高炉炼铁操作教学-高炉四大操作制度及高炉日常操作课件

高炉四大操作制度及高炉日常操作2022/12/21《高炉炼铁操作》高炉四大操作制度及高炉日常操作2022/12/19《高炉炼铁1

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。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,由于技术操作水平的差异,冶炼效果也会相差很大,所以不断提高高炉操作水平、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。项目导入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,目录CONTENTS高炉四大操作制度1高炉炉内日常操作2高炉炉前日常操3目录CONTENTS高炉四大操作制度1高炉炉内日常操作2高炉3任务一高炉四大操作制度一热制度二造渣制度三送风制度四装料制度任务一高炉四大操作制度一热制度二造渣制度三任务一学习目标•了解高炉炼铁生产过程,掌握高炉冶炼的主要反应。•了解高炉炉渣的成分和作用、炉渣碱度的含义及表达式,掌握高炉炉渣结构、矿物组成、性质及其对高炉冶炼的影响。•理解铁氧化物还原反应的热力学规律,掌握生铁渗碳及生铁的形成过程。•了解选择与确定高炉基本操作制度的依据。•能够对高炉基本操作制度进行分析,并根据具体条件进行上部调剂与下部调剂。任务描述

高炉冶炼是一个连续而复杂的物理、化学过程,它不但包含炉料下降与煤气流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。高炉基本操作制度包括炉缸热制度、造渣制度、送风制度和装料制度。合理的操作制度应能保证煤气流的合理分布和良好的炉缸工作状态,促使高炉稳定顺行,从而获得优质、高产、低耗和长寿的冶炼效果。任务一学习•了解高炉炼铁生产过程,掌握高炉冶炼的主要反应。5一、热制度1.热制度的含义热制度是指在工艺操作制度上控制高炉内热状态的方法的总称。热状态是用热量是否充沛、炉温是否稳定来衡量,即是否有足够的热量以满足冶炼过程加热炉料和各种物理化学反应,渣铁的熔化和过热到要求的温度。高炉生产者特别重视炉缸的热状态,因为决定高炉热量需求和燃料比的是高炉下部,所以常用说明炉缸热状态的一些参数作为热制度的指标。2.表示热制度的指标传统的表示热制度的指标是两个。一个是铁水温度,正常生产是在1350~1550℃之间波动,一般为1450℃左右,俗称“物理热”。另一个指标是生铁含硅量,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,所有生铁含硅量的高低,在一定条件下可以表示炉缸热量的高低,俗称“化学热”。相关知识一、热制度1.热制度的含义相关知识6一、热制度3.影响热制度的因素影响热制度的因素实际上就是影响炉缸热状态的因素。炉缸热状态是由高温和热量这两个重要因素合在一起的高温热量来表达的:单有高温而没有足够的热量,高温是维持不住的,单有热量而没有足够高的温度就无法保证高温反应的进行(例如硅的还原、炉渣脱硫等),也不能将渣铁过热到所要求的温度。影响炉缸热制度的因素有:(1)影响高温(t理)方面的因素如风温、富氧、喷吹燃料,鼓风湿度等。(2)影响热量消耗方面的因素如原料的品位和冶金性能,炉内间接还原发展的程度等。(3)影响炉内热交换的因素例如煤气流和炉料分布与接触情况,传热速率和热流比W料/W气(水当量比)等。(4)日常生产中设备和操作管理因素如冷却器是否漏水,装料设备工作是否正常,称量是否准确,操作是否精心等。相关知识一、热制度3.影响热制度的因素相关知识7一、热制度4.炉缸热状态的控制炉缸热状态是高炉冶炼各种操作制度的综合结果,生产者根据具体的冶炼条件选择与之相适应的焦炭负荷,辅以相应的装料制度、送风制度、造渣制度来维持最佳热状态。日常生产中因某些操作参数变化而影响热状态,影响程度轻时采用喷吹量、风温、风量的增减来微调。必要时则改变负荷;而严重炉凉时,还要往炉内加空焦(带焦炭自身造渣所需要的熔剂)或净焦(不带熔剂)。一般调节的顺序是:富氧—喷吹量—风温—风量—装料制度—变动负荷—加空焦或净焦。相关知识一、热制度4.炉缸热状态的控制相关知识8二、造渣制度

造渣制度是指根据生铁的品种和质量要求,选择使炉渣的熔化性、稳定性以及软熔带的温度区间都能满足高炉冶炼需要的炉渣组分。1.高炉炼铁对选择造渣制度的要求(1)在选择炉料就结构时,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,1400℃时黏度小于1.0Pa·s,1500℃时0.2Pa·s~0.3Pa·s,黏度转折点不大于1300~1250℃。(3)炉渣应具有较大的脱硫能力,Ls应在30以上。(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,阻止有害元素进入生铁。(5)当炉渣成分或温度发生波动(温度波动±25℃,CaO/SiO2波动±0.5)时,能够保持比较稳定的物理性能。(6)炉渣中的MgO含量有利于降低炉渣的黏度和脱硫。在Al2O3高时含量可提高到12%。相关知识二、造渣制度造渣制度是指根据生铁的品种和质量要求,选9二、造渣制度2.炉渣的作用通常是利用改变炉渣成分包括碱度来满足生产中的需要。(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。若高炉下部有黏结物或炉缸堆积严重时,可以加入萤石,以降低炉渣黏度和熔化温度,清洗下部黏结物。(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MnSiO3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(表5-1)一般如下:相关知识二、造渣制度2.炉渣的作用相关知识10二、造渣制度(3)利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属(钾、钠)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,若炉料中含硫较高时,需要提高炉渣碱度,以利脱硫。如果单纯增加CaO来提高炉渣碱度,虽然CaO与硫的结合力提高了,可是炉渣黏度增加、渣中硫的扩散速度降低,不仅不能很好地脱硫,还会影响高炉顺行;特别是当渣中MgO含量低时,增加CaO含量对黏度等炉渣性能影响更大。因此,应适当增加渣中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。首钢曾经做过将MgO含量由0.31%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0.89~1.15,MgO含量以7%~12%为好。相关知识二、造渣制度(3)利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属(11三、送风制度1.送风制度的含义送风制度是指在一定的冶炼条件下选定合适的鼓风参数和风口进风状态,以形成一定深度的回旋区,达到原始煤气分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足。送风制度稳定是煤气流稳定的前提,是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件,由于炉缸燃烧带在高炉炼铁中的重要性决定了选择合理送风制度的重要作用。送风制度包括风量、风温、风压、风中含氧、湿分、喷吹燃料以及风口直径、风口倾斜角度和风口伸入炉内长度等参数,由此确定两个重要参数:风速和鼓风动能。2.风速和鼓风动能的选择

总的调整原则是:凡是遇减少煤气体积、改善透气性和增加煤气扩散能力的因素就需提高风速和鼓风动能;相反则需降低风速和鼓风动能。现在,一般操作稳定顺行,生产指标好的高炉,各风口前理论燃烧温度相差不大于50℃。相关知识三、送风制度1.送风制度的含义相关知识12三、送风制度3.送风制度是否合理的判断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5-2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。相关知识三、送风制度3.送风制度是否合理的判断相关知识13三、送风制度4.送风制度主要参数在日常操作中的调节

送风制度主要参数的调节是在炉况出现波动,特别是炉缸工作出现波动时进行的。调节的目的是尽快恢复炉况顺行、稳定,并维持炉缸工作均匀,热量充沛,初始煤气分布合理。(1)风量在日常生产时,高炉应使用高炉料柱透气性和炉况顺行允许的最大风量操作,即全风量操作。在恢复风量时,不能过猛,一次控制在30~50m3/min,间隔时间控制在20~30min。(2)风温热风带入炉缸的高温热量是高炉的重要热源(收入可达总热量的30%左右),也是降低燃料比的重要手段,高炉生产应尽量采用高风温操作,充分发挥高风温对炉况的有利作用,也充分发挥热风炉的能力,要消除热风温度保留50~100℃作为调节手段的现象。生产中要尽量采用喷吹燃料和鼓风湿度来调节炉缸热状态的波动。相关知识三、送风制度4.送风制度主要参数在日常操作中的调节14三、送风制度(3)风压风压反映着炉内煤气量与料柱透气性适应的状况,风压波动是炉况波动的前兆,现在生产中广泛采用透气性指数来反映炉内状况。(4)鼓风湿度在不喷吹燃料的全焦冶炼时,加湿鼓风对高炉生产是有利的,而且还是调节炉况的好措施,它既可消除昼夜和四季大气湿度波动对炉况波动的影响,还可保证风温用在最高水平。(5)喷吹煤粉它不仅置换了焦炭,降低了高炉焦比和生铁成本,而且成为炉况调节的重要手段,即将过去常用的风温、湿分调节改为喷煤量的调节。在采用喷煤量调节时应注意几点:一是要早发现、早调节;二是调节量不宜过大,一般为0.5t/h~1.0t/h,最大控制在2t/h;三是喷煤有热滞后现象,它没有风温和湿分见效快,一般滞后2h~4h,所以要正确分析炉温趋势,做到早调而且调节量准确。相关知识三、送风制度(3)风压风压反映着炉内煤气量与料柱透气性适应15三、送风制度(6)富氧在我国富氧首先是作为保证喷煤量的措施,其次是提高冶炼强度以提高产量。一般是在喷煤量大变动时,用氧量才作调整,而且是先减氧后减煤,先停氧后停煤。(7)风口面积和长度风口面积和风口直径是在适宜的鼓风动能确定后再通过计算确定。一般面积确定后就不宜经常变动。在有计划地改变操作条件,例如换大风机、大幅度提高喷煤量等应相应改变风口面积。为活跃炉缸和保护风口上方的炉墙也可采用长风口操作。为提高炉缸温度,现在很多厂使用斜风口,其角度控制在5℃左右,而中小高炉有时增大到7~9℃。相关知识三、送风制度(6)富氧在我国富氧首先是作为保证喷煤量的措施16四、装料制度1.装料制度的含义

装料制度是炉料装入炉内方式的总称或是对炉料装入炉内方式的有关规定。通过选择装料制度,用改变炉料在炉喉的分布达到煤气流合理分布,实现改善煤气热能和化学能的利用程度以及炉况顺行状况的调节方法。相关知识四、装料制度1.装料制度的含义相关知识17四、装料制度相关知识2.装料制度的内容可供高炉操作者选择的装料制度的内容有:批重、装料顺序、料线、装料装置的布料功能变动等。四、装料制度相关知识2.装料制度的内容18任务实施1.高炉炼铁生产过程(1)高炉炼铁生产过程高炉生产过程就是将铁矿石在高温下冶炼成生铁的过程。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的运动、相互接触过程中完成的。高炉生产所用的原料是含铁的矿石,包括烧结矿、球团矿和天然富矿石;燃料主要是焦炭;辅助原料为熔剂和洗炉剂等。高炉实质是一个炉料下行、煤气上升两个逆向流运动的反应器。(2)高炉冶炼过程的主要区域高炉冶炼过程可分为五个主要区域,这五个区域称为五带或五层,即块状带、软熔带、滴落带、风口带及渣铁带。在下行的炉料与上升的煤气流相向运动的过程中,原料的吸热、熔化、还原,渣铁的形成,各种热交换等在五个区域中依次进行,如图5-1所示。一、高炉冶炼的基本过程任务实施1.高炉炼铁生产过程一、高炉冶炼的基本过程19任务实施①块状带:炉料以块状存在的区域。在炉内料柱的上部,矿石与焦炭始终保持着明显的固态层次而缓缓下行。但层状逐渐趋于水平,且厚度也逐渐变薄。②软熔带:炉料由开始软化到软化终了的区域。此区域是由许多固态焦炭层和粘结在一起的半熔融的矿石层组成,焦炭与矿石相间层次分明。由于矿石里软熔状透气性极差,上升的煤气流主要从像窗口一样的焦炭层通过,因此又称其为“焦窗”。软熔带的上缘是软化线。即矿石开始软化的温度;下缘是熔化线,即矿石熔化的温度,它和矿石的软熔温度区间相一致;其最高部位称为软熔带顶部,其最低部位与炉墙相连接,称为软熔带的根部。一、高炉冶炼的基本过程任务实施①块状带:炉料以块状存在的区域。在炉内料柱的上部,20任务实施③滴落带:矿石熔化后呈液滴状滴落的区域。它位于软熔带之下,矿石熔化后形成的渣铁像雨滴一样穿过固态焦炭层而滴落进入炉缸。④风口带:风口前端的区域,也称燃烧带。风口前的焦炭受到鼓风动能的作用在剧烈地回旋运动中燃烧,形成一个半空状态的焦炭回旋区,这个小区域是高炉中唯一存在的氧化性气氛的区域。⑤渣铁带:液体渣铁贮存的区域,位于炉缸的下部,主要是液态渣铁以及浸入其中的焦炭。铁滴穿过渣层及渣铁界面后最终完成必要的渣铁反应,得到合格的生铁。2.高炉冶炼的主要反应(1)蒸发、分解与气化①水分的蒸发和结晶水的分解:装入炉内的炉料,或多或少都含有一定的水分,这些水分包括有吸附水和结晶水。一、高炉冶炼的基本过程任务实施③滴落带:矿石熔化后呈液滴状滴落的区域。它位于软熔21任务实施

吸附水在炉料加热到105℃时,就激烈蒸发,蒸发消耗的热量虽然不多,但会使炉顶温度有所降低,对高炉冶炼过程不产生明显影响。炉料中的结晶水在200℃左右开始分解,到400~500℃时激烈分解。结晶水分解完毕需要的时间与炉料颗粒大小有关。若温度大于1000℃时,结晶水尚未完全分解,分解出来的水汽则会与焦炭中的碳发生碳水反应：

H2O(气)+C(焦)=H2+CO

ΔH=+12445kJ这个反应是吸热反应,并且直接消耗碳,致使焦比升高。②碳酸盐的分解:炉料中的碳酸盐主要是熔剂带入的,有时矿石的脉石也含有少量碳酸盐。带入的碳酸盐常以CaCO3、MgCO3、FeCO3、MnCO3等形式存在,以前两种为主。CaCO3分解的反应式为:

CaCO3=CaO+CO2ΔH=+17800kJ一、高炉冶炼的基本过程任务实施吸附水在炉料加热到105℃时,就激烈蒸发,22任务实施

若炉料到达高温区石灰石还未分解完,则分解出来的CO2会与焦炭中炭素反应:

CO2+C(焦)=2COΔH=+165800kJ此反应大量吸热,并直接消耗焦炭,会使焦比升高,对冶炼不利。③气化:有些物质在高炉内会气化,被还原的元素有P、As、K、Na、Pb、Zn和S等,此外还有还原过程的中间产物SiO、Al2O3和PbO等,以及在炉内生成的化合物SiS、CS和由原料带入的CaF2等。(2)燃烧反应在高温和碳过剩的条件下,风口前的炭素与风中的氧(O2)可进行燃烧反应,燃烧物是焦炭和喷吹燃料,最终燃烧产物为CO、H2和N2,即炉缸煤气。最终反应结果为不完全燃烧反应:

2C+O2=2COΔH=-235131kJ/mol

燃烧反应为炉内其他物理、化学反应提供了所需要的还原剂和热量,同时也为炉料的下行创造了条件。因此燃烧反应是高炉冶炼的基础和关键。一、高炉冶炼的基本过程任务实施若炉料到达高温区石灰石还未分解完,则分解出来23任务实施(3)铁矿石的还原在高炉内的反应中,最主要的是铁氧化物的还原反应。还原铁矿石的还原剂为CO、C和H2。无论是生产实践还是科学研究都已证明:铁氧化物的还原过程不管使用何种还原剂,都将按下列顺序由高价铁氧化物逐步向低价铁氧化物还原,即:小于570℃Fe2O3→Fe304→Fe大于570℃Fe2O3→Fe304→FeO→Fe(4)生铁和炉渣的形成①生铁的形成:生铁的形成过程主要是渗碳和其他元素进入的过程。最初被还原的铁为固态海绵铁,海绵铁在下行过程中不断地进行着渗碳。熔点逐渐降低,最后熔化为金属铁滴,在穿过焦炭孔隙向炉缸滴落过程中,开始大量的渗碳。一、高炉冶炼的基本过程任务实施(3)铁矿石的还原在高炉内的反应中,最主要的是铁氧24任务实施②炉渣的形成:矿石中除铁氧化物外还有脉石,以SiO2和Al2O3为主要成分,熔点较高,焦炭灰分中80%以上也是SiO2和Al2O3,这些高熔点的酸性氧化物和熔剂中的碱性氧化物如CaO、MnO,在一定温度下相互作用生成低熔点的化合物而形成初渣。初渣中含有较多的

FeO和Mn0。若想保持高炉冶炼的正常进行,必须正确选择好基本操作制度并正确运用调节手段。高炉基本操作制度包括送风制度、装料制度、热制度和造渣制度。随着高炉冶炼技术的进步和高炉长寿的需要,在操作管理上又增加了喷吹制度和冷却制度。一、高炉冶炼的基本过程任务实施②炉渣的形成:矿石中除铁氧化物外还有脉石,以Si25任务实施1.确定合理操作制度的依据(1)燃料的理化性能。(2)炉容大小、上料设备的能力和炉顶装料设备的性能。(3)高炉内型状况(炉衬侵蚀情况)。(4)高炉冷却结构形式、冷却方式和冷却设备的状况。(5)风机能力及富氧率。(6)喷吹物的品种和数量。(7)冶炼生铁的品种。(8)大气湿度和温度。(9)企业生产经营计划的要求。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施1.确定合理操作制度的依据二、高炉冶炼的基本制度和26任务实施

确定操作制度时应该把握如下几个环节:(1)根据生产任务及风机能力确定冶炼强度。(2)根据炉缸工作状态,确定送风制度和相应的装料制度。(3)根据原、燃料条件(包括硫负荷)和冶炼生铁品种及质量要求,选择高炉的热制度和造渣制度。(4)根据气温条件和喷吹量,确定送风制度的调整幅度。(5)根据精料的水平和设备状况,确定各项操作制度的波动范围。确定各项操作制度时均应留有余地,使之处于灵敏可调的范围,严禁处于极限操作状态。高炉操作制度确定以后,就是根据外部条件波动对炉况影响的大小,在遵循基本操作制度的原则下进行定性和定量的调节,以保持炉况的稳定顺行,使高炉冶炼获得最佳的经济效益。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施确定操作制度时应该把握如下几个环节:二、高炉27任务实施2.送风制度送风制度主要是保持适宜的鼓风动能和理论燃烧温度,以达到初始气流分布合理,炉缸工作均匀活跃,为炉况稳定顺行奠定基础。控制方法是:选择适宜的风口直径、长度并合理布局,在操作中稳定适宜的风压、压差、喷吹量和富氧率,并充分利用风温。(1)鼓风动能高炉鼓风通过风口时所具有的速度,称为风速。表示方法有两种:标准风速和实际风速。鼓风在一定速度下运动所具有的能量称为鼓风动能。其大小表示鼓风克服风口前料层阻力后向炉缸中心穿透的能力。①鼓风动能简易计算:鼓风动能就是鼓风所具有的机械能。E=1/2mv2式中:m—鼓风质量,kg;v—鼓风实际速度,m/s二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施2.送风制度二、高炉冶炼的基本制度和操作调节28任务实施

因为鼓风质量与热风温度、气体密度、重力加速度、碳燃烧率、燃烧的固定碳含量相关;风速与风口面积、工作风口数目、风量、风压、碳素燃烧有关。这一系列计算都是在标准状态下进行的,所以风速也必须采用标准状态下的风速。为了计算简便,用高炉班报整理记录上的数据,将其代入公式,计算当天的鼓风动能：

E=[0.6457×S×2.78×(273+t)×v0^2/(760+75×p)]/n式中:S—风口工作面积,m3;t—热风温度,℃;P—热风压力,kPa;v0—标准风速,m/s;n—工作风口数,个;d—风口直径,m;Q—风量,m3/s。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施因为鼓风质量与热风温度、气体密度、重力加速度29任务实施②鼓风动能对高炉冶炼的影响:对于炉缸直径一定的高炉,在正常冶炼中,都对应有一个相适应的鼓风动能。适宜的鼓风动能有利于炉缸工作均匀活跃,炉况稳定顺行,有利于生产优质生铁,高炉冶炼能取得良好的经济技术指标。适宜的鼓风动能可以使煤气流的初始分布合理,提高煤气利用率,并有利于高炉长寿。③鼓风动能与冶炼强度的关系:风口面积一定时,增加风量可提高冶炼强度,风速(鼓风动能)也相应增加,可促使中心气流发展。在提高冶炼强度时,为保持气流的合理分布,维持风口回旋区的深度适宜,必须相应扩大风口。我国著名炼铁专家樊哲宽在“关于鼓风动能和矿石批重调整的规律”中给出鼓风动能与冶炼强度的经验公式:

E=(76412-30101+3350)d二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施②鼓风动能对高炉冶炼的影响:对于炉缸直径一定的高炉30任务实施④鼓风动能与原燃料条件的关系:原、燃料条件好(强度高、粉末少、高温冶金性能也好),料柱的透气性就好,可以接受更高的风量并扩大批重,有利于高炉强化冶炼。⑤鼓风动能与喷吹燃料的关系:喷吹燃料以后鼓风动能增加,中心气流趋于发展,为保持气流的合理分布,需要适当扩大风口面积,降低鼓风动能。⑥鼓风动能与风口回旋区深度的关系:当鼓风动能达到一定数值后,它吹动风口前的焦炭,形成一个疏松且近似椭圆的区域,鼓风和煤气的混合气流挟带焦炭在此回旋运动,这个区域便称为风口回旋区(简称回旋区)。(2)理论燃烧温度(t理)风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度,称为风口前理论燃烧温度。理论燃烧温度是指在理论上能达到的最高温度,生产中一般指燃烧带燃烧点的温度。而炉缸温度一般是指炉缸渣铁的温度,两者有本质上的区别。根据国内外的操作经验,理论燃烧温度一般控制在2100~2300℃之间。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施④鼓风动能与原燃料条件的关系:原、燃料条件好(强度31任务实施

影响理论燃烧温度的因素有:①热风温度:鼓风温度提高,带入炉缸的物理热增加,从而使理论燃烧温度升高。一般100℃风温,影响理论燃烧温度80℃。②鼓风湿分:鼓风湿分增加,由于水分分解吸热,使理论燃烧温度降低。鼓风中每增加1

g/m3

湿分,相当于降低9℃风温。③鼓风富氧率:鼓风含氧量增加,N2浓度降低,从而使t理提高。鼓风含氧量每增减1%,影响t理增减35~45℃。④喷吹燃料:各种燃料由于分解热不同,对t理的影响也不一样。含H22%~4%的无烟煤分解吸热为3350kJ/m3

,烟煤比无烟煤高出120kJ/m3。每喷吹10kg/t煤粉,t理降低20~30℃(无烟煤为下限,烟煤为上限)。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施影响理论燃烧温度的因素有:二、高炉冶炼的基本32任务实施(3)风口布局风口布局是指在确定好风口直径和长度后,根据炉缸工作状况沿圆周进行合理的分布。合适的风口布局能够保证炉缸工作均匀活跃,渣铁物理热充沛。高炉强化冶炼后风口布局的原则如下:①炉墙结厚的部位应该用大风口、短风口。②铁口难以维护时,铁口两侧应该用小风口、长风口。③煤气流分布不均,炉料偏行时,下料快的方位应当适当缩小风口面积。④炉缸工作不均,进风少的区域应该选择大风口,增加进风量等。(4)保持适宜的压差在炉况波动不大的情况下,在操作中应该把压差稳定在正常的范围内,如果压差波动太大或变化频繁,煤气流分布不能稳定,则易发生崩料、悬料现象。特别是炉况难行(风压爬高、下料不畅)有悬料的征兆时,绝不能用降低顶压的措施来降低风压,这种调剂手段不能解决风量和炉料透气性不平衡的矛盾。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(3)风口布局风口布局是指在确定好风口直径和长度后33任务实施(5)调节送风制度应遵循的原则高炉冶炼必须保持稳定、顺行,在稳定顺行的前提下才能达到优质、低耗、高产、长寿的目标。为此,在日常操作中必须遵循以下原则:①固定适宜的风口面积,在一定冶炼条件下,每座高炉都有适宜的冶炼强度和适宜鼓风动能的对应曲线,一般情况下风口面积不宜经常变动。生产条件变化较大时,可根据变化因素对炉况影响的大小进行适当调整。②在原燃料条件波动不大的情况下,操作中应该稳定风量、稳定风压、稳定压差。特别是当原、燃料质量变差(强度降低,粉末增加)、风压不稳时,不能强行加风。③在喷吹燃料时,风温应充分利用,用喷吹燃料量调节炉温。如果炉温急剧向热并有悬料的征兆时,撤风温时必须一次到位(100~150℃)。④调节的原则是早动、少动,以保持炉况的长期稳定顺行。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(5)调节送风制度应遵循的原则高炉冶炼必须保持稳定34任务实施3.热制度(1)热制度的选择热制度的选择可以从以下几方面考虑:①根据冶炼生铁的品种、炉容的大小、炉缸的结构形式来确定生铁含硅量的控制范围。②根据原料中其他元素的含量确定生铁含硅量的范围。③根据炉缸内衬状况确定生铁含硅量的范围。④根据炉缸工作状况选择生铁含硅量的范围,炉缸工作均匀活跃,生铁含硅量可低些;如果炉缸堆积,生铁含硅量就必须相应提高。⑤进行洗炉时必须确保炉温的变化在0.5%~1.0%的范围内。(2)合理热制度的确定①根据原、燃料条件选择热制度。②根据设备装备的技术水平和运行状况,合理选择热制度。③根据操作水平和技术管理水平确定热制度。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施3.热制度二、高炉冶炼的基本制度和操作调节35任务实施(3)非正常炉况下的热制度①高炉非计划休风(设备故障和出事故)较多时,炉温应该控制在中上限水平。②高炉冷却设备漏水时,必须把炉温保持在中上限水平。③炉缸工作不好时必须相应提高炉温并严禁低炉温操作。4.造渣制度高炉炉渣成分主要来自矿石中脉石、焦炭灰分和熔剂氧化物。主要成分为

SiO2和Al2O3时称酸性氧化物,主要成分为CaO和MgO时称碱性氧化物。此外,还有MnO、FeO、CaS等,有的炉渣还含有CaF2、TiO2和BaO等氧化物。(1)造渣过程对高炉冶炼的影响造渣过程是矿石从软化黏结形成软熔层到温度进一步升高后软熔层转变为液相渣滴落的全过程。软熔带(层)的位置和软熔带的形状及厚度,对煤气流的流动阻力损失及再分布起决定性的作用,进而影响到炉况能否稳定顺行。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(3)非正常炉况下的热制度二、高炉冶炼的基本制度和操36任务实施①炉渣的软熔特性:初渣形成时由于矿石软熔性的差异,软熔带形成的位置也不一样。对高炉冶炼的影响:

矿石软化温度愈低,软熔带位置愈高,初渣出现得早。与此同时,软化区间愈大,软熔带愈宽,对煤气的阻力愈大,对高炉顺行不利。矿石软化温度高时软化区间窄,这样软熔带位置较低,初渣温度较高,有利于提高炉缸温度。另外,软熔带窄时对煤气的阻力较小,有利于高炉强化冶炼。②初渣稳定性对炉况的影响:高FeO和高CaO的初渣稳定性很差,当炉温波动急剧升高时,FeO快速被还原,炉渣的熔化温度急剧升高,已熔化的初渣甚至会重新凝固,这不仅影响煤气流的分布,还有可能黏结在炉墙上造成局部结厚或形成炉瘤。因为成渣过程对高炉冶炼的影响,所以俗语说“要想炼好铁,首先炼好渣”。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施①炉渣的软熔特性:初渣形成时由于矿石软熔性的差异,37任务实施(2)高炉冶炼对炉渣性能的要求①炉渣具有良好的稳定性(热稳定性和化学稳定性)。②炉渣有良好的流动性,熔化温度在1250~1350℃,在1450℃左右时黏度小于1Pa·s

(10泊)。炉渣中Al2O3的含量在配料时应尽量控制16%以下,当Al2O3的含量超过16%以上时,炉渣的流动性变差。如果受原燃料条件的限制Al2O3含量超过16%时,应该把炉渣中MgO含量适当提高,以利于改善熔渣的流动性。③具有足够的脱硫能力。④有利于获得稳定充沛的炉温(初渣熔化温度低,穿过料柱的时间短,不利于提高炉缸熔渣的温度)。⑤有利于维护高炉内型剖面的规整。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(2)高炉冶炼对炉渣性能的要求二、高炉冶炼的基本制度38任务实施⑥有利于形成较为稳定的渣皮。⑦根据生产需要,洗炉时炉渣既要有利于消除炉缸堆积的附着物,又要有足够的脱硫能力,尽量减少洗炉过程中的高硫号外(废品)。(3)确定炉渣碱度的原则①根据渣量确定炉渣碱度:若入炉料铁分高,渣量少,炉渣中Al2O3含量又偏高时,应适当提高炉渣中MgO的含量,同时,把碱度(CaO/SiO2)控制在1.15~1.20

的范围内。②根据入炉料的硫负荷确定炉渣碱度:若渣量少、原燃料的硫负荷又偏高时,在适当提高炉温的同时,使炉渣碱度(CaO/SiO2)保持在1.15~1.25的范围内。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施⑥有利于形成较为稳定的渣皮。二、高炉冶炼的基本制度39任务实施③根据冶炼生铁的品种确定炉渣碱度中、小高炉冶炼制钢铁时,炉渣碱度可保持在1.15~1.25的范围内。大高炉冶炼制钢铁时,炉渣碱度可保持在1.05~1.15的范围内。冶炼铸造铁时炉渣碱度可保持在0.90~1.00的范围内。(4)炉渣碱度调节调节炉渣碱度时以终渣碱度为依据,在具体调节时应注意以下几点:①炉况不顺时,可相应选下限碱度。②冶炼中锰制钢铁时,碱度可选中、下限。③硫负荷升高至5kg/t(Fe)及以上时,碱度应选中、上限。④炉缸水温差升高和炉身下部及以下部位冷却壁烧坏后炉皮破损时,选中上限碱度。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施③根据冶炼生铁的品种确定炉渣碱度中、小高炉冶炼制钢40任务实施(5)配料要求①在配料时控制入炉原燃料的硫负荷不大于5kg/t(含硫高的原料,必须搭配使用)。②控制原料中成渣的难熔组分(TiO2)和易熔组分(CaF2)的含量,确保初成渣的适宜温度。③易挥发的钾、钠对炉体砖衬有很大的破坏作用,含量越低越好。④原料含有少量的MnO、MgO有利于改善炉渣的流动性并有利于脱硫。⑤原料含钛时,由于高钛渣是一种熔化温度高、流动性区间窄的短渣,液相线温度为1395~1440℃,固相线温度为1070~1075℃。因此,必须在配料中注意防止出现高钛渣。5.装料制度研究测试结果表明,各种炉料在高炉内实际堆角与炉料下落高度,炉喉直径及其炉料自身性质有关,并符合下式:二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(5)配料要求二、高炉冶炼的基本制度和操作调节41任务实施

tanα=tanα0-Rh/r式中:α—炉料实际堆角;α0—炉料自然堆角;R—系数,与炉料性质有关,它表示料下落后滚动性能;r—炉喉半径,m;h—炉料下落高度,m。炼铁炉料的自然堆角:天然块矿40°30'冷烧结矿41°~42°焦炭42°~43°二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施42任务实施(1)装入顺序和装入方法改变装入顺序和装入方法可使炉喉径向料层的形状随之改变,从而影响煤气流的分布。炉料落入炉内后,从堆尖两侧按一定角度形成斜面。堆尖位置与料线、批重、粒度组成、堆积密度、堆角以及煤气流速有关。①装入顺序对煤气流分布的影响:不同装入顺序对煤气流的分布有不同的影响。钟式高炉按从加重边缘到发展边缘的作用程度依次排列二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(1)装入顺序和装入方法改变装入顺序和装入方法可使43任务实施

对于无钟装料设备,采用单环布料时,布料规律和大小钟的高炉近似。采用螺旋布料时,则是先入炉的炉料分布靠近炉墙,后入炉的炉料分布逐渐靠近中心。集中加焦对处理大凉和炉况失常比较有效,它有较强的改善料柱透气性、促进煤气流合理分布、加热炉料、提高炉温的功能。②装入方法对煤气流分布的影响:无钟装料设备常用的装入方法见表5-4

分装是无料钟高炉基本装料制度,有利于增加软熔带焦窗厚度,改善透气性。混装只在料车式上料的无钟高炉上,炉顶上料设备出现故障时应用。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施对于无钟装料设备,采用单环布料时,布料规律和44任务实施(2)无料钟布料特征中小高炉一般设置9个环位,大于1000m3的高炉一般设置11个环位,每个环位对应一个倾角(α),由里向外倾角逐渐加大。布料时选择从外环某一个环位开始,逐渐向里环进行,可实现多种形式的布料。大、小钟布料时靠近炉墙只有一个堆尖。①无料钟通过旋转溜槽可进行多环螺旋布料,能灵活地调整中心或边缘的焦炭量或矿石量,可以形成两个或两个以上堆尖。②无料钟通过旋转溜槽采用多环布料,可形成两个以上的堆尖,小粒度的炉料可以布在较宽的范围内(主要集中在堆尖附近),在中心方向,由于滚动作用,还是大粒度居多。③可以通过扇形布料、定点布料方式,灵活地处理异常炉况。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(2)无料钟布料特征中小高炉一般设置9个环位,45任务实施(3)无料钟布料方式①单环布料:单环布料控制比较简单,旋转溜槽只在一个指定的角度做旋转运动。其作用与钟式布料无太大的区别,但调节手段灵活(大钟布料是固定角度,而旋转溜槽倾角可以根据需要选定)。溜槽倾角越大,炉料越布向边缘。当αj>αk时,边缘焦炭增多,有利于发展边缘。当αk>αj时,边缘矿石增多,加重边缘。(αk指矿角,αj指焦角)②螺旋布料:螺旋布料是无钟高炉最基本的布料方式。螺旋布料从外环某一个环位开始,逐渐向里环进行,炉料以一定形式进行螺旋式的旋转布料。每批料还可根据批重的大小分成数个等份(大高炉一般为14~16份,中型高炉可分成8~12份),每个倾角上(环位上)的份数根据气流分布情况确定。目前,我国380m3及以上的高炉已普遍应用无料钟,主要经验有:二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(3)无料钟布料方式二、高炉冶炼的基本制度和操作调节46任务实施a.螺旋布料时矿角αk应大于焦角αj,大高炉αk=αj+(2°~5°),中小高炉:αk=αj+(1°~3°)。布料时αk和αj同值增大,则边缘和中心同时加重;反之αk和αj同值减小,将使边缘和中心都减轻。b.单独增大αk加重边缘,减轻中心;反之,作用则相反。c.单独增大αj时,加重中心作用更大,控制中心气流非常敏感。否则,减少αj时,则使中心气流发展。d.炉况失常需要同时发展边缘和中心,保持两条气流通路时,可将焦炭一半布到边缘,一半布到中心,αk不动,收到的效果更明显。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施a.螺旋布料时矿角αk应大于焦角αj,大高炉α47任务实施③扇形布料:这种布料方式为手动操作。布料时可在6个预选水平旋转角度中根据炉况需要在0°、60、120°、180°、240°、300°六个水平旋转角(β)中选择其一为中心线,由手动操作形成扇形布料,以处理煤气流分布失常。④定点布料:定点布料要同时固定α角和β角,炉料落在炉喉断面需要的位置,这是一种调剂特殊炉况堵塞管道的手段,只能短时间选用,选用定点布料时,应适当减轻负荷10%~15%。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施③扇形布料:这种布料方式为手动操作。布料时可在648任务实施(4)料线大小钟高炉以大钟下降时的下沿位置为料线零位,无料钟高炉炉喉钢砖的上沿为料线零位,从零位到料面的距离称为料线。高炉正常料线一般为

1.0~2.0

m

,特殊情况下根据需要可临时改变。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(4)料线大小钟高炉以大钟下降时的下沿位置为料线零49任务实施(5)矿石批重批重的大小和冶炼强度直接相关。在一定的原燃料条件下,一定的冶炼强度和一个适宜的批重范围相对应,批重过小或过大,都不利于煤气流的合理分布及炉况的稳定顺行。①批重与炉容的关系:炉容越大,炉喉直径也越大,批重应相应增加。喷吹煤粉后由于鼓风动能增加,批重一般也相应扩大。如果批重过大,每小时跑料批数过少,炉顶温度难以控制;而批重过小,在冶炼强度较高时,气流不稳,不利于炉况稳定和提高煤气利用。在正常生产中,可以根据生产经验以每小时跑7~8批料来调整矿石批重。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(5)矿石批重批重的大小和冶炼强度直接相关。在一定50任务实施②批重与原燃料的关系:原料的铁分和焦炭的强度越高(M40≥82、M10≤8),粉末越少,则料柱的透气性越好,批重可适当扩大。当焦炭的M10降低,粉末增加,料柱的透气性变差时,必须适当缩小批重。③批重与冶炼强度的关系:随着冶炼强度的提高,风量增加,在原来的基础上中心气流增加,应当扩大批重,以抑制中心气流,避免过分发展。冶炼强度低时,亦需适当缩小矿石批重。恢复炉况时,可根据风量的大小,及时调整批重。④批重与喷吹量的关系:当冶炼强度不变,高炉喷吹燃料时,由于喷吹物在风口燃烧,炉缸煤气体积和炉腹煤气速度增加,促使中心气流发展,需适当扩大批重,增加料层厚度,抑制中心气流。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施②批重与原燃料的关系:原料的铁分和焦炭的强度越高(51任务实施(6)合理的气流分布高炉合理气流分布,首先要保持炉况稳定顺行,控制边缘与中心两股气流都不能过分发展。其次是最大限度地改善煤气利用,降低焦炭消耗。随着烧结矿整粒技术和入炉原料铁分的提高及炉料结构的改善,炉喉CO2分布曲线呈现边缘高于中心,而且差距较大的中心发展型。CO2达到19%~21%,最高达到22%左右。但不管怎样变化,都必须保持边缘与中心两股气流相适应,过分地加重边缘或发展中心,都会导致煤气利用率降低或炉况失常。煤气在炉内的分布,有四种类型,见表5-6。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(6)合理的气流分布高炉合理气流分布,首先要保持炉52任务实施

Ⅰ型,煤气主要由靠近炉墙的区域通过,称为边缘发展型。Ⅰ型煤气分布除了临时调剂或处理失常炉况外,在日常操作中应当避免使用。

Ⅱ型,煤气主要由边缘和中心两条路通过,煤气分布有两个高峰,所以称为双峰型。

Ⅲ型,中心煤气流比边缘煤气流发展,称为中心发展型。Ⅲ型煤气分布最适合高炉操作,其软熔带呈“倒V形”,“气窗”面积很大,煤气很容易穿过软熔带,有利于高炉稳定顺行,而且炉墙附近温度相对较低,炉体散热少;炉墙受煤气冲刷较少,使炉衬寿命延长。煤气通过高炉中心,和炉料充分接触,煤气的物理热和化学能都得到充分利用,从而使燃料消耗降低。在精料的条件下,高炉操作都应该采用Ⅲ型煤气分布。

Ⅳ型,煤气沿高炉截面分布差别小,相对比较均匀,也较平坦型。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施Ⅰ型,煤气主要由靠近炉墙的区域通过,称为边缘53任务实施(7)装料制度的调节在一般情况下,可以通过调整装料制度来调整边缘和中心的气流分布,改善料柱的透气性,减轻炉况波动的幅度并避免失常。调节原则如下:①原燃料质量变差(特别是粉末较多时),出现气流分布失常时,应该及时缩小批重并改用边缘和中心同时相对发展的装料制度。②冶炼强度变化(特别是需要较长时间低压操作),在堵风口的同时,还要适当缩小矿石批重。③装料制度与送风制度相适应。④休风后送风、低料线下达以及崩、悬料的炉料下达到软熔带炉况出现难行时,应该临时改变装料制度,适当发展边缘,防止调节不及时造成悬料并导致炉况失常。⑤出现“管道”行程时,可改若干批扇形布料和定点布料,以堵塞“管道”。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(7)装料制度的调节在一般情况下,可以通过调整54任务实施5.冷却制度及相关知识冷却制度的管理内容主要是:控制合理的冷却强度和适宜的水温差,确保操作炉型稳定,冷却设备的使用寿命长,达到高炉长寿的目标。(1)高炉冷却结构大、中型高炉采用的冷却结构形式:①全冷却壁结构,炉腹以上采用带凸台的冷却壁(凸台起托砖作用)。②全冷却板结构,炉腹以上采用冷却板,冷却板起托砖作用。③板、壁结合结构,炉腹以上采用板、壁结合,冷却板起托砖作用。(2)冷却方式和冷却水冷却方式包括工业水(开路循环)冷却,软水(或纯水)闭路循环冷却,汽化冷却(用软水或纯水)。常用的是工业水(开路循环)冷却和软水(或纯水)闭路循环冷却。(3)水温差的控制冷却制度的实质就是根据高炉各部位热负荷的大小、冷却设备的结构形式和冷却水的水质、水量及耐火材料砖衬的性能(导热系数的大小),确定高炉炉体各部位的热流极限值及相应冷却强度。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施5.冷却制度及相关知识二、高炉冶炼的基本制度和操作55任务实施①炉况波动的影响:边缘气流长时间发展,会造成水温差升高,但升高的过程是逐渐而缓慢的。调整煤气分布以后,水温差也随之发生改变。②炉墙厚度的变化:当炉墙侵蚀逐渐变薄时,水温差逐渐而缓慢升高;如果是渣皮保护层脱落,则水温差快速升高。(4)高炉对冷却设备的要求①有足够的冷却强度,以保护内衬(延缓炉衬耐火材料的侵蚀)并使炉壳免受高温作用,达到高炉长寿的目标。②在高炉中部和上部起支撑炉体砌砖的作用。③不影响炉壳的气密性。④冷却壁的力学性能好。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施①炉况波动的影响:边缘气流长时间发展,会造成水温差56任务实施(5)冷却制度管理冷却制度管理主要是控制冷却设备的热负荷和水温差保持在规定的范围内。合理的冷却制度是延长炉衬寿命并防止炉墙黏结,保证顺行的重要措施,控制炉腹至炉身下部高温区的水温差尤其重要。炉缸和炉腹至炉身下部高温区冷却设备的水温差超过规定标准时,要采取下述措施。①清洗冷却设备。②在供水能力允许的条件下增加水压或提高水质。③减少冷却壁串联数。④采取加重边缘的措施。当炉腹以上冷却设备水温差低于规定水平时,出现炉墙结厚,炉况不顺时,可采取以下措施:①适当采取发展边缘的措施。②采取降低炉渣碱度的措施。

降低冷却强度,炉况好转后,要及时恢复,避免损坏炉衬。二、高炉冶炼的基本制度和操作调节任务实施(5)冷却制度管理冷却制度管理主要是控制冷却设备的57任务二一碱度的调整二热制度的调节高炉炉内日常操作三送风制度与装料制度四炉况的整体判断与调节任务二一碱度的调整二热制度的调节高炉炉内日常学习目标任务描述学习目标

•了解炉况调节的顺序,掌握炉况调节的原则。•了解碱度的调整方法、原则。•掌握炉况调节原则,能够进行热制度、送风制度、装料制度的调节。•掌握炉况的判断方法,能够对炉况进行判断。任务描述

炉况的稳定是相对的,为了保持长周期的稳定,消除外界多因素的干扰,对炉况的判断与调节显得尤为重要。炉况的调节,无非是调节四大制度,高炉炉内日常操作任务先阐述四大制度的调节,然后再讲述如何整体把握炉况,进行一般的炉况分析。学习目标学习•了解炉况调节的顺序,掌握炉况调节的原则。任59相关知识

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—风温(湿度)—风量—装料制度—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;三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间;四是当炉况波动大而发现晚时,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。

相关知识调节炉况的目的是控制其波动,保持合理的热制度60相关知识

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来提高炉温,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。炉况的稳定,必须保证良好的炉渣流动性,而炉渣R的高低,直接影响炉渣的流动性,此外,炉渣其他成分的变化,也应同样重视。特别是Al2O3和MgO,Al2O3高于16%,炉渣的流动性明显增加,MgO在10%~12%是比较合适的。一、碱度的调整相关知识一、碱度的调整61相关知识

保证充沛的渣铁物理热是高炉冶炼最基本、最重要的前提,甚至在顺行和炉渣发生异常的时候,必须先保证炉渣,否则是不可能有顺行的。我们平时讲的渣铁物理热量充沛,即渣铁的温度比较高,另外,还有铁水的化学热也是比较重要的一个参数,即铁水含Si量,在正常的冶炼强度下,铁水Si含量高,铁水物理热亦很高。它们是正比关系,铁水中Si的还原是在高温的条件下被还原的,铁水温度越高,炉内的矿石中Si还原条件越好,铁水Si含量越高。热制度的波动对炉况的影响很大,炉子向热时一般都造成炉腹煤气体积膨胀,炉内压力较高,风量难以维持而且软熔带上移,从而造成气流的变化,进而影响炉况及长期稳定。热制度的调节,[Si]变化0.1%时,焦比变化4~6kg/tFe。二、热制度的调节相关知识保证充沛的渣铁物理热是高炉冶炼最基本、最重要62相关知识

预防炉子大凉以下几点是值得注意的:(1)保持对炉温的良好感性,一旦感到向凉,必须早采取措施,同时尽可能找到造成炉温向凉的原因。(2)必须绝对保证上料和布料的准确性,上班时必须认真检查料车集中斗中矿石和焦炭的实际含量,保证计量设备不出大问题。(3)操作时,注意防止出管道,以及综合负荷的稳定,特别在炉况失常前,及时调整综合负荷至2.9~3.0。二、热制度的调节相关知识预防炉子大凉以下几点是值得注意的:二、热制度63相关知识送风、装料制度,它实际上是上下部调节。下部调节的目的是保持适宜的风口回旋区和理论燃烧温度,使煤气流的初始分布合理,温度分布均匀,热量充沛稳定,炉缸工作活跃,调节方法和手段是风口面积、风量水平以及风口长度。回旋区的形状和大小是非常重要的,它反映了风口的进行状态,它直接影响气流和温度的分布和炉缸的活跃程度,回旋区的形状和长度、大小如何控制呢?其直接因素主要是鼓风参数和原燃料条件,上部装料制度和软熔带形状可以直接影响其局部形状,而鼓风参数主要是鼓风动能、风速。上部装料制度即通过装置来控制炉料的分布,使块状带的矿、焦比分布合理,从而使上升的煤气流的分布合理可控,从而充分的利用煤气的能量。软熔带的形状是由上部装料制度和下部煤气初始分布形成的温度场以及原燃料的物理、化学热性能三者综合决定的。上部调节的主要手段是装置,料批重,料线和负荷。三、送风制度与装料制度相关知识送风、装料制度,它实际上是上下部调节。三、64相关知识

炉况的整体把握,对我们来说是非常重要的,特别是中夜班,能及时根据炉况的变化进行相应的操作,从而使炉况长周期的保持稳定顺行。俗话说:“三流的工长看出铁,二流的工长看上渣,一流的工长看风口,超一流的工长看分析。”我们必须将如下情况了解清楚才能全面把握好炉况:压差关系如何?压力波动是否超出正常值?探尺活动如何?我们既要关心目前的顺行基础,又要关心炉况的发展趋势。高炉操作以稳定炉温,保证顺行,严格控制压差为操作准绳。我们必须多分析,多看料速,勤看风口。尽早预测炉温,炉况的走势,从而提前控制。原燃料状况:特别是焦炭质量及其热强度,原料物理性能和冶金性能,炉料结构是否合理等。另外,加强槽下的精料工作,减少粉末入炉。炉缸工作状况:了解炉缸各部位温度变化情况,脱硫效果如何?放渣,出铁是否均匀,风口焦炭粒度如何,都能反映炉缸工作状况。四、炉况的整体判断与调节相关知识炉况的整体把握,对我们来说是非常重要的,特别65相关知识

目前的主要监控手段是炉衬温度,冷却壁温度,水温差,炉壁测温。如何具体把握炉子的状况呢?认真分析好上班,管好自己班,照顾好下个班是做好本班工作的必要条件。如何分析呢?原燃料条件的把握是物质基础,压差关系的变化及趋势,探尺活动状况及变化趋势是炉况变化的晴雨表。保证充沛的渣铁物理热是最重要的前提,煤气流的合理分布,操作炉型的稳定是炉况稳定的先决条件。四、炉况的整体判断与调节相关知识目前的主要监控手段是炉衬温度,冷却壁温度,水66任务实施在高炉冶炼过程中,生产的外部条件是经常波动的,外部条件变化后,高炉冶炼过程势必受到影响。高炉操作者的任务就是根据外部条件变化对炉况的影响幅度,及时采取有效措施,准确地把各种波动因素对炉况的影响调整到正常状态,使高炉冶炼始终在正常状态下进行。一、高炉炉况判断任务实施在高炉冶炼过程中,生产的外部条件是经常波动的67任务实施1.正常炉况的特征高炉在正常工作时,各种计量仪表的检测数据、渣铁状态及风口工作状态与炉况不正常时的状态都有一定的区别。在调节高炉炉况时,通过两种状态的差异可以判断出炉况是否正常及发展趋势。炉况正常时主要特征(以制钢生铁为例)见表5-7。一、高炉炉况判断任务实施1.正常炉况的特征一、高炉炉况判断68任务实施2.判断炉况的方法判断炉况要把几种判断方法综合在一起进行分析,以免被假象所迷惑。先判断炉况的发展趋势(向热或者向凉),然后再进行定量分析,也就是向热或者向凉的波动幅度,根据波动幅度确定调节措施、调节时间和调节量。(1)直接观察①原燃料情况:原燃料情况主要指品种、成分、槽存量、称量、冶金性能及配比的变化等。②风口工作情况:主要观察风口的工作状况及是否发生异常变化。③看料速的变化并观察料尺的运行状态:炉况正常时料尺下降均匀、顺畅,下料速度均匀、稳定。一、高炉炉况判断任务实施2.判断炉况的方法一、高炉炉况判断69任务实施④看出渣、出铁状态:a.炉渣:炉温充沛时流动性良好,碱度高时断口呈石头状,碱度在1.10~1.15范围内时呈热褐花玻状。向热时渣温上升,白亮、耀眼;炉温低时流动性变差,断口发黑。b.铁水:炉温向热时铁水明亮、火花减少,硫含量降低。炉温向凉时铁水暗淡,火花增多,硫含量增加。⑤看上料情况:主要看原、燃料的理化指标变化和配料比是否改变(变料)。在正常生产中,只要外部条件稳定,高炉上料的配料比和装料制度基本上也是相对稳定的。(2)仪表检测①热风压力:炉况正常时,热风压力线稳定,波动范围不大于5kPa,并与风量相对应。炉温向热时,风压升高,风量减少;向凉时则相反。气流失常,炉况不顺时,风压剧烈波动。一、高炉炉况判断任务实施④看出渣、出铁状态:一、高炉炉况判断70任务实施②风量:炉况正常时,风量与风压相对称,且波动很小。风量和风压不对称且波动范围超过标准(5kPa),表明煤气量和炉料透气率不平衡,应该及时采取调节措施,否则,炉况会进一步波动并逐渐恶化。如果风压突然升高,必须及时减风控制,拖延后则发生悬料。③炉顶温度:四个测量炉顶温度的热电偶分别安设在炉顶四根上升管的根部。从各个上升管煤气温度的差别可判断炉内煤气流分布是否相对比较均匀、是否稳定及利用程度的好坏。④炉喉温度:炉况正常时,炉喉各温度相近且稳定。⑤红外测温:可根据炉喉圆截面上的亮度和温度颜色判断煤气流的多少。刚布完料时整个圆截面呈黑色。通过的煤气流多时,由黑到亮需要的时间短,温度和亮度成正比。通过的煤气少时,由黑到亮需要的时间长,亮度也相对偏低。

从炉喉圆截面上温度颜色变化及差异,也可以判断出煤气的分布是否均匀合理。一、高炉炉况判断任务实施②风量:炉况正常时,风量与风压相对称,且波动很小。71任务实施3.炉温变化的征象和原因受外部条件变化的影响和炉内煤气流分布变化对含铁炉料还原率的影响,炉温不是稳定不变的,而是变化的(向热或向凉)。在发生变化的过程中,检测仪表和风口及渣铁状态必然会有一些变化,有经验的操作者,可通过这些变化准确地判断出炉况的发展趋势和变化幅度。炉温向热或向凉时的征象见表5-8。一、高炉炉况判断任务实施3.炉温变化的征象和原因一、高炉炉况判断72任务实施(1)导致高炉向凉的原因:①原、燃料质量发生变化(焦炭M40降低,烧结矿的FeO含量升高等)。②冷却设备漏水发现不及时。③炉墙黏结物(或渣皮)脱落。④低料线时布料紊乱,煤气利用降低,补焦量不足,导致炉温向凉。⑤休风时间延长,或因非计划没有准备的休风,补焦量不足,复风后炉凉。⑥天气变化(大气湿度增加,焦炭水分增加)没有补焦或补焦量不足。⑦减风低压时间长,补焦量不足。⑧操作调节不当或反向。一、高炉炉况判断任务实施(1)导致高炉向凉的原因:一、高炉炉况判断73任务实施(2)导致炉温向热的原因:①原燃料质量发生变化。②渣铁没出净,受憋后料慢又没有及时进行调节。③外因影响的减风。④喷吹量超过正常的量和临时加焦下达等。⑤减风低压时补焦过量。⑥操作反向。一、高炉炉况判断任务实施(2)导致炉温向热的原因:一、高炉炉况判断74任务实施上下部调节都是为了确保炉况的稳定顺行,两者相辅相成。长期生产实践表明,必须坚持以下部调节为基础,上、下部调节相结合,才能充分发挥调节措施的作用。采取较大的调节措施前必须掌握以下情况:高炉当时所用原燃料的理化指标;风口面积、布局及炉体冷却设备情况;上料设备形式、能力及当时所用的装料制度;冶炼生铁品种及热制度;季节气候和大气湿度;渣铁排放及运输能力。1.上部调节上部调节是指选择装料制度,控制煤气流分布的系列措施。也就是要根据装料设备的特点和原燃料的物理性能,采用不同的方式方法入炉,达到煤气流合理分布,实现最大限度利用煤气热能和化学能的目的。它是一种灵活机动,不需休风就能调节炉况的方法。二、高炉炉况的上下部调节任务实施上下部调节都是为了确保炉况的稳定顺行,两者相75任务实施2.下部调节下部调节是指根据冶炼条件选择适宜的送风制度。也就是通过对鼓风动能、风口布局等因素的调节,达到初始煤气流分布合理,炉缸工作均匀活跃,热量充足,炉况稳定顺行,但必须在高炉休风时才能进行。(1)调整风口面积与布局在一定的冶炼条件下,有一个相适应的风口面积,在生产条件变化较大时,风口面积必须调整,特别是上部调节无效时,要及时果断地调整风口面积。下列情况要调整风口面积:二、高炉炉况的上下部调节任务实施2.下部调节二、高炉炉况的上下部调节76任务实施①计划指标变化后与冶炼强度不匹配,或者上料设备出现隐患后使上料能力和冶炼强度不匹配,以及大幅度增减喷煤量和富氧率,都需要相应调整风口面积。②季节变化,特别是冬季冷风温度降低,原燃料质量恶化,渣铁运输困难,可根据情况适当缩小风口面积。③较长时间的炉况异常、炉缸工作不活跃,慢风作业时间长,采用上部调节无效时,要缩小风口面积。④长期休风后复风,为加快恢复可临时堵几个风口(但不宜集中或时间过长,以免炉缸局部堆积和炉墙局部黏结)。⑤炉缸中心不活跃,休风时风口易发生灌渣,可适当缩小风口面积。如果炉缸圆周工作不均匀,应该调整风口布局。⑥冷却设备破损较多或炉墙砌砖脱落,应适当控制风口面积(不宜过大)并增加风口长度。二、高炉炉况的上下部调节任务实施①计划指标变化后与冶炼强度不匹配,或者上料设备出现77任务实施(2)影响下部调节的因素分析①风量:在正常情况下应该保持稳定。②风温:风温也是下部调节措施之一,但一般情况下不应用它作调节手段。因为风温是鼓风质量标准之一,鼓风带入的热量是高炉重要热源,提高风温有利于活跃炉缸,增加煤量,提高置换比,是降焦的重要措施。③喷吹量:喷吹量虽然也是下部调节措施之一,主要用于调节炉温,但喷吹量的波动量必须控制在一定范围内,长时间超过规定范围也会影响气流的合理分布。④富氧率:鼓风中增加1%的氧,相当于增加4.76%的风量。波动量也必须控制在一定范围内,长时间超过规定范围也会影响气流的合理分布。二、高炉炉况的上下部调节任务实施(2)影响下部调节的因素分析二、高炉炉况的上下部调节78任务实施⑤炉顶压力:在净煤气管道上设调压阀组(湿法除尘在文氏管后,干法除尘在滤袋筒体⑥风口形状与风口面积：一般都选用斜风口。改变风口面积主要用于调节鼓风动能,在正常生产中应该保持稳定。总之下部调节因素较多,但必须综合运用才能获得适应冶炼条件变化预期的效果。二、高炉炉况的上下部调节任务实施⑤炉顶压力:在净煤气管道上设调压阀组(湿法除尘在文79任务实施3.炉温调节炉温调节就是根据外部条件变化对炉温发展趋势的影响(向凉或向热)及影响程度的大小,采取措施调节高炉冶炼的热平衡。在富氧喷吹的条件下,调节操作顺序为:向热:减煤—加氧—加风—减风温—减焦。向凉:加煤—减氧—加风温—减风—加焦。(1)向热时的调节首先分析向热的原因及幅度,然后再根据原因采取调节措施、调节量和采取调节措施的时间。①炉况向热料慢时首先减煤,降低每批料的喷煤量(减煤量按置换比折算成焦炭),使之低于正常炉温时每批料的平均喷煤量。②减煤后料速仍慢,如果氧气有富余,可加氧0.5%~1.0%。③采取上述措施后,若炉况顺行,热风压力低于规定风压,可加风100m3/min~200m3/min。二、高炉炉况的上下部调节任务实施3.炉温调节二、高炉炉况的上下部调节80任务实施④炉温超过规定水平,炉况不顺时可降低风温100℃~200℃(不允许时间过长)。⑤料速正常,炉温经常高于正常水平,可按降低生铁含硅的多少减焦。⑥原料铁分或焦炭灰分降低,应迅速调整焦炭负荷。⑦原燃料称量设备零点误差增大,应调回到正常零点后再调整焦炭负荷。⑧焦炭水分降低后(正常为3%~5%)要及时减回多补加的水分焦。⑨两台秤零点不一致时,要固定一台为基准,调整另一台,并按差值调整负荷。(2)向凉时的调节①风温有余地时,应该首先充分利用风温。②炉凉料快时,首先加煤,使每批料的喷煤量比正常时高10%~20%。③加煤后料速仍然超过正常水平,富氧高炉可先减氧或停氧(喷吹量大时不能停氧)或由风机减10%~20%。二、高炉炉况的上下部调节任务实施④炉温超过规定水平,炉况不顺时可降低风温100℃81任务实施④采取上述措施,料速仍制止不住,要果断减风20%~30%,使料速低于正常水平。⑤料速正常,炉温仍然低于正常水平(热制度规定的范围),应临时加焦或减轻焦炭负荷。⑥原料铁分和焦炭灰分升高,应按规定减轻焦炭负荷。⑦原、燃料称量设备零点不准,应迅速调整到正常,并根据误差的大小及时调整负荷。⑧焦炭水分升高(正常为3%~4%),应按规定补加焦炭。⑨风口漏水要及时处理和更换,冷却设备漏水,应控制水量,漏水严重时应该断水。⑩料速正常,炉温连续低于规定的下限时,为了防止大凉应临时加焦,然后再调整负荷。(3)炉温异常波动的调节由于设备事故(冷却设备大量漏水)或外部条件突然变化的影响,高炉操作调节不及时,导致炉况发生异常,在这种情况下,操作不能按常规进行,必须根据炉况的具体变化幅度确定出合理的调节措施、调节幅度和实施步骤二、高炉炉况的上下部调节任务实施④采取上述措施,料速仍制止不住,要果断减风20%82任务实施①炉温严重向凉的调节:上料系统称量失灵后上料不准,发现不及时,造成炉温严重向凉,采取措施后效果仍然不能止住,炉温继续下滑。如果不紧急采取特殊措施,有可能导致炉况失常或发生炉缸冻结事故,这时应该果断地采取以下措施:炉内操作首先减风50%左右,控制料速,遏止炉温继续向凉。在减风的同时加5~10批净焦,还要相应减轻焦炭负荷;组织炉前全力以赴出净渣铁,尽量避免发生风口灌渣及烧穿事故,等待净焦下达;确保风压和风量对称,千方百计的避免崩料、悬料。二、高炉炉况的上下部调节任务实施①炉温严重向凉的调节:上料系统称量失灵后上料不准,83任务实施②控制低炉温、高碱度:由于原燃料条件变化后信息反馈不及时,高炉没有及时进行调整,碱度变化的炉料下达后出现低炉温、高碱度,炉渣的流动性严重恶化,边流动边凝结,炉前操作十分困难,渣铁出不净。此时的操作重点是:炉前操作要全力以赴地出净