1、第三篇 高炉操作第三篇 高炉操作第十六章 高炉炉内操作高炉生产工艺流程5第一节 高炉操作的基本制度选择合理的操作制度是高炉操作者的基本任务。操作制度是根据选择合理的操作制度是高炉操作者的基本任务。操作制度是根据高炉具体条件，如高炉具体条件，如炉型、设备水平、原料条件、生产计划及炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种要求品种要求制定的高炉操作准则。合理操作制度能保证煤气流制定的高炉操作准则。合理操作制度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，从而获得高产、优质、低耗和长寿的冶炼效果。而获得高产、优质、低耗和长寿的冶炼效果
2、。 高炉基本操作制度包括：高炉基本操作制度包括：炉缸热制度、送风制度、造渣制度和炉缸热制度、送风制度、造渣制度和装料制度装料制度。高炉操作者应根据高炉强化程度、冶炼的生铁品。高炉操作者应根据高炉强化程度、冶炼的生铁品种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况来选择合理的操作制种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况来选择合理的操作制度，并灵活运用上下部调节与负荷调节手段，促使高炉稳定度，并灵活运用上下部调节与负荷调节手段，促使高炉稳定顺行。顺行。 一一 炉缸热制度炉缸热制度 炉缸热制度炉缸热制度是指高炉炉缸所具有的是指高炉炉缸所具有的热量和温度水平热量和温度水平，它反映了高，它反映了高炉炉缸内热量收入与支出
3、的平衡状态。炉缸热制度直接反映炉缸炉炉缸内热量收入与支出的平衡状态。炉缸热制度直接反映炉缸的工作状态，的工作状态，稳定均匀而充沛的热制度是高炉稳定顺行的基础稳定均匀而充沛的热制度是高炉稳定顺行的基础。 炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，炉渣和铁水的温度随冶炼品炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，炉渣和铁水的温度随冶炼品种、炉渣碱度、高炉容积大小的不同而不同，炉缸温度可用铁水种、炉渣碱度、高炉容积大小的不同而不同，炉缸温度可用铁水温度来表示，一般为温度来表示，一般为13501500 ，又称为物理热；也可以用，又称为物理热；也可以用生铁含硅量来表示，这称为化学热。在平衡状态下，还原生铁含硅量来表示，这称
4、为化学热。在平衡状态下，还原1kg硅硅所耗的热量是还原铁耗热的所耗的热量是还原铁耗热的8倍。倍。 一般情况下，当炉渣碱度变化不大时，二者基本是一致的，即化一般情况下，当炉渣碱度变化不大时，二者基本是一致的，即化学热愈高，物理热愈高，炉温也愈高。学热愈高，物理热愈高，炉温也愈高。炉渣温度一般比铁水温度炉渣温度一般比铁水温度高高50100。 1）热制度的选择）热制度的选择 合理的热制度要根据高炉的具体特点及冶炼品种和高炉使用原合理的热制度要根据高炉的具体特点及冶炼品种和高炉使用原燃料条件来决定。燃料条件来决定。 根据铁种的需要，保证生铁含硅量、含硫量在所规定的范围根据铁种的需要，保证生铁含硅量、含
5、硫量在所规定的范围内。内。冶炼制钢铁时，冶炼制钢铁时，Si含量应控制在含量应控制在0.20.5%之间之间；冶炼；冶炼铸造铁时应根据生铁牌号来确定生铁含硅量。铸造铁时应根据生铁牌号来确定生铁含硅量。 根据原燃料条件，原燃料强度差、粉末多、含硫高、稳定性根据原燃料条件，原燃料强度差、粉末多、含硫高、稳定性较差时，应维持较高的炉温；在原燃料稳定的条件下，可维持较差时，应维持较高的炉温；在原燃料稳定的条件下，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；冶炼含钒钛铁矿石时，用铁水的碱度，适当降低生铁含硅量；冶
6、炼含钒钛铁矿石时，用铁水的Si+Ti来表示炉温。来表示炉温。 高炉炉缸侵蚀严重或冶炼过程出现严重故障时，要规定高炉炉缸侵蚀严重或冶炼过程出现严重故障时，要规定较高较高的炉温的炉温。 高炉操作者越来越重视铁水温度这个指标。例如高炉操作者越来越重视铁水温度这个指标。例如首钢规定，首钢规定， 2000m3以上的高炉顺行状态时铁水温度不应低于以上的高炉顺行状态时铁水温度不应低于1470，中，中小高炉一般为小高炉一般为1450。 2）影响热制度的主要因素）影响热制度的主要因素 炉料下降和煤气流上升的相向运动是冶炼过程最基本的规炉料下降和煤气流上升的相向运动是冶炼过程最基本的规律，一切物理化学反应都在这一
7、相对运动中发生、发展和律，一切物理化学反应都在这一相对运动中发生、发展和完成。因此，完成。因此，炉料与煤气流分布状态如何便成为影响高炉炉料与煤气流分布状态如何便成为影响高炉热制度的主要因素热制度的主要因素。 例如发生例如发生悬料、崩料和低料线悬料、崩料和低料线时，使炉料与煤气分布受到时，使炉料与煤气分布受到破坏，大量未经预热的炉料直接进入炉缸，导致了炉缸热破坏，大量未经预热的炉料直接进入炉缸，导致了炉缸热量消耗的增加，使炉缸温度降低，造成炉温向凉甚至大凉。量消耗的增加，使炉缸温度降低，造成炉温向凉甚至大凉。高炉生产中影响热制度波动的因素很多。高炉生产中影响热制度波动的因素很多。 任何影响炉内任
8、何影响炉内热量收支平衡热量收支平衡的因素都会引起热制度波动，的因素都会引起热制度波动，影响因素主要有以下几个方面：影响因素主要有以下几个方面： 原燃料性质对热制度的影响原燃料性质对热制度的影响 矿石质量的影响矿石质量的影响：矿石品位、粒度、还原性等的波：矿石品位、粒度、还原性等的波动对炉况影响较大，一般矿石品位提高动对炉况影响较大，一般矿石品位提高1%，焦比，焦比约降约降2%，产量提高，产量提高3%。烧结矿中。烧结矿中FeO含量增加含量增加1%，焦比升高，焦比升高1.5%。矿石粒度均匀有利于透气。矿石粒度均匀有利于透气性改善和煤气利用率提高。上述因素都会带来热性改善和煤气利用率提高。上述因素都
9、会带来热制度的变化。制度的变化。 焦炭质量的影响焦炭质量的影响：一般情况下，焦炭带入炉内的硫：一般情况下，焦炭带入炉内的硫量约为总硫量的量约为总硫量的7080%。生产统计表明，焦炭。生产统计表明，焦炭含硫增加含硫增加0.1%，焦比升高，焦比升高1.22.0%；灰分增加；灰分增加1%，焦比上升，焦比上升2%左右。因此，焦炭含硫量及灰左右。因此，焦炭含硫量及灰分的波动，对高炉热制度都有很大的影响。分的波动，对高炉热制度都有很大的影响。其他操作制度的影响其他操作制度的影响 冶炼参数的变动：冶炼参数的变动：主要包括冶炼强度、风温、湿度、富主要包括冶炼强度、风温、湿度、富氧量、炉顶压力、炉顶煤气氧量、炉
10、顶压力、炉顶煤气COCO2 2含量等的变化。含量等的变化。风温风温是高是高炉生产主要热能来源之一，调节风温可以较快改变炉缸热炉生产主要热能来源之一，调节风温可以较快改变炉缸热制度；制度；喷吹燃料喷吹燃料也是热源和还原剂的来源。喷吹燃料会使也是热源和还原剂的来源。喷吹燃料会使炉缸煤气流分布改变。炉缸煤气流分布改变。 风量风量的增减使料速发生变化的增减使料速发生变化, ,从从而影响热制度。而影响热制度。 风量增加，煤气停留时间缩短，直接还风量增加，煤气停留时间缩短，直接还原增加，会造成炉温向凉；原增加，会造成炉温向凉；装料制度装料制度如料批和料线等对煤如料批和料线等对煤气分布、热交换和还原反应产生
11、直接影响；气分布、热交换和还原反应产生直接影响； 设备故障及其他方面的变化设备故障及其他方面的变化 冷却设备漏水、原燃料称量上的冷却设备漏水、原燃料称量上的误差误差、装料、装料设备故障设备故障等等都能使炉缸热制度发生变化。因此，为了保证炉缸温度充都能使炉缸热制度发生变化。因此，为了保证炉缸温度充足，当遇到足，当遇到异常炉况异常炉况时，必须及时而准确地调节焦炭负荷，时，必须及时而准确地调节焦炭负荷，如长时间的休风、低料线、喷吹燃料设备事故、改变铁种如长时间的休风、低料线、喷吹燃料设备事故、改变铁种及雨天等。及雨天等。 3）热制度的调整）热制度的调整 在一定冶炼条件下，在一定冶炼条件下，焦炭负荷要
12、相对稳定焦炭负荷要相对稳定。特。特殊炉况恢复焦炭负荷要分步进行，当焦炭负荷恢殊炉况恢复焦炭负荷要分步进行，当焦炭负荷恢复至接近正常水平时，要延长增加负荷的时间，复至接近正常水平时，要延长增加负荷的时间，至少一个冶炼周期后再加负荷。至少一个冶炼周期后再加负荷。 高炉操作不轻易加焦高炉操作不轻易加焦，只有出现对炉温有持续，只有出现对炉温有持续影响的因素时才用（如高炉大凉、崩料和悬料、影响的因素时才用（如高炉大凉、崩料和悬料、重大设备事故等）。重大设备事故等）。而净焦只有在下达炉缸时才而净焦只有在下达炉缸时才会起作用会起作用。调整焦炭负荷比较稳妥，不会造成炉。调整焦炭负荷比较稳妥，不会造成炉温较大的
13、波动。温较大的波动。 加焦的作用加焦的作用：有效提高炉温，疏松料柱，改善：有效提高炉温，疏松料柱，改善炉料透气性，改变煤气流分布。炉料透气性，改变煤气流分布。 不管什么原因，料线低于正常料线一定深度必须不管什么原因，料线低于正常料线一定深度必须补焦炭，补焦炭的量要根据当时的炉温和料线深补焦炭，补焦炭的量要根据当时的炉温和料线深度决定。度决定。赶料线半小时摸不着料线应减风控制，赶料线半小时摸不着料线应减风控制，严禁严禁1小时以上摸不着料线。小时以上摸不着料线。不允许长时间的低料不允许长时间的低料线作业。线作业。 喷煤量要保持相对稳定，喷煤量要保持相对稳定，严禁大加大减严禁大加大减，一次调，一次调
14、整量控制在整量控制在1t/h。每喷吹。每喷吹100kg/t煤，煤气体积煤，煤气体积增加增加4.6%，理论燃烧温度降低，理论燃烧温度降低200250（烟煤（烟煤降低温度多）。风温低于降低温度多）。风温低于1000，风量低于正常，风量低于正常风量的风量的80%，不宜大喷吹量操作。，不宜大喷吹量操作。 下雨下雨天必须退焦炭负荷天必须退焦炭负荷0.10.2。高炉休风要减。高炉休风要减轻焦炭负荷。高炉轻焦炭负荷。高炉洗炉洗炉要降低焦炭负荷。要降低焦炭负荷。 调剂炉缸热状态顺序手段为调剂炉缸热状态顺序手段为：富氧：富氧喷煤喷煤风温风温风量风量装料制度装料制度焦炭负荷焦炭负荷加焦。加焦。 对炉缸热制度影响由
15、快到慢的顺序为对炉缸热制度影响由快到慢的顺序为：风量：风量风温风温喷煤喷煤焦炭负荷。焦炭负荷。 高炉正常操作时，高炉正常操作时，不允许不允许开混风操作。下列情开混风操作。下列情况可开混风操作：况可开混风操作： A 高炉开炉，炉缸温度过高将影响高炉顺形时，高炉开炉，炉缸温度过高将影响高炉顺形时，可开混风操作，但风温不低于可开混风操作，但风温不低于700； B 高炉热洗炉，炉缸温度过高将影响高炉顺形时，高炉热洗炉，炉缸温度过高将影响高炉顺形时，可开混风操作，但风温不低于可开混风操作，但风温不低于850； C 因炉凉或炉况严重难行，集中大量加焦下达炉因炉凉或炉况严重难行，集中大量加焦下达炉温高将影响
16、高炉顺形时，可开混风操作，但风温温高将影响高炉顺形时，可开混风操作，但风温不低于不低于850。 风温调节风温调节 A 降风温降风温一次降到所需要的水平。一次降到所需要的水平。提风温提风温要缓慢要缓慢谨慎。每次不超过谨慎。每次不超过2030，1小时不能超过小时不能超过50。 B 提高风温的效果：每提高风温提高风温的效果：每提高风温100，理论燃烧，理论燃烧温度提高温度提高6080，炉内压差升高，炉内压差升高5kPa，焦比降，焦比降低。低。 二 送风制度 送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定合适的送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风鼓风参数参数和和风口进风风口进风状态，达到初始煤气流的合
17、理分布，状态，达到初始煤气流的合理分布，使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行。归根结底是确使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行。归根结底是确定定合理的鼓风动能和风口前的理论燃烧温度合理的鼓风动能和风口前的理论燃烧温度。 通过选择合适的通过选择合适的风口面积、风量、风温、湿分、喷吹风口面积、风量、风温、湿分、喷吹量、富氧量量、富氧量等参数，并根据炉况变化对这些参数进行等参数，并根据炉况变化对这些参数进行调节，达到炉况稳定顺行和煤气利用改善的目的。这调节，达到炉况稳定顺行和煤气利用改善的目的。这些调节通常称为下部调节。些调节通常称为下部调节。 因此，送风制度的稳定是煤气流稳定的前提，是炉温因此，送风制度的
18、稳定是煤气流稳定的前提，是炉温稳定和顺行的必要条件。稳定和顺行的必要条件。 1）风量）风量 风量对高炉冶炼的风量对高炉冶炼的下料速度、煤气流分布、造渣下料速度、煤气流分布、造渣制度和热制度制度和热制度都将产生影响。一般情况下，增加都将产生影响。一般情况下，增加风量，综合冶炼强度提高。另外，风量与下料速风量，综合冶炼强度提高。另外，风量与下料速度和生铁产量成正比关系，但它只有在燃料比降度和生铁产量成正比关系，但它只有在燃料比降低或维持低或维持燃料比不变的条件下燃料比不变的条件下，上述关系才成立，上述关系才成立，否则适得其反。否则适得其反。 风量的调节作用：风量的调节作用：控制料速、实现计划的冶炼
19、强控制料速、实现计划的冶炼强度，以保持料速不变；稳定气流，在炉况不顺的度，以保持料速不变；稳定气流，在炉况不顺的初期，减少风量是降低压差、消除管道、防止难初期，减少风量是降低压差、消除管道、防止难行、崩料和悬料的有效手段；炉凉减风控制下料行、崩料和悬料的有效手段；炉凉减风控制下料速度，可以迅速稳定炉温，当炉热而料速减慢时，速度，可以迅速稳定炉温，当炉热而料速减慢时，可酌情加风。可酌情加风。 在在炉况顺行情况炉况顺行情况下，为获得高产应使用高炉顺行允许下，为获得高产应使用高炉顺行允许的最大风量，即的最大风量，即全风作业全风作业保持稳定。高炉生产实践证保持稳定。高炉生产实践证明，使用风量过小时，由
20、于燃烧的焦炭量和产生的煤明，使用风量过小时，由于燃烧的焦炭量和产生的煤气量过少，这对提高炉温是不利的。气量过少，这对提高炉温是不利的。 风量必须与料柱透气性相适应，所以改善料柱透气性风量必须与料柱透气性相适应，所以改善料柱透气性是增加风量的基础。是增加风量的基础。 风量变化直接影响炉缸煤气体积，因此正常生产时加风量变化直接影响炉缸煤气体积，因此正常生产时加风一次不能过猛，否则将破坏顺行。风一次不能过猛，否则将破坏顺行。一般中型高炉每一般中型高炉每次加风控制在次加风控制在3050m3/min，间隔时间，间隔时间2030min。必须减风时，一次可减到需要水平。在未出渣铁前，必须减风时，一次可减到需
21、要水平。在未出渣铁前，减风应密切注意风口状况，避免灌渣。减风应密切注意风口状况，避免灌渣。 2）风温）风温 提高风温可大幅度地提高风温可大幅度地降低焦比降低焦比，是强化高炉冶炼，是强化高炉冶炼的主要措施。提高风温能的主要措施。提高风温能增加鼓风动能增加鼓风动能，提高炉，提高炉缸温度缸温度活跃炉缸活跃炉缸工作，促进煤气流工作，促进煤气流初始分布合理初始分布合理，改善喷吹燃料的效果。改善喷吹燃料的效果。 因此要采用高风温操作，因此要采用高风温操作，充分发挥热风炉的能力及高风温对炉况的有利作充分发挥热风炉的能力及高风温对炉况的有利作用。用。 风温水平不同，提高风温的节焦效果亦不同，风风温水平不同，提
22、高风温的节焦效果亦不同，风温愈低，提高风温时降低焦比的效果愈显著。风温愈低，提高风温时降低焦比的效果愈显著。风温逐渐提高，降低焦比的效果逐步减小。风温在温逐渐提高，降低焦比的效果逐步减小。风温在1000左右时，左右时，增减风温增减风温100，影响焦比为，影响焦比为17kg/t。 在在喷吹燃料情况喷吹燃料情况下，一般不使用风温调节下，一般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，用炉况，而是将风温固定在较高水平上，用煤粉来调节炉温煤粉来调节炉温。这样可最大限度发挥高。这样可最大限度发挥高风温的作用，维持合理的风口前理论燃烧风温的作用，维持合理的风口前理论燃烧温度。温度。 若当炉温向热需要若
23、当炉温向热需要撤风温时，幅度要大撤风温时，幅度要大些，些，一次可撤到高炉需要的水平；炉温向凉时，一次可撤到高炉需要的水平；炉温向凉时，提风温幅度要小提风温幅度要小，可分几次将风温提高到，可分几次将风温提高到需要的水平，需要的水平，以防以防造成煤气体积迅速膨胀造成煤气体积迅速膨胀而破坏顺行。而破坏顺行。 3）风压）风压 风压直接反映炉内煤气量与料柱透气性的风压直接反映炉内煤气量与料柱透气性的适应情况，它的波动是冶炼过程的综合反适应情况，它的波动是冶炼过程的综合反映。目前高炉普遍装备有映。目前高炉普遍装备有透气性指数仪表透气性指数仪表，对炉况变化反应灵敏，有利于操作者判断对炉况变化反应灵敏，有利于
24、操作者判断炉况。炉况。 4）喷吹燃料）喷吹燃料 喷吹燃料在喷吹燃料在热能和化学能热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。方面可以取代焦炭的作用。但是，不同燃料在不同情况下，代替焦炭的数量是但是，不同燃料在不同情况下，代替焦炭的数量是不一样的。通常把单位燃料（不一样的。通常把单位燃料（kg）能替焦炭的数量）能替焦炭的数量称为置换比。经验表明，称为置换比。经验表明，随着喷吹量的增加，置换随着喷吹量的增加，置换比不断降低比不断降低。这是由于喷吹的燃料进行加热分解和。这是由于喷吹的燃料进行加热分解和气化时要消耗一定的热量，使炉缸温度降低。喷吹气化时要消耗一定的热量，使炉缸温度降低。喷吹燃料越多，炉缸温度降
25、低也越多。这就降低了燃料燃料越多，炉缸温度降低也越多。这就降低了燃料的燃烧率。因此，要在不断增加喷吹量的同时，充的燃烧率。因此，要在不断增加喷吹量的同时，充分考虑由于置换比降低所带来的影响和采取提高置分考虑由于置换比降低所带来的影响和采取提高置换比的相应换比的相应措施措施，如提高风温给予热补偿；提高燃，如提高风温给予热补偿；提高燃烧率；改善原料条件以及选用合适的操作制度。烧率；改善原料条件以及选用合适的操作制度。 喷吹燃料进入风口后，其组分分解需要吸收热量，喷吹燃料进入风口后，其组分分解需要吸收热量，其燃烧反应和分解反应的产物参加对矿石的加热其燃烧反应和分解反应的产物参加对矿石的加热和还原后才
26、放出热量，因此炉温的变化要经过一和还原后才放出热量，因此炉温的变化要经过一段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为量变化的特性称为“热滞后性热滞后性”。 热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而异。热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而异。用喷吹量调节炉温时，要注意炉温的趋势，根据用喷吹量调节炉温时，要注意炉温的趋势，根据热滞后时间，做到早调，调剂量准确。喷吹设备热滞后时间，做到早调，调剂量准确。喷吹设备临时发生故障时，必须根据热滞后时间，准确地临时发生故障时，必须根据热滞后时间，准确地进行变料，以防炉温波动。进行变料，以防炉温波动
27、。 5）富氧鼓风）富氧鼓风 富氧鼓风有很多富氧鼓风有很多优点优点：首先，富氧后能够：首先，富氧后能够提高冶炼强度提高冶炼强度，增加产量。理论上每提高鼓风含氧增加产量。理论上每提高鼓风含氧1%，可增产，可增产4.76%。 其次，由于减少煤气含氮量，使得单位生铁煤气生成量减其次，由于减少煤气含氮量，使得单位生铁煤气生成量减少，因此可以少，因此可以提高风口前理论燃烧温度提高风口前理论燃烧温度，有利于提高炉缸，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。 再次，增加鼓风含氧量，有利于再次，增加鼓风含氧量，有利于改善喷吹燃料的燃烧改善喷吹燃料的燃烧。 此
28、外，煤气含此外，煤气含N2量减少后使炉腹量减少后使炉腹CO浓度相对增加，浓度相对增加，有利有利于间接反应进行于间接反应进行，同时提高了炉顶煤气热值，有利于提高，同时提高了炉顶煤气热值，有利于提高风温。风温。 应注意，富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才宜应注意，富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才宜进行，一般情况下，在炉况顺行不好，如发生悬进行，一般情况下，在炉况顺行不好，如发生悬料、塌料等情况及炉内压差高，不接受风量时，料、塌料等情况及炉内压差高，不接受风量时，不宜使用富氧。在大喷吹情况下，高炉停止喷煤不宜使用富氧。在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧或大幅度减少煤量时，
29、应及时减氧或停氧 6）选择适宜的鼓风动能和适宜的理论燃烧温度）选择适宜的鼓风动能和适宜的理论燃烧温度 在一定风量下，风口面积和长度对风口的进风状在一定风量下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。通常根据合适的鼓风动能来选态起决定性作用。通常根据合适的鼓风动能来选择风口进风面积，有时也用改变风口长度的办法择风口进风面积，有时也用改变风口长度的办法调节边沿与中心气流。所以调节风口直径和长度调节边沿与中心气流。所以调节风口直径和长度便成为下部调节的重要手段。便成为下部调节的重要手段。 应注意应注意，富氧鼓风只有在炉况顺行的情况，富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才宜进行；下才宜进行； 一般情况下
30、，在炉况顺行不好，如发生悬一般情况下，在炉况顺行不好，如发生悬料、塌料等情况及炉内压差高，不接受风料、塌料等情况及炉内压差高，不接受风量时，不宜使用富氧。量时，不宜使用富氧。 在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧减少煤量时，应及时减氧或停氧6）选择适宜的鼓风动能）选择适宜的鼓风动能 高炉鼓风通过风口时所具有的速度称为风速，它有标高炉鼓风通过风口时所具有的速度称为风速，它有标准风速和实际风速两种表示方法；而高炉鼓风所具有准风速和实际风速两种表示方法；而高炉鼓风所具有的机械能叫鼓风动能。鼓风动能与冶炼条件相关，它的机械能叫鼓风动能。鼓
31、风动能与冶炼条件相关，它决定初始气流的分布决定初始气流的分布。因此，根据冶炼条件变化，选。因此，根据冶炼条件变化，选择适宜鼓风动能，是维持气流合理分布的关键。择适宜鼓风动能，是维持气流合理分布的关键。 在一定风量下，风口面积和长度对风口的进风状态起在一定风量下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。通常根据合适的鼓风动能来选择风口进决定性作用。通常根据合适的鼓风动能来选择风口进风面积，有时也用改变风口长度的办法调节边沿与中风面积，有时也用改变风口长度的办法调节边沿与中心气流。所以调节心气流。所以调节风口直径和长度风口直径和长度便成为下部调节的便成为下部调节的重要手段。重要手段。 鼓风动能
32、与高炉有效鼓风动能与高炉有效容积容积的关系。在一定冶炼的关系。在一定冶炼强度下，随着高炉强度下，随着高炉有效容积的增大有效容积的增大高炉所需的高炉所需的鼓鼓风动能增加风动能增加。 鼓风动能与鼓风动能与冶炼强度冶炼强度的关系。生产经验表明，的关系。生产经验表明，一定的冶炼强度必须与合适的鼓风动能相配合。一定的冶炼强度必须与合适的鼓风动能相配合。在在高强度冶炼高强度冶炼时，由于风量、风温必须保持最高时，由于风量、风温必须保持最高水平，鼓风动能增加，为了保持适宜的鼓风动能，水平，鼓风动能增加，为了保持适宜的鼓风动能，应适当应适当增大风口面积增大风口面积。相反，在。相反，在低强度冶炼低强度冶炼时，时，
33、由于风量、风温必须保持较低水平，鼓风动能降由于风量、风温必须保持较低水平，鼓风动能降低，为了保持适宜的鼓风动能，应适当低，为了保持适宜的鼓风动能，应适当缩小风口缩小风口面积面积。 鼓风动能与鼓风动能与原料条件原料条件的关系。原燃料的关系。原燃料条件好条件好，能，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较较高的鼓风动能高的鼓风动能。原燃料。原燃料条件差条件差，透气性不好，不利，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能较低的鼓风动能。 鼓风动能与鼓风动能与燃料喷吹量燃料喷吹量的关系。高炉喷吹煤粉，的关系。高炉喷吹煤
34、粉，炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加到一布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加到一定量后，边缘气流增加。这时不但不能扩大风口面定量后，边缘气流增加。这时不但不能扩大风口面积，反而应缩小风口面积。因此，煤比变动量大时，积，反而应缩小风口面积。因此，煤比变动量大时，鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。 选择适宜的风口面积和长度。在一定风量条选择适宜的风口面积和长度。在
35、一定风量条件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。冶炼强度必须与合适的鼓风动能相配合。性作用。冶炼强度必须与合适的鼓风动能相配合。风口面积一定，增加风量，冶强提高，鼓风动能风口面积一定，增加风量，冶强提高，鼓风动能加大，促使中心气流发展。加大，促使中心气流发展。 炉容相近，矮胖高炉鼓风动能相应增加。炉容相近，矮胖高炉鼓风动能相应增加。 高炉失常时造成炉缸中心堆积，为尽快消除炉况高炉失常时造成炉缸中心堆积，为尽快消除炉况失常，发展中心气流，活跃炉缸工作，应采取缩失常，发展中心气流，活跃炉缸工作，应采取缩小风口面积或堵死部分风口的措施。但堵风口时
36、小风口面积或堵死部分风口的措施。但堵风口时间不宜过长，以免产生炉缸局部堆积和炉墙局部间不宜过长，以免产生炉缸局部堆积和炉墙局部积厚。积厚。 为保持合理的初始煤气分布，应尽量采用等径的为保持合理的初始煤气分布，应尽量采用等径的风口，大小风口混用时，力求均匀分布。但为了风口，大小风口混用时，力求均匀分布。但为了纠正炉型或煤气流分布失常除外。纠正炉型或煤气流分布失常除外。 使用长风口送风易使循环区向炉缸中心移使用长风口送风易使循环区向炉缸中心移动，有利于吹透中心和保护炉墙。如高炉动，有利于吹透中心和保护炉墙。如高炉炉墙侵蚀严重或长期低冶炼强度生产时，炉墙侵蚀严重或长期低冶炼强度生产时，可采用长风口操
37、作。大型高炉风口长度一可采用长风口操作。大型高炉风口长度一般为般为380450mm，中小型高炉风口长度多，中小型高炉风口长度多在在240260mm。 为提高炉缸温度，风口角度可控制在为提高炉缸温度，风口角度可控制在35，小高炉风口角度可以更斜一些，小高炉风口角度可以更斜一些，715。 7）选择合理的理论燃烧温度）选择合理的理论燃烧温度 合理的理论燃烧温度合理的理论燃烧温度 高炉的热量几乎全部来自风口前高炉的热量几乎全部来自风口前燃料燃烧燃料燃烧和和鼓风鼓风带带入的入的物理热物理热。 风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度，即假定风口前燃料燃烧
38、放出的热量全部用来加度，即假定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，叫热燃烧产物时所能达到的最高温度，叫风口前理论风口前理论燃烧温度燃烧温度。 理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态，而理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且决定炉缸煤气温度，对炉料加热和还原以及渣铁且决定炉缸煤气温度，对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量，保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。热量，保证渣铁的充分加热和还原
39、反应的顺利进行。理论燃烧温度提高，渣铁温度相应提高。理论燃烧温度提高，渣铁温度相应提高。 大高炉大高炉炉缸直径大，炉缸中心温度低，为维持其炉缸直径大，炉缸中心温度低，为维持其透气性和透液性，应采用透气性和透液性，应采用较高的理论燃烧温度较高的理论燃烧温度。理论燃烧温度理论燃烧温度过高过高，高炉压差升高，炉况不顺。，高炉压差升高，炉况不顺。理论燃烧温度理论燃烧温度过低过低，渣铁温度不足，炉况不顺，渣铁温度不足，炉况不顺，严重时会导致风口灌渣，甚至炉冷事故。严重时会导致风口灌渣，甚至炉冷事故。影响理论燃烧温度的因素影响理论燃烧温度的因素 A 鼓风温度鼓风温度。鼓风温度升高，则带入炉缸的物理。鼓风温
40、度升高，则带入炉缸的物理热增加，从而使热增加，从而使 升高。一般每升高。一般每100风温可风温可影响理论燃烧温度影响理论燃烧温度80。 B 鼓风湿分鼓风湿分。由于水分分解吸热，鼓风湿分增加，。由于水分分解吸热，鼓风湿分增加， 降低。鼓风中降低。鼓风中1g/m3湿分，风温湿分，风温9。理t理t C 鼓风富氧率鼓风富氧率。鼓风富氧率提高，。鼓风富氧率提高，N2含量降低，含量降低，从而使从而使 升高。鼓风含氧量升高。鼓风含氧量1%，理论燃烧温，理论燃烧温度度3545 D 喷吹燃料喷吹燃料。高炉喷吹燃料后，喷吹物的加热、。高炉喷吹燃料后，喷吹物的加热、分解和裂化使分解和裂化使 降低。降低。各种燃料的分
41、解热不同，对各种燃料的分解热不同，对 的影响也不同。每喷的影响也不同。每喷吹吹10kg煤粉煤粉 降低降低2030，无烟煤为下限，烟，无烟煤为下限，烟煤为上限。煤为上限。理t理t理t理t三 造渣制度 造渣制度应适合于高炉冶炼要求，有利于造渣制度应适合于高炉冶炼要求，有利于稳定顺行，有利于冶炼优质生铁。根据原稳定顺行，有利于冶炼优质生铁。根据原燃料条件，选择最佳的燃料条件，选择最佳的炉渣成分和碱度炉渣成分和碱度。 1）造渣制度的要求）造渣制度的要求 造渣有如下要求：造渣有如下要求： 要求炉渣有良好的流动性和稳定性，熔化温度要求炉渣有良好的流动性和稳定性，熔化温度在在13001400，在，在1400
42、左右黏度小于左右黏度小于1Pas，可操作的温度范围大于可操作的温度范围大于150。 有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件下，应能炼出优质生铁。下，应能炼出优质生铁。 有利于形成渣皮，对高炉砖衬侵蚀能力较弱。有利于形成渣皮，对高炉砖衬侵蚀能力较弱。 保证炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性。保证炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性。 有利于炉况顺行。有利于炉况顺行。 2）高炉造渣对原燃料的基本要求）高炉造渣对原燃料的基本要求为满足造渣制度要求，对原燃料必须有如下为满足造渣制度要求，对原燃料必须有如下基本要求：基本要求： 原燃料含硫低，硫负荷不大于原燃料含硫
43、低，硫负荷不大于5kg/t。 原料难熔和易熔组分低，如氟化钙越低原料难熔和易熔组分低，如氟化钙越低越好。越好。 易挥发的钾、钠成分越低越好。易挥发的钾、钠成分越低越好。 原料含有少量的氧化锰、氧化镁对造渣原料含有少量的氧化锰、氧化镁对造渣有利。有利。 碱度高的炉渣熔点高而且流动性差，稳定性不好，碱度高的炉渣熔点高而且流动性差，稳定性不好，不利于顺行。但为了获得低硅生铁，在原燃料粉不利于顺行。但为了获得低硅生铁，在原燃料粉末少、波动小、料柱透气性好的条件下，可以适末少、波动小、料柱透气性好的条件下，可以适当提高碱度。但要有充足的物理热，如宝钢生产当提高碱度。但要有充足的物理热，如宝钢生产低硅铁时
44、，铁水温度要在低硅铁时，铁水温度要在1500以上。以上。 不同原燃料条件，应选择不同的造渣制度。在不同原燃料条件，应选择不同的造渣制度。在Al2O3一定时，渣中适宜一定时，渣中适宜MgO含量与碱度有关。含量与碱度有关。CaO/SiO2含量愈高，适宜的含量愈高，适宜的MgO应愈低。若应愈低。若Al2O3含量在含量在17%以上。以上。CaO/SiO2含量过高时，含量过高时，将过度增加炉渣的黏度，导致炉况顺行破坏。因将过度增加炉渣的黏度，导致炉况顺行破坏。因此，适当增加此，适当增加MgO含量，降低含量，降低CaO/SiO2，便可，便可获得稳定性好的炉渣。获得稳定性好的炉渣。 3）造渣制度的调整）造渣
45、制度的调整 由于原燃料成分的波动，必然涉及炉渣碱度的变由于原燃料成分的波动，必然涉及炉渣碱度的变化。因此，应经常检查炉渣碱度，进行及时调整。化。因此，应经常检查炉渣碱度，进行及时调整。通常利用改变炉渣的成分来满足生产中的需要。通常利用改变炉渣的成分来满足生产中的需要。 因炉渣碱度过高而产生炉缸堆积时，可用比正因炉渣碱度过高而产生炉缸堆积时，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（或炉缸堆积严重时，可以加入萤石（CaF2），以），以降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物，加降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物，
46、加入量应严格控制，防止造成炉缸烧穿事故。后期入量应严格控制，防止造成炉缸烧穿事故。后期操作的高炉要慎用萤石（操作的高炉要慎用萤石（CaF2）洗炉。）洗炉。 根据不同铁种的需要利用炉渣成分促进或抑制根据不同铁种的需要利用炉渣成分促进或抑制硅、锰还原。硅、锰还原。 当冶炼硅铁、铸造铁时，需要促进硅的还原，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。冶炼炼钢生铁时，既要应选择较低的炉渣碱度。冶炼炼钢生铁时，既要控制硅的还原，又要保持较高的铁水温度，应选控制硅的还原，又要保持较高的铁水温度，应选择较高的炉渣碱度。如提高炉渣碱度，择较高的炉渣碱度。如提高炉渣碱度，CaO含量含量增加，有
47、利于反应的进行，对锰的还原有利，还增加，有利于反应的进行，对锰的还原有利，还可降低热量消耗。因此冶炼锰铁时需要较高的碱可降低热量消耗。因此冶炼锰铁时需要较高的碱度。度。 利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属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（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。富集的危害，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。 若炉料含硫较高时，需提高炉渣碱度，以利脱硫。若炉料含硫较高时，需提高炉渣碱度，以利脱硫。 如果单纯提高炉渣二元碱度，虽然如果单纯提高炉渣二元碱度，虽然CaO与硫的结与硫的结合力
48、提高，但是炉渣黏度增加、铁中硫的扩散速合力提高，但是炉渣黏度增加、铁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；特别是当渣中行；特别是当渣中MgO含量低时，增加含量低时，增加CaO含量含量对黏度等炉渣性能影响更大。因此，应适当增加对黏度等炉渣性能影响更大。因此，应适当增加渣中渣中MgO含量，提高三元碱度，以增加脱硫能力。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，虽然从热力学的观点看，MgO的脱硫能力比的脱硫能力比CaO弱，但在一定范围内弱，但在一定范围内MgO能改善脱硫的动力学条能改善脱硫的动力学条件，脱硫效果很好。件，脱
49、硫效果很好。 4）高炉排碱的主要措施）高炉排碱的主要措施 防止碱金属危害除了减少入炉料的碱金属含量，防止碱金属危害除了减少入炉料的碱金属含量，降低碱负荷以外，提高炉渣排碱能力是主要措施。降低碱负荷以外，提高炉渣排碱能力是主要措施。 降低炉渣碱度。在一定的炉温下，随炉渣碱度降低炉渣碱度。在一定的炉温下，随炉渣碱度降低，排碱率相应提高。自由碱度降低，排碱率相应提高。自由碱度0.1，影响渣，影响渣中碱金属氧化物中碱金属氧化物0.3%。 降低炉渣碱度或炉渣碱度不变，生铁含硅量降降低炉渣碱度或炉渣碱度不变，生铁含硅量降低，排碱能力提高。低，排碱能力提高。Si0.1%，影响渣中碱，影响渣中碱金属氧化物金属
50、氧化物0.045%。 提高渣中提高渣中MgO含量，可以降低含量，可以降低K2O、Na2O活度，活度，渣中渣中MgO提高，排碱率提高。渣中提高，排碱率提高。渣中MgO1%，影响渣中碱金属氧化物影响渣中碱金属氧化物0.21%。 渣中含氟渣中含氟1%，影响渣中碱金属氧化物，影响渣中碱金属氧化物0.16%。 提高（提高（MnO/Mn）比，可提高渣中碱金属氧化）比，可提高渣中碱金属氧化物。物。 5）炉渣中的）炉渣中的MgO对炉渣的影响对炉渣的影响 MgO可改善原料的高温特性。可改善原料的高温特性。 主要改善烧结矿主要改善烧结矿的还原粉化性和软熔特性。高炉内煤气通过软熔的还原粉化性和软熔特性。高炉内煤气通
