高炉工长考试题库-论述题

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1.什么是海绵铁？

答案：海锦铁是铁矿石在炉身部位部分被还原形成的固态铁。

2.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。

3.什么叫矿石品位？有哪两种表示方法？

答案：矿石品位是指矿石含铁量，高炉冶炼中经常用两种表示方法即含氧化钙时

的矿石品位和扣除氧化钙后的矿石品位。

4.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。

5.选择合理造渣制度的目的是什么？

答案：选择合理造渣制度的目的是：

(1)保证生铁成份合格，有利于促进有益元素的还原，抑制有害元素进入生铁中。

⑵保证渣铁分离良好，液态渣铁顺畅地从渣铁口流出。

(3)有利于炉况顺行和热制度稳定。

(4)在高炉下部形成保护渣皮，有利于延长炉体寿命。

6.影响炉况波动和失常的因素有哪些？

答案：影响炉况波动和失常的因素有：

(1)原燃料物理性能和化学成分波动，如入炉品位和烧结矿碱度，炉料的粒度组

成，特别是粒度小于5mm的含量等。

(2)原燃料配料称量误差超过允许的范围，这是管理不严造成的。特别是焦炭因

水分测定不准，造成入炉焦炭量或多或少引起炉温波动。

⑶设备原因造成休风、减风，甚至因冷却器漏水造成炉凉、炉缸冻结。

(4)自然条件变化，如昼夜温差造成大气湿分波动，南方大雨，北方严寒等。

(5)操作经验不足，操作不精心造成失误或反向操作等。

7.如何防止炉缸炉底烧穿事故？

答案：(1)采用好的合理的炉缸炉底结构，如陶瓷杯结构，并选用适应炉缸炉底

工作条件的优质耐火材料，精心筑炉等。

(2)尽量不使用含铅炉料，限制入炉碱负荷，必要时利用炉渣排碱。

(3)精心操作防止炉缸堆积，以避免洗炉，尤其是炉子中后期应避免用萤石洗炉。

(4)抓好炉前操作，维持铁口的正常状态，出好出尽渣铁，要控制好铁水速度，

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以免过高的速度时，铁水冲刷炉缸壁。

(5)严密注视冷却器的工作状态，加强冷却设备的科学管理，水温差、热流强度

超过正常时要采取果断措施，使之恢复正常。

(6)采用含Ti料护炉，要使护炉见效，加入含Ti料的数量要保证铁水含［Ti］达

到0.08%-0.10%,如果情况严重时，［Ti］可提高到0.15%,甚至短时间内可到0.2%

以救急，在水温差回落后，再退回。

(7)热流强度持续上升时，要停风堵水温差高区域的风口，降低顶压和停用附近

渣口，如果仍然高于规定极限值要停风凉炉，在水温差降到正常值后，用低压低

冶炼强度冶炼铸造生铁。

8.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。

⑶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。

⑸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。

⑵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。

⑸只有炉况转为顺行，炉温回升时才能逐步恢复风量。

9.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。

10.简述富氧鼓风后的冶炼特征。

答案：(1)理论燃烧温度升高；

(2)生铁单位煤气量减少，允许提高冶炼强度增加产量；

(3)炉顶煤气压力下降；

(4)冶炼强度不变，富氧会导致边缘气流发展；

⑸炉顶煤气热值提高；

(6)一定的富氧范围有利于间接还原，超过上限炉料加热还原不足，导致焦比升

高。

11.简述热制度的表示方法和选择依据。

答案：表示方法：(1)生铁含硅量；(2)铁水的物理温度。

选择依据：(1)依据铁的种类来确定硅的范围；

⑵根据冶炼条件确定硅的均值；

(3)冶炼过程出现严重炉况失常或炉缸侵蚀严重时应维持较高炉温；

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(4)在保证顺行的基础上可适当提高碱度降低［Si］。

12.简述熟料与生矿相比冶炼效果的优势。

答案：(1)生产烧结矿一、球团矿要用精矿粉，所以一般熟料比生矿品位高。

(2)烧结矿中已配入石灰石，高炉可不加石灰石，消除了石灰石在炉内分解的不

良影响。

⑶烧结矿、球团矿气孔率高，还原性比生矿好。

(4)熟料的软化温度高，软化区间窄，软化特性比生矿好。

⑸造块过程中可去除80%以上的硫，减少高炉脱硫负担。

13.凸度控制？

答案：分别就带钢轧制时，带钢凸度的产生以及控制控制带钢凸度给出措施。

14.薄板坯连铸连轧工艺有那些优点？

答案：生产线短、设备减少、工艺简化、投资少、成本低、生产周期短、劳动生

产率高、节约能源、提高成材率等。

15.精轧机组的终轧温度控制？

答案：精轧机组的终轧温度取决于加热温度、板坯厚度、运输时间、压下制度、

速度制度、以及冷却制度等与一系列因素；包括带钢的头尾温度差控制。

16.平直度控制？

答案：分别就带钢轧制时，带钢的平直度缺陷产生、以及平直度控制措施分析。

17.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)。

(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)Fe203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

18.怎样确定休风前所加轻负荷料的位置？

答案：一般都是将净焦与轻负荷料停留在炉腹及炉腰软熔带部位。具体位置随休

风时间长短稍有差别，休风时间越长，位置越低。一般24小时以内，净焦与轻

负荷料停留在炉腰下部或炉腹上部；休风48小时内，停留在炉腹上部或中部；

休风72小时内，停留在炉腹中部；休风96小时以上，停留在炉腹下部。

19.封炉或长期休风应注意哪些问题？

答案：1)装封料过程，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，严防装封料过程发生事故，而造成减

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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，即炉腹装净焦，炉腰装空料,

炉身中下部装综合料（空料和正常料），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

砌成，渣口、铁口堵泥。焊补炉壳，大缝焊死，小缝刷沥青密封；

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队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。

20.长期休风后要进行哪些密封工作？重点在哪里？

答案：1）下部密封。这是炉体密封的重点。一般休风4〜48小时，风渣口用堵口

泥堵结实就可以了。休风48小时以上，需将风口前的直吹管及渣口小套卸下，

再用堵口泥将风口、渣口堵死。堵口时用一层堵口泥、•层河沙、一层堵口泥。

休风7天以上时，风、渣口在用上述方法密封后再涂一次沥青或重油。休风15

天以上时，应按封炉的要求先再耐火泥外砌上一层耐火砖后再涂沥青或重油密

封。

2）上部密封。这随对休风的要求而已。为了迅速降低炉顶温度，方便检修，过去

采用上部加水渣密封的方法，现在一般是在休风前先将料面降到炉身中下部，休

风后在炉顶通蒸汽并用冷料加满，在最后1〜4批料只加矿石，不加焦炭（复风时

补加），这样也可降低顶温并达到上部密封的目的。

3）中部密封。主要指炉体围板与冷却壁的密封。休风前检查各种冷却器，漏水的

休风时应停水，破损的风、渣口休风后立即更换再做密封。炉体的大裂缝要及时

焊补，减少吸入炉内的空气。休风后降低冷却水的水压，减少水量，保持正常水

温差，减少热损失。检修中需在炉体开孔时，一定要事先做好准备，尽量缩短时

间，检修完后立即重新做好密封。

21.高压操作对冶炼的影响？

答案：燃烧加快，燃烧带缩小，动能下降；抑制碳的气化，利于间接还原反应进

行；顶压提高，煤气流速降低，料柱阻损降低；炉尘吹出量减小，小粒度炉料向

边缘偏析；利于低硅生铁冶炼和焦比的降低。

22.影响炉况波动和失常的因素有哪些？

答案：原燃料物理性能和化学成分波动；原燃料配料称量的错误或误差，超过允

许范围；炉料结构、配比变动，渣铁成分变化；设备因素影响，如休风、减风、

布料故障、停止喷吹、冷却设备漏水及炉衬脱落等；自然条件变化影响，如大气

湿度和温度变化等；操作经验不足，造成失误或反向操作

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23怎样提高煤粉置换比？

答案:煤粉的的种类和质量，灰分低、硫分低，发热值高；煤粉的粒度要细，燃

烧率高；要有足够的空气过剩系数，减少未燃煤量；合适的理论燃烧温度，保证

足够的反应温度要求；防止边缘过分发展，减少带走未燃煤粉；实现富氧鼓风，

实施热补偿；实现均匀喷吹，喷吹量稳定均匀及各个风口煤量均匀；高炉操作稳

定，波动小，煤气分布合理并且稳定；高炉及喷吹设备故障率低，休慢风率低

24.如何实现低燃料比？

答案:入炉原燃料质量优良并且炉料结构搭配合理;上部调剂与下部调剂相适应,

煤气分布良好，利用率高；热风炉能提供高风温，操作中使用高风温，减少固体

燃料量；采用高顶压操作，发展间接还原，抑制碳的气化反应；维持合理的操作

炉型，减少炉内波动；保持冷却器件的完好，减少炉内漏水；确定合适的煤比，

提高燃烧率和置换比；实施低硅冶炼，改善煤气利用；搞好设备管理，降低休风

率用慢风率；坚持标准化作业，减少操作失误和异常炉况。

25.如何提高CO?利用率？

答案：原料还原性好，粉末少，强度高，低还原粉化率低，温软融温度高且软熔

区间窄，利于提高间接还原；焦炭常温及高温强度好，反应性差，反应后强度高,

耐碱金属侵蚀；下部回旋区尺寸合适，初始煤气分布合理；炉顶布料与下部相适

应，以打开中心，兼顾边缘为主；操作炉型合理，无结厚、结瘤及炉缸堆积等异

常炉况；设备故障率低，休慢风率低；冷却器件完好，漏水少；调剂操作准确，

失误少，炉况波动小。

26.降低高炉炼铁工序能耗是当务之急。

答案：炼铁工序能耗是指吨铁所消耗的，以标准煤计算的，工序间各种能耗的总

和。

高炉炼铁是工序能耗大户，根据统计，全国重点企业的平均工序能耗约为500

公斤/吨左右。在世界上处于落后状态。

为降低高炉炼铁工序能耗，宝钢在优化配煤、配矿的基础上既注重单体设备的节

能，又积极推广应用节能新技术，实现高炉工序能耗逐年下降，并从2001年起

连续5年突破工序能耗400公斤/吨大关，创出世界最先进的骄人业绩。

学宝钢首先要学习他们的节能意识，强化设备管理，充分利用成熟技术的优势，

把节能落实到每台设备。

第二是学习他们对能源进行统一管理，合理调控的管理方法，如2#高炉用小块

焦试验成功后，他们就马上组织全面推广，使用小块焦从14公斤/吨，提高到

60公斤/吨。

第三是学习他们敢于创新的精神，突破喷煤200公斤/吨的世界领先水平，就是

一个很好的例子。

第四是坚持可持续的发展观，大力回收废弃物，大搞循环利用，突破工业废水零

排放，积极开发二次能源利用的精神。

27.论述题综合喷吹的内容与意义是什么？

答案：综合喷吹是指通过风口向炉内喷入燃料或在鼓风中加入氧气。综合喷吹得

主要意义是：

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①采用风口喷吹燃料技术，扩大了高炉冶炼用的燃料品种和来源，可用一些价格

低廉来源广泛的燃料，代替部分昂贵而稀缺的冶金焦，从而使焦比大幅度降低，

生铁成本下降。

②从风口喷入的燃料，需在炉缸吸热分解后燃烧，需要一定的热量补偿，为高炉

接受高风温提供了条件。

③高炉喷吹燃料，是一项调剂炉况热制度的有效手段，它比从上部变动焦炭负荷

快的多。也为稳定高风温操作创造了条件。

④用一般燃料替代部分冶金焦炭，为减少焦炉数目，节约基建投资创造了条件。

⑤采用富氧鼓风与喷吹燃料的综合喷吹技术，可以改善喷吹燃料的燃烧条件，提

高燃料喷吹率，增加替代焦炭的比例，进一步降低焦比。同时富氧鼓风可以提高

风口区的理论燃烧温度，又可弥补增加喷吹燃料所需的补偿热。

采用富氧与喷吹燃料的综合喷吹技术后，因为一般喷入燃料的挥发分都比焦炭

高，而风中含氧量又因富氧而减少，从而可以提高煤气质量，有利于还原和提高

回收煤气的发热值。

28.请用你所掌握的专业理论知识与实践知识来解决炉缸冻结的问题。

答案：高炉炉缸冻结是高炉炼铁操作一重大恶性事故之一，如果这一事故出现处

理时耗时耗物，产量损失较大，同时事故处理对前后工序的产生影响，也将造成

较大的损失。目前，虽然随着原料条件的改善和操作技术水平的进步，炉缸冻结

事故逐步减少，但在生产中由于各种因素的影响，这一事故仍偶有发生。对此应

引起足够的重视，防患于未然。

1）炉缸冻结的主要征兆：

高炉炉缸冻结是炉况由“向凉一炉凉一大凉一冻结”逐步恶性发展形成的。炉子

大凉时，即为炉缸冻结的前兆。当炉况进一步恶化时则出现如下征兆：

①风口由活跃变为呆滞、由明亮变暗红，温度下降，进而出现涌渣、灌渣，甚至

于烧穿或自动凝结堵死；

②渣铁温度逐次下降变凉，渣口渐渐放不出渣，铁口只出铁不见下渣，最后低温

渣铁将铁口通道粘结、凝死；

③高炉下料不畅，伴有管道、崩料和悬料现象，风量、风压波动不稳，风压逐渐

升高，风量减少，风口凝死时，高炉不进风，风量指示甚至为“零”；

④冷却部件或风口漏水时，往往同时出现由风口各套往外渗水、滴水，严重时甚

至从渣口、铁口往外流水，风口大套周围火苗由蓝转红乃至熄火，炉顶煤气含氢

升高，如遇休风则风口大量喷火。

2）炉缸冻结原因

根据导致炉缸冻结事故发生的原因大致可归纳为下列儿种类型：

①炉况失常引起的炉缸冻结事故：

炉况失常时，煤气流分布失常，发生管道、大崩料或恶性悬料，最后形成冻结的

居多。因焦炭质量恶化，造成冻结的案例也时有发生；

②漏水引起的炉缸冻结事故：

高炉生产中，当高炉到了一代中后期临近大中修前，炉腹、炉腰和炉身数量众多

的冷却设备相继烧坏，检查困难，漏水后往往不能及时发现和处理会发生炉缸冻

结；当高炉长期休风时，炉内压力降低漏水增大，漏出的水不能随煤气带走，且

炉子又停止产生热量，就极易造成炉缸冻结。冶炼低硅生铁的操作条件下，炉内

热平衡较为紧张，若漏水严重处理不及时，也会发生炉缸冻结；当高炉发生风、

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渣口爆炸的恶性事故时，因喷出的渣铁和焦炭过多，将烧坏的风口或渣口进水阀

门埋住，使之无法关闭，导致向炉内大量漏水，也极易发生炉缸冻结；

③上料、配料错误引起炉缸冻结：

当称量不准、自动上料程序误动作或装料制度失误时造成入料炉料负荷太重或倒

装料的批数超出炉温的承受能力，引起炉子大的炉凉又未及时得到处理时将会引

起炉缸冻结；

④无计划长期休风造成炉缸冻结：

在高炉生产中，往往因高炉有关系统出现严重故障或事故，造成无计划的长期休

风，而在高炉复风后，炉温过低，风口涌渣，渣口放不出渣，铁口亦放不出渣铁,

最后风口被冷渣逐步灌死，导致炉缸冻结；

⑤有计划的长期休风（包括封炉）或长时间检修停炉形成的炉缸冻结：

高炉计划长期休风后复风时，由于某些措施不当或出现意外事故造成延期复风，

导致炉内残存的渣铁冷凝出现炉缸冻结。

3）炉缸冻结处理方法

实际生产中，炉缸冻结的严重程度差别很大，重的伴随着炉缸冻结，出现不进风、

不下料、上下部都不动；轻的则只是局部冻结，甚至铁口还能出铁，仅是渣口不

出渣。尽管形成冻结的原因不同，冻结的程度也有差异，但处理原则上基本相同

（以下为要点）：

①向炉中加入足够数量的净焦；

②从风口放渣；

③选择送风风口和准备好临时出铁口，恢复炉子的局部工作；

④逐步扩开风口；

⑤开铁口。

4）炉缸冻结事故防范

炉缸冻结原因归结为一点，系炉温急剧下降，不足以维持渣铁的流动而造成的，

对此制定对策，炉缸的冻结是可以防范的。

①重视原燃料质量变化对炉况的影响：

当原燃料质量下降时操作上应及时调节；

②重视高炉炉况失常的处理：

当炉温正常偏低时，严防管道和连续崩料出现，当炉温低又出现连续崩料时，应

立即采取提高炉温和改善透气性的措施；

③及时消除炉缸堆积，稳定炉温操作；

④重视检查风口及冷却部件的漏水情况：

漏水是发生冻结事故的重要原因，防止漏水首先是应及时发现漏水。如有下列情

况应及时查明原因：

⑴炉温向凉原因不明；

⑵炉顶煤气含氢量升高；

⑶炉壳缝隙处，特别是风口区有渗水迹象；

（4）渗漏的煤气火苗由正常时的蓝色变为红色；

（5）短期休风时，风口冒火大。

发现漏水及时查清，及时处理，若一时查不出原因时，应将可疑区域的总水阀门

暂时关小，减少漏水再细细排查。

⑤高炉计划休风或非计划，警惕和防止炉冷导致的炉缸冻结：

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29.滴落带内的炉料运动有什么特点？

答案:软熔带以下的滴落带内仅存焦炭，因此这里的炉料运动实际是焦炭的运动。

焦柱内的焦炭因其运动规律不同而分为三个区域：燃烧带上方的A区，中心基本

不动的死料柱C区和两者之间疏松滑动的B区。A区内的焦炭直接落入燃烧带燃

烧，因此下落速度很快。B区内的焦炭沿着中心死料柱形成的滑坡滑入燃烧带燃

烧气化，C区内的焦炭不能直接进入燃烧带，似乎是一个死区，实际上C区焦炭

并不死，只是更新的速度慢些而已，更新的周期大概为7〜10天。C区焦炭的更

新是这样完成的：当积聚在炉缸内的渣铁从铁口放出后，炉缸腾出了一定的空间，

上部的焦炭下沉填入，填入的焦炭既有C区的，也有A、B两区的，但更多A、B

两区的焦炭补入了原死料柱C区下落后腾出的地方。下沉焦炭被浸埋入渣铁中，

当渣铁给焦炭的浮力大于上部料柱传递给焦炭的压力时，焦炭就上浮，一部分仍

被挤回C区死料柱，一部分则从燃烧带下方挤入燃烧带燃烧气化。C区死料柱的

焦炭有的是被滴落铁滴渗碳和渣液中的氧化物的直接还原消耗的，也为C区焦炭

更新创造了条件。

滴落带C区焦炭随出铁放渣而出现的下沉和上浮现象，使炉缸焦炭的空隙度在下

沉时增大，从而使炉缸工作活跃，而上浮时变小，造成风压波动甚至回旋区缩小,

所以应适当增加铁次，缩短两铁间的时间以避免焦炭运动给炉缸工作带来的不利

影响。

30.无钟炉顶有那些优点和不足之处？

答案：（1）优点方面：

①布料合理，克服了料钟炉顶布料中固有的缺陷，操作灵活满足高炉布料和炉顶

调剂的工艺要求。②基建投资低，除布料气密箱较复杂外，其他部件结构简单，

加工精度要求低，与相同容积的钟阀式高炉相比，为其重量的1/2〜1/3左右，

炉顶高度相应降低，约为其l/3o③便于安装检修，由于设备采用积木式和小型

化，维护方便，检修时间短。④使用寿命长，无钟炉顶设备的布料气密箱的使用

可达一代炉龄。正常生产时只需更换溜槽。上、下密封阀不受炉料摩擦，使用寿

命也较长，更换和维修比较方便。

⑵不足之处：

①布料传动系统较为复杂，国产的旋转溜槽的自动控制系统工艺操作不易掌握，

因此旋转溜槽的各种布料功能不能很好发挥。②密封面为软硬接触，各种橡胶都

不能超过250〜300℃,要求炉顶温度不能高。③中心喉管易卡料］要求原料粒

度合适、均匀。④炉顶料斗不论高压或常压高炉均应设均压装置，不然易棚料。

31.叙述高炉内的造渣过程，分析哪些因素影响造渣过程。

答案：①铁矿石在下降的过程中，物态在不断变化，自上而下分块料带、软熔带、

滴落带、渣铁贮存区；

②在块料带脉石中的氧化物与还原出来的低价铁氧化物和镒氧化物发生固相反

应以及烧结过程中的固相反应形成低熔点化合物为软化熔融创造了条件；

③随着温度的升高和在料柱的压力下，矿石开始软化和黏结，随温度的升高和还

原的进行，液相增加至完全熔融形成初渣滴落，其中FeO和MnO含量高；

④滴落过程中的中间渣成分变化大，FeO和MnO含量不断降低，温度升高，R升

rWj;

⑤经过风口带吸收焦炭中的灰份R逐渐降低，下到炉缸渣铁贮存区完成渣铁反

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应，吸收脱硫产生的CaS和Si氧化的SiO2等成为终渣。

影响造渣过程的因素；

①矿石的软化性能；②炉温及炉内煤气流的分布；③炉料的结构；

④矿石的品位和焦炭的灰份；⑤操作因素。

32.高钛渣冶炼时炉渣变稠的原因及其消稠的方法有那些？

答案：题要点：变稠原因：①精矿中TiO2含量高达9〜10%导致(Ti02)>20%；

②Ti02在炉内的还原顺序：Ti02—Ti2O3—TiO—Ti；

③TiC、TiN、Ti(C,N)的生成及影响(熔点高：TTiC=3150℃,TTiN=2930℃)o

消稠方法：①增强炉缸氧势(目的：抑制Ti还原)；

②采用低［SI,Ti］操作(目的：抑制Ti还原)；

③提高炉渣碱度(目的：TiO2+CaO=CaTiO3)；

④勤放渣、铁(目的：减少渣、铁在炉内停留时间)。

33.论述高炉各部位炉衬破损机理。

答案：炉身上部：

(1)炉料在下将过程中对内衬的冲击和磨损；

(2)煤气流在上升过程中的冲刷；

⑶碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀等。

炉身中下部及炉腰：

(1)碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀；

⑵初成渣的侵蚀；

(3)热震引起的剥落；

⑷高炉煤气流的冲刷等。

炉腰：

(1)渣铁水的冲刷；

⑵高温煤气流的冲刷等。

炉缸风口带：

⑴渣铁水的侵蚀；

⑵碱金属的侵蚀；

⑶高温煤气流的冲刷等。

铁口以上炉缸：

⑴碱金属的侵蚀；

⑵热应力的破坏；

(3)C02,O2、比0的氧化；

(4)渣铁水的溶蚀和流动冲刷等。

34.混风阀关不严的休风如何操作？

答案：混风阀关不严的情况下休风，应该采取以下应急措施：

(1)在休风前低压阶段，风压不得低于O.OIMp；

⑵关严风温调节阀；

(3)关送风炉冷风阀、热风阀；

(4)开倒流阀进行煤气倒流，同时放风到零；

(5)迅速卸下全部风管，风口堵泥，使高炉于送风系统彻底断开。

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35.请结合热力学原理论述钛渣护炉的原理。

答案：钛渣中含有大量TiOz,在高炉冶炼过程中其通过直接还原生成Ti,TiC,

TiNo由于TiC,TiN熔点极高，它们再与铁水和铁水析出的石墨结合在一起，进

入被侵蚀的砖缝，或在有冷却的炉底表面凝结成保护层，对炉缸炉底起到保护作

用。

36.影响炉渣脱硫能力的因素？

答案：(1)炉渣化学成分。

①炉渣碱度。一般规律式炉渣碱度愈高，脱硫能力愈强。但是，碱度过高使渣的

流动性变坏，阻碍硫的扩散，同时由于过高的炉渣碱度下容易析出正硅酸钙的固

体颗粒，不仅提高了粘度，而且降低了炉渣的实际碱度，从而使炉渣的脱硫能力

大大降低。

②MgO含量。炉渣中一定范围内增加MgO含量能提高炉渣的稳定性和流动性，有

利于脱硫反应。

③ALO：,含量。ALQ,不利于脱硫。

④FeO含量。FeO不利于脱硫。

(2)渣铁温度。提高渣铁温度有利于脱硫。

(3)提高硫的分配系数。如铁水中碳、硅、磷有利于提高硫在渣中的活度，有利

于脱硫。

(4)高炉操作。当高炉不顺行、煤气硫分布失常，炉缸工作不均匀时，高炉脱硫

能力降低。

37.如何实现强化冶炼？

答案：高强度冶炼就是使用大风量、加快风口前焦碳的燃烧速度、缩短冶炼周期、

提高冶炼强度，以达到提高产量之目的的冶炼操作。

实行高强度冶炼，必须具备以下条件：

⑴原燃料条件要好，即品位高、强度好、粒度均匀、粉末少。

(2)要有适合高强度冶炼的合理炉型。

(3)应采用高压、高风温、富氧和喷吹燃料等技术配合高强度冶炼。

(4)鼓风机具有可以加大风量的能力，同时要减少管道漏风的损失。

(5)操作上要根据炉况变化，采取上下部调节以保证炉况顺行。

38.适当提高压差水平和炉顶压力对高炉冶炼有什么作用？

答案：运动中的炉料是透气性最好的。风量增加了对高炉冶炼的作用是巨大的：

(1)提高了风速和鼓风动能，有利于活跃炉缸，促进高炉稳定顺行；

(2)风量大，煤气流增加可以防止炉墙粘结。同时风量增加，炉料下降速度加快,

也可以起到防止炉墙粘结的作用。因此提高压差和炉顶压力，可从几方面有利维

护高炉炉型；(3)风量增加，可以吹出较多的原燃料带入的粉末，改善料柱的透

气性。反过来又可促进风量的进一步增加；

(4)顶压的提高也相应增加了风量，延长了煤气在炉内停留的时间，改善了煤气

利用，促进了间接还原，有利于高炉的稳定顺行和降低焦比。风量的增加和炉型

的稳定又为高炉减少波动等创造了条件，从而形成了高炉操作中的良性循环。

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39.焦炭质量对高炉冶炼有何影响？

答案：焦炭在高炉内的骨架作用是其它炉料所不能取代的。焦炭强度M40,M10

直接影响焦炭的骨架作用，对高炉冶炼的影响是无可置疑的。M40增加1%,利用

系数增加004,降低焦比5.6kg/t；M10降低0.2%,增加产量0.05降低焦比7kg/to

从2004年以来武钢焦炭M40提高了1.4%,M10下降了0.3%»这两项合计可增加

产量10%,降低焦比15kg/t以上。

焦炭热态强度对高炉冶炼的影响更使十分重要的。以往研究证明：焦炭从料线到

风口平均粒度减少20%〜40机在块状带，粒度无明显变化；从软熔带位置开始,

焦炭粒度变化很大，这是剧烈溶碳反应的结果。高炉炉料的主要阻力在软熔带以

及以下的区域。热强度讲直接影响下部区域的透气性，对高炉顺行起着十分重要

的作用。

40.回旋区的范围大小与鼓风动能有何关系？

答案：风口前的煤气流以回旋区为放射中心，沿短径向两侧并沿长径向炉缸中心

扩展，回旋区的形状和范围大小有一个适宜的范围。回旋区过长，将导致中心气

流发展，相反则造成中心气流不足。鼓风动能的大小直接影响到回旋区的深度。

R=2[E+K(AH-AU)]/q效

其中E一鼓风动能；

△H一炭素燃烧反应产生的热量；

△U一提高系统内能的热量；

q效一炉料作用于回旋区表面单位面积的有效压力；

R—回旋区的曲率半径。

上式是对回旋区大小有关因素简化后的关系表达式。从以上关系式可知：回旋区

的曲率半径即回旋区的范围大小随鼓风动能和燃烧反应产生的膨胀功

□△H-4U)的增力口而扩大。

41.如何提高风温、如何实现高风温操作？

答案：提高风温：

(1)提高拱顶温度。热风炉拱顶采用硅砖和低蠕变的高铝砖；富化煤气，使煤气

热值大于4SOOkJ/n?以上；预热助燃空气和煤气；降低煤气的含水量；采用陶瓷

燃烧器。

(务缩"、风温与拱顶温度的差值。适当增加蓄热面积和砖量；提高废气温度；缩

短送风期，增加换炉次数。

高风温操作：

凡能降低炉缸燃烧温度和改善料柱透气性的措施都有利于高风温操作。

(1)改善原料条件。净料是高炉接受高风温的基本条件，只有原料强度好，粒度

组成均匀，粉末少，才能在高温条件下保证高炉顺行。

(2)喷吹燃料。喷吹物在炉缸燃烧带的加热分解，需相应提高风温来补偿。风温

1000C时，喷吹1kg煤粉需补偿1.3~1.8℃o

(3)加湿鼓风。鼓风中的水分分解吸热降低燃烧温度，可相应提高风温来补偿。

1m：'鼓风中加1g水，可提高风温9.3C。

42.为什么说精料是高炉操作的基础？

答案：高炉强化冶炼以后，一方面单位时间内产生的煤气量增加，煤气在炉内的

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流速增大，煤气穿过料柱上升的阻力如上升；另一方面炉料下降速度加快，炉

料在炉内停留时间缩短，也就是冶炼周期缩短,这样煤气与矿石接触的时间缩短,

不利于间接还原的进行。为保持强化冶炼后炉况顺行、煤气利用好、产量高、燃

烧比低，原燃料质量成为决定性的因素。

首先是矿石的入炉品位和焦炭灰分及含硫量，它们决定着渣量。人们普遍认为，

渣量不低于300kg/t,要实现喷吹燃料200kg/t以上，燃料比500kg/t是困难的,

甚至是不可能的；另外渣量也是煤气顺利穿过滴落带的决定性因素。

其次，原料的粒度组成、高温强度和造渣特性是影响料柱透气性和高炉顺行的决

定性因素。均匀的粒度组成和较好的高温强度是保证块状带料柱透气性的基本条

件，而良好的造渣性能是降低软熔带和滴落带煤气运动阻力的基本条件。

第三，原料的还原性是影响高炉内铁的直接还原度的决定性因素，只有原料具有

良好的还原性，才能保证炉料在进入高温区以前还原，从而降低焦比。

第四，焦炭的强度特别是高温强度是软熔带焦窗和滴落带焦床透气性和透液性的

决定性因素，所以降低焦炭的灰分、反应性是十分重要的。

由此可见，要想高炉强化冶炼并获得良好的高炉生产指标，必须抓好原燃料•，改

善原燃料质量，使原燃料具有品位高、粒度均匀、强度好、还原和造渣特性优良

等条件，使焦炭具有灰分低、硫低、强度高、反应性低等优良条件。

43.高炉强化冶炼应具备什么条件？

答案：实行高强度冶炼，必须具备以下条件：

(1)原料条件要好，即品位高、强度好、粒度均匀、粉末少。如果原料粒度不均,

粉末多，则料柱透气性不好，高炉不接受大风，强行加风，则压差猛增、崩料、

悬料不断，不能维持正常操作。如果矿石品位低，则渣量增加，大风操作时滴落

带容易引起液泛，高炉亦不能维持顺行。

(2)要有合适高强度冶炼的合理炉型。适度的“炉缸大、炉身矮、风口多”的高

炉有利于强化冶炼，因为这种炉型料柱短，煤气阻力小。由于炉缸截面积大，风

口多，在较高的冶炼强度和喷吹燃料的条件下炉缸燃烧强度并不高，每一个风口

上的喷吹负荷也不显过重，高炉易于接受大风。另外，由于风口多，风口之间的

死区减少，炉缸煤气和温度分布均匀，有利于顺行。

(3)应采用高压、高风温、富氧和喷吹燃料等技术配合高强度冶炼。这些技术是

在高强度冶炼的条件下保证高炉顺行和达到高产、优质的主要措施。

(4)鼓风机具有可以加大风量的能力，同时要减少管道漏风损失。

(5)操作上要根据炉况变化，采取上下部调节以保证炉况顺行，例如一般要采用

大料批、正分装；适当提料线，或采用调布料流槽角度使堆尖向中心稍稍移动，

与下部回旋区延伸相适应；视喷吹煤量的多少调节风口面积等以维持合适的中心

气流和边缘气流。在炉前操作上要保证放好渣铁，因为不及时放渣、放铁，会出

现下部透气性变坏、风压升高、炉料难行等现象，难于维持大风量冶炼。

44.怎样选择休风焦比？

答案：为了弥补休风期间的热量损失与顺利复风，长期休风时需多加一些焦炭，

增加全炉焦比。其增加量依据下列条件决定：

(1)满炉料休风时，焦比的选择主要依据休风时间长短而定，并与炉体密封的严

密性、炉子容积大小、技术操作水平等有关。休风时间长、炉子容积小、炉体密

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封差、操作水平低的高炉要相应增加多一些。

当前很多高炉采用喷吹燃料措施，为了充分发挥它节省焦炭的作用，24h以内的

休风，休风前可只加少量净焦或轻负荷料，复风初期少量喷吹燃料，迅速恢复正

常。

（2）降料面休风时焦比的选择主要依据料面位置。料面越深，休风焦比越高。若

料面降至炉身中部，休风焦比要比正常综合焦比高20%〜30%；料面降至炉身下

部，焦比应较正常高40%左右；如料面降至炉腰及以下位置，则接近重新开炉，

所以焦比也接近开炉焦比，应增加100%〜200%甚至更高。

⑶无计划休风，这是因事故等原因造成的被迫紧急休风。休风前来不及增加入

炉焦炭，但为了弥补休风时的热损失，应在复风时从上部加入净焦和轻负荷料，

同时尽可能使用高风温、富氧、喷吹燃料，迅速增加炉缸热量。

复风时综合负荷减轻较少时，相应恢复全风所需要的时间就长一些。多是等复风

后所加净焦、轻负荷料下达风口带以后，炉况才能恢复正常。

45.高炉长寿的技术和措施有哪些？

答案：技术：硬质压入技术；炉缸灌浆技术；炉身上部喷涂技术；钛矿护炉技术;

铁口保护砖防凸出技术。

措施：

1）及时掌握高炉各部分耐火材料的侵蚀状况和变化趋势；

2）及时发现冷却设备的破损，尽早进行更换；

3）保持稳定的铁口深度；

4）合理调节炉体冷却水水量分配，加强水质管理；

5）及时处理煤气泄漏；

6）采取钛矿护炉；

7）防止铁口前衬突出和冒煤气；

8）采取热态喷补技术；

9）在炉身中、上部采取硬质料压入技术；

10）增设炉缸热电偶，加强对侵蚀严重部位的监视。

46.试述燃烧带对高炉冶炼的影响。

答案：燃烧带对高炉冶炼的影响，主要表现在以下两个方面：燃烧带是炉内焦炭

燃烧的主要场所，而焦炭燃烧所腾出来的空间，是促进炉料下降的主要因素，生

产中燃烧带占整个炉缸面积的比例大时，炉缸活跃面积大，料柱比较松动，有利

于高炉顺行。从下料顺行的角度来说，希望燃烧带水平投影的面积大些，多伸向

炉缸中心，并且尽量缩小风口之间的炉料呆滞区；燃烧带是炉缸煤气的发源地，

燃烧带的大小影响煤气流的初始分布。燃烧带伸向中心，则中心气流发展，炉缸

中心温度升高。相反，燃烧带小，边沿气流发展，中心温度较低，对各种反应不

利。炉缸中心不活跃和热量不足，对高炉顺行是极为不利的。因此，从煤气流分

布合理和炉缸中心温度充足的角度看，也是希望燃烧带较多地伸向中心。但燃烧

带过分向中心发展会造成中心过吹，边沿气流不足，增加炉料与炉墙之间的摩擦

阻力，不利于高炉顺行。

47.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：CO?与固体C之间的反应（C02+C=2C0—165766kJ）称为碳的气化反应（或称

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C02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+COz产生的C0,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CO?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C0?

与固体C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（2C0=C+C0?+165766kJ）叫做

C0的分解反应。低温对这个反应有利，450〜600C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。

48.试述炉渣分子结构理论要点。

答案：炉渣分子结构理论是根据固体炉渣的相分析和化学分析提出来的，它认为

液态炉渣和固态炉渣一样是由各种矿物分子构成的，其理论要点是：熔融炉渣是

由各种自由氧化物分子和由这些氧化物所形成的复杂化合物分子所组成；酸性氧

化物和碱性氧化物相互作用形成复杂化合物,且处于化学动平衡状态,温度越高,

复杂化合物的离解程度越高，炉渣中的自由氧化物浓度增加，温度降低，自由氧

化物浓度降低；只有炉渣中的自由氧化物才能参加反应。如熔渣中的自由CaO

才能参加渣铁间的脱硫反应：[FeS]+（CaO）=（CaS）+[FeO],当炉渣中的Si02浓度

增加时，由于与CaO作用形成复杂化合物，减少了自由CaO的数量，从而降低了

炉渣的脱硫能力。因此，要提高炉渣的脱硫能力，必须提高碱度。

熔渣是理想溶液，可以用理想溶液的各种定律来进行定量计算。

这种理论由于无法解释后来发现的炉渣的电化学特性和炉渣粘度随碱度发生巨

大变化等现象而被逐渐淘汰。不过，在判断反应进行的条件、难易程度、方向及

进行热力学计算等方面，至今仍在沿用。

49.试述炉渣离子结构理论如何解释炉渣碱度与粘度之间的关系。

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0/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0/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。

50.试述鼓风动能过大的征兆？

答案：（1）风压波动较大而有规律。（2）料尺下料不均匀，出铁前料慢，出铁后料

快。

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（3）炉顶温度区间窄，波动大。（4）风口活跃但显凉，严重时破损较多，发生于内

侧下沿。（5）渣温不均匀，上渣带铁多、难放，渣口破损多。（6）炉温常不足，制

钢铁冷态白口多，石墨碳析出少，硫低。

51.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。