炼铁技术的发展与高炉用耐火材料的演变

第一篇：炼铁技术的发展与高炉用耐火材料的演变

炼铁技术的发展与高炉用耐火材料的演变

(从古代制铁到钢铁生产技术发展至目前的钢铁联合企业，有人将它划分为三个阶段：第一期（到十三世纪未）将铁矿石与木炭一起放入称之为地窑炉的炉膛中加热冶炼。因为不能获得熔化矿石的高温，仅制成半熔融状态的铁块，然后锤炼，除去铁块中含有大量铁渣的同时将它加工成要求的形状。第二期（至十九世纪中叶），采用现代高炉雏形的木炭高炉生产熔融状态的生铁，然后再采用木炭精炼炉，生产熟铁和相钢。第三期，高炉燃料从木炭发展到焦炭，鼓风动力用蒸汽机代替水力，精炼炉开始采用热风，鼓风动力采用电力，确立了作为生产铁精炼炉的转炉、平炉、电炉的炼钢法。特别是第二次世界大战后出现的氧气顶吹转炉普及后，各国都广泛成立了钢铁联合企业，产量不断增加。同时战后炼铁技术也得到了惊人的革新。在高炉上采用了调湿、高风温、富氧鼓风、喷吹重油、煤粉、高压操作等技术，使生铁的产量增加，质量提高，成本降低。

炼铁技术的发展带动了高炉用耐火材料的进步。不过高炉炉衬的更新换代是十分缓慢的。由于近几十年高炉的大型化及其广泛采用强化冶炼的高炉操作，相应地高炉用耐火材料也出现了重大变化。在炉身上部这个区域温度较低，目前用耐火材料有：高铝砖、粘土砖、浸渍磷酸盐粘土砖、最上部紧靠钢砖部位国外也有用SiC砖的。这个部位并不是影响高炉寿命的决定因素，耐火材料基本都是Al2O3-SiO2系，没有发生太大变化。

高炉中段用耐火材料，在50年代以前，全世界的高炉基本上都是Al2O3-SiO2系耐火制品。进入六十年代中后期，工业先进国家重点研究解决高炉中段用耐火材料重要进行了以下两个方面的工作：1）优质高纯高铝制品，包括刚玉砖、刚玉-莫来石砖和铬刚玉砖等；2）优质碳化硅制品，主要为自结合和氮化硅结合的碳化硅砖。进入80年代中期至今，研究开发了Sialon结合碳化硅砖和Sialon结合刚玉砖。探索范围是从优质高纯高铝制品开始的。构思渊源是在传统粘土砖和高铝砖的基础上提高纯度和密度。工艺措施是采用高纯刚玉砂、合成莫来石和氧化铬原料、高压成型和高温烧成。这些制品气孔率低，高温强度较高，耐磨性强，抗CO和抗碱侵蚀性能也有一定提高。在七十年代国际上许多高炉先后采用它们来砌筑中段（宝钢从新日铁引进的大型高炉采用刚玉砖）。然而，十几年的实践说明，采用优质高纯高铝制品在提高中段寿命效果不够显著，一般只能提高1-2年，未能达到满意的技术经济效益。究其原因，关键在于Al2O3-SiO2系耐火材料无论是刚玉还是莫来石，其抗碱侵蚀性不够理想。它们容易被碱蒸气或碱凝聚物所分解，并伴随有较大的体积膨胀，从而导致材料损毁。例如它们在碱的作用下，600-900℃会形成钾霞石（KAS2）、白榴石（KAS4）、六方钾霞石（KAS2）、铝酸钾（KA）、β-氧化铝（β-Al2O3）等矿物并引进6-20%体积膨胀。几个主要化学反式如下：

Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+CO2 Al2O3·2SiO2+2SiO2+ K2CO3→K2O·Al2O3·4SiO2+ CO 3Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+2Al2O3+CO2 Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+SiO2 3Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+ Al2O3 另一条途径是从金属非氧化物入手。考虑到非氧化物一般抗碱侵蚀性能较好，只要具有适当的抗氧化性，很可能成为较理想的中段材料。优质SiC制品被人们重视和大量采用是从七十年代中后期才开始，而且后来居上。1969年在比利时首先出现了高炉用SiC砖衬试验。1971年美国在高炉的风口区试用过，1974年日本Muroran于炉身下部试用，1976年美国Spaiicw.Point,1977年法国Dunkerque用于炉腰。此后，它的优越性很快被实践所证明，因而得到迅速推广应用。

在中国，第一座砌筑Si3N4结合SiC耐火材料的鞍钢6#高炉于85年11月1日投产，不中修使用寿命达到7年，比鞍钢八十年代高炉炉身平均寿命3.9年延长了80%。为我国一代炉身寿命7年不中修提供了宝贵的经验。Si3N4结合SiC砖在鞍钢6#高炉使用成功，对SiC砖在我国高炉上的应用起了推动作用，自1985年来，先后在太钢、本钢、唐钢、攀钢、武钢、酒钢、首钢、宝钢等国内大中型高炉上得到普遍使用。其经济效益和社会效益已被人们所认识。SiC砖在高炉上使用对延长高炉一代炉龄发挥了重要作用。至1987年，一种采用Sialon/Si3N4结合SiC产品进入加拿大、美国和日本。它的耐氧化性和耐碱侵蚀性要比Si3N4结合SiC砖有所提高。欧洲的一些工厂也开发了第二代和第三代赛隆结合的产品。所有这种研究和试验都将继续加强含有赛隆的氮化硅结合的基本概念。在我国，洛阳耐火材料研究院自1986年开始进行了赛隆Si3N4结合SiC砖的开发研究，并和山东生建八三厂一起共同完成了100T这种产品砌筑到鞍钢4#高炉上。该高炉自九十年代初投产并连续运转10年。Sialon结合刚玉耐火材料得到研究和开发，它比Sialon结合SiC砖具有更好的抗碱性和抗氧化性，导热系数低，更适合用于高炉炉腹，炉腰部位炉衬材料，以减少热量损失。

高炉炉底和炉缸耐火材料，在50年代以前，基本上以铝硅质耐火材料为主[5-6]，但使用寿命不长，经常出现炉缸、炉底烧穿事故。1939年德国第一次使用炭砖砌筑炉底，取得了好的效果，后来日本、美国改用炭砖和致密粘土砖实行综合炉底，使用寿命达到15年。在中国，1958年以后才采用炭砖砌筑炉底，解决了炉底炉缸烧穿的技术难题。60年代，使用全碳质炉底使高炉炉底损毁状况得到重大改进，降低了炉底的磨损，延长了炉底的寿命，但这种炉底的热损失很大，且对短暂的休风非常敏感。所以，对复风后恢复正常操作带来困难。1984年法国Savoie耐火材料公司首次在德国蒂森钢铁公司高炉上采用了一种新型复合式炉衬，称为“陶瓷杯”。从此以后，德国、法国、南非、瑞典、比利时、中国、南韩、印度等国家高炉广泛采用“陶瓷杯”技术。据统计，1984～1990年，有11座高炉采用陶瓷杯技术；1991～1994年有12座高炉采用陶瓷杯；1995年至今至少有11座高炉采用陶瓷杯技术。

第二篇：高炉炼铁讨论题

高炉炼铁讨论

怎样选择合理的热制度？ 答案：

(1)根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济合理水平；(2)根据原料条件选择生铁含硅量；

(3)结合技术水平与管理能力水平选择热制度；(4)结合设备情况选择热制度。

如何理解高炉以下部调剂为基础，上下部调剂相结合的调剂原则？

答案：下部调剂决定炉缸初始煤气径向与园周的分布，通过确定适宜的风速和鼓风动能，力求煤气在上升过程中径向与园周分布均匀。上部调剂是使炉料在炉喉截面上分布均匀，使其在下降过程中能同上升的煤气密切接触以利传热传质过程的进行。炉料与煤气的交互作用还取决于软熔带的位置与形状以及料柱透气性好坏。无论炉况顺行与否、还原过程好坏，其冶炼效果最终都将由炉缸工作状态反应出来，所以炉缸是最主要的工作部位，而下部调剂正是保证炉缸工作的基础。因此，在任何情况下都不能动摇这个基础。

连续崩料的征兆是什么？应如何处理？ 答案：

连续崩料的征兆是：

(1)料尺连续出现停滞和塌落现象；

(2)风压、风量不稳，剧烈波动，接受风量能力很差；(3)炉顶煤气压力出现尖峰、剧烈波动。

(4)风口工作不均，部分风口有生降和涌渣现象，严重时自动灌渣；(5)炉温波动，严重时，渣铁温度显著下降，放渣困难。处理方法是：

(1)立即减风至能够制止崩料的程度，使风压、风量达到平稳；(2)加入适当数量的净焦；

(3)临时缩小矿批，减轻焦炭负荷，适当发展边缘；(4)出铁后彻底放风坐料，回风压力应低于放风前压力；(5)只有炉况转为顺行，炉温回升时才能逐步恢复风量。

论述料线高低对布料的影响

答案：料线是指大钟全开情况下沿到料面的距离，对无钟炉顶为溜槽下端距料面的距离。料线的高低可以改变炉料堆尖位置与炉墙的距离，料线在炉喉碰撞点以上时，提高料线，炉料堆尖逐渐离开炉墙；在碰撞点下面时，提高料线会得到相反的效果。一般选用料线在碰撞点以上，并保证加完一批后仍有0.5ｍ以上的余量，以免影响大钟或溜槽的动作，损坏设备。

高炉炉体内衬砖有哪些质量要求？ 答案：

(1)对长期处在高温高压条件下工作的部位，要求耐火度高，高温下的结构强度大(荷重软化点高、高温机械强度大)，高温下的体积稳定性好(包括残存收缩和膨胀、重烧线收缩和膨胀要小)；

高炉炼铁讨论

(2)组织致密，体积密度大，气孔率小，特别是显气孔率要小，提高抗渣性和减小碳黑沉积的可能；

(3)Fe2O3含量低，防止与CO在炉衬内作用，降低砖的耐火性能和在砖表面上形成黑点、熔洞、熔疤、鼓胀等外观和尺寸方面的缺陷；

(4)机械强度高，具有良好的耐磨性和抗冲击能力。

试述合理热制度的选择？

答案：在一定的原燃料条件下，合理的热制度要根据高炉的具体特点及冶炼品种来定。首先应根据铁种的需要，保证生铁含硅量、含硫量在所规定的范围内。冶炼制钢铁时，［Si］含量应控制在0.2~0.5%之间。其次，原燃料含硫高，物理性能好时，可维持偏高的炉温；在原燃料管理稳定的条件下，可维持偏低的生铁含硅量；在保证顺行的基础上，可维持稍高的炉渣碱度，适当降低生铁含硅量；高炉炉缸侵蚀严重或冶炼过程出现严重故障时，要规定较高的炉温。重视铁水温度指标。2000m3以上的高炉顺行状态时铁水温度不应低于1470℃，中小高炉一般为1450℃。

试述炉凉的处理原则？ 答案：

(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，应减轻焦炭负荷。

(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)剧凉时除采取下部提高风温、减少风量、增加喷吹燃料量等提高炉温的措施外，上部要适当加入净焦和减轻焦炭负荷。

(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、铁温度的同时，照顾炉料的顺利下降。

试述炉渣离子结构理论是如何解释炉渣碱度与粘度之间的关系的。

答案：炉渣离子结构理论认为，炉渣粘度取决于构成炉渣的硅氧复合负离子的结构形态，炉渣粘度随碱度而变，是由于随着炉渣碱度的变化，硅氧复合负离子的结构形态发生了变化。由于碱性氧化物能提供氧离子而酸性氧化物吸收氧离子，所以，熔渣碱度不同，熔渣中的O/Si比值不同，从而形成结构形态不同的硅氧复合负离子，形成的负离子群体越庞大越复杂，炉渣粘度也越大。反之，炉渣中增加碱性氧化物CaO、MgO、FeO、MnO等，增加氧离子浓度，从而提高O/Si比值，则复杂结构开始裂解结构变简单，熔渣粘度降低。不过，碱度过高时，粘度又会上升。原因是碱度过高时形成熔化温度很高的渣相，熔渣中开始出现不能熔化的固相悬浮物所致。

试述高炉内碳的气化反应和CO的分解反应对高炉的影响。

答案：CO2与固体C之间的反应(CO2+C=2CO－165766kJ)称为碳的气化反应(或称CO2的分解反应)，它是一个吸热反应，吸热量很大，因此高温对这个反应是有利的。高炉冶炼过程中，气化反应的发展程度决定直接还原与间接还原。由于高温下气化反应很快，通过反映FeO+CO=Fe+CO2产生的CO2立即与固体C作用形成CO，总的结果是FeO+C=Fe+CO，即直接还原。所以，高温区只有直接还原。低温下气化反应很慢，产生的CO2不变为CO，即间接还原。因此，高炉低温区只有间接还原。这个温度界限大约为900～1000℃。

另外，由于气化反应的存在，一部分(大约50%)碳酸盐在高温区分解产生的CO2与固体C

高炉炼铁讨论

作用，不仅消耗了焦炭，而且吸收热量，增加高炉热量消耗，降低风口前燃烧的碳量，对高炉冶炼不利；气化反应的逆反应(2CO=C+CO2+165766kJ)叫做CO的分解反应。低温对这个反应有利，450～600℃范围内有明显发展，反应产生的碳黑(粒度极细的固体碳)非常活泼，渗入到矿石空隙中参加还原，并且与高炉上部还原产生的海绵铁发生渗碳反应，降低铁的熔点，还可能渗入炉衬耐火砖缝隙中侵蚀炉衬。如果发生大量的分解反应，则分解产生的固体C沉积在料块中间，恶化高炉透气性，对高炉冶炼产生不利影响。

10.封炉（或长期休风）应注意哪些问题？ 答案：

（1)装封炉料过程中，应加强炉况判断和调节，消灭崩料和悬料，保持充足的炉温，生铁含硅量控制在0.6～1.0%；

（2)各岗位要精心操作和加强设备维护检查，严防装封炉料过程发生事故，而造成减风或休风；

（3)封炉料填充方式，同高炉大中修开炉料填充方式，即炉缸、炉腹装净焦，炉腰装空焦，炉身中下部装综合料(空焦和正常料)，炉身上部装正常料；

（4)封炉料下达炉腹中下部，出最后一次铁，铁口角度加大到14°，大喷后堵上。通知热风炉休风，炉顶点火，处理煤气；

（5)休风后进行炉体密封。炉顶装水渣，厚度500～1000mm左右。卸下风口，内部砌砖，渣口、铁口堵泥。焊补炉壳，大缝焊死，小缝刷沥青或水玻璃密封；

（6)根除漏水因素。关炉壳喷水，切断炉顶打水装置，损坏的冷却设备全部闭水，切断炉顶蒸汽来源；

（7)降低炉体冷却强度。封炉休风后，风口以上冷却设备，水量、水压减少至30%～45%，3d后风口以下水压降低至50%。3月以上的封炉，上部冷却水全部闭死，管内积水用压缩空气吹扫干净；

（8)封炉2d后，为减少炉内抽力，可关闭一个炉顶煤气放散阀；

（9)封炉期间要定期检查炉体各部位(重点是风口、渣口、铁口)有无漏风情况，发现漏风及时封严。

11.试简述高炉操作的任务。答案：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、高效益的最佳冶炼效果。

12.风口装置的破损机理？ 提高风口寿命的措施？ 答案：

（1）a、熔损；b、开裂；c、磨损。

（2）a、提高制作风口的紫铜纯度，以提高风口的导热性能；b、改进风口结构，增强风口冷却效果；c、对风口前端进行表面处理，提高其承受高温和磨损的能力。

13.试述高炉要进行低硅生铁冶炼，需要采取哪些措施？ 答案：

（1）保持炉况稳定顺行；

（2）提高矿石入炉品味、改善炉料结构、增加熟料比；

高炉炼铁讨论

（3）减少原料化学成分波动；（4）提高焦炭强度；（5）适当提高炉渣碱度；（6）提高炉顶压力；

（7）控制合理的气流分布；

（8）采用合理的上下部调剂及提高煤气利用率。

14.试述高压操作对高炉冶炼的影响 答案：

（1）高压操作有利于提高高炉的冶强；

（2）高压操作有利于炉况顺行，减少管道行程，降低炉尘吹出量；（3）高压操作可降低焦比；

（4）高压操作有利于降低生铁含硅量，有利于获得低硅生铁。

15.试述我国高炉喷煤技术的发展方向是什么？实现的关键问题是什么 答案：喷吹烟煤是我国高炉喷煤技术的发展方向。实现烟煤喷吹的关键是解决喷吹烟煤工艺的安全问题，因为烟煤挥发分含量更高，更容易产生爆炸现象。国内外高炉烟煤防爆系统的构成主要有两大类：一是使用药剂抑爆的烟煤喷吹系统；二是以降低工艺工程中氧浓度为主的烟煤喷吹系统。

16.简要论述下 高炉工长职责是什么？ 答案：

（1）对本班生产的组织，指挥，技术操作行政管理和职工思想政治工作全权负责；（2）在工段内部直接接受炉长领导；（3）负责当班的炉况调剂，保证炉况顺行稳定，完成作业计划指标；（4）教育检查本班职工严格执行各项规章制度和操作规程，进行安全文明生产；（5）负责组织处理当班发生的各种事故；（6）认真进行交接班并与上下班工长共同分析情况，协商处理交接班中的争议；（7）负责记录作业时间，填写工长交接班本，简要说本班的情况；（8）遇有特殊情况工段领导不在时，及时向厂调和执勤人员请示汇报，服从调度和执勤人员的指挥 ；（9）负责本班人员的经济责任制，考核及奖罚意见；（10）负责本班人员的考勤和组织每天的班前会。

17.如何选择炉渣的熔化性。答案：

（1）对软熔带位置高低的影响。难熔渣开始软熔温度较高，从软熔到熔化的范围小，则在高炉内软熔带的位置低，软熔层薄，有利于高炉顺行；在炉内温度不足的情况下可能粘度升高，影响料柱透气性，不利于顺行。易熔渣在高炉内软熔位置较高，软熔层厚，料柱透气性差；另一方面易熔渣流动性好，有利于高炉顺行；

（2）对高炉炉缸温度的影响。难熔炉渣在熔化前吸收的热量多，进入炉缸时携带的热量多，有利于提高炉缸温度；易熔渣则相反；

（3）影响高炉内热量消耗和热量损失。难熔炉渣要消耗更多的热量，流出炉外时炉渣带走的热量较多，热损失增加，使焦比升高；易熔渣则相反；

（4）对炉衬寿命的影响。当炉渣熔化性温度高于高炉某处的炉墙温度时炉渣易凝结而形成渣皮，对炉衬起保护作用；易熔炉渣因其流动性过大会冲刷炉墙。

高炉炼铁讨论

18.无钟炉顶布料有哪四种基本布料方式？其工作特点如何？ 答案：

(1)环形布料，工作特点是倾角固定的旋转运动；

(2)螺旋形布料，倾角变化的旋转运动，就倾角变化的特点分为倾角渐变的螺旋形布料和倾角跳变的同心圆布料；

(3)定点布料，方位角固定的布料；

(4)扇形布料，方位角在规定范围内（如1200）反复变化的布料。

19.长期停炉（封炉、中修）后，为使高炉开炉后尽快转为正常生产，•对炉前操作提哪些特殊要 答案：

(1)保持铁口能与炉缸上部贯通，让高温煤气流向铁口，达到加热铁口区域的目的；

(2)先打开铁口两侧风口送风，一方面控制炉缸上部产生的渣铁量，另一方面，依靠流通的高温煤气就能促使铁口附近加热，•在炉缸下部造成一个高温区域，以利铁口的烧开；(3)做好从渣口出铁的准备，防止铁口烧不开酿成风口灌渣和烧坏风、渣口事故。

20.更换风口或渣口各套时有哪些注意事项？ 答案：

(1)更换风渣口各套时，必须放净渣铁后，才能进行休风；

(2)更换风渣口各套时，用氧气烧时应注意严禁烧坏各套的接触加工面；(3)更换时各部位的球面接触应上严、上正、不能漏风；

(4)备品备件及使用工具齐全，在保证完全和质量的基础上，应争取尽快换完。

第三篇：高炉炼铁论文

高炉炼铁论文

时间：2010-11-12 08:12:40|浏览：112次|评论：0条 [收藏] [评论] [进入论坛] 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣„

本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。

关键词: 固态焦炭 渣铁分离 炉料均匀 煤气流分布

绪论

高炉是炼铁的专用设备。虽然近代技术研究了直接还原、熔融技术还原等冶炼工艺，但它们都不能取代高炉，高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。高炉生产是可持续的，他的一代寿命从开炉到大修的工作日一般为7-8年，有的已达到十年或十年以上。高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。1.1我国钢铁工业生产现状

近代来高炉向大型化发方向发展，目前世界上已有数座5000立方米以上容积的高炉在生产。我过也已经有4300立方米的高炉投入生产，日产生铁万吨以上，日消耗矿石等近2万吨，焦炭等燃料5千吨。这样每天有数万吨的原、燃料运进和产品输出，还需要消耗大量的水、风、电气，生产规模及吞吐量如此之大，是其他企业不可比拟的。1.2加入世贸对我国钢铁经济的影响

钢铁工业是人类社会活动中占有着极其重要的地位，对发展国民经济起着极其重要的作用。无论工业、农业、交通、建筑及国防均离不开钢铁。一个国家的钢铁生产水平，就直接反映了这个国家的科学技术发展和人民的生活水平。那么自中国加入世贸组织之后，自2001年底以来，全球钢铁价格已上涨2倍，提升了该行业的盈利水平。同期，由所有上市钢铁公司股价构成的全球钢铁股价格综合指数，表现超过所有上市公司平均股价表现近4倍。2003年，中国钢铁净进口量(进口减去出口)约为3500万吨。但今年，预计中国钢铁净出口量大约为5000万吨。假设这种趋势持续下去，中国钢铁公司出口量的上升，的确有可能影响全球钢铁行业的前景。中国从2006 年开始，从钢净进口国转变为净出口国，2007 年中国粗钢净出口量占中国粗钢产量的11.27%，占全球除中国外粗钢产量的6.47%。今年9 月受美国金融危机的影响，国内钢材出口量减少为667 万吨，较8 月份高点回落101 万吨。奥巴马上台后誓言要实施自己的金融新政，力争让美国经济在任期内重新好转。而积极的新政，无疑也会为中国钢铁出口带来新的消费希望。1.3唐钢不锈钢高炉的情况介绍

唐钢不锈钢高炉现共有四座炼铁高炉分别有两座450t、两座550t高炉炼铁设备，其中两座550t高炉是由唐钢设计院主持设计的。不锈钢高炉现今以持续使用五年以上，日产量高，出铁效率高，并且在三号高炉中使用了TRT自动化控制系统，使得在随后的生产过程中，高炉出铁高效化，自动化迈进。2唐钢不锈钢扩大生产规模化的可行性研究 2.1唐钢不锈钢生产规模能力近一年来唐钢不锈钢在河北钢铁集团的带领下，生产能力逐步提高，并且在近一年的生产效益中都有纯利收入，也使得在不锈钢扩建竖炉设备中有了充足的信心，扩建竖炉使得不锈钢在高炉炼铁的过程中效率提高的更快，更高效。2.2唐钢不锈钢扩大生产规模的条件

在成立了河北钢铁集团后正确领导下，唐钢不锈钢的年利润逐年提高，且唐钢不锈钢公司深入开展与先进企业对标，通过与优秀企业对标，找准差距，确立工作重点，开展好提高高炉配比、降低炼钢钢铁料消耗、降低白灰消耗，轧钢1580提高成材率，以及各工序降低能源成本，全面赶超先进企业指标。严格的费用控制。加强设备检修管理，建设精干的高效干部团队，狠抓两个“端口”通过加强市场管理，切实踏准市场节拍和实现顺向操作。

3高炉炼铁工艺技术研究 3.1工艺技术参数研究

高炉冶炼过程是在一个密闭的竖炉内进行的。高炉冶炼过程的特点是，在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入（装料）及产出（铁、渣及煤气）外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。为了弄清楚这些反应和变化的规律，首先应对冶炼的全过程有个总体和概括的了解，这体现在能正确地描绘出运行中的高炉的纵剖面和不同高度上横截面的图像。这将有助于正确地理解和把握各种单一过程和因素间的相互关系。高炉冶炼过程的主要目的是用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁。为此，一方面要实现矿石中金属元素（主要为Fe）和氧元素的化学分离——即还原过程；另一方面还要实现已被还原的金属与脉石的机械分离——即熔化与造渣过程。最后控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分合格的铁液。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的相互紧密接触过程中完成的。低温的矿石在下降的过程中被煤气由外向内逐渐夺去氧而还原，同时又自高温煤气得到热量。矿石升到一定的温度界限时先软化，后熔融滴落，实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。3.2上料系统的工艺

高炉供上料系统由贮矿槽、贮焦槽、槽下筛分、称量运输和向炉顶上料装置等组成。其作用是将来自原料场，烧结厂及焦化厂的原燃料和冶金辅料，经由贮矿槽、槽下筛分、称量和运输、炉料装入料车或皮带机，最后装入高炉炉顶。随着炼铁技术的发展，中小型高炉的强化、大型高炉和无钟顶的出现，对上料系统设备的作业连续性、自动化控制等提出来更高的要求，以此来保证高炉的正常生产。3.3炼铁工艺

高炉炼铁的原料：铁矿石、燃料、熔剂 3.3.1铁矿石

铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明：

（1）磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和 FeO 的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含Fe72.4％，O 27.6％，具有磁性。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。

（2）赤铁矿（Hematite）也是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为5.26，含Fe70％，O 30％，是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。（3）褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿（Goethite）HFeO2和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3．nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62％，O 27％，H2O 11％，比重约为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。

（4）菱铁矿（Siderite）是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。

另外还有铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）硫化铁矿（Sulphide iron）3.3.2燃料

炼铁的主要燃料是焦炭。烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。(1)、焦炭分布

从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。

(2)、焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。(3)、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。

焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：

真密度为1.8-1.95g/cm3； 视密度为0.88-1.08g/cm3； 气孔率为35-55%；

散密度为400-500kg/m3；

平均比热容为0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）； 热导率为2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）； 着火温度（空气中）为450-650℃； 干燥无灰基低热值为30-32KJ/g； 比表面积为0.6-0.8m2/g。(4)、焦炭的质量指标

焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40～45%，铸造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。

(5)、焦炭质量的评价

①、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿石；3.5%来自石灰石；82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加0.1%，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%,矿石加入量增加0.3%高炉产量降低1.5—2.0%.冶金焦的含硫量规定不大于1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4—0.7%。

②、焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03%以下。

③、焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加2—2.5%因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。

④、焦炭中的挥发分：根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于0.5—0.7%,则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。⑤、焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M04偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。

⑥、焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉（1300—2000平方米）焦炭粒度大于40毫米；中、小高炉焦炭粒度大于25毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40—25毫米为好。大于80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。3.3.3熔剂

(1)、熔剂的作用

熔剂在冶炼过程中的主要作用有：

①.使还原出来的铁与脉石和灰分实现良好分离，并顺利从炉缸流出，即渣铁分离。②.生成一定数量和一定物理、化学性能的炉渣，去除有害杂质硫，确保生铁质量。(2)、熔剂的种类

根据矿石中脉石成分的不同，高炉冶炼使用的熔剂，按其性质可分为碱性、酸性和中性三类。

①．碱性熔剂

常用的碱性熔剂有石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)。

②．酸性熔剂

作为酸性熔剂使用的有石英石(Si02)、均热炉渣(主要成分为2FeO、Si02)及含酸性脉石的贫铁矿等。

③．中性熔剂

高铝原料。如铁钒土和粘土页岩。

三、对碱性熔剂的质量要求

对碱性熔剂的质量有如下要求：

1.碱性氧化物(CaO+MgO)含量高，酸性氧化物(Si02+A1203)愈少愈好。或熔剂的有效熔剂性愈高愈好。

一般要求石灰石中Ca0的质量分数不低于50％，Si02+A1203的质量分数不超过3．5％。

熔剂的有效熔剂性是指熔剂按炉渣碱度的要求，除去本身酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的碱性氧化物含量。可用下式表示：

当熔剂中与炉渣中Mg0含量很少时，计算式可简化为： 2.有害杂质硫、磷含量要少。石灰石中一般硫的质量分数只有0．01％～0．08％，磷的质量分数为0．001％～0．03％。

3.较高的机械强度，粒度要均匀，大小适中。

适宜的石灰石入炉粒度范围是：大中型高炉为20～50mm，小型高炉为l0～30mm。当炉渣黏稠引起炉况失常时，还可短期适量加入萤石(CaF2)，以稀释炉渣和洗掉炉衬上的堆积物

四．高炉炼铁的工艺流程

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图 3.3.4高炉炼铁原的理

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

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。3.3.5高炉的主要组成部分

高炉炉壳：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、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。炉腹角一般为79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。

炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。

炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。

炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10～18倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1％～0．5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。

炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板则用100～150mm厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。

3.3.6高炉解体

为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。

3.3.7高炉冷却装置

高炉炉衬内部温度高达1400℃，一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。

3.3.8高炉灰

也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10～100kg的高炉灰。高炉灰通常含铁40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要成分是焦末和矿粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃料消耗。

3.3.9高炉除尘器

用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备。

3.3.10高炉鼓风机

高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例

高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。

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。

3.3.11高炉冶炼工艺--炉前操作

一、炉前操作的任务

1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。

2.完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。

3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。

4、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。

高炉冶炼工艺--高炉基本操作 :

高炉基本操作制度:

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。

操作制度：根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标要求)制定的高炉操作准则。

高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。

高炉冶炼主要工艺设备简介： [高炉设备]高炉 ：

横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺 简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。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。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。[高炉设备]高炉热风炉介绍 :

热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。[高炉设备]铁水罐车:

铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。3.4高炉煤气清洗系统

从高炉炉顶排出的煤气一般汗CO2 15-20%,CO 20-26%，其发热值大于3200KJ/m3，装入高炉的焦炭等燃料的热量约有三分之一通过高炉煤气排出。因此将高炉煤气作为钢铁厂的一部分充分加以利用，在经济上十分重要。一般是将高炉煤气单独使用，或者和焦炉煤气掺合使用，作为热风炉、焦炉、加热炉、发电厂锅炉的燃料。但从炉顶排出的高炉粗煤气含有10-40g/m3的粉尘，具体数值取决与炉料中的粉尘率和炉顶压力、煤气流速，使用富氧等情况。

3.4.1高炉煤气除尘系统的组成

我国1000m3以上的高炉采用煤气除尘系统，从炉喉出来的煤气先经过重力除尘器进行除尘，然后经过洗涤塔进行半精除尘在进入文氏管进行精除尘，除尘后的煤气经过脱水器进入净煤气总管。但随着炉顶压力的增高，促进了文氏管的效率提高，近年来大型高炉已用串联双级文氏管系统来代替塔后文氏管系统。3.4.1脱泥脱水设备

高炉煤气经过洗涤塔、文氏管等除尘装置湿法清洗后，煤气中夹带部分水泥和灰泥。水分会降低煤气发热值，同时由于水滴中带有灰尘，影响煤气的实际除尘效果，必须采用脱泥脱水设备使其从煤气中分离出来。目前，高炉煤气清洗系统中采用的脱泥脱水设备主要有重力式灰泥捕集器、旋风式灰泥捕集器、伞形或伞旋脱水器和填料式脱水器。3.4.1.2重力式灰泥捕集器

气流进入重力式灰泥捕集器后，速度降低，并且改变气流方向，而气流中的灰泥和水滴仍直线加速沉降，产生了水气分离，重力式灰泥捕集器结构简单，不易堵塞，但对细尘粒和水滴的脱尘效率不高。

重力式灰泥捕集器有挡板式和直入式两种型式 3.4.1.3旋风式灰泥捕集器

把煤气从切向引入捕集器，利用气流的回旋运动，灰泥由于离心力的作业碰撞圆筒壁而沉降，达到捕集灰泥的目的。3.4.1.4伞形或伞旋脱水器

伞形脱水器是一种利用改变煤气流向，使水滴撞于伞形挡板上，因失去动能而分离的脱水器设备。

3.4.1.5填料脱水器

填料脱水器一般作为最后一级的脱水设备，同题高度约为二倍筒体直径。筒内填料目前多用角钢代替木材。材料脱水器的脱水效率为85%，煤气流经脱水器的压力降为500-1000Pa。

结论: 高炉工作者应努力防止各种事故的发生，保证联合企业的生产进行。目前上料系统多采用皮带上料，电子计算机，工业电视等，但必须保证其可持续作业。高炉从开炉投产到停炉中，此期间连续不间断生产，仅在设备检修或发生时候是才停产。那么我们必须保证各个环节都步步到位，要不必然会影响整个高炉冶炼过程，甚至停产，给企业造成巨大损失。

参考文献；

1.李士玲主编 炼铁工艺

2.韩志进主编 赵育新副主编 高炉炼铁实习3.陈坤楠主编 炼铁设备

第四篇：高炉炼铁工艺流程

本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：

一、高炉炼铁工艺流程详解

二、高炉炼铁原理

三、高炉冶炼主要工艺设备简介

四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识

工艺设备相见文库文档： 工艺设备相见文库文档：

一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：

二、高炉炼铁原理

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质 CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼铁的主要 方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发 展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产 量的 95％以上。炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）燃料、（焦 炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比 例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉 内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助 燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳 和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降

和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生 铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水 间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种 副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生 成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；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。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介

高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备； ④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的 4~5 倍。生产中，各个 系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和 特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。

高炉炼铁系统（炉体系统、渣处理系统、上料系统、除尘系统、送风系统）主要设备简要介绍一下。

1、高炉、高炉炉本体较为复杂，本文在 最后附有专门介绍。横断面为圆形的炼铁竖炉。用 钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉 身、炉腰、炉腹、炉缸 5 部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良 好，工艺 简单，生产量大，劳 动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。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。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合 生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热 风炉、加热 炉、焦炉、锅炉等的燃 料。高炉冶 炼的主要产 品是生铁，还有副产高 炉渣和高炉 煤气。

2、高炉除尘器、用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘 器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除 尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘 设备。

3、高炉鼓风机、高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用 的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年 来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以 保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高 炉强化程度有关、一般按单位炉容 2.1～2.5m3／min 的风量配备。但 实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比 例

4、高炉热风炉、热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组 成部分。现代热风炉是一种蓄热式换热器。目前风温水平为 1000℃ ~1200 ℃，高的为 1250 ℃~1350 ℃，最高可达 1450 ℃~1550 ℃。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热 煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生 产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风 炉寿命是提高风温的有效途径。

5、铁水罐车、铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或 放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。

四、高炉炼铁用的原料 高炉炼铁用的原料 炼铁

高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰 石）三部分组成。通常，冶炼 1 吨生铁需要 1.5-2.0 吨铁矿石，0.4-0.6 吨焦炭，0.2-0.4 吨熔剂，总计需要 2-3 吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有 足够数量的原料供应。因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以 工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料 斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300 摄氏度），喷 入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化 合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将 铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还 原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹 物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出 渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代 化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的 计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁的特点：规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉的容 积在不断扩大，如我国宝钢高炉是 4063 立方米，日产生铁超过 10000 吨，炉渣 4000 多吨，日耗焦 4000 多吨。目前国内单一性生铁厂家，高炉容积也以达到 500 左右立方米，但多数仍维持在 100-300 立方米之间，甚至仍存在 100 立方米以下的 高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有期 规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比。

附：高炉炉本体的主要组成部分 高炉炉本体的主要组成部分 炉本体 高炉炉壳： 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： 呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，炉喉 高炉本体的最上部分，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 炉腰 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 炉腹 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。炉腹角一般为 79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于 炉料顺行。炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。炉缸 出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣 铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。

炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而 炉底 且受到 1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着 高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温 度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所 以必需对炉底进行冷却。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉 大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散 热能力。

炉基： 炉基 它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地 传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高 炉容积的 10～18 倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾 斜值不大于 0.1％～0．5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以 减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、炉衬 保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能 够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影 响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条 炉喉护板 件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁 做成开口的匣子形状； 大高炉的炉喉护板则用 100～150mm 厚的铸钢 做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还 起着调节炉料和煤气流分布的作用。

高炉解体 为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注 水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行 的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。高炉冷却装置 高炉炉衬内部温度高达 1400℃，一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递 出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构 不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷 却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。

高炉灰 也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼 强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10～100kg 的高炉灰。高炉灰通常含铁 40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要 成分是焦末和矿粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃 料消耗。高炉基本操作制度

1、炉前操作的任务 ①、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定 的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁 罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。②、完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。③、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。④、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣 出铁相关的工作。

2、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。

3、操作制度：根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料 条件、生产计划及品种指标要求)制定的高炉操作准则。

4、高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造 渣制度。

第五篇：高炉炼铁工长问答题

答辩试题及答案要点

一、炉缸烧穿的原因及预防措施？ 答：

原因：

1，高炉炉缸已经侵蚀严重，没有引起足够重视。2，设计不合理或耐火材料质量低劣，砌筑质量不佳。3，冷却强度不足：水压过低，水质不好，水管结垢。4，使用含铅或碱金属的原料。

5，长期冶炼低硅高硫或高锰铁种，频繁洗炉。6，冷却设备漏水进入炉缸。

7，长期铁口过浅或出铁操作及铁口维护不当。预防措施：

1，开炉初期安排冶炼利于在炉缸沉积石墨碳的铁种。减少洗炉（尤其是萤石）

2，根据水温差增大或其他征兆，炼铸造铁或提高碱度。局部方位采用长风口，缩小风口，堵风口，改料制压边，降冶强。3，加钛矿护炉。

4，重视铁口维护及出铁工作。

5，重视冷却系统管理，想办法增加冷却强度。

二、炉缸冻结的原因及处理方法？

由于炉温大幅度减低，导致渣铁不能从铁口自动流出时，就表明炉缸已处于冻结状态。下列情况易发生炉缸冻结：

1、高炉长时间连续崩料、悬料、发生管道且未能有效制止；

2、由于外围影响造成长期亏料线；

3、上料系统称量或装料有错误，造成焦炭负荷过重；

4、冷却器大量损坏漏水流入炉内，没有及时发现和处理； 5；无计划的突然长期休风；

6、装料制度有误，导致煤气利用严重恶化，未能及时发现和处理。处理：

1、加净焦、减轻焦炭负荷、停止喷吹、提高风温水平；

2、果断休风，将炉渣从风口放出，仅用铁口上方少数风口送风，用氧气或氧枪加热铁口，尽量减少铁口角度；

3、增加铁次，杜绝休风，出净渣铁，防止灌渣及风口烧出；

4、检查冷却设备，防止向炉内漏水；

5、冻结严重时，从渣口出铁，如果渣口出不了铁，用靠近渣口上方的风口出铁；

6、铁口正常后，开风口时要挨着已开的风口。

三、炉墙结厚的原因、征兆及处理方法？ 炉墙结厚可分为上部结厚和下部结厚。炉墙结厚主要有以下征兆：

1、炉况难行，经常在结厚部位出现偏尺、管道、塌料和悬料；

2、装料制度达不到预期目标；

3、风压和风量不适应，应变能力差，不接受风量；

4、结厚部位炉墙温度、水温差、炉皮表面温度均下降。处理方法：（1）上部结厚

1、发展边缘煤气流，同时减轻焦炭负荷，尽可能改善原燃料强度和粒度

2、若上述方法无效，应降低料面，停风炸瘤

3、认真检查冷却部位水箱，如发现漏水应及时减水或停水（2）下部结厚

1、适当减低碱度，提高炉温

2、改变装料制度、发展边缘气流，减轻焦炭负荷，提高下部边缘温度

3、采用集中加净焦和加酸料的方法洗炉

4、加萤石洗炉

5、降低炉体的冷却强度，保持水温差在适当水平，但必须全面分析

四、低料线的危害及处理方法？

高炉的实际料线比规定料线低0.5米或更低时，既称低料线。

低料线作业对高炉的危害主要是，它打乱了炉料在炉内的正常分布位置，改变了煤气流的分布和流向，使炉料得不到充分的预热和还原，引起炉凉和炉况不顺，诱发管道行程。严重时由于上部高温区的温度大幅度波动，容易造成炉墙结厚和结瘤，顶温控制不好还会烧坏炉顶设备。引起亏料线的原因；

1、上料设备及炉顶装料设备故障；

2、原燃料供应跟不上；

3、崩料坐料后的深料线。亏料线的处理方法：

1、亏料线一小时之内应减轻焦炭负荷5%-10%；

2、亏料线1h以上和料线超过3m以上时，在减风的同时应补加净加净焦或减轻焦碳负荷，已补偿亏料线造成的热量损失。

一般地讲，冶炼强度越高，煤气利用越好亏料线的危害就越大，要适当地增加净焦加入量和负荷减轻的量。

五、炉缸堆积的原因，征兆及处理方法？

原因：焦炭变坏；炉温低、碱度高；慢风作业时间长、风速不合理；冷却设备漏水；冶炼铸造铁时，高炉温、高碱度；长期边重，易导致炉缸边缘堆积；使用钛矿护炉时，[Ti]含量长期偏高也会造成炉缸堆积。

征兆：

1、不接受风量，热压较正常偏高，透气性下降；

2、中心堆积时上渣量大，且间隔时间短；

3、渣铁前难行、料慢，渣铁后料快，憋风现象消除；

4、风口下部不活跃，易涌渣灌渣；

5、渣口难开，带铁，且烧坏多；

6、铁口深，泥量减少，易维护，严重时难开；

7、风口易坏，且在下部；

8、边缘堆积一般先坏风口，后坏渣口，中心堆积相反；

9、边缘结厚部位水箱温度下降。

处理：

1、制钢铁时，加锰矿洗炉；

2、如因焦炭质量，则改善焦炭质量；

3、及时更换烧坏的风口，若频繁烧坏时更换后堵死；

4、若因护炉引起，则视水温差减少含钛炉料；

5、适当降低炉渣碱度；

6、处理中心堆积，要调整装料顺序，减轻中心部位的矿石分布量；

7、边缘堆积则要调整装料顺序，疏通边缘另外在保证中心气流的情况下，视情况扩大风口面积。

六、炉墙结瘤的征兆及预防和处理方法？

高炉结瘤是炉内已熔化的原燃料凝结在炉墙上，而且和炉墙耐火砖牢固地结合在一起。炉瘤按其形状可分为局部瘤和环形瘤；按其产生的部位可分为上部瘤和下部瘤；按其化学成分可分为炭质瘤、灰质瘤、碱金属瘤和铁质瘤。

结瘤征兆有以下几点：

1、局部瘤在结瘤部位炉喉温度较其他方位低，整个炉顶煤气温度记录点为一条宽带（100-150℃），而环形瘤炉喉温度各点相近，炉顶煤气温度记录点为一条窄带（30℃左右）。

2、炉顶煤气压力曲线常出现向上的尖峰。

3、高炉不接受风量，风压较高，两者波动大，但减风后曲线趋于平稳；常有偏料、管道、崩料、悬料发生。

4、炉缸工作不均，结瘤方向风口显凉且易涌渣。

5、结瘤方向边缘煤气量减少，炉喉co2曲线第一点较第二点甚至第三点高，改变装料制度不能达到改善煤气流分布的目的；

6、结瘤方向探尺下降慢，长期偏料；

7、炉壳温度及冷却水温差在结瘤方向明显减少；

8、炉尘吹出量大副增加。预防措施：

1、贯彻高炉“精料”方针，减少入炉原燃料粉末，改善原燃料理化性能及冶金性能，降低各种碱金属含量及有害杂质入炉，降低渣铁比。

2、调整好高炉的基本操作制度，保证高炉稳定顺行。要防止发生管道行程、连续悬料、崩料、长期低料线作业、炉温剧烈波动等失常炉况。

3、加强炉顶装料设备的检查和维护，杜绝因装料设备影响造成高炉布料失常。

4、当炉体温度出现降低，煤气分布出现失常时，出现结厚征兆，以及长时间低料线或长期休风后应适当发展边缘，防止边缘热负荷长期过低。

5、装料时灰石不要加在炉墙附近。

6、漏水冷切器应及时处理。

7、尽量避免无计划停风，并注意长时间计划休风前，净焦要加够，要出净渣铁，待净焦下到炉缸再休风。送风时要根据休风期间的情况补充焦炭，保证炉温，复风过程不要拖得太长。

处理方法：

1、洗瘤，主要针对下部结瘤或结瘤初期。一般先采用半倒装或全倒装及集中加净焦的热酸洗方法，强烈发展边缘气流，使炉瘤在高温和强气流作用下熔化和脱落。如果炉瘤较顽固则应加入洗炉剂（如萤石、均热炉渣）利用其良好的流动性冲刷炉墙。

2、炸瘤，上部结瘤或上中部结成大面积炉瘤，靠洗炉不易解决，则必须采用炸瘤的方法。炸瘤操作如下：（1）首先必须判断准炉瘤位置及大小。（2）料线降至炉根部位，休风前要进一步减轻负荷并加净焦，防止复风时炉凉。（3）根据炉瘤的形状及探测结果，选定装入炸药量，自下而上分段炸瘤，先炸瘤根，依次上移。（4）、放炸药的位置距炉墙有些间距，防止炸坏炉墙。（5）、必须将炉瘤炸净，否则还会生长。

七、炉缸热流强度超过警戒强度时应采取何种措施及处理方法？

冷却水温差是冷却壁热流强度的反映，热流强度高则水温差高（水量不变），反之亦然。当热流强度大于某个值时应通高压水冷却。此外还应采取以下措施：

1、加钛矿护炉，根据水温差升高的情况和碳砖的性质选择合适的[Ti]，一般[Ti]大于0.08%时才能起到护炉的效果，不要轻易停止。

2、当水温差继续升高时，停风堵该温差高的冷却壁上方的风口。

3、水温差仍然升高时，停风凉炉。

4、凉炉过程中，继续测量水温差，在水温差继续上升的情况下，应视情况决定，如有烧穿的危险则应组织全体人员撤离，确认无危险后再恢复测温。

5、提高碱度和炉温，使生铁一级品率95%以上。

6、当水温差跳跃上升时，严禁倒水源。

7、铁口两侧水箱热流强度或水温差升高，要加强铁口维护，保持足够的铁口深度和打泥量。如果铁口深度连续3次不合格，停风堵铁口上方风口，跑泥要做泥套，杜绝连续跑泥，连续亏渣、亏铁。

8、某一个渣口附近炉缸水温差升高到规定值以上时，要控制此渣口放渣量或停止此渣口放渣，增加另一渣口的放渣量。

9、当水温差呈上升势头时，需加强巡检和水温差的监测工作。当水温差上升势头较快时，工长在汇报的同时，要及时减风，降低顶压，尽快组织出铁，避免烧出事故。

10、风渣口损坏，应及时更换，防止长时间向炉内漏水。

11、停风堵风口后的生产，要降低顶压，采取低冶强冶炼。热流强度正常后逐步恢复冶强。

八、炉渣在高炉冶炼中的作用及提高炉渣冶炼性能的措施？

答：炉渣具有熔点低，密度小和不熔与生铁的特点，所以高炉冶炼渣铁才能得以分离，获得纯净的生铁，这是高炉造渣的基本作用。另外，炉渣对高炉冶炼还有以下几方面的作用： 1，渣铁之间进行合金元素的还原和脱硫反应，起着控制生铁成分的作用。2，炉渣的形成造成了高炉内的软溶带及滴下带，对炉内煤气流 分布及炉料的下降都有很大的影响，因此，炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。3，炉渣附在炉墙上形成渣皮，起到保护炉衬的作用。4，炉渣可能侵蚀炉衬，起到破坏的作用。提高炉渣冶炼性能的措施是：

1，保证炉渣在一定温度下有较好的流动性及足够的脱硫能力； 2，保证炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性。3，有利于炉况顺行和炉衬维护。4，保证生铁成分合格。

九、什么是合理的送风制度及炉缸活跃的标志？

答：送风制度指：在一定条件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。在高炉炉缸区，选择合理的鼓风参数及风口前的煤气参数，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。

检验合理的送风制度指标有：

1、风口进风参数，即风速和鼓风参数。

2、风口前燃料燃烧产生的煤气参数，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。

（风量、风温、风压、加湿鼓风、喷吹燃料、富氧鼓风、风口面积和长度等）

炉缸活跃的标志主要体现在炉缸热制度的选择；而影响热制度的主要因素有：

1、原燃料的性质：包括含铁原料的品位、粒度、还原性等，焦碳的物理性能、化学性能等。

2、其他操作制度的影响：包括风温、喷吹燃料、风量、装料制度、以及冷却设备漏水、原燃料称量误差、装料设备故障等。

十、高炉突然停水的处理过程？

答：

1、当低水压警报器报警，应做紧急停水的准备。

2、见水压降低后，采取以下紧急停水的准备。

1）减少炉身冷却用水，以保持风、渣口冷却用水。

2）停氧、停煤、改常压、放风。放风到风口不灌渣的最低风压。3）积极组织出渣铁。4）停气。

5）经过联系，水压短期内不能恢复正常或已经断水，应立即停风。

3、恢复正常水压的操作；

1）把总来水截门关小。

2）如风口水以干，则把风口水截门关闭。

3）风口要逐个单独缓慢通水，防止风口蒸汽爆炸。4）冷却壁要分区、分段缓慢通水。

5）检查全部出水正常后，逐步恢复正常水压。6）检查冷却设备有无烧损，重点为风、渣口。7）更换烧坏的风、渣口。8）处理烧坏的冷却壁。

4、在确认断水因素消除，水压恢复正常后，组织复风。

十一、高炉风口放炮、炉皮烧穿的应对措施？ 风口突然烧坏的处理

1、迅速停止该风口的喷吹，在风口外面喷水冷却，安排专人监视。

2、视情况改常压操作或放风。

3、组织出渣、出铁，准备停风更换。

4、停风前应尽量减水到风口明亮，以免风口粘铁，延长休风时间。炉皮烧穿

1、炉体发生跑火、跑渣时，应立即打水。若继续跑火、跑渣时立即改常压、减风、放风直至停风。

2、停风后，如发现风口向外流水，立即查清并断绝水源。

3、应进行炉体喷涂，尽可能修复已坏的冷却壁，补焊炉皮。

4、炉内操作要及时消除气流管道。

十二、高炉强化冶炼包括那些内容及如何实现强化冶炼？ 答：高炉强化冶炼的内容包括；

1精料：这是强化冶炼的首要条件。六字方针：“高”：品位要高。“熟”：要用熟料。“净”：粉末要筛净。“稳”：成分要稳定，“小/均”：粒度要小而均匀。2，高冶强：提高入炉风量。3，高压：提高顶压，降低压差。

4，高风温：以鼓风物理热代替燃料燃烧热。降能耗。

5，喷吹燃料；煤粉，焦粉，重油，天然气等。代替焦炭。6，富氧：提高鼓风中的氧浓度，不增风量提冶强。7，要有适合强化冶炼的炉型。

8、操作上要能保证及时放渣，出铁。

十三、低硅冶炼的意义及如何实现低硅冶炼？ 答：意义：

1、高炉有利于燃料比和提高利用系数。

2、炼钢可实现无渣或少渣冶炼，缩短炼钢时间，降低能耗和材料费用。冶炼低硅生铁的途径：

1、应减少入炉SiO2量，降低炉渣中SiO2的活度；

2、降低风口燃烧温度，直接减少SiO的发生量；

3、降低软融带位置，缩小滴落带高度； 冶炼低硅生铁的措施：

1、精料：提高烧结矿品位、碱度和软熔温度，改善烧结矿还原性。使用低FeO,SiO2的含铁原料，减少粉末入炉。

2、降低焦炭灰份，提高焦炭反应后的强度；

3、适当提高炉渣碱度及MgO, 降低渣中SiO2活度；

4、提高炉顶压力；

5、喷吹低灰份燃料，适当控制风口燃烧温度；

6、增加铁水含锰量；

7、搞好上下部调剂，使炉缸工作均匀活跃，气流分布合理。

8、在炉况稳定顺行的前提下，控制较低的炉温。

十四、炉缸燃烧反应在高炉冶炼中的作用？

答：1，焦炭在风口前燃烧放出的热量，是高炉冶炼过程中的主要热量来源。2，炉缸燃烧反应产生CO还原性气体，是还原剂和预热剂。3，固体焦炭燃烧成气体，为炉料下降提供空间。

4，风口前焦炭燃烧形成初始煤气流，影响整个气流分布及顺行。5，炉缸燃烧反应决定炉缸温度水平和分布，影响脱硫，生铁形成及炉缸工作的均匀性。

十五、喷吹煤粉对高炉冶炼进程有何影响？、答：喷煤对风口前理论燃烧温度有影响：

1、高炉喷煤后理论燃烧温度会下降20℃—30℃。

1）尽管喷煤后加热燃烧产物的热量增加，但喷煤后煤气量增加，即燃烧产物量增加了。

2）喷煤气化时碳氢化合物的分解要吸热。

3）焦炭在风口带时温度达1500℃，而煤粉喷入时小于80℃。以煤粉代替焦炭时，物理热明显减少。

2、喷煤对炉缸煤气分布有影响：高炉喷煤后，部分煤粉在风口内气化燃烧，鼓风动能增大，使回旋区扩大。喷煤后炉缸煤气量增加，煤气中H2含量增大，使炉缸中心煤气流发展。大喷吹后，边缘发展，中心气流不足，必须增加鼓风动能。总之，喷煤后炉缸初始煤气流的分布发生了变化。

喷煤后氧化带明显延长，有利于高炉顺行。同时煤气中H2含量增加，使煤气黏度降低，有利于炉缸煤气流的均匀分布。

3、喷煤后会产生热滞后现象。

4、喷煤后会使高炉冶炼周期相应延长。

5、喷煤后对炉缸工作状态有影响。1）炉缸总热量减少。2）炉缸中心温度升高。

3）煤气含H2量增加，加速了矿石的还原过程。直接还原度降低。

总之，喷煤后虽然炉缸总热量收入减少，但由于炉料加热和还原过程改善，减少了炉料进入炉缸后的热消耗，所以炉缸热量充沛，工作良好。

十六、最大喷吹量受那些因素的影响及高炉喷吹煤粉后应做那些调整？ 最大喷吹量的主要限制因素是理论燃烧温度和空气过剩系数。

空气过剩系数和风量以及含氧量有关，风量越大，富氧率越高越有利于增大喷吹量。理论燃烧温度对燃烧速度具有决定性意义，从而决定了最大喷吹量。

为保证最大的喷吹量，煤粉要干燥，水分要小于1%；煤枪插入深度与角度要合适；输煤系统要畅通、均匀。

喷吹煤粉后，由于中心气流发展，容易出现边缘堆积和上下部气流不稳现象，所以操作方针应该是全面活跃炉缸，稳定上上下部气流。

1、扩大料批，增加倒装（收缩角度），提高料线。

2、扩大风口，缩短风口长度，增加风量。

3、运用调剂喷吹量来调剂炉温（但要注意控制的喷吹量和滞后时间）。

十七、高炉各部位炉衬易受到那些因素的侵害及砌筑炉衬应注意那些问题？ 炉底、炉缸

1、铁水对炭砖的渗透侵蚀；

2、铁水环流的机械冲刷；

3、铁水对炭砖的侵蚀；

4、碱金属对炭砖的化学侵蚀；

5、热应力对炭砖的破坏；

6、CO2和H2O等氧化性气体对炭砖的氧化；

7、熔渣对炭砖的冲刷和化学侵蚀。

根据该部位的侵蚀机理，采用的炭砖应具有高导热性、高抗渗透性、抗化学侵蚀性、气孔率低、孔径小等特点，另外采用“陶瓷杯”技术也可以进一步延长一代高炉的寿命。铁口区目前普遍采用组合砖技术，有炭质、半石墨质C-SiC、Al2O3-C质、硅线石质、莫来石-SiC质等。要注意材质要于炉缸和炮泥材质相匹配。风口区

1、高温产生热应力的破坏；

2、铁水和炉渣的化学侵蚀；

3、炉料的磨损；

4、碱金属及CO气体的化学侵蚀。

材质一般为莫来石质、炭质、炭化硅质等，要有良好的抗氧化、抗侵蚀和耐磨性。

炉腹：

1、温度波动造成的热震破坏：

2、高温热应力对炉衬的破坏；

3、熔渣和铁水的侵蚀；

4、上升煤气流和下降炉料的冲刷磨蚀；

5、碱金属及CO气体的化学侵蚀。

炉腹到炉身下部，的耐火材料应具有良好的抗热冲击性、抗化学侵蚀性、良好的导热性和耐磨性。

炉腰：

1、温度波动造成的热震破坏；

2、高温热应力对炉衬的破坏；

3、上升煤气流和下降炉料的冲刷磨蚀；

4、碱金属及CO、CO2气体的化学侵蚀。

炉身：炉身下部的破损机理同炉腹和炉腰相近。炉身中上部的破损机理是：

1、上升煤气流和下降炉料的冲刷磨蚀；

2、碱金属及CO、CO2气体的化学侵蚀；

3、温度波动造成的热震破损。炉身中上部应选用具有良好的抗化学侵蚀性、耐磨性的耐火材料，实践表明，该部位的耐火材料不如炉身下部破损严重，一般的耐火材料就可以满足要求。

十八、高炉大、中修停炉前准备工作及操作制度的变化？

停炉前的准备：小休风并做以下工作

1、安装四根打水管，根据停炉使用风量计算耗水量。按顶温不超过400度控制打水量，当顶温在150度以下时应减水或停泵。

2、以前是安装两根能探测到风口且能耐高温的的探尺，根据探尺的位置决定料面的位置。目前大部分是采用煤气成份分析法来判断料面位置。具体做法是将煤气取样管引到下面炉台，定时取煤气分析。H2上升接近CO2值时，料面在炉身下部；H2大于CO2值时，料面进入炉腰；当CO2开始回升时进入炉腹；当N2开始回升时，料面进入风口区。

3、补焊炉壳，处理已损坏的冷却设备和风口。

4、如果采用不回收煤气常压降料面法，则要去掉炉顶放散阀。

操作制度的变化：

1、若采用加钛矿护炉则去掉钛矿；

2、采取疏导边缘的装料制度，；

3、停风前一个班改用全焦负荷并全开风口。

十九、热风炉有那些类型，各有什么特点？你所在的高炉如何提高风温？

热风炉的类型很多从发展过程来看，有1829年开始采用的铸铁管式热风炉；1857年用固体燃料加热的蓄热式热风炉；1865年用气体燃料加热的蓄热式热风炉（内燃式热风炉）。按照燃烧室和蓄热室的布置形式不同，热风炉可分为内燃式、外燃式和顶燃式三种基本类型，此外还有球式热风炉，它类似顶燃式。

内燃式热风炉的燃烧室和蓄热室在同一炉壳内。内燃式热风炉因结构上固有的缺陷会出现以下问题：

1、燃烧室火井上部墙砖向蓄热室一侧倒，使格子砖错乱、堵塞；

2、燃烧室火井下部隔墙开裂、烧穿，产生短路；

3、格子砖错位；

4、高温区耐火砖剥落、釉化变质；

5、热风出口、烟道口等孔口砖脱落，导致钢壳烧坏而漏风；

6、炉底板上翘，焊缝开裂漏风；

产生上述问题的主要原因是燃烧室火井和蓄热室两侧存在着温度差、压力差以及结构上产生的应力，改造内燃式热风炉（霍戈文式）虽在隔墙中下部温差较大的部位内外环间砌了一层绝热砖，并用陶瓷燃烧器替代金属燃烧器，克服了隔墙烧穿的问题，并没有取消隔墙，未根本解决掉砖问题。

外燃式热风炉燃烧室和蓄热室分别在两个圆柱形壳体内，两个室的顶部以一定的方式联结起来，由于燃烧室和蓄热室是独立砌筑具有以下特点：

1、它取消了隔墙将燃烧室与蓄热室完全分开，蓄热室的格子砖稳定性好；

2、气流在蓄热室格子砖内分布均匀，提高了格子砖的有效利用率和热效率。

3、投资大、占地面积大所用钢材和耐火砖增加。

4、在燃烧室和蓄热室的联结段砖型复杂、砌筑困难。顶燃式热风炉又称无燃烧室式热风炉，顶部的燃烧器有许多小而独立的陶瓷或金属燃烧器，使空气和煤气的混合过程短，主要特点是：

1、炉顶尺寸小；

2、结构稳定性增强；

3、采用短焰燃烧器，直接在热风炉弓顶部位燃烧，使高温热量集中，减少了热损失；

4、下部温度低负重大，上部温度高负重小，改善了耐火材料的工作条件。

二十、如何实现高炉长寿？

答：1，保持合理的煤气流分布。搞好高炉顺行，稳产。（含精料，基本操作制度等，以及处理好增产，高冶强，长寿之间的关系。）

2，保持合理的炉体热负荷。强化炉体冷却系统的管理。

3，根据炉缸冷却壁热流强度的变化，采取必要的措施，如：调整冷却强度，调整煤气流分布，钛矿护炉等。

4，减少碱金属入炉，降低砖衬的侵蚀，破坏。

5，采用新技术，如：冷却壁材质，检测技术，喷补技术等。二

十一、高炉冶炼对焦炭质量的要求？

答：1，机械强度：因焦碳在下部高温区起支撑骨架作用，强度必须好。其中：M40抗碎强度高，M10抗磨强度低为好。

2，固定炭要高，灰份要低。固定碳提高1%，降焦比2%。灰份除降固定碳外，还影响强度。增加碱性溶剂用量。灰份增1%，焦比降2%，产量增3%。3，粒度要均匀，粉末要少。

4、含硫，磷等杂质要少。

5、水份要稳定。