形成高碱度的 炉渣，是减轻初渣对溅渣层及炉衬侵蚀 的一个重要环节。
•渣中氧化铁首先与砖中C发生脱C反
应，产生气孔； •液态炉渣渗入气孔并存在于镁砂颗粒
要与温度有关，过高的终点温度会使溅 渣层熔掉，而失去对炉衬的保护作用。
终渣中氧化铁也会与溅渣层发生反 应，降低溅渣层的熔点，从而加快溅渣 层的熔化。如溅渣层熔掉后，炉渣将会 直接侵蚀炉衬。
吹炼后期的炉渣碱度已超过3， 当开吹时加入足够的含MgO材料时， 终渣MgO已达到过饱和，此时对炉 衬起侵蚀作用的主要是渣中氧化铁。 有关研究表明，终渣对镁碳砖的侵 蚀过程为：
初渣碱度低，渣中MgO饱和溶解度 高，由于吹炼初期的熔池温度尚未达到 溅渣层的熔化温度，因而初渣对溅渣层 的侵蚀主要表现为化学溶解，即：
VCaO = DCaO/CaO(C*CaO - CCaO)
(1)
VMgO = DMgO/MgO(C*MgO - CMgO)
(2)
采用溅渣护炉技术后，转炉终渣含有 较高的MgO（>10％），将终渣返回使用， 即可促使初渣早化，又可利用渣中的MgO， 还可减少石灰加入量。
据日本住友金属报导，当返回渣加入 量为10kg/t钢时，可以完全取代萤石；使 用25kg/t钢的返回渣，可减少17％的石灰 用量；返回渣与白云石联合使用时，还可
同步，达1万炉以上。
2、溅渣护炉的炉渣控制
2.1溅渣护炉工艺过程
吹炼过程造好渣
出钢后将转炉摇正
降下氧枪吹氮2-3分钟
将多余炉渣倒出
2.2 造渣工艺
转炉采用溅渣护炉技术后， 造渣工艺可简单概括为“初渣早化， 过程渣化透，终渣做粘，溅渣挂 上”。
（1）初渣
在吹炼前期能否迅速形成高碱度的 炉渣，是减轻初渣对溅渣层及炉衬侵蚀 的一个重要环节。
•渣中氧化铁首先与砖中C发生脱C反
应，产生气孔； •液态炉渣渗入气孔并存在于镁砂颗粒
要与温度有关，过高的终点温度会使溅 渣层熔掉，而失去对炉衬的保护作用。
终渣中氧化铁也会与溅渣层发生反 应，降低溅渣层的熔点，从而加快溅渣 层的熔化。如溅渣层熔掉后，炉渣将会 直接侵蚀炉衬。
吹炼后期的炉渣碱度已超过3， 当开吹时加入足够的含MgO材料时， 终渣MgO已达到过饱和，此时对炉 衬起侵蚀作用的主要是渣中氧化铁。 有关研究表明，终渣对镁碳砖的侵 蚀过程为：
初渣碱度低，渣中MgO饱和溶解度 高，由于吹炼初期的熔池温度尚未达到 溅渣层的熔化温度，因而初渣对溅渣层 的侵蚀主要表现为化学溶解，即：
VCaO = DCaO/CaO(C*CaO - CCaO)
(1)
VMgO = DMgO/MgO(C*MgO - CMgO)
(2)
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100—150℃ 550—600℃ 980—1960Pa(100—200㎜H2O) 1960—2940Pa(200—300㎜H2O)
7.0 kPa 55—65℃
17m2 70（294） kPa
550 kg/h 1.5 r/h 11 kW 2.2 kW DN500 866×866 294 kPa DN500
两段炉基本知识讲座
两段炉的发展
两段炉在国内研究较早，早在六十年代，部 分设计院已经对两段煤气炉的结构及其配 套净化设施进行研究，但应用较少，八十 年代后，由于先后从国外引进许多类型的 不同直径的两段炉，从而推动了国内两段 炉工作的发展。
工作流程表：
工艺风机 电捕焦油器
上煤系统
煤
40~60mm 煤仓
18
19 20
名称
炉膛直径
炉膛断面积
适用燃料
燃料块度
燃料消耗量
煤气产量
煤气热值 （低热值）
上段煤气 下段煤气 混合煤气
出口煤气 温度
上段煤气 下段煤气
炉 出口 煤气压力
上段煤气 下段煤气
炉底鼓风压力
鼓风饱和温度
水套受热面积
水套蒸汽压力
水套蒸汽产量
灰 盘 转 速：
灰盘传动功率：
给煤液压站电机功率
煤气出口 gch 公称直径
两段式煤气 发生 炉
间冷却器 2级电捕轻油器
煤气加压机
车间
蒸汽
旋风除尘器 风冷器
干馏段形式
❖ 干馏段根据其结构大致有3种 ：
❖ 干馏段中间设一个耐热不锈钢管，管内走底煤气对煤炭进行外 加热，四周用耐火材料砌成环形垂直通道，走底煤气，也对煤 炭进行外加热，大部分底煤气直接进入干馏段对煤气进行直接 加热。
加煤、出渣形式
❖加煤：有的用滚筒式、有的用双钟罩式， 设双道板阀，机械煤位控制器（或微波煤 位控制器），用机械或液压传动、程序控 制、间歇自动加煤。
❖ 出渣：炉篦及灰盘传动采用机械或液 压驱动，湿法出灰。
加煤形式：
煤 仓
阀2
阀4
缓冲煤仓
阀1
阀3
炉体
两段炉特点： 干馏段 中 心 管
气化段
出渣传动
不但可用不粘结煤，弱粘结煤，而且 可采用较年轻的单种煤为原料进行完 全气化，这种煤国内贮量丰富、开采 量大，原料来源易解决。
对原料煤的技术要求（以烟煤为例）
•粒度分级：
20～40、25～50、30～60㎜
•最大粒径/最小粒径：
≤2
•块煤限下率：
≤10%
•含矸率：
≤2%
•挥发分（干基）：
≥20%
•水分
两段炉特点
发生炉两段炉是在单段炉的基础上加 干馏段，把煤的低温干馏和高温气化 结合在一个炉内，分段进行，即原料 煤在炉上段进行低温干馏，生成的热 半焦落入下段进行气化。这样就可以 用含有大量挥发份的弱粘结性烟煤或 长烟煤来制取干馏煤气、气化煤气、 二者混合的煤气。
两段炉特点一对原料煤的煤种适应性较强
❖ 干馏段中间设隔墙，根据炉径大小有的分四室，有的分五室， 中间隔墙设垂直通道，四周环行耐火材料也设垂直通道，两处 通道均有底煤气通过，对煤炭进行外加热，部分底煤气直接走 干馏段，对煤炭进行直接加热
❖ 在干馏段下部设环行通道夹墙，部分底煤气对干馏段的四周进 行外加热。大部分底煤气直接进入干馏段对煤炭进行加热，另 外有的在干馏段设一字隔墙。
• 生产、运行费用低，两段炉比单段炉成本降低10% • 气化剂用空气和自产蒸汽，常（低）压操作，开停炉方
便、生产灵活，负荷波动范围可达30%以上，干馏后的 半焦在气化段气化时，其气化活性比原煤好，产气量大
Φ3.2两段式煤气发生炉技术特性及基本参数：
序号 1 2 3 4 5 6 7 7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17
上段 下段
探火孔蒸汽压力
炉底鼓风管公称直径
特性及基本参数 3.2m 8.04㎡ 不粘煤、弱粘煤、长焰煤、气煤、贫煤、部分褐煤
20—40，25—50，30—60㎜ 2000—2400kg/h 6500—7500m3/h
(1600—1700)×4.18kJ/m3 (1200—1300)×4.18 kJ/m3 (1450—1550)×4.18 kJ/m3
＜10%
•灰分
＜20%
•全硫（干基）：
≤2%
•煤灰软化温度（ST）：
≥1250℃
•热稳定性（Rw+6）：
＞60%
•抗碎强度（＞25㎜）： ＞60%
•罗加指数（R、I）：
≤20%
•自由膨胀指数（F、S、I）： ≤2%
两段炉特点一热效率高
干馏段生成的热半焦温度可达550～600℃，直 接落入气化段气化，相对比较节省了原料入炉加 热的热耗，同时干馏段煤层干馏所需热量是吸收 气化的热煤气所带入的潜热，故与单段气化炉相 比，热效率一般高10%，用同样的煤、煤气热值 高～200KCal/m3。每年比用单段炉节省大量煤 炭，另外，如若回收轻质低温焦油可外卖或作煤 气增热用
两段炉特点一环境污染小
• 加煤与排灰均属密封系统操作，如采用 烟煤气化时，在冷煤气流程中，不存在 原单段炉生产过程中产生重质焦油与粉 尘难以分离和产生大量酚水等难以处理 的问题。
• 在热煤气流程中，不存在重质高温焦油 与粉尘积于管道内，且需要定期停炉打 扫问题，环境污染得到根本改善。
两段炉特点
• 用两段炉，带出物比单段炉少（一般约10%），气化强 度大（最高可达300～400kg/㎡h）,节约用水（一般补水 为0.3t/1000m3煤气），冷却水采用闭路循环,煤气中含 氨等杂质少,含水也比单段炉少(一般由单段炉的60g/m3 煤气，减少到26 g/m3 煤气),易处理。
煤气成份：
成 CO2 份
含 上 3.1 量煤 %气
下 3.2 煤 气
混 3.15 合 气
CmHn 0.75 0.2 0.458
O2 CO CH4 0.53 28 4.5 0.58 30.5 0.4 0.56 29.33 2.33
H2
N2
低热值 KJ/m3
16 47.12 1750×4.18
13 52.12 1316×4.18
14.41 49.77 1520×4.18
注：两段炉的产气量，煤气成分，热值与入炉煤的种类、块度等有关，本表系假设成份
煤气炉内燃料层的分区
干燥层
焦油、H2O
燃
干馏层
H2、CH4 、CO
料
还原层
H2、CO
分
氧化层
CO2、CO、热量
层
灰渣层
灰渣
煤气炉内燃料层的分区：
空层 干燥层 干馏层 还原层 氧化层 灰渣层
干燥层——在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，燃料中的水分得以蒸发； 干馏层——在干燥层下面，由于温度条件与干馏炉相似，燃料发生热分解，放出 挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应； 气化层——煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的碳和气化剂在此区域发生激 烈的化学反应。鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。 （1）氧化层 碳与气化剂中的氧发生激烈的热化学反应，生成二氧化碳和一氧化 碳，并放出大量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。氧化层温度一般 维持在1100～1200℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。 （2）还原层 还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热的炭起作用， 进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热的炭进行吸热化学反应，生 成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。 灰渣层—气化反应后炉渣所形成的灰层，它能预热和均匀分布自炉底进入的气化 剂，并起着保护炉条和灰盘的作用。 燃料层里不同区层的高度，随燃料的种类、性质 的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异。而且，各区层之间没有明显的分界，往 往是互相交错的。
7.0 kPa 55—65℃
17m2 70（294） kPa
550 kg/h 1.5 r/h 11 kW 2.2 kW DN500 866×866 294 kPa DN500
两段炉基本知识讲座
两段炉的发展
两段炉在国内研究较早，早在六十年代，部 分设计院已经对两段煤气炉的结构及其配 套净化设施进行研究，但应用较少，八十 年代后，由于先后从国外引进许多类型的 不同直径的两段炉，从而推动了国内两段 炉工作的发展。
工作流程表：
工艺风机 电捕焦油器
上煤系统
煤
40~60mm 煤仓
18
19 20
名称
炉膛直径
炉膛断面积
适用燃料
燃料块度
燃料消耗量
煤气产量
煤气热值 （低热值）
上段煤气 下段煤气 混合煤气
出口煤气 温度
上段煤气 下段煤气
炉 出口 煤气压力
上段煤气 下段煤气
炉底鼓风压力
鼓风饱和温度
水套受热面积
水套蒸汽压力
水套蒸汽产量
灰 盘 转 速：
灰盘传动功率：
给煤液压站电机功率
煤气出口 gch 公称直径
两段式煤气 发生 炉
间冷却器 2级电捕轻油器
煤气加压机
车间
蒸汽
旋风除尘器 风冷器
干馏段形式
❖ 干馏段根据其结构大致有3种 ：
❖ 干馏段中间设一个耐热不锈钢管，管内走底煤气对煤炭进行外 加热，四周用耐火材料砌成环形垂直通道，走底煤气，也对煤 炭进行外加热，大部分底煤气直接进入干馏段对煤气进行直接 加热。
加煤、出渣形式
❖加煤：有的用滚筒式、有的用双钟罩式， 设双道板阀，机械煤位控制器（或微波煤 位控制器），用机械或液压传动、程序控 制、间歇自动加煤。
❖ 出渣：炉篦及灰盘传动采用机械或液 压驱动，湿法出灰。
加煤形式：
煤 仓
阀2
阀4
缓冲煤仓
阀1
阀3
炉体
两段炉特点： 干馏段 中 心 管
气化段
出渣传动
不但可用不粘结煤，弱粘结煤，而且 可采用较年轻的单种煤为原料进行完 全气化，这种煤国内贮量丰富、开采 量大，原料来源易解决。
对原料煤的技术要求（以烟煤为例）
•粒度分级：
20～40、25～50、30～60㎜
•最大粒径/最小粒径：
≤2
•块煤限下率：
≤10%
•含矸率：
≤2%
•挥发分（干基）：
≥20%
•水分
两段炉特点
发生炉两段炉是在单段炉的基础上加 干馏段，把煤的低温干馏和高温气化 结合在一个炉内，分段进行，即原料 煤在炉上段进行低温干馏，生成的热 半焦落入下段进行气化。这样就可以 用含有大量挥发份的弱粘结性烟煤或 长烟煤来制取干馏煤气、气化煤气、 二者混合的煤气。
两段炉特点一对原料煤的煤种适应性较强
❖ 干馏段中间设隔墙，根据炉径大小有的分四室，有的分五室， 中间隔墙设垂直通道，四周环行耐火材料也设垂直通道，两处 通道均有底煤气通过，对煤炭进行外加热，部分底煤气直接走 干馏段，对煤炭进行直接加热
❖ 在干馏段下部设环行通道夹墙，部分底煤气对干馏段的四周进 行外加热。大部分底煤气直接进入干馏段对煤炭进行加热，另 外有的在干馏段设一字隔墙。
• 生产、运行费用低，两段炉比单段炉成本降低10% • 气化剂用空气和自产蒸汽，常（低）压操作，开停炉方
便、生产灵活，负荷波动范围可达30%以上，干馏后的 半焦在气化段气化时，其气化活性比原煤好，产气量大
Φ3.2两段式煤气发生炉技术特性及基本参数：
序号 1 2 3 4 5 6 7 7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17
上段 下段
探火孔蒸汽压力
炉底鼓风管公称直径
特性及基本参数 3.2m 8.04㎡ 不粘煤、弱粘煤、长焰煤、气煤、贫煤、部分褐煤
20—40，25—50，30—60㎜ 2000—2400kg/h 6500—7500m3/h
(1600—1700)×4.18kJ/m3 (1200—1300)×4.18 kJ/m3 (1450—1550)×4.18 kJ/m3
＜10%
•灰分
＜20%
•全硫（干基）：
≤2%
•煤灰软化温度（ST）：
≥1250℃
•热稳定性（Rw+6）：
＞60%
•抗碎强度（＞25㎜）： ＞60%
•罗加指数（R、I）：
≤20%
•自由膨胀指数（F、S、I）： ≤2%
两段炉特点一热效率高
干馏段生成的热半焦温度可达550～600℃，直 接落入气化段气化，相对比较节省了原料入炉加 热的热耗，同时干馏段煤层干馏所需热量是吸收 气化的热煤气所带入的潜热，故与单段气化炉相 比，热效率一般高10%，用同样的煤、煤气热值 高～200KCal/m3。每年比用单段炉节省大量煤 炭，另外，如若回收轻质低温焦油可外卖或作煤 气增热用
两段炉特点一环境污染小
• 加煤与排灰均属密封系统操作，如采用 烟煤气化时，在冷煤气流程中，不存在 原单段炉生产过程中产生重质焦油与粉 尘难以分离和产生大量酚水等难以处理 的问题。
• 在热煤气流程中，不存在重质高温焦油 与粉尘积于管道内，且需要定期停炉打 扫问题，环境污染得到根本改善。
两段炉特点
• 用两段炉，带出物比单段炉少（一般约10%），气化强 度大（最高可达300～400kg/㎡h）,节约用水（一般补水 为0.3t/1000m3煤气），冷却水采用闭路循环,煤气中含 氨等杂质少,含水也比单段炉少(一般由单段炉的60g/m3 煤气，减少到26 g/m3 煤气),易处理。
煤气成份：
成 CO2 份
含 上 3.1 量煤 %气
下 3.2 煤 气
混 3.15 合 气
CmHn 0.75 0.2 0.458
O2 CO CH4 0.53 28 4.5 0.58 30.5 0.4 0.56 29.33 2.33
H2
N2
低热值 KJ/m3
16 47.12 1750×4.18
13 52.12 1316×4.18
14.41 49.77 1520×4.18
注：两段炉的产气量，煤气成分，热值与入炉煤的种类、块度等有关，本表系假设成份
煤气炉内燃料层的分区
干燥层
焦油、H2O
燃
干馏层
H2、CH4 、CO
料
还原层
H2、CO
分
氧化层
CO2、CO、热量
层
灰渣层
灰渣
煤气炉内燃料层的分区：
空层 干燥层 干馏层 还原层 氧化层 灰渣层
干燥层——在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，燃料中的水分得以蒸发； 干馏层——在干燥层下面，由于温度条件与干馏炉相似，燃料发生热分解，放出 挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应； 气化层——煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的碳和气化剂在此区域发生激 烈的化学反应。鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。 （1）氧化层 碳与气化剂中的氧发生激烈的热化学反应，生成二氧化碳和一氧化 碳，并放出大量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。氧化层温度一般 维持在1100～1200℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。 （2）还原层 还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热的炭起作用， 进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热的炭进行吸热化学反应，生 成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。 灰渣层—气化反应后炉渣所形成的灰层，它能预热和均匀分布自炉底进入的气化 剂，并起着保护炉条和灰盘的作用。 燃料层里不同区层的高度，随燃料的种类、性质 的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异。而且，各区层之间没有明显的分界，往 往是互相交错的。