第4章高炉、热风炉、煤气系统

1、第四章 高炉、热风炉、煤气系统 第一节 高炉操作概述 第二节 热制度的选择 第三节 造渣制度的选择 第四节 送风制度的选择 第五节 装料制度的选择 第六节 炉况的判断与调节 第七节 炉前操作及渣铁处理第八节 热风炉操作及煤气清洗 第一节 高炉操作概述第一节 高炉操作概述 高炉操作的任务高炉操作的任务 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

2、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。由于技术操作水平的差异，冶炼效果也会相差很大，所以不断提高操作水平、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。 第一节 高炉操作概述 通过什么方法实现高炉操作的任务？通过什么方法实现高炉操作的任务？ 一是掌握高炉冶炼的基本规律，选择合理的操作制度。二是运用各种手段对炉况的进程进行正确的判断与调节，保持炉况顺行。 高炉有四大基本操作制度： 热制度，即炉缸应具有的温度与热量水平； 造渣制度，即根据原料条件。产品的品种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； 送风制度，

3、即在一定冶炼条件下选择适宜的鼓风参数； 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。第一节 高炉操作概述 什么叫炉况判断？通过哪些手段判断炉况？什么叫炉况判断？通过哪些手段判断炉况？ 高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会产生波动。气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行。 炉况判断就是判断这种影响的程度及顺行的趋向，即炉况是向凉

4、还是向热，是否会影响顺行，它们的影响程度如何等等。判断炉况的手段基本是两种：一是直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、风口情况；二是利用计器仪表，如指示风压、风量、料尺、各部位温度及透气性指数等的仪表。 必须两种手段结合，连续综合观察一段时间的各种反映，进行综合分析，才能正确判断炉况。 第一节 高炉操作概述 调节炉况的手段与原则是什么？调节炉况的手段与原则是什么？ 调节炉况的目的是控制其波动，保持合理的热制度与顺行。选择调节手段应根据对炉况影响的大小和经济效果排列。将对炉况影响小、经济效果好的排在前面，对炉况影响大，经济损失较大的排在后面。它们的顺序是：喷吹燃料 凤温（湿度） 凤量 装料制

5、度 焦炭负荷 净焦等。调节炉况的原则：一是要尽早知道炉况波动的性质与幅度，以便对症下药；二是要早动少动，力争稳定多因素，调剂一个影响小的因素；第一节 高炉操作概述 调节炉况的手段与原则是什么？调节炉况的手段与原则是什么？ 三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间，如喷吹煤粉，改变喷吹量需经34h才能集中发挥作用（这是因为刚开始增加喷煤量时，有一个降低理论燃烧温度的过程，只有到因增加煤气量，逐步增加单位生铁的煤气而蓄积热量后才有提高炉温的作用），调节风温（湿度）、风量要快一些，一般为1.52h，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时间，而减轻焦炭负荷与加净焦对科柱透气性的影响，随焦炭加入

6、量的增加而增加，但对热制度的反映则属一个冶炼周期；四是当炉况波动大发现晚时，要正确采取多种手段同时进行调节，以迅速控制波动的发展。在采用多种手段时，应注意不要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严重炉凉时，除增加喷煤、提高风温外，还要减风、减负荷。即不能单靠增加喷煤、提高风温等增加炉缸煤气体积的方法提高炉温，还必须减少渣铁熔化量和单位时间煤气体积及减负荷改善透气性，起到既提高炉温又不激化煤气量与透气性的矛盾，以保持高炉顺行。第一节 高炉操作概述 调节炉况的手段与原则是什么？调节炉况的手段与原则是什么？ 三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间，如喷吹煤粉，改变喷吹量需经34h才能集中发挥作用

7、（这是因为刚开始增加喷煤量时，有一个降低理论燃烧温度的过程，只有到因增加煤气量，逐步增加单位生铁的煤气而蓄积热量后才有提高炉温的作用），调节风温（湿度）、风量要快一些，一般为1.52h，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时间，而减轻焦炭负荷与加净焦对科柱透气性的影响，随焦炭加入量的增加而增加，但对热制度的反映则属一个冶炼周期；四是当炉况波动大发现晚时，要正确采取多种手段同时进行调节，以迅速控制波动的发展。在采用多种手段时，应注意不要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严重炉凉时，除增加喷煤、提高风温外，还要减风、减负荷。即不能单靠增加喷煤、提高风温等增加炉缸煤气体积的方法提高炉温，还必须减

8、少渣铁熔化量和单位时间煤气体积及减负荷改善透气性，起到既提高炉温又不激化煤气量与透气性的矛盾，以保持高炉顺行。第二节 热制度的选择 第二节 热制度的选择 热制度的指标？热制度的指标？ 表示热制度的指标有两个：一个是铁水温度，正常生产是在13501550之间波动，一般为1450左右，俗称“物理热”。另一个指标是生铁合硅量，因硅全部是直接还原，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，所以生铁合硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称“化学热”。目前许多工厂尚无直接测量铁水温度的仪器，因此生铁含硅量已成为表示热制度的常用指标。 第二节 热制度的选择 怎样选择合理的热制度？怎样

9、选择合理的热制度？ 选择合理的热制度应结合以下几方面来考虑： 1）根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济上合理的水平。 2）根据原料条件选择生铁含硅量，例如冶炼含钒铁矿石时，允许很低的生铁含硅量。 3）结合高炉设备情况选择热制度，如炉缸侵蚀严重时，以冶炼铸造铁为好，因为提高生铁合硅量，可促进其石墨炭的析出，可维护炉缸。 4）结合技术操作水平与管理水平选择热制度，如原料的中和混匀搞得好，高炉工长技术操作水平较高时，可以将生铁含硅量定在生产铁种最经济的界限，即冶炼经济品种，冶炼炼钢生铁时可生产含硅低，但铁水物理温度高的低硅生铁。 第二节 热制度的选择 有哪些影响热制度的因素？有哪些影响热制度的因

10、素？ 生产中影响热制度波动的因素很多。任何影响炉内热量收支的因素都会影响热制度波动，大体可分为三大类。 第一类是由原燃料性质变化所引起的。如矿石含铁量、还原性、焦炭灰分、含硫量、焦炭强度、矿石粒度、含粉率、熟料率、熔剂量、入炉废铁量等等。 第二类是由冶炼参数的变动引起的，如冶炼强度、风温、湿度、富氧量、炉顶压力、炉顶混合煤气CO2含量等等。 第三类是由设备及其他方面的故障引起的，如冷却设备漏水，布料器不工作、亏料线作业、下雨等天气变化导致入炉原燃料含水量增加。入炉料称量误差等等。 第二节 热制度的选择 矿石性质的差异对热制度的影响？矿石性质的差异对热制度的影响？ 矿石性质影响热制度的因素主要有

11、三项，一是矿石含铁量。入炉矿石含铁量越高，脉石就越少，脉石熔化造渣所消耗的热量也减少，而且因渣量减少，炉料的透气性得到改善，有利于还原，这二者都可节省燃料。节约的燃料量随入炉矿石含铁量不同而不同，根据生产中统计，当入炉含铁量为45左右时，每增加1入炉含铁量，节约燃料2.1%；而当入炉含铁量提高到60时，每增加1的入炉会铁量，节约燃料只有1.3。二是矿石粒度和含粉末率。矿石粒度越小，其表面积之和越大，越有利于与煤气接触进行还原，但当粒度缩小到一定值后会使整个料柱透气性变坏，破坏顺行，影响煤气的合理分布，不仅不利于还原，还会增加燃料消耗。所以，目前我国经验是：对小高炉来说，矿石粒度1040mm，而

12、对大高炉则在1560mm为宜，小于5mm的粉末越少越好。经验数据是小于5mm的粉末每增加10，燃料消耗将增加0.5。三是组成对还原性的影响。如烧结矿中FeO含量越高，消耗的热量越大。根据经验，烧结矿中FeO含量每降低1，可降低燃料消耗11.5。第二节 热制度的选择 焦炭性质的差异对热制度的影响？焦炭性质的差异对热制度的影响？ 焦炭性质差异影响热制度的因素主要有三项：一是焦炭灰分分量。焦炭灰分增加，固定碳含量就会降低，其发热值也随之降低；另外，灰分增加，渣量也增加，从而使消耗热量增加。生产统计数据表明，焦炭灰分每增加1，焦比升高1.22。二是焦炭含硫量。焦炭含硫占入炉总硫量的70%左右，焦炭含硫

13、量增加，必然要采取提高炉温、提高炉渣减度或增加渣量等措施以保证获得合格生铁。而这些都会增加燃料消耗。经验数据表明，焦炭含硫每增加0.1，焦比将升高1.01.5。三是焦炭强度。焦炭强度好、粒度均匀；能促进商炉顺行，改善炉内煤气热能和化学能的利用，经验数据是，焦炭的转鼓指数每提高10kg，可节焦2左右。 第二节 热制度的选择 热凤温度对热制度的影响？热凤温度对热制度的影响？ 热风是高炉冶炼的主要热源之一，一提高风温可以有效的增加热量，降低燃料消耗。但是，在不同风温水平下，每提高100凤温所节约的燃料量是不同的，总的趋势是随风温水平的提高节约燃料量有所减少。经验数据是；当风温为600时，每提高100

14、，可节约燃料6；而风温为1200时，每提高100，只节约燃料3左右。产生这一变化的原因是：随风温提高，单位生铁燃料消耗减少，单位生铁所需风量也减少，鼓风带入的热量减少；风量减少后，单位生铁的煤气量减少，对矿石的还原不利。 第二节 热制度的选择 各种主要因素对热制度影响的经验值是多少？各种主要因素对热制度影响的经验值是多少？ 含Fe量（4565）1干2.11.3烧结矿PeO量11.01.5熟料比10干45含粉率（5mm）100.5烧结矿CaO/SiO20.1干3.5烧结矿含硫0.1干3.5球团矿代替烧结矿105焦炭灰分1干1.5焦炭含硫0.12焦炭转鼓指数10kg1.01.5入炉废铁量100kg

15、/t干2入炉石灰石量100kg/t干30kg/t第二节 热制度的选择 各种主要因素对热制度影响的经验值是多少？各种主要因素对热制度影响的经验值是多少？ 高炉炉渣CaO/SiO20.140kg/t高炉渣量l00kg/t2.5生铁含硅量140kg/t生铁含锰量14060kg/t凤温（6001200） 10020kg/t湿度1g/m3干63炉顶煤气CO2含量11kg/t炉顶压力，kPa0.1干22kg/t重油喷吹量10kg/t干0.5煤粉喷吹量10kg/t干1013kg/t冶炼强度10干78kg/t直接还原度108第三节 造渣制度的选择 第三节 造渣制度的选择 高炉炼铁对选择造渣制度的要求？高炉炼铁

16、对选择造渣制度的要求？ 选择造渣制度主要取决于原料条件和冶炼铁种，应尽量满足以下要求。 1）在选择炉料结构时，应考虑让初渣生成较晚，软熔的温度区间较窄，这对炉料透气性有利，初渣中FeO含量也少。 2）炉渣在炉缸正常温度下应有良好的流动性。 3）炉渣应具有较大的脱硫能力。 4）当冶炼不同铁种时，炉渣应根据铁种的需要促进有益元素的还原，阻止有害无素进入生铁。 5）当炉渣成分或温度发生波动时，能够保持比较稳定的物理性能。第三节 造渣制度的选择 炉渣碱度是造渣制度的重要指标？炉渣碱度是造渣制度的重要指标？ 炉渣碱度是炉渣化学成分中酸性氧化物质与碱性氧化物质的比值。碱度变化会带来炉渣性质的巨大变化，如对

17、粘度的影响，当碱度接近1时，炉渣粘度最小，大于或小于1都会使粘度增加。此外，随碱度的提高，炉渣的熔化温度、熔化热提高，脱硫能力增强，但渣碱度提高会使炉渣稳定性变坏，所以把炉渣碱度作为造渣制度的重要指标。第三节 造渣制度的选择 利用不同炉渣的性能满足生产需要？利用不同炉渣的性能满足生产需要？ 通常是利用改变炉渣成分包括碱度来满足生产中的下列需要：1）因炉渣碱度过高而炉缸产生堆积时，可用比正常碱度低的酸性渣去清洗。若高炉下部有粘结物或炉缸堆积严重时，可以加入萤石（CaF2），以降低炉渣粘度和熔化温度，清洗下部粘结物。2）根据不同铁种的需要利用炉渣成分促进或抑制硅、锰还原。当冶炼硅铁、铸造铁时，需要

18、促进硅的还原，应选择较低的炉渣碱度；但冶炼炼钢铁时，既要控制硅的还原，又要较高的铁水温度，因此，宜选择较高的炉渣碱度。若冶炼锰铁，因MnO易形成MuSiO3转入炉渣，而从MnSiO3中还原锰比由MnO还原锰困难，并要多消耗585.47kJ/kg热量，如提高渣碱度用CaO置换渣中MnO，对锰还原有利，还可降低热量消耗。各铁种的炉渣碱度一般如下： 铁种 硅铁 铸造铁 炼钢铁 锰铁 CaO/SiO2 0.60.9 0.81.05 1.051.2 1.21.7第三节 造渣制度的选择 利用不同炉渣的性能满足生产需要？利用不同炉渣的性能满足生产需要？ 3）利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属（钾、钠）

19、较高时，为了减少碱金属在炉内循环富集的危害，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。相反，若炉料合流较高时，需提高炉渣碱度，以利脱硫。如果单纯增加CaO来提高炉渣碱度，虽然CaO与疏的结合力提高了，可是炉渣粘度增加、铁中硫的扩散速度降低，不仅不能很好的脱硫，还会影响高炉顺行；特别是当渣中MgO含量低时，增加CaO含量对粘度等炉渣性能影响更大。因此，应增加渣中MgO含量，提高三元碱度以增加脱硫能力。虽然从热力学的观点看，MgO的脱硫能力比CaO弱，但在一定范围内MgO能改善脱硫的动力学条件，因而脱硫效果很好。首钢曾做过将MgO含量由4.31提高到16.76的试验，得到氧化镁与氧化钙对脱硫能力的比值是0.

20、891.15，MgO含量以712为好。第四节 送风制度的选择 第四节 送风制度的选择 送凤制度有何重要作用？送凤制度有何重要作用？ 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。 第四节 送风制度的选择 送凤制度有何重要作用？送凤制度有何重要作用？ 送风制度是指在一定冶炼条件下的风口进风状态，以及由

21、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。检验送风制度的指标有4个： 1）风口进风参数，即风速和鼓风动能，其中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。 第四节 送风制度的选择 冶炼强度高低与鼓凤动能的关系是什么？冶炼强度高低与鼓凤动能

22、的关系是什么？ 在相似的冶炼条件下，鼓风动能应随冶炼强度的提高而降低，并形成双曲线关系。这是因为随冶炼强度的提高，风量增加，风口前煤气量加大，回旋区扩大，因此应扩大风口，降低鼓风动能。第四节 送风制度的选择 入炉原料质量与鼓凤动能的关系入炉原料质量与鼓凤动能的关系 ? 评价原料质量好坏的内容很多，经常使用的主要评价指标是矿石含铁量和粉末率(5mm)的高低，这两个指标都对料柱透气性有很大影响。长期生产实践证明，原料含铁量越高：渣量越少、粒度均匀、含粉末率越低，越能适应较大的风速与鼓风动能。而且相比之下，含粉率的不利影响更为明显，这是因含铁量低时需增加单位生铁的焦炭消耗量，焦炭的透气性好，可以减轻

23、含铁量低渣量大对炉料透气性的不利影响。第四节 送风制度的选择 喷吹燃料与鼓风动能的关系喷吹燃料与鼓风动能的关系 ? 高炉喷吹燃料代替部分焦炭，必然增加焦炭负荷，燃料喷吹率越高、炉内矿石相对地越多、料柱透气性越差，加上喷吹燃料的挥发分比焦炭高，生成的煤气量也稍多，所以，在其他条件相似时，喷吹燃料时的风速、动能都应比不喷吹燃料时低一些，喷吹率越高，影响越大。 第四节 送风制度的选择 富氧鼓风与鼓凤动能的关系富氧鼓风与鼓凤动能的关系 ？ 高炉采用富氧鼓风时，由于风中含氧量提高，同等冶炼强度所需要的空气体积减少（主要是氮气减少），使生成的煤气量也减少；所以，要求富氧时的风速、鼓风动能比不富氧时高一些。

24、 冶炼不同铁种与鼓凤动能的关系冶炼不同铁种与鼓凤动能的关系 ？ 同一高炉在相似条件下，由于冶炼不同铁种，单位生铁所生成的煤气量是不同的，所以与之相适应的风速和鼓风动能也不同。如冶炼铸造铁比冶炼炼钢铁的燃料比高，煤气量多，炉缸热度高。因此，冶炼铸造铁时的风速和鼓风动能应低于冶炼炼钢铁。 第四节 送风制度的选择 凤口长短与鼓风动能的关系凤口长短与鼓风动能的关系 ？ 所谓风口长短，是指风口伸入炉缸内部的长短。伸入炉缸内较长的风口，易使风口前的回旋区向炉缸中心推移，等于相对缩小炉缸直径，所以它比伸入炉缸内短的风口的风速和鼓风动能应小一些。一般长风口适用于低冶炼强度或炉墙侵蚀严重、边缘煤气容易发展的高炉

25、 。第四节 送风制度的选择 凤口数目与鼓凤动能的夫系凤口数目与鼓凤动能的夫系 ？ 在高炉容积、炉缸直径相似的情况下，一般是风口数目越多，鼓风动能越低，但风速越高。 当冶炼强度一定时，风量(Q)也一定，则风口数目（n）越多，鼓风动能（E）必然降低。但因风口总面积（F）是每个风口面积之和，风口数目多，则每个风口的面积缩小，使风速有所提高。第四节 送风制度的选择 高炉内型与鼓凤动能的关系高炉内型与鼓凤动能的关系 ？ 一般规律是随炉容扩大，炉缸直径增加，风速和鼓风动能都需相应增加，见图49。另外也受有效高度与炉腰直径之比影响，有效高度与炉腰直径之比越小，越需较大的风速与鼓风动能。 第四节 送风制度的选

26、择 各种因素与鼓凤动能关系的本质？各种因素与鼓凤动能关系的本质？ 上面提到冶炼强度、铁种、冶炼条件、炉型设备等九个方面与鼓风动能的关系，说明在选择合适的鼓风动能时，除考虑炉缸直径风口数目等固定因素外，都与炉内透气性有关。如冶炼强度高低，富氧鼓风、高炉炉顶压力、不同铁种等是影响煤气量的因素；而原料质量、含粉末率、喷吹燃料率、炉型的细长比等是影响煤气通道的因素。为了保持风口前一定的回旋区深度，在煤气量大和透气性差、煤气扩散条件差时，风速和鼓风动能应小一些；相反，煤气体积小，透气性好时，只有提高风速和鼓风动能才能使回旋区达到合理深度。所以，凡是减少煤气体积或改善透气性的因素就需提高风速和鼓风动能；相

27、反，则需相应减少风速和鼓风动能。 第四节 送风制度的选择 凤口前理论燃烧温度在高炉冶炼中有什么作用？凤口前理论燃烧温度在高炉冶炼中有什么作用？ 高炉的热量几乎全部来自风口前燃料燃烧和鼓风带入的物理热，风口前燃烧带热状态的主要标志就是理论燃烧温度。它的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且由于它决定煤气温度，因而也对炉料传热、还原、造渣、脱硫以及铁水温度、化学成分等产生重大影响。在喷吹燃料的情况下，理论燃烧温度低于界限值后，还会使燃料的置换比下降，燃料消耗升高，甚至使炉况恶化。所以，风口前理论燃烧温度是送风制度的一个重要指标。 理论燃烧温度可通过计算（参见原理部分），也可用经验公式求得。下面介绍几个国

28、内外厂家的经验公式供参考。 第四节 送风制度的选择 凤口前理论燃烧温度在高炉冶炼中有什么作用？凤口前理论燃烧温度在高炉冶炼中有什么作用？ 高炉的热量几乎全部来自风口前燃料燃烧和鼓风带入的物理热，风口前燃烧带热状态的主要标志就是理论燃烧温度。它的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且由于它决定煤气温度，因而也对炉料传热、还原、造渣、脱硫以及铁水温度、化学成分等产生重大影响。在喷吹燃料的情况下，理论燃烧温度低于界限值后，还会使燃料的置换比下降，燃料消耗升高，甚至使炉况恶化。所以，风口前理论燃烧温度是送风制度的一个重要指标。 理论燃烧温度可通过计算（参见原理部分），也可用经验公式求得。下面介绍几个国内外厂

29、家的经验公式供参考。 第四节 送风制度的选择 利用直观现象与仪表判断送凤制度是否合理？利用直观现象与仪表判断送凤制度是否合理？ 判断送风制度是否合理除了计算风速、鼓风动能、理论燃烧温度、测量回旋区深度外，还可通过直观现象与有关仪表的反映进行判断。表42列出了长期生产实践中积累分析风速和鼓风动能过大过小的经验。第五节 装料制度的选择 第五节 装料制度的选择 上部调剂？选择装料制度的目的上部调剂？选择装料制度的目的 ？ 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

30、分布，以实现最大限度地利用煤气的热能与化学能。 第五节 装料制度的选择 装料设备对炉料在炉喉的分布有何影响？装料设备对炉料在炉喉的分布有何影响？ 装料设备包括料车、钟式炉顶的布料器、大钟与炉喉间隙、大钟倾角、活动炉喉档板、无料钟炉顶的溜槽及倾角等。 1）布料器：常用的马基式旋转布料器，一般采用60一站的六点布料法。即一批炉料各车的堆尖位置同布在一个点上，然后旋转60再布下一批料，这样可使炉料在炉喉的堆尖呈螺旋式均匀分布。这种布料器由于有定点的功能，可通过选定位置布料以消除管道与偏行。还有一种快速布料器，它一般以20r/min的速度旋转，消除堆尖偏析。 2）大钟与炉喉间隙：在料面高度一定时，间隙

31、越大，入炉料的堆尖与炉墙的距离也越大，促使矿石滚向中心。 3）大钟倾角：不同倾角会引起炉料从大钟下降的轨迹变化。当炉料物理性质不变时，角度越小，炉料下降的抛物线轨迹越平坦，原料堆尖越靠近炉墙。一般大钟倾角都固定为53。第五节 装料制度的选择 装料设备对炉料在炉喉的分布有何影响？装料设备对炉料在炉喉的分布有何影响？ 4）活动炉喉挡板：改变活动挡板的位置，等于改变大钟与炉喉的间隙，当活动挡板伸向炉内时，炉料可以碰到挡板落在靠近中心的位置；而当活动挡板收回时，炉料就落在靠近炉墙的位置。 5）无料钟溜槽倾角：由于溜槽长短是固定的，改变倾角就等于改变钟式布料的大钟与炉喉间隙和大钟倾角两个因素的作用，所以

32、，溜槽角度越大，炉料越容易堆到边缘，反之则容易堆向中心，另外，还可通过边下料边改变倾角来实现多环布料、螺旋布料，达到合理分布炉料的目的。第五节 装料制度的选择 什么叫科线？科线高低对布料有何影响？什么叫科线？科线高低对布料有何影响？ 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 （见图410），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；在碰撞点（面）以下时，提高料线会得到相反的效果。一般选用料线在碰接点（面）以上，并保证加完一

33、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。 第五节 装料制度的选择 有哪几种装料方法？它们对布料有何影响？有哪几种装料方法？它们对布料有何影响？ 一批料的装料方法按炉料入炉顺序可分为： 正装，将矿石装在前面； 倒装，将焦炭装在前面； 半倒装；前后都有焦炭； 同装；矿石和焦炭只开一次大钟，同时装入炉内； 分装：矿石和焦炭分开两次入炉的； 双装：将两批料的矿石和焦炭分别加在一起入炉的； 由于焦炭的透气性比矿石的好得多，先矿后焦的正装装料法，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

34、的倒装法，边缘堆放的焦炭多些，可改善边缘透气性，使边缘煤气流增加，叫作发展边缘。第五节 装料制度的选择 有哪几种装料方法？它们对布料有何影响？有哪几种装料方法？它们对布料有何影响？ 按炉料装入顺序、五种装料方法对加重边缘的程度由重到轻排列如下： 装 料 方 法 符 号 正同装 矿矿焦焦PPKK 正分装 矿矿焦焦PPKK 半倒装 焦矿矿焦KPPK 倒分装 焦焦矿矿KKPP 倒同装 焦焦矿矿KKPP 另外，双装法是为了集中加矿焦，以便能加厚料层处理管道行程，表示方法是矿矿矿矿焦焦焦焦。 实际生产中往往不是只用一种装料方法，而是m个正装加上n个倒装或半倒装的几种装料方法的合理组合，用m/（mn）的比

35、值表示装料方法加重边缘的程度，结合实际调剂组合比例，以达到边缘与中心煤气流分布合理的目的。为使圆周布料均匀，采用六站旋转式布料器的高炉，要求m/（m+n+）的比值大于3；尽量避免出现6的简单倍数。 第五节 装料制度的选择 矿石性质对炉料在炉内的分布有何影响？矿石性质对炉料在炉内的分布有何影响？ 矿石影响布料的因素主要是堆密度、粒度等对堆角与滚动性的影响。天然矿石堆密度大、滚动性差、堆角大，相对地在炉内边缘堆得多；烧结矿疏松多孔，堆密度小，同等重量的体积大，炉内分布面宽，相对地减少了边缘堆积量；球团矿虽然密度比烧结矿大些，但形状整齐呈球形，堆角小易滚到中心。按加重边缘由重到轻排列，其顺序是： 天

36、然矿烧结矿球团矿另外，石灰石之类的熔剂，应尽量布放到中心，防止边缘生成高粘度初渣，使炉墙结厚。 第五节 装料制度的选择 矿石批重对布料有何影响？合理的矿石批重？矿石批重对布料有何影响？合理的矿石批重？ 炉料在炉喉一个相对固定的位置形成堆角，滚向边缘与中心，当矿石批重过小时，炉喉中心将布不到矿石，批重越大，矿石在炉喉的分布越均匀，有利于煤气利用的改善。人们常把扩大矿石批重作为改善煤气利用的一项技术措施。 第五节 装料制度的选择 矿石批重对布料有何影响？合理的矿石批重？矿石批重对布料有何影响？合理的矿石批重？ 但扩大矿石批重是有限度的，它的限制因素是高炉顺行与煤气能量的利用。矿石和焦炭在炉喉平面各

37、点的比例是影响煤气流分布的重要因素，只有保持边缘、中心各自适当的比例和中心与边缘矿层厚度的合理差别，才能达到煤气流的合理分布，充分利用煤气的热能与化学能。当矿批增大到炉喉平面，边缘与中心的矿、焦比例差别小到一定限度时，不仅会破坏煤气流的合理分布还会随矿石加厚，煤气上升阻力增大，破坏高炉顺行。局部透气性不好，也会引起崩料、悬料，尤其是入炉原料含粉末率高时，扩大批重的影响更大。 生产实践表明，合理矿批大小与下列因素有关：炉喉直径大、入炉料合Fe高、含粉末率低、矿批可以大些；冶炼铁种含硅量低，矿批也可大些；综合冶炼强度高。 采用喷吹燃料等容易发展中心的技术措施时，矿批也应稍大一些。其中起决定作用的是

38、炉喉直径与原料质量（尤其是含粉末率）两个因素。目前一般大高炉推荐中心矿层厚度为150300mm，中心矿层/边缘矿层的比值为0.250.4。 第五节 装料制度的选择 无料钟布料的特点无料钟布料的特点 无料钟布料是一种新型的布料装置。它取消了传统的大小料钟机构，采用可任意改变倾角的旋转溜槽完成布料任务。旋转溜槽的倾角，转速和转角都可以调节，因此可构成各种布料方式。在上一批料的过程中：如果溜槽倾角固定不变，则为单环布料；一边上料一边改变倾角，则形成多环布料；溜槽固定不动，则成定点布料；溜槽倾角不变在圆周方向的一定弧线上来回移动，则成扇形布料。 一般上一批料，溜槽旋转89圈。第五节 装料制度的选择 无

39、料钟布料的特点无料钟布料的特点 从生产实践中总结出有以下操作特点： 1）装矿石和焦炭时溜槽的倾角应保持1以上的差别为好；这样有利于调节煤气流的分布。 2）单独增大装矿石时的溜槽倾角能加重边缘，减轻中心。 3）单独增大装焦炭时的溜槽倾角，对加重中心的作用更大。 4）当炉况失常需要发展边缘和中心，保持煤气两条通路时，装焦炭可采用两个倾角，一半布到边缘，一半靠近中心。 5）为了提高炉喉煤气第二、三点CO2含量，矿石和焦炭可采用一批或分批组合的双环或螺旋布料。 总之无料钟布料，在溜槽的有效角度调节区内，可以把炉料布到炉喉截面的任何一个位置上，是一种多变、灵活、反应快的布料装置。第五节 装料制度的选择

40、炉顶二氧化碳（炉顶二氧化碳（CO2）曲线？）曲线？ 炉顶CO2曲线，就是定期（一般是每班12次）从炉喉下面的周边4个互成90的方向（或两个互成180的方向）上取出径向各点（一般取5个点）的煤气进行CO2含量分析，以取样部位直径为横坐标，煤气中CO2百分含量为纵坐标画出的曲线。它反映炉喉各点CO2含量的高低，可用来判断炉内煤气流分布状况。 第五节 装料制度的选择 用炉顶用炉顶CO2曲线来判断炉内煤气流的分布状况曲线来判断炉内煤气流的分布状况 因为煤气中CO2的高低反映了煤气与矿石之间接触是否良好，间接还原反应是否进行得充分。所以，煤气中CO2的高低也反映了炉内矿石的分布状况。矿石集中的部位CO2

41、高，矿石较少的部位CO2低。而矿石是影响炉内透气性的主要因素，矿石集中的部位透气性差，此处煤气流必然较少，矿石较少的部位透气性好，此处煤气流必然会大些，因此，可以用炉顶CO2曲线来判断炉内煤气流的分布状况。 另一方面，因为煤气是炉内传热介质，所以煤气流的分布也反映温度分布，煤气流大的地方温度高，煤气流小的地方温度低。第五节 装料制度的选择 用炉顶用炉顶CO2曲线来判断炉内煤气流的分布状况曲线来判断炉内煤气流的分布状况 CO2含量与煤气流及温度分布之间的对应关系。 第六节 炉况的判断与调节 第六节 炉况的判断与调节 正常炉况的标志正常炉况的标志 正常炉况的主要标志是炉缸工作均匀活跃，炉温充沛稳定

42、，煤气流分布合理稳定，下料均匀顺畅。具体表现是： l）风口明亮、圆周工作均匀，风口前无大块生降，不挂渣、不涌渣、焦炭活跃、风口破损少。 2）炉渣的物理热充足，流动性好，渣碱度正常，上、下渣及各渣口的热度相近，渣中带铁少，渣中FeO在0.5以下，渣口破损少。 3）生铁合硅量、含硫量符合规定，物理热充足。 4）下料均匀，料尺没有停滞、陷落、时快、时慢的现象，在加完一批料的前后，两个料尺基本一致，相差不超过0.5m（对较大高炉）。 5）风压、风量微微波动，无锯齿状，风量与料速相适应。 6）炉喉煤气CO2曲线，边缘含量较高，最高在第2、3、4点，中心值比边缘低一些。 第六节 炉况的判断与调节 正常炉况

43、的标志正常炉况的标志 7）炉顶温度各点互相交织成一定宽带，温度曲线随加料在100左右均匀摆动。 8）炉顶压力曲线平稳、没有较大的尖峰。 9）炉喉、炉身、炉腰各部温度正常、稳定、无大波动，炉体各部冷却水温差正常。对于汽化冷却高炉，各方向水的循环流量正常。 10）炉身各层静压力值正常，无剧烈波动，同层各方向指示值基本一致。 11）上、下部压差稳定在正常范围。 12）透气性指数稳定在正常范围。 13）除尘器瓦斯灰量正常，无大波动等。第六节 炉况的判断与调节 失常炉况如何分类？失常炉况如何分类？ 失常炉况分两大类：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。炉

44、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。 第六节 炉况的判断与调节 边缘煤气流过分发展、中心过重的征兆是什么？应如何边缘煤气流过分发展、中心过重的征兆是什么？应如何处理？处理？ 边缘负荷过重、中心煤气发展时的征兆是什么？应如何边缘负荷过重、中心煤气发展时的征兆是什么？应如何处理？处理？ 炉凉的征兆是什么？应如何处理？炉凉的征兆是什么？应如何处理？ 炉热的征兆是什么？应如何处理？炉热的征兆是什么？应如何处理？ 管道行程的征兆

45、是什么？应如何处理？管道行程的征兆是什么？应如何处理？ 偏行的征兆是什么？应如何处理？偏行的征兆是什么？应如何处理？ 连续崩料的征兆是什么？应如何处理？连续崩料的征兆是什么？应如何处理？ 悬料的征兆是什么？应如何处理？悬料的征兆是什么？应如何处理？ 炉墙结厚的征兆是什么？应如何处理？炉墙结厚的征兆是什么？应如何处理？ 炉缸堆积的征兆是什么？应如何处理？炉缸堆积的征兆是什么？应如何处理？ 亏料线作业有什么危害？应如何处理？亏料线作业有什么危害？应如何处理？ 如何确定和控制炉顶温度？如何确定和控制炉顶温度？ 第七节 炉前操作及渣铁处理 第七节 炉前操作及渣铁处理 炉前操作的任务炉前操作的任务 1）

46、密切配合炉内操作，按时出净渣、铁，保证高炉顺行； 2）维护好出铁口、出渣口、渣铁分离器及泥炮、堵渣机等炉前主要设备； 3）在工长的组织指挥下，更换风口、渣口及其它冷却设备； 4）保持风口平台、出铁场、渣铁罐停放线、高炉本体各平台的清洁卫生等。 第七节 炉前操作及渣铁处理 出铁口的构造出铁口的构造 出铁口设在炉缸最下部的死铁层之上，是一个通向炉外的长方形孔。根据高炉大小一般设计 宽 度 为 2 0 0 260mm，高度为275450mm（小高炉铁口更小）。主要由铁口框架、保护板、铁口框架内的耐火砖套及用耐火泥制作的泥套组成。第七节 炉前操作及渣铁处理 出渣口的结构出渣口的结构出渣口设在炉缸的中下

47、部，由渣口大套、二套、三套、小套（又称渣口）四部分组成，其中大套与二套是生铁铸造的，内铸螺旋形冷却水管。三套为青铜铸成，中空通水冷却，小套用青铜或紫铜铸成或焊结而成，通水冷却。小套（出渣口）直径一般为4060mm。为了更换和安装方便，各套均呈锥形，它们之间的接触面都经过精密加工，彼此可以紧密接触防止漏气。大、二、三套装在炉缸砖墙中，用螺栓固定。 第七节 炉前操作及渣铁处理 怎样确定主沟的长度和坡度？怎样确定主沟的长度和坡度？ 从出铁口外缘至渣铁分离器（撇渣器）之间的铁水沟称为主沟。主沟越长，坡度越大，越有利于渣铁分离；但加长主沟会使出铁场加长加高，增加投资，因此一般坡度是10左右。根据高炉大小

48、（1004000m3）主沟长度为8.519.5m。 出渣沟的坡度是多少？出渣沟的坡度是多少？ 不论上渣沟还是从铁口出来的下渣沟在条件许可的情况下，坡度应大一些。长度应短一些，这样每次出完渣铁后的清理工作就可少一些。一般渣沟上半段的坡度可达2030，下半段的坡度也不要小于10。 第七节 炉前操作及渣铁处理 撇渣器的形状？撇渣器的形状？ 撇渣器是使渣铁分离的设备；它的尺寸大小与高炉大小，铁水的流速有关。撇渣器经常受渣铁的冲刷和侵蚀，容易损坏，在日常操作中要及时修补，否则会出现下渣带铁或铁中带渣的现象。 第八节 热风炉操作及煤气清洗 第八节 热风炉操作及煤气清洗 热凤炉的基本工作原理热凤炉的基本工作

49、原理 热风炉是高炉鼓风的预热器。热风炉的种类虽然很多，但它们的基本工作原理是相同的。即利用高炉煤气（或混合煤气）燃烧产生的高温废气加热热风炉内的蓄热室格子砖（或耐火球），使格子砖（或球）吸收废气的热量，达到12001400的高温，经过一段保温时间，使格子砖内外温度基本一致后，通过换炉操作，送往高炉的鼓风穿过处于高温状态的蓄热室格孔（或球层），吸收格子砖（或球）的热量，达到接近燃烧过程中格子砖（或球）所达到的温度。现代热风炉通过这样的方法，能把风温提高到1200以上。冷风在热风炉内吸收的热量，来源于煤气燃烧放出的热量，所以，热风炉实际上是一种热量转换器，它把煤气的化学热转换成鼓风的物理热，用于高

50、炉冶炼，达到降低焦比的目的。 第八节 热风炉操作及煤气清洗 热凤炉的类型？热凤炉的类型？热风炉的类型有多种，从发展过程看：1829年开始采用的铸铁管式热风炉；1857年开始建造用固体燃料加热的蓄热式热风炉； 1865年开始出现用气体燃料加热的蓄热式热风炉（内燃式热风炉）。由于高风温是强化高炉冶炼增产节焦的重要措施之一，同时随着喷吹技术的发展，要求提供更高的热风温度。当前国内外大型先进高炉使用的风温都在1200左右，个别的达到1350，最高的鼓风压力达到（555606）kPa（5.56.0大气压），因而在本世纪初出现了很多新型热风炉，1 改造型内燃式（亦称霍戈文式）2 外燃式（又分为马琴式、科珀

51、式、地德式、新日铁式等）；3 顶燃式以及小高炉用的石球式热风炉。 第八节 热风炉操作及煤气清洗 各种类型的热凤炉的优缺点各种类型的热凤炉的优缺点 1）铸铁管式热风炉，不能承受高温高压，供给的风温很低，已被淘汰。 2）内燃式热风炉虽然通过改进耐火材料等措施可为高炉要供1000以上的风温，但由于这种热风炉是由燃烧室和蓄热室组成，中间用隔墙分开，而隔墙在燃烧和送风过程中产生温度波动，尤其是下部温差很大，在各种应力作用下易裂缝，掉砖，烧穿甚至倒塌，同时，这种热风炉采用的金属燃烧器使火焰直接冲击隔墙，并在燃烧室中引起共振，更加剧了砖衬的破损。改造型的内燃式热风炉虽在隔墙中下部温差较大的区域内外环间砌了一

52、层绝热砖，并用陶瓷燃烧器替代金属燃烧器，克服了隔墙烧穿问题，减轻了破损，但并没有取消隔墙，从根本上解决掉砖的问题。第八节 热风炉操作及煤气清洗 各种类型的热凤炉的优缺点各种类型的热凤炉的优缺点 3）外燃式热风炉的优点是取消了隔墙，将燃烧室与蓄热室完全分开，蓄热室的格子砖柱稳定性好。缺点是：投资大、占地面积大，所需钢材与耐火砖增加。在燃烧室与蓄热室的联络段。砖型复杂、砌筑困难，并成为结构上的薄弱环节。 4）球式热风炉目前只用于100m3以下的小高炉，它类似顶燃式热风炉。只是不砌格子砖，而是将高铝球直接装入热风炉内。它要求煤气含尘低，否则清理换球的工作量很大。 第八节 热风炉操作及煤气清洗 各种类

53、型的热凤炉的优缺点各种类型的热凤炉的优缺点 5）顶燃式热风炉的优点是：和外燃式一样，取消了隔墙，从根本上消除内燃式的致命弱点，并在热风炉容量相同的情况下。蓄热面积增加2530。采用短焰燃烧器，直接在顶部燃烧，高温热量集中，减少了热损失，有利于拱顶温度的提高。炉型简单，结构强度好，砖型少，砌筑容易。改善了耐火材料的工作条件，下部负荷重的地区工作温度低；上部工作温度高而负荷小。占地面积小，与外燃式相比，大约可节省20的钢材和耐火材料。第八节 热风炉操作及煤气清洗 各种类型的热凤炉的优缺点各种类型的热凤炉的优缺点 但要使顶燃式热风炉顺利工作也要解决以下问题；需要大功率的短焰燃烧器，保证煤气在拱顶的有

54、限空间内完全燃烧，并保证气流的均匀分布。拱顶设置燃烧器的部位，要经受强烈的温度波动。因此这部分需要用耐高温而且耐急冷急热性能好的耐火材料。由于热风出口在顶部，热风管道要伸长至炉顶高度，需设相应的管道支架与膨胀圈。由于热风阀、燃烧阀等阀门在顶部，必须在顶部设吊装设备，以便检修更换。 第 五 章 高炉强化冶炼 精料高冶炼强度高压高风温喷吹燃料富氧鼓风 第三节 高压操作 高压操作的条件和优点高压操作的条件和优点 高压操作就是通过净煤气管道上的高压阀组提高炉顶压力，从而使整个高炉内的煤气处于高压状态。高压操作是1871年法国冶金学家贝斯麦提出的，20世纪50年代以后得到采用迅速推广。 高压操作的优点是

55、： l）强化冶炼进程，提高产量。炉顶压力提高，高炉工作空间的压力也提高，煤气的体积缩小流速降低、压头损失也随之降低，从而促进高炉顺行，给增加风量创造了条件。根据计算在保持压差不变的情况下，顶压由30kPa提高到50kPa时，每提高10kPa，风量可增加3左右；而顶压由110kPa提高到130kPa时，每增加10kPa，风量只允许增加2.5左右。因此项压越高，强化冶炼的效果有减少的趋势。第三节 高压操作 高压操作的条件和优点高压操作的条件和优点 2）可在一定程度上降低焦炭消耗。同顶压提高加速2CO=CO2+C反应向体积缩小一方进行，有利于煤气的化学能得到充分利用；加上高压操作改善顺行，可以减少悬料、崩料，以及提高产量，减少单位生铁的热量损失等都有减少焦炭消耗的作用。 3）降低炉尘吹出量，由于提高顶压煤气流速降低，因而炉尘吹出物大大减少，顶压越高，减少的比例越大。 4）可以回收能量。采用炉顶余压发电，顶压越高发电量越多。第五节 喷吹燃料 高压喷煤粉的流程和