5-高炉炼铁工艺6高炉强化冶炼技术
高炉炼铁生产工艺流程简介(一
高炉炼铁生产工艺流程简介（一）高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。
付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。
高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。
这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。
因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。
高炉的主要组成部分高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。
炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。
炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。
炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。
炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。
炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。
它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。
炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。
炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。
炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。
炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。
炉腰：高炉直径最大的部位。
它使炉身和炉腹得以合理过渡。
由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。
炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动。
炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。
为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。
炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。
炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3．0～3．6m。
冶金过程中高炉介绍
高炉炼铁简介高炉炉前出铁高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。
在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。
炼出的铁水从铁口放出。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。
产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。
20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。
20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤／吨生铁左右。
70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤／吨生铁。
中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。
1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米,日产铁100吨）于1894年5月投产。
1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。
1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。
1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。
编辑本段主要产铁国家产量和技术经济指标70年代末全世界2000立方以上高炉已超过120座，其中日本占1/3，中国有四座。
全世界4000立方以上高炉已超过20座，其中日本15座，中国有1座在建设中。
50年代以来，中国钢铁工业发展较快，高炉炼铁技术也有很大发展，主要表现在：①综合采用精料、上下部调剂、高压炉顶、高风温、富氧鼓风、喷吹辅助燃料（煤粉和重油等）等强化冶炼和节约能耗新技术，特别在喷吹煤粉上有独到之处。
1980年中国重点企业高炉平均利用系数为1.56吨/(米·日)，焦比为539公斤/吨生铁；②综合利用含钒钛的铁矿石取得了突破性进展，含稀土的铁矿石的利用也取得了较大的进展。
习题集
※<第一章炼铁概论>1.试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。
2.简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。
3.画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。
4.试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。
5.高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？6.熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
※<第二章铁矿粉造块>1.高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？2.烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？3.简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。
4.简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。
5.烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？6.简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。
7.碱度高低对烧结矿各项指标有何影响？8.从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。
※<第三章高炉冶炼过程物理化学>1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。
2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。
5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？6.为什么通常用生铁中的含硅量来表示炉温？7从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？8.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？9.高炉炉渣是怎样形成的，造渣在高炉冶炼过程中起何作用？10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。
昆钢五高炉强化冶炼的探索与实践
昆钢五高炉强化冶炼的探索与实践摘要本文叙述了昆钢5号高炉2009年所采用的各种强化冶炼措施:薄壁炉衬技术、降低原燃料入炉粉末、优化上料能力和布料精度、以及富氧大喷煤技术和焦丁合理使用等,取得了较好的经济技术指标和经济效益。
关键词昆钢五高炉;强化冶炼;探索与实践中图分类号tf7 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)26-0156-010引言昆钢5#高炉有效容积700m3,16个风口,一个铁口,一个渣口,双钟式炉顶。
2008年3月3日采用空料线停炉抢修,高炉本体采用薄壁炉衬技术,热风炉:将1#、3#热风炉上部开裂倾斜部分火井拆除重新砌筑,更换上部格子砖。
2#热风炉除了大墙外,其余全部耐材、炉箅子及支柱全部更换新的,3座热风炉外壳加焊板筋加固,更换预热器导热管。
4月26日抢修开炉后,作业区基于薄壁炉衬的特点,在原燃料条件较差的情况,采取措施,降低入炉粉末、优化上料和布料、富氧大喷煤和合理使用焦丁等,使高炉各项经济技术指标得到明显改善,取得良好的经济效益。
1 强化冶炼措施1.1 应用砖壁合一薄壁炉衬1)砖壁合一薄壁炉衬高炉,由于内衬很薄,在实际生产中不管内衬侵蚀与否,其内型变化不大,设计内型即是高炉一代炉役的操作炉型,高炉投产后,调整周期短,能很快达产并实现强化冶炼。
而传统炉型最佳炉型是生产2年~4年后内衬受到侵蚀,部分以渣皮代替的炉型。
2)砖壁合一薄壁炉衬的应用,为高炉迅速达产和强化冶炼奠定了基础。
基于薄壁炉衬高炉的技术特点,作业区确定:(1)新的操作方针,保证渣铁流动性良好;(2)规范渣皮脱落后的处理和避免大面积脱落的措施,稳定渣皮,适应强化冶炼要求。
1.2 降低原燃料入炉粉末5#高炉针对原燃料条件较差的情况,进一步加强和改善槽下筛分工作,在已有的设备条件下,进行筛床改造:1)调整筛床倾斜度和振动筛振幅调整到最小;2)封仓竿和液压插板阀的综合运用;3)在满足正常拉料的情况下,严格控制给料速度;4)筛网自清。
高炉炼铁简介
高炉炼铁简介高炉炉前出铁高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。
在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。
炼出的铁水从铁口放出。
铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。
产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。
20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。
20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤/吨生铁左右。
70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤/吨生铁。
中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。
1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。
1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。
1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。
1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。
高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术正面临淘汰。
电炉技术炼钢是当今世界趋势。
电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能，减少原材料和电力等的浪费。
在订单经济时代，生产要根据市场需求变化，但高炉炼铁技术周期长，生产产品低级，且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。
电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期，可根据订单安排生产，原材料和动力资源浪费少，不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。
当今社会进入材料时代后，市场需要的钢材不再是传统的材料，高炉炼铁生存空间更大为缩小，且附加值很低，以中国钢铁业为例，全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱，原因就是因为高炉炼铁技术低级落后，不能生产高附加值产品。
高炉生产概况
6）粒度大小适宜且均匀（15~60mm） 7）合适的气孔度，45~53%
? 二、 其他燃料 ?煤 ? 型焦 ? 喷吹燃料
? 提高高炉生产经济技术指标的途径 (1)精料具体概括为:“高、稳、熟、小、
匀、净、少” (2)高压操作 (3)综合鼓风 (4)高风温 (5)电子计算机的控制 (6)高炉大型化
? 渣比：每吨生铁的产渣量。随着入炉原料品位 的高低及焦比及焦炭灰分的多少而差异很大， 我国大型高炉的渣量在 300～600Kg之间。
? 一般炉渣出炉温度为 1400～1500℃，热含
量1680～1900KJ/Kg
4.高炉煤气
高炉煤气化学成分为 CO , CO2 , H2, N2, 及少 量CH4。高炉冶炼每吨普通生铁所产生的煤气量 随焦比水平的差异及鼓风含氧量的不同差别很大， 低者只有 1600m3/t，高者可超过 3500 m3/t。煤气 成分差异很大，先进的高炉煤气的化学能得到充 分利用，其 ηco( = CO 2%/CO2%+CO% )可超过50 ％，即煤气中 CO%可低于21， CO2%比之稍高。
1. 生铁 ? 生铁是铁与碳及其它一些元素的合金。一
般生铁含铁94％左右，碳2.5~4.5％。其余为 硅、锰、硫等少量元素。生铁质硬而脆，缺 乏韧性，机械及加工性能不好。
成分 C
生铁 >2.5
钢
<1.2
表 1－3 生铁和钢化学成分（％）的一般比较
Si
Mn
P
S
备注
>0.5 0.5~2.0 <0.1~0.4 <0.07
高稳熟小2高压操作3综合鼓风4高风温5电子计算机的控制6高炉大型化高炉冶炼特点1高炉冶炼是在炉料与煤气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的炉内主要是还原性气氛
高炉炼铁简述
（2）规模越来越大型化。 现在已有5000m3以上容积的高炉，日 产生铁万吨以上，日耗矿石近2万t，焦炭等 燃料5kt。 （3）机械化、自动化程度越来越高。 为了准确连续地完成每日成千上万吨原 料及产品的装入和排放，为了改善劳动条 件、保证安全、提高劳动生产率，要求有 较高的机械化和自动化水平。
品位即铁矿石的含铁量，它决定着矿石的 开采价值和入炉前的处理工艺。入炉品位 愈高，愈有利于降低焦比和提高产量，从 而提高经济效益。经验表明，若矿石含铁 量提高1%，则焦比降低2%，产量增加3%。
铁矿石分类及特性
矿石的贫富一般以其理论含铁量的 70% 来 评估。实际含铁量超过理论含铁量的 70% 称富矿。 但这并不是绝对固定的标准。因为它还与 矿石的脉石成分、杂质含量和矿石类型等 因素有关。如对褐铁矿、菱铁矿和碱性脉 石矿含铁量的要求可适当放宽。因褐、菱 铁矿受热分解出H2O和CO2后品位会提高。 碱性脉石矿含 CaO 高，冶炼时可少加或不 加石灰石，其品位应按扣去 CaO 的含铁量 来评价。
1.3 高炼铁原料和燃料
高炉炼铁原料
原料是高炉冶炼的物质基础，其质量 对冶炼过程及冶炼效果影响极大。目 前，炼铁的发展趋势之一就是采用精 料。
铁矿石分类及特性
一、矿石和脉石
矿石是矿物的集合体。但是，在当前科学技术条件 下，能从中经济合理地提炼出金属来的矿物才称为 矿石。矿石的概念是相对的。例如铁元素广泛地、 程度不同地分布在地壳的岩石和土壤中，有的比较 集中，形成天然的富铁矿，可以直接利用来炼铁， 堪称矿石；有的比较分散，形成贫铁矿，用于冶炼 既困难又不经济。
（4）生产的联合性。 从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣 铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机 地协调联合工作。从钢铁联合企业中炼铁 工序的地位来说，炼铁工序也是非常重要 的一环，高炉休风或减产会给整个联合企 业的生产带来严重影响。因此，高炉工作 者要努力防止各种事故，保证联合生产的 顺利进行。
冶炼钢铁简介演示
CATALOGUE目录•冶炼钢铁概述•冶炼钢铁的生产工艺•冶炼钢铁的设备与技术•冶炼钢铁的环保与可持续发展0102冶炼钢铁的定义工业革命时期18世纪工业革命时期，贝塞麦法和托马斯法等新型冶炼方法的出现，使得钢铁生产规模大幅度提升，推动了工业发展。
古代冶炼古代人类通过简单的高温还原法，从铁矿石中得到铁，但质量较差，主要用于制作农具和武器。
现代冶炼技术20世纪以来，随着电炉、连铸、薄板坯连铸连轧等技术的发展，冶炼钢铁进入现代化阶段，生产效率、产品质量和环保性能得到显著提升。
冶炼钢铁的历史发展基础原材料钢铁产业是国民经济的支柱产业之一，其发展水平直接影响到国家经济实力和工业化进程。
国民经济支柱技术创新驱动冶炼钢铁在现代工业中的地位原料准备高炉构造炼铁反应原料准备炼钢反应转炉构造原料准备电炉炼钢的原料主要是废钢和生铁。
废钢经过破碎、分选，得到不同规格的钢料。
生铁可作为辅助原料，提高钢的收得率。
电炉构造电炉呈矩形或圆形，由炉壳、炉衬、电极、水冷系统等组成。
原料由炉顶或炉门装入，电极通电加热。
炼钢过程在电炉内，废钢和生铁在电弧高温下熔化，形成熔池。
通过调整电流和电压，控制熔池温度和加热速度。
在熔化过程中，磷、硫等有害元素被氧化去除。
熔化完成后，进行氧化、还原精炼，调整钢水成分和温度，以满足连铸或模铸的要求。
冶炼设备高炉01转炉02电炉0301 02 03高炉冶炼技术转炉炼钢技术电炉冶炼技术冶炼技术大气污染水资源消耗与污染固体废弃物处理冶炼钢铁的环保问题清洁能源应用高效节能技术废水处理与回用固废资源化利用绿色冶炼技术与低碳发展绿色低碳冶炼技术研发政策支持与监管强化国际合作与交流社会认知与接受程度未来发展趋势及挑战。
炼铁工艺过程
4 3布袋除尘系统
❖除尘系统:高炉上升管高炉 荒煤气---下降管-----重力除 尘----布袋除尘箱体A阀球阀 开关限位进-----箱体内氮气 反吹-----B阀出（开关限位） ---外网;
4 4渣铁处理系统
渣铁分离器
二 炼铁工序关键控制因素
2 1高炉炼铁过程简述：
高炉冶炼是一个连续而复杂的物理 化学过程;它不但 包含有炉料的下降与煤气流的上升之间产生的热量和动量 的传递，还包括煤气流与矿石之间的传质现象; 只有动量、 热量和质量的传递稳定进行，高炉炉况才能稳定顺行。高 炉要取得较好的生产技术经济指标，必须实现高炉炉况的 稳定顺行。高炉炉况稳定顺行一般是指炉内的炉料下降与 煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗。 要使炉况稳定顺行，高炉操作必须稳定，这主要包括风量、 风压、料批稳定、炉温稳定和炉渣碱度稳定以及调节手段 稳定，而其主要标志是炉内煤气流分布合理和炉温正常。
赤铁矿 菱铁矿FeCO3
2 1铁矿石处理工艺流程
1矿石→破碎→筛分→富矿→混匀→高炉；
2矿石→破碎→筛分→ 贫矿→磨矿→筛分→ 选矿→造块→人造富 矿→高炉;
2 2焦炭
焦炭在高炉炼铁中是 不可缺少的炉料;对高 炉炼铁技术进步的影 响率在30%以上，在 高炉炼铁精料技术中 占有重要的地位;
※焦炭对高炉炼铁的作用：
我厂目前配用的喷吹燃料是低挥发喷吹煤和烟煤;
※高炉喷煤的意义
高炉喷吹煤产品在得到工业性 大面积推广应用的半 个世纪以来;随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷 吹关键技术的不断进步和完善，市场需求逐渐扩大，特别 是近年来随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏，高炉喷吹 煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高，在节约钢铁行业 冶炼成本等方面，正在扮演着越来越重要的角色;
高炉炼铁基础知识
一、高炉生产概述1、生铁的定义及种类生铁与熟铁、钢一样;都是铁碳合金;它们的区别是含碳量的多少不同..一般把含碳量小于0.2%的叫熟铁;含碳量0.2—1.7%的叫钢;含碳1.7%以上的叫生铁..生铁一般分三类：炼钢铁、铸造铁以及作铁合金用的高炉锰铁和硅铁..2、高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成在高炉炼铁的生产中;高炉是工艺流程的主体;从其上部装入的铁矿石、燃料和溶剂向下运动；下部鼓入空气燃烧燃料;产生大量的还原气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程;最后生成液态保护渣和生铁;它的工艺流程系统除高炉主体外;还有上料系统、装料系统、送风系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统..3、上料系统包括哪些部分包括：贮矿场、贮矿仓、焦仓、仓上运料皮带、矿石与焦碳的槽下筛分设备、返矿和返焦运输皮带、入炉矿石和焦碳的称量设备、将炉料运送至炉顶的设备等..4、装料系统包括哪些部分受料罐、上下密封阀、截流阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置和液压传动设备等..高压操作的高炉还有均压阀和均压放散阀..5、送风系统包括哪些部分鼓风机、冷风管道、放风阀、混风阀、热风炉、热风总管、环管、支管、直到风口..6、煤气回收与除尘系统包括哪些部分包括炉顶煤气上升管、下降管、煤气截断阀或水封、重力除尘器、布袋除尘器..7、高炉生产有哪些产品和副产品高炉生产的产品是生铁;副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘瓦斯灰..8、高炉煤气用途高炉煤气一般含有20%以上一氧化碳、少量的氢和甲烷;发热值一般为2900—3800kJ/m3;是一种很好的低发热值气体燃料;除用来烧热风炉以外;还可供炼焦、均热炉和烧锅炉用..9、高炉炉尘有什么用途炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料..一般含铁30—50%;含碳10—20%;经煤气除尘器回收后;可用作烧结原料..10、高炉炼铁有哪些技术经济指标1高炉有效容积利用系数η：指每立方米高炉有效容积一昼夜生产炼钢铁的吨数;即高炉每昼夜生产某品种的铁量P乘以该品种折合为炼钢铁的折算系数A后与有效容积V 的比值：η=PA/V; t/m3.d2冶炼强度I：现已分为焦碳冶炼强度和综合冶炼强度两个指标..焦碳冶炼强度是指每昼夜、每立方米高炉有效容积消耗的焦碳量;即一昼夜装入高炉的干焦量Qk与有效容积V 比值：I焦=Qk/V;t/m3.d3焦比K：它是冶炼1吨生铁所需要的干焦量：K=Qk/P二、高炉用原料1、高炉生产用哪些原料高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和溶剂..铁矿石包括天然矿和人造富矿..一般含铁量超过50%的天然富矿;可以直接入炉；而含铁量低于30—45%的矿石直接入炉不经济;须经选矿和造块加工成人造富矿后入炉..铁矿石代用品主要有：高炉炉尘、氧气转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣以及一些有色金属选矿的高铁尾矿等..这些原料一般均加人造块原料中使用..2、焦碳在高炉生产中起什么作用焦碳在高炉生产中起以下三方面作用：1提供高炉冶炼所需要的大部分热量..焦碳在风口前被鼓风中的氧燃烧;放出热量;这是高炉冶炼所需要热量的主要来源高炉冶炼所消耗热量的70—80%来自燃料燃烧..2提供高炉冶炼所需的还原剂..高炉冶炼主要是生铁中的铁和其他合金元素的还原及渗碳过程;而焦碳中所含的固定碳以及焦碳燃烧产生的一氧化碳都是铁及其他氧化物进行还原的还原剂..3焦碳是高炉料柱的骨架..由于焦碳在高炉料柱中约占1/3—1/2的体积;而且焦碳在高炉冶炼条件下既不熔融也不软化;它在高炉中能起支持料柱、维持炉内透气性的骨架作用..特别是在高炉下部;矿和溶剂已全部软化造渣并熔化为液体;只有焦碳仍以固体状态存在;这就保证了高炉下部料柱的透气性;使从风口鼓入的风能向高炉中心渗透;并使炉缸煤气能有一个良好的初始分布..三、高炉冶炼原理1、为什么通常用生铁中的含Si量来表示炉温Si无论从液态中还原还是从气态中还原;都需要很高的温度;炉缸温度越高;还原进入生铁的Si就越多;反之;生铁中的Si就少..生产统计结果表明;炉缸温度渣铁温度与生铁含Si量成为炉缸温度的代名词..当然;有时也有不完全相符的现象;这表明炉缸工作失常;极个别的情况才出现;一般情况下都是相符的..2、炉渣的主要成分是什么炉渣成分来自以下几个方面：1矿石中的脉石；2焦碳灰分；3溶剂氧化物；4被侵的炉衬；5初渣中含有大量矿石中的氧化物;如FeO、MnO等..对炉渣起决定性作用的前三项..脉石和灰分的主要成分是SiO2和Al2O3;称酸性氧化物；溶剂氧化物主要是CaO和MgO;称碱性氧化物..当这些氧化物单独存在时;其熔点都很高SiO2熔点1713℃;Al2O3熔点2050℃;CaO熔点2570℃;MgO熔点2800℃;高炉条件下不能熔化;只有他们之间相互作用形成低熔点化合物;才能熔化成具有良好流动性的溶渣..原料中加入溶剂的目的就是为了中和脉石和灰分中的酸性氧化物;形成高炉条件下能熔化并自由流动的低熔点化合物..炉渣的主要成分就是上述四种氧化物..用特殊矿石冶炼时根据不同的矿石种类;炉渣中还会有CaF2、TiO2、BaO、MnO等氧化物..另外;高炉渣中总是含有少量的FeO和硫化物..3、什么叫炉渣碱度炉渣碱度就是用来表示炉渣酸碱性的指数..尽管组成炉渣的氧化物种类很多;但对炉渣性能影响较大和炉渣中含量最多的是CaO、MgO、SiO2、Al2O3这四种氧化物;因此通常用其中的碱性氧化物CaO、MgO和酸性氧化物SiO2、Al2O3的重量百分数之比来表示炉渣碱度;即R=CaO+MgO/SiO2+Al2O3 R叫全碱度或四元碱度..但在一定的冶炼条件下;渣中Al2O3的含量比较固定;在生产过程中也难以调整;因此;炉渣碱度指标的计算中往往去掉Al2O3一项;即R=CaO+MgO/SiO2 这里R叫做三元碱度..同样;炉渣中的MgO也常是比较固定的;一般情况下生产中也不常调整;因此也不常用MgO一项;即R=CaO/SiO2 这个碱度叫二元碱度..用CaO/SiO2 来表示炉渣碱度;计算比较简单;调整也方便;又能满足一般生产工艺的需要;因此;实际生产中大部分使用二元碱度指标..不过炉渣中MgO和Al2O3的变化情况也应该定期了解..实际生产中的炉渣碱度;一般都在0.9—1.2之间;MgO为7—9%..还有达到11—12%的;但三元碱度相差不多;均在1.3左右..渣中Al2O3;我国东北地区为6—8%;其它地区为10—14%..4、什么是冶炼周期炉料在炉内的停留时间称为冶炼周期;高炉风量大;则风口前交谈的燃烧速度快;冶炼周期短;高炉产量高..计算冶炼周期的方法有两种：1按时间计算：t=24V/PV`1-C;式中t：冶炼周期;h； V从规定料线水平到风口中心线的炉内容积;m3； P 生铁日产量 ;t； V`每吨生铁所需炉料的体积;m3；C炉料在炉内的平均压缩率;大中型高炉约等于12%2按上料批数计算：冶炼周期=规定料线到风口中心线水平的容积/每批料的容积1-C单位：批5、什么叫鼓风动能、透气性鼓风动能就是鼓风所具有的机械能..鼓风具有一定的质量;而且以很高的速度达每秒100m左右通过风口向高炉中心运动;因此;它具有一定动能;直接影响着风口前焦碳回旋区的大小..鼓风动能按下式计算：高炉料柱的透气性指煤气通过料柱时的阻力大小..煤气通过料柱时的阻力主要取决于炉料的孔隙度ε散料体总体中孔隙所占的比例叫作孔隙度;孔隙度大;则阻力小;炉料透气性好；孔隙度小;则阻力大;炉料透气性坏..孔隙度是反映炉料透气性的主要参数..气体力学分析表明;孔隙度ε、风量Q与压差ΔP之间有如下关系：式中Q——风量;其方次n=1.8—2.0；ΔP——料柱全压差；K——比例系数；ε——炉料孔隙度..由此可见;炉内6、炉内炉料有哪五带生产高炉中因不同高度上的温度不同而形成的炉料物理形态不同;可分为蒸发预热带、块状带、软熔带、滴落带和燃烧带..块状带是炉料以固体形态存在的区域..这里主要发生炉料的加热、水分蒸发和碳酸盐的分解;间接还原和部分直接还原..中间为软熔带;它是炉内固相区和液相区之间的过渡带;在此矿石从开始软化到软化终了;主要的反应是矿石的软化、熔化和初渣的形成;还原形成的铁从初渣中分离出来..软熔带的下部就是滴落带..滴落带从软熔带的下端开始;熔化成液相的渣铁在固体焦块之间以滴状下落..这里主要发生Fe、Mn、Si、P等的直接还原、部分碳酸盐的分解、气化反应、分解产生的CaO熔入渣中及脱硫反应等..从炉顶装入的矿石和溶剂;依次经过这三个带;最后成为终渣和生铁;定期从炉缸排出；而炉缸燃烧带形成的煤气;也必须经过这三个带上升到炉顶;完成还原和传热过程..四、高炉操作1、任务是什么高炉操作的任务是在已有原燃料和设备等物质条件的基础上;灵活运用一切操作手段;调整好炉内煤气流与炉料的相对运动;使炉料和煤气流分布合理;在保证高炉顺行的同时;加快炉料的加热、还原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程;充分利用能量;获得合格生铁;达到高产、优质、低耗、长寿的最佳冶炼效果..实践证明;虽然原燃料及技术装备水平是主要的;但是;在相似的原燃料和技术装备的条件下;由于技术操作水平、充分发挥现有条件的潜力;是高炉工作者的一项经常性的重要任务..2、四大基本操作制度高炉有四大基本操作制度..1热制度;即炉缸应具有的温度与热量水平；2造渣制度;即根据原料条件;产品的品质质量及冶炼对炉渣性能的要求;选择合适的炉渣成分重点是碱度及软熔带结构和软熔造渣过程；3送风制度;即在一定冶炼条件下选择适宜的鼓风参数；4装料制度;即对装料顺序、料批大小和料线高低的合理规定..高炉的强化程度、冶炼的生铁品种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况等是选定各种合理操作制度的根据..3、送风制度简介送风制度是指在一定冶炼条件下的风口进风状态;以及由此产生的风口回旋区的状态..往高炉内送风是在炉缸区;选择合理的鼓风参数及风口前产生的煤气参数;以形成一定深度或截面积的回旋区;可使原始煤气流分布合理、炉缸圆周工作均匀、热量充足、工作活跃;它是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件;由于炉缸区的重要地位;决定了选择合理送风制度的重要作用..送风制度的指标：1风口进风参数;即风速和鼓风动能;风速分为标准状态风速与实际风速..2风口前燃料燃烧产生的热煤气参数;主要是理论燃烧温度..3风口前回旋区的深度和截面积..4风口圆周工作均匀程度..4、装料制度简介上部调剂就是通过选择装料制度;以控制煤气流分布的一种调剂手段..它的目的是依据装料设备的特点及原燃料的物理性能;采用各种不同的装料方法;改变炉料在炉喉的分布状况;达到控制煤气流合理分布;以实现最大限度地利用煤气的热能与化学能..料线：料钟式高炉;以大钟最大行程的大钟下沿为零点;无料钟式高炉;以溜槽下端为零点;从零点到炉内料面的距离叫作料线..高炉生产时要选定一个加料的料线高度..料线的高低;可以改变炉料堆尖位置与炉墙的距离;料线在炉料与炉喉碰撞点面以上时;提高料线;炉料堆尖逐步离开炉墙；在碰撞面以下时;提高料线会得到相反的效果..一般选用料线在碰撞点面以上;并保证加完一批料后仍有0.5m 以上的余量;以免影响大钟或溜槽的动作;损坏设备..碰撞点面以下的料线只在特殊情况下使用..料制：装料方法按炉料入炉顺序可分为：正装;在一批料中将矿石装在前面；倒装;将焦碳装在前面..在一批料中前后都有焦碳的叫半倒装；在一批料中矿石和焦碳只开一次大钟;同时装入炉内的叫同装；矿石和焦碳分开两次入炉的叫分装..将两批料的矿石和焦碳分别加在一起;一次入炉的叫双装..由于焦碳的透气性比矿石好的多;先矿后焦的正装料法;使边缘堆放的矿石多些;增加了煤气上升的阻力;使边缘煤气流量减少些;叫作加重边缘..相反;先焦后矿的倒装法;边缘堆放的焦碳多些;可改善边缘的透气性;使边缘煤气流增加;叫做发展边缘..5、炉况判断的几种方式直接观测判断炉况是基于生产经验的积累..虽然直观的项目少;而且观察的现象已是炉况变化结果的反应;但在炉况波动大等特殊情况下仍有重要意义;主要的直观内容：1看铁：主要看铁水温度、含硅和含硫量等..生铁含硅低时;铁水流动过程中火花矮小而多;流动性好;铁样断口为白色..随含硅量提高;火花逐渐变大而少;当含硅达到 3.0%左右时就没有火花了;同时流动性变差;粘铁水沟;铁样断口由白变为深灰色;晶粒加粗..生铁含硫高时;铁水表面“油皮”多;凝固过程表面颤动;裂纹大;凝固后成凸状;并有一层黑皮;铁样断口为白色针状结晶;质脆容易折断..相反;铁水表面“油皮”少、裂纹小、凝固后成凹状;铁样质坚、断口灰色或仅边角部分有白色时生铁含硫低..高硅高硫时;铁样断口虽成灰色;但在灰色中布满白色亮点..2看渣：从炉渣的流动状态与断口颜色可以断明炉缸热度、渣碱度及渣中FeO、MnO等的含量..炉热时;渣流动性好、光亮耀眼、从炉子流出时表面冒出火苗、水渣白色..炉凉时;渣流动性差、颜色发红;从炉内流出时无火苗而有小火星、水渣变黑..渣碱度高时;用铁棍粘渣成粒状滴下;不拉丝、渣样断口呈石头状..渣碱度低时;用铁棍粘渣液能拉出玻璃状长丝;碱度越低拉丝越多越长;渣样断口呈玻璃状..另外;渣中MnO高时;渣样断口呈豆绿色；FeO含量在2%以上时呈黑色..3看风口：风口是唯一可以直接看到炉内局部冶炼现象的地方;可以随时观察;比看铁、看渣所显示的炉况波动也早..风口前的现象能反映炉缸热制度、送风制度及炉料与煤气流运动的某些情况..炉热时风口明亮、无大块和生料下降；炉凉时风口发暗;炉料升降与大块多;甚至出现风口前涌渣、挂渣现象..风口回旋区深度合适时;焦碳活跃;极少出现大块与升降;即使炉凉也只是涌渣而不灌渣;如回旋区深度不够;焦碳不够活跃;有时有大块和升降出现;风口容易灌渣..各风口工作的差异;表明圆周工作不均匀程度..利用仪表判断炉况：1热风压力和风量表：它是判断炉况的重要工具..几乎所有影响高炉顺行的因素;最后都集中表现在风压和风量的变化上..风压上升和风量下降;表明煤气上升过程中的阻力增加;以下几种情况都可以导致这种结果：1炉温上升;煤气的实际体积增加；2喷吹物增加、负荷加重;煤气量稍增加与透气性变差；3炉料粉末增多或粒度过小;料柱透气性变坏；4渣量增加或渣碱度升高;粘度上升；5边缘负荷过重;边缘气流减小；6“管道”行程突然堵塞等..风压下降和风量上升;表明情况正好相反..风压上下波动;表明高炉难行..风压突然上升和风量突然下降;表明有发生悬料现象的可能..2探尺表：它直接反映下料情况;可以从探尺表的形状看出下料速度、料线高低、顺行和难行、甭料和悬料等情况..3炉顶温度和炉喉温度表;它可以间接地反映四个方向上的煤气流分布状况..边缘气流较大时炉顶温度和炉喉温度上升;并且四点的温度较分散；边缘气流小时;炉顶温度和炉喉温度下降;四个点温度集中..4静压力计、压差计或透气指数仪表;利用他们对高炉操作有如下指导作用：1指导变动风量的时机并可推断变动风量后的效果..加大风量前各层静压力稳定;透气性指数正常;加风后上、下部静压力稳定或稍有上升;透气性指数仍稳定在正常范围;表明加风时机掌握的好;能接受风量；如果增加风量后压差显着上升;透气性指数降低;甚至低于正常范围;则表示炉况此时不能增加风量;应立即减回..1指导变动风温鼓风湿度的时机与幅度是否适宜..当调节时机与幅度恰当时;表现为静压力、压差、透气性指数变化不大;并转为平稳..若不需要提温时采用提温或提温过量时必然使下层静压力上升;以致造成压差上升;透气性指数变坏..若提温不够;炉子继续向凉时;下层静压力仍继续下降..3指导炉顶高压、常压操作的转换..高压改常压时;因煤气体积膨胀;要减少风量;减风量必须保证各层静压力达到常压时的正常值;最好使下部压差稍低一点..而常压改高压时;应改后再加风;加风量要看各层静压力与压差计、透气性指数是否正常..4指导休风后的复风操作与处理悬料..休风后复风或坐料后回风;其复风量或回风量必须观察各部静压力计、压差计和透气性指数仪表;若这些仪表反映正常;则表示复风顺利或悬料已经消除;可以继续加大风量；若各部压力与透气性指数表现不正常;压差上升;则表明风量过大或悬料没有消除;应减风或设法使其适应;迅速恢复正常..6、失常炉况如何分类失常炉况分两大类：1煤气流与炉料相对运动失常..如边缘煤气过分发展、边缘过重、管道偏行、连续崩料、悬料等等..2炉缸工作失常..如炉凉、炉热、炉缸堆积等..这两类失常炉况之间既有区别又有联系;煤气流与炉料相对运动失常;会破坏炉缸正常工作;导致炉缸工作失常；相反;炉缸工作失常也会影响煤气流的原始分布;造成煤气流与炉料相对运动失常..7、边缘煤气流过分发展、中心过重的征兆是什么应如何处理1炉喉煤气边缘CO2含量比正常降低;中心CO2含量上升;煤气曲线CO2最高点向中心移动;甚至曲线呈馒头形;混合煤气中CO2含量降低;CO/CO2比值升高..2料尺有停滞滑落现象;料速不均..3风压曲线表现呆滞;常突然上升导致悬料..4顶压出现向上尖峰;下部压差下降;并有向下尖峰;上部压差有向上尖峰..5炉喉与炉顶温度升高;炉顶温度曲线变宽、波动大..6炉体温度上升;冷却水温升高、波动大;汽化冷却的循环水量增加..7风口很亮但不够活跃;风口工作不均匀;个别风口有大块升降;容易自动灌渣..8渣、铁物理热低;两个渣口;上、下渣的温度差别较大;生铁含硫量升高..9瓦斯灰吹出量增加..10严重时损坏炉体冷却水箱;风口破损部位多在上部..处理办法是：1改变装料顺序;增加加重边缘的装料比例..2缩小料批在批重较大时采用..3若以上措施效果不大时;应将上、下部调剂结合进行..上部减轻焦碳负荷;改善料柱透气性；同时在下部缩小风口、提高风速与鼓风动能..当风量、风速;鼓风动能增加;回旋区深度适当;煤气流分布基本合理后;再增加焦碳负荷;扩大料批;稳定合理分布..8、边缘负荷过重、中心煤气发展时的征兆是什么应如何处理边缘过重、中心发展的征兆是：1边缘煤气CO2含量高出正常水平;中心CO2含量下降;煤气曲线呈漏斗状..2料速明显不均;出渣、出铁前慢;出铁后加快;崩料后易悬料..3风压高;有波动;不易增加风量;出渣、出铁前风压升高;风量下降;出铁后风压降低风量增加;崩料后风量减少较多;不易恢复..4炉顶煤气温度变窄;受料速变化影响而出现较大波动..5炉顶煤气压力不稳;出现向上尖峰;下部压差高..6炉体温度和冷却水温降低;汽化冷却的循环水量减少..7风口发暗;有时涌渣但不易灌渣..8上、下渣温差别大;上渣凉;下渣热..上渣带铁多;易喷花不好放上渣;渣口破损多..9严重时容易烧坏风口前端内下部..处理方法是：1改变装料制度;增加疏松边缘的装料比例..2可暂时减少入炉风量..3上部调节效果不大时;可以扩大风口..应注意在边缘过重没有减轻之前;不要过分采取堵塞中心的方法;以免出现难行..9、炉凉的征兆是什么应如何处理炉凉分初期向凉与严重炉凉;其征兆分别为：1初期向凉征兆：1风口向凉..2风压逐渐降低;风量自动升高..3下料速度在不增加风量的情况下自动加快..4炉渣中FeO含量升高;渣温降低..5容易接受提高炉温措施..6炉顶温度、炉喉温度降低..7压差降低;下部静压力降低..8生铁含硅下降;含硫量上升..2严重炉凉征兆：1风压、风量不稳;两曲线向相反方向剧烈波动..2炉料难行;有停滞塌陷现象..3炉顶压力波动;悬料后顶压下降..4下部压差由低变高;下部静压力降低;上部压差下降..5风口发红;出现生料;有涌渣、挂渣现象..6炉渣变黑;渣、铁温度急剧下降;生铁含硫量上升..处理炉凉的方法：1必须抓住初期征兆;及时增加喷吹燃料量;提高风温;必要时减少风量;控制料速;使料速与风量相适应..2如果炉凉因素是长期性的;应减少焦碳负荷..3剧凉时;风量应减少到风口不灌渣的最低程度;为防止提温造成悬料;可临时改为按风压操作..4剧凉时除采用下部提高风温、减少风量、增加喷吹燃料量大呢感提高炉温的措施外;上部要适当加入净焦和减轻焦碳负荷..5组织好炉前工作;当风口涌渣时;及时排放渣、铁;并组织专人看守风口;防止自动灌渣烧出..6炉温剧凉又已悬料时;要以处理炉凉为主;首先保持顺利出渣出铁;在出渣出铁后坐料..必须在保持一定的渣的同时;照顾炉料的顺利下降..7若高炉只是一侧炉凉时;应首先检查冷却设备是否漏水;发现漏水后及时切断漏水水源..若不是漏水造成的经常性偏炉凉;应将此部位的风口缩小..10、炉热的征兆是什么应任何处理炉热的征兆是：1风压逐渐升高;接受风量困难..2风量逐渐下降..3料速逐渐减慢;过热时出现崩料、悬料..4炉顶温度升高;四点分散展宽..5下部净压力上升;上部压差升高..6风口比正常时更明亮..7渣、铁温度升高;生铁含硅量上升;含硫量下降..处理炉热的方法；1发现炉热初期征兆后应及时减少燃料喷吹量或短时间停止喷吹燃料;加快下料速度..2采取上述措施无效时可以降低风温..3出现难行时应减少风量;富氧鼓风的高炉停止富氧..4若引起炉热的因素是长期性的;应增加焦碳负荷..但要注意;处理炉热时;应考虑热惯性;防止降温过猛引起炉凉等炉温大幅度波动..11、悬料的征兆是什么应如何处理悬料是炉料透气性与煤气流运动极不适应、炉料停止下降的失常现象..它也可按部位分为上部悬料、下部悬料；还可以按形成原因分为炉凉、炉热、原燃料粉末多、煤气流失常等引起的悬料;主要征兆是：1料尺停滞不动..2风压急剧升高;风量随之自动减少..3炉顶煤气压力降低..4上部悬料时上部压差过高;风口焦碳仍然活跃；下部悬料时;下部压差过高;部分风口焦碳不活跃..处理方法：1炉温正常、风口工作正常的突然上部悬料;是上部局部透气性与煤气流不适应造成的;可用高压、常压转换或坐料进行处理;回风压力一般为原风压的70%左右..2炉热造成的悬料;必须采用降低炉温措施;只有控制住热行;坐料后才可消除悬料;第一次坐料后回风压力约为原风压的60%左右..3炉凉悬料切不可采用降低炉温措施;而是在坐料后用小风量回复;在保证顺行的同时恢复正常炉温..4坐料后应临时采用疏松边缘的装料制度;连续悬料时;回风压力要低;并应缩小批重;集中加些净焦或减轻焦炭负荷;尤其是冷悬料;净焦可多加些;并及早改为停止喷吹燃料所需的焦炭负荷..5连续两次以上坐料后料尺仍不能自由活动;可改按风压操作;争取料尺自由活动..6连续悬料时;为了争取多燃烧溶化一些炉料;便于坐料;可在悬料情况下加大风量;但必须注意;悬料情况下加大风量时千万注意防止产生管道..7对较顽固的连续悬料;要组织好喷吹渣、铁口和排放渣、铁的工作..炉况不易恢复时还要临时休风堵上几个风口..12、炉墙结厚的征兆是什么应如何处理炉墙结厚也分上部、下部..上部结厚主要是由于对边缘管道行程处理不当;原。