1、3 3 高炉炼铁工艺高炉炼铁工艺高炉炼铁生产的原则高炉炼铁生产的原则3.2 3.2 高炉操作制度高炉操作制度3.3 3.3 高炉炼铁过程的强化（精料、高炉炼铁过程的强化（精料、高压、高风温、喷吹燃料、富高压、高风温、喷吹燃料、富氧和综合鼓风、加湿与脱湿鼓氧和综合鼓风、加湿与脱湿鼓风）风）铁矿（烧结矿、球团矿及块矿）焦炭熔剂（石灰石、白云石）其他高炉除尘高炉煤气铁水高炉渣热风炉喷吹燃料炉料：炉料：铁矿（块矿，烧结矿，球团矿）铁矿（块矿，烧结矿，球团矿）熔剂：少熔剂：少 焦炭焦炭鼓风：热风热风炉鼓风：热风热风炉 11001250 富氧富氧O2 增湿水蒸气增湿水蒸气 喷吹料煤，天然气，重油喷吹料煤，
2、天然气，重油从炉顶加入从炉顶加入从炉下部加入从炉下部加入 KIV/l提高利用系数的途径提高利用系数的途径冶炼强度保持不变，不断地降低焦比冶炼强度保持不变，不断地降低焦比焦比保持不变，冶炼强度逐步提高焦比保持不变，冶炼强度逐步提高随着冶炼强度的逐步提高，焦比有所降低随着冶炼强度的逐步提高，焦比有所降低随着冶炼强度的提高，焦比也有所上升，但焦比上升的幅随着冶炼强度的提高，焦比也有所上升，但焦比上升的幅度不如冶炼强度增长的幅度大度不如冶炼强度增长的幅度大 冶炼强度与产量冶炼强度与产量(1)(1)和焦比和焦比(2)(2)的关系的关系a a一美国资料；一美国资料；b b一西德资料；一西德资料；c c一苏
3、联资料一苏联资料u冶炼强度过低，煤气流速低，冶炼强度过低，煤气流速低，煤气热能和化学能利用不充分，煤气热能和化学能利用不充分，直接还原度升高，焦比升高直接还原度升高，焦比升高l适宜冶炼强度随冶炼条件的改善不断增大的，对应的最低焦适宜冶炼强度随冶炼条件的改善不断增大的，对应的最低焦比也将进一步下降比也将进一步下降不同冶炼条件下的冶炼强度不同冶炼条件下的冶炼强度(I)I)与焦比与焦比(K)K)的关系的关系日产量日产量(P)对产品成本对产品成本(S)和生和生产盈利性的影响产盈利性的影响(C-出厂价格出厂价格)高炉操作制高炉操作制度度装料制度装料制度上部调节上部调节下部调节下部调节送风制度送风制度造渣
4、造渣及热制度及热制度物料平衡物料平衡及热平衡计算及热平衡计算是指炉料装入炉内方式的总称，它是指炉料装入炉内方式的总称，它决定着炉料在决定着炉料在高炉内的分布状况，直接影响高炉上部煤气流的分布，间接高炉内的分布状况，直接影响高炉上部煤气流的分布，间接影响炉料下降状况、煤气利用程度和软熔带的位置和形状。影响炉料下降状况、煤气利用程度和软熔带的位置和形状。堆密度大、滚动性差、堆角大，相对地在炉内边堆密度大、滚动性差、堆角大，相对地在炉内边缘堆得多；缘堆得多；疏松多孔，堆密度小，同等重量的体积大，炉内分疏松多孔，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；布面宽，相对地减少了边缘
5、堆积量；形状整齐呈球形，堆角小易滚到中心；形状整齐呈球形，堆角小易滚到中心；与烧结矿类似；与烧结矿类似；尽量布放到中心，防止边缘生成高粘度初渣，使炉墙尽量布放到中心，防止边缘生成高粘度初渣，使炉墙结厚。结厚。装料制度及其在高炉冶炼过程中的意义装料制度及其在高炉冶炼过程中的意义l炉料在炉内的分布状况对煤气流分布的影响炉料在炉内的分布状况对煤气流分布的影响 焦炭与矿石比较焦炭与矿石比较 焦炭集中的地方，透气性好，阻力小，焦炭集中的地方，透气性好，阻力小，通过的煤气多；通过的煤气多；大块与小块比较大块与小块比较 大块集中的地方，透气性好，阻力小，大块集中的地方，透气性好，阻力小，通过的煤气多；通过的
6、煤气多；料层厚度料层厚度 料层薄的地方，阻力小，通过的煤气多；料层薄的地方，阻力小，通过的煤气多；炉料偏析状况炉料偏析状况 在炉料堆角处，大块多，阻力小，通过的在炉料堆角处，大块多，阻力小，通过的煤气多；在堆尖处，小块和粉末多，阻力大，通过的煤气少。煤气多；在堆尖处，小块和粉末多，阻力大，通过的煤气少。l炉料和煤气在炉子横截面上分布均匀，有利于煤气对炉料的炉料和煤气在炉子横截面上分布均匀，有利于煤气对炉料的加热和还原，有利于提高煤气利用率。加热和还原，有利于提高煤气利用率。l从炉料下降角度，边缘煤气流适当发展，有利于降低固体料从炉料下降角度，边缘煤气流适当发展，有利于降低固体料柱与炉墙的摩擦力
7、，使炉子顺行。柱与炉墙的摩擦力，使炉子顺行。l从炉况顺行角度，要求适当发展中心煤气流，以活跃炉缸中从炉况顺行角度，要求适当发展中心煤气流，以活跃炉缸中心。心。上部调节：上部调节：通过选择装料制度，以控制煤气流分布的一系通过选择装料制度，以控制煤气流分布的一系列操作措施。列操作措施。p炉喉处煤气中炉喉处煤气中CO2分布分布p煤气温度分布煤气温度分布p煤气流速分布煤气流速分布反映了料柱透气性，反映了料柱透气性，煤气与矿石之间接触煤气与矿石之间接触是否良好，间接还原是否良好，间接还原反应是否进行得充分反应是否进行得充分沿径向理想的气流速度分布及相沿径向理想的气流速度分布及相应的矿应的矿/焦层厚度比值
8、分布（日本）焦层厚度比值分布（日本）装料要求装料要求p 漏斗型漏斗型p 圆周上均匀分布圆周上均匀分布p 堆尖位置可调堆尖位置可调 高炉装料系统高炉装料系统u典型双钟炉顶装料设备总图典型双钟炉顶装料设备总图1 1料面；料面；2 2大钟；大钟；3 3探料尺，探料尺，4 4煤气上升管煤气上升管5 5布料器，布料器，6 6大钟均压阀大钟均压阀7 7受料漏斗；受料漏斗；8 8料车；料车；9 9均压煤气管；均压煤气管；1010料钟吊架；料钟吊架；1111绳轮；绳轮；1212平衡杆；平衡杆；1313放散阀；放散阀；1414大气阀大气阀p双钟式系统：双钟式系统：传统的高炉传统的高炉装料系统，装料系统，1907
9、1907年美国马基年美国马基公司设计公司设计u工作制度工作制度 一般采用一般采用60一站的六点布料法。即批炉料各车的堆尖位置同布在个点一站的六点布料法。即批炉料各车的堆尖位置同布在个点上，然后旋转上，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，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。还有种快速布料器，它般以偏行。还有种快速布料器，它般以20r/min的速度旋转，消除堆尖偏析的速度旋转，消除堆尖偏析炉料堆尖位置分布循环图炉料堆尖位置
10、分布循环图 炉料在小料斗中的分布炉料在小料斗中的分布1 1料车，料车，2 2细料区，细料区，3 3块料区块料区炉料在小料斗内分布不均匀，这种不均匀性，在炉料下到大料炉料在小料斗内分布不均匀，这种不均匀性，在炉料下到大料斗内及随后下到炉内时依然存在。斗内及随后下到炉内时依然存在。炉料在炉喉内按一定堆角分布随着高炉容积扩大，炉喉直径变炉料在炉喉内按一定堆角分布随着高炉容积扩大，炉喉直径变大，矿石可能很少或根本布不到高炉中心大，矿石可能很少或根本布不到高炉中心在低压高炉上使用时密封性较好；炉顶压力在在低压高炉上使用时密封性较好；炉顶压力在1.51.5公斤公斤/厘米厘米2 2以上时，密封性较差。以上时
11、，密封性较差。大钟寿命较短，更换困难，不能适应现代高炉需要。大钟寿命较短，更换困难，不能适应现代高炉需要。u马基式布料器的不足：马基式布料器的不足：l大钟与炉喉间隙：在料面高度定时，间隙越大，入炉料的堆大钟与炉喉间隙：在料面高度定时，间隙越大，入炉料的堆尖与炉墙的距离也越大，促使矿石滚向中心尖与炉墙的距离也越大，促使矿石滚向中心l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，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原料堆尖
12、越靠近炉墙。一般大钟倾角都固定为5353u马基式布料器的影响因素马基式布料器的影响因素u 可调炉喉可调炉喉在炉喉部位安装以机械形式调节炉喉直径的挡板，当某种炉料在炉喉部位安装以机械形式调节炉喉直径的挡板，当某种炉料需要更多地布向炉中心时，即将护板向内推进。需要更多地布向炉中心时，即将护板向内推进。活动炉喉板是对传统料钟式装料系统的改良，不能从根本上改活动炉喉板是对传统料钟式装料系统的改良，不能从根本上改变其调节范围小、调节手段不够灵活有效的根本缺陷变其调节范围小、调节手段不够灵活有效的根本缺陷 图图69 日本钢管式活动炉喉板示意图日本钢管式活动炉喉板示意图1一炉喉板；一炉喉板；2一油压缸；一油
13、压缸；3一限位开关；一限位开关；4一炉喉板导轨一炉喉板导轨p无料钟装料系统：无料钟装料系统：由卢森堡的由卢森堡的P.W.P.W.公司发明，公司发明，19721972年投入使用年投入使用 u无料钟炉顶无料钟炉顶 1 1受料漏斗；受料漏斗；2 2液压缸；液压缸；3 3上密封阀；上密封阀；4 4料仓，料仓，5 5放散管，放散管，6 6均压管，均压管，7 7 波纹管弹性密封；波纹管弹性密封；8 8电子秤；电子秤；9 9节流节流阀；阀；1010下密封闭；下密封闭；1111气封漏斗；气封漏斗；1212波纹管；波纹管；1313均压煤气或氮气；均压煤气或氮气；1414溜槽，溜槽，1515布料器传动气密箱；布料
14、器传动气密箱；1616中中心喉管；心喉管；1717蒸气管蒸气管溜槽长短是固定的，改变倾角就等于改溜槽长短是固定的，改变倾角就等于改变钟式布料的大料钟与炉喉间隙和大料变钟式布料的大料钟与炉喉间隙和大料钟倾角两个因素的作用，所以，溜槽角钟倾角两个因素的作用，所以，溜槽角度越大，炉料越容易推到边缘，反之则度越大，炉料越容易推到边缘，反之则容易推到中心，另外，还可通过边下料容易推到中心，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，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达到合理分布炉料的目的 u 工作制度工作制度 a.环形布料环形布料 b.螺旋布料或布进式同心圆布料螺旋布
15、料或布进式同心圆布料 c.定点布料定点布料 d.扇形布料扇形布料l依靠旋转溜槽倾斜角的变化，及依靠旋转溜槽倾斜角的变化，及其在水平的炉喉截面上运动方位其在水平的炉喉截面上运动方位角的调节，能将炉料分布在炉内角的调节，能将炉料分布在炉内任何所希望的部位任何所希望的部位l有利于提高炉顶压力，为高压操有利于提高炉顶压力，为高压操作创造条件作创造条件u优点优点u常见的布料方式：常见的布料方式：装料制度对布料和煤气流分布的影响装料制度对布料和煤气流分布的影响u批重批重当批重大于临界批重时当批重大于临界批重时,矿石布向中矿石布向中心较多心较多，加重中心；过大则中心、加重中心；过大则中心、边缘均加重；当批重
16、小于临界批重边缘均加重；当批重小于临界批重时时,矿石布不到中心矿石布不到中心，此时，随批重，此时，随批重增加而增加而加重边缘或作用不明显加重边缘或作用不明显p生产上可供选择的装料制度内容有：批重、装料顺序、料线生产上可供选择的装料制度内容有：批重、装料顺序、料线和和高炉装料系统的布料功能变动等高炉装料系统的布料功能变动等l高炉喷吹燃料后，保持焦批不动，扩大矿石批重，以保持焦窗高炉喷吹燃料后，保持焦批不动，扩大矿石批重，以保持焦窗面积面积炉炉喉喉直直径径/d/m 2.5 3.5 4.7 5.8 6.7 7.3 8.2 9.8 1 1 高高 炉炉 容容 积积/m3 1 0 0 2 5 0 6 0
17、0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 矿矿 石石 批批 重重/t 4 7 1 1.5 1 7 2 4 3 0 3 7 5 6 7 6.8 矿矿石石在在炉炉喉喉平平 均均 厚厚 度度/m 0.5 1 0.4 6 0.4 1 0.4 0 0.4 3 0.4 5 0.4 4 0.4 6 0.5 1 焦焦炭炭层层平平均均厚厚 度度/m 0.6 5 0.5 9 0.4 4 0.4 3 0.4 6 0.4 8 0.4 7 0.4 9 0.5 4 高炉合理批重范围（刘云彩）高炉合理批重范围（刘云彩）l批重适宜值的确定：批重适宜值的确定：前苏联：前
18、苏联：Y Y焦焦2502500.12220.1222V Vu u 我国：我国：W W矿矿=0.43=0.43d d1 12 2+0.02d+0.02d1 13 3 日本：日本：W W焦焦=(0.03=(0.030.04)0.04)d d1 13 3 Y Y焦焦450450(0.088750.125)(0.088750.125)V Vu uu料线料线钟式高炉，以大钟最大行程的大钟下沿为零点，无料钟式高炉，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以溜槽下端为零点，从零点到炉内料面的距离料线对布料的影响料线对布料的影响料线的高低，可以改变炉料堆
19、尖位置与炉墙的距离。料线的高低，可以改变炉料堆尖位置与炉墙的距离。一般选用一般选用料线在碰撞点料线在碰撞点(面面)以上，并保证加完一批料后仍有以上，并保证加完一批料后仍有0.50.5m m以上的以上的余量；以免影响大钟或溜槽的动作，损坏设备。余量；以免影响大钟或溜槽的动作，损坏设备。不同料线时炉料堆尖的位置不同料线时炉料堆尖的位置u按炉料入炉顺序可分为：按炉料入炉顺序可分为：正装：正装：一批料中矿石在先，焦炭在后；一批料中矿石在先，焦炭在后；倒装：倒装：一批料中焦炭在先，矿石在后；一批料中焦炭在先，矿石在后；同装：同装：一批料中矿石和焦炭只开一次大钟，同时一批料中矿石和焦炭只开一次大钟，同时
20、装入炉内；装入炉内；分装：分装：矿石和焦炭分开两次入炉；矿石和焦炭分开两次入炉；混同装：混同装：一批料中前后都有焦炭；一批料中前后都有焦炭；I I-正同装正同装(实线实线)或正分装或正分装(虚线虚线)；LlLl-倒同装倒同装(实线实线)或倒分装或倒分装(虚线虚线)l先落入炉的料一般靠近炉先落入炉的料一般靠近炉墙多，后入炉的料沿已形成墙多，后入炉的料沿已形成的料面斜坡滚向中心较多的料面斜坡滚向中心较多装装 料料 顺顺 序序名名 称称 料料 钟钟 式式 高高 炉炉 加加 重重 中中 心心、边边 缘缘 程程 度度 料料 罐罐 式式高高 炉炉 正正 同同 装装 P P K K 边边 缘缘 P K 正正
21、 分分 装装 P P K K P K 混混 同同 装装 K P P KP K P KK P K P P K K P 倒倒 分分 装装 K K P P K P 倒倒 同同 装装 K K P P 中中 心心 K P 高炉基本装料顺行高炉基本装料顺行l矿石与焦炭的堆角和粒度：矿石与焦炭的堆角和粒度：a a 焦炭的堆角小于矿石的堆角，上述规律焦炭的堆角小于矿石的堆角，上述规律适用，焦炭的堆角大于矿石的堆角，则反常适用，焦炭的堆角大于矿石的堆角，则反常 b b 矿石性质：矿石粒度小，滚动好，加重矿石性质：矿石粒度小，滚动好，加重中心中心一般，无料钟式高炉装料顺序对煤气流分布的调节作用不一般，无料钟式高炉
22、装料顺序对煤气流分布的调节作用不如料钟式高炉。但批重的影响，无论对何种装料设备的高如料钟式高炉。但批重的影响，无论对何种装料设备的高炉都大炉都大1 1、什么是上部调节？上部调节的依据有、什么是上部调节？上部调节的依据有哪些？哪些？2 2、高炉装料系统有哪几种？说明其影响、高炉装料系统有哪几种？说明其影响因素及工作制度。因素及工作制度。3 3、生产上可供选择的装料制度内容有哪、生产上可供选择的装料制度内容有哪些？举其中一例说明其对布料和煤气流分些？举其中一例说明其对布料和煤气流分布的影响布的影响。上下部调节相配合，是组织最佳的煤气流动状态的关键。上下部调节相配合，是组织最佳的煤气流动状态的关键。
23、下部调节的效果较上部调节快而有效下部调节的效果较上部调节快而有效p送风制度：是指通过风口向炉内鼓风的各种控制参数的送风制度：是指通过风口向炉内鼓风的各种控制参数的总称总称 p下部调节：调节上述诸参数以及随鼓风喷射入炉内的辅下部调节：调节上述诸参数以及随鼓风喷射入炉内的辅助燃料助燃料(油、煤粉或天然气等油、煤粉或天然气等)的种类及数量统称为的种类及数量统称为“下部下部调节调节”p在高炉冶炼中的作用：在高炉冶炼中的作用：送风制度是影响煤气在炉下部分送风制度是影响煤气在炉下部分布状态的决定性因素。布状态的决定性因素。选择合理的鼓风参数，可使原始煤选择合理的鼓风参数，可使原始煤气气流分布合理、炉缸圆周
24、工作均匀、热量充足、工作活气气流分布合理、炉缸圆周工作均匀、热量充足、工作活跃，是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件跃，是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件 p送风制度包括鼓风量、风中含氧及含湿量、风温、风压，风送风制度包括鼓风量、风中含氧及含湿量、风温、风压，风口直径、风口中心线与水平的倾角，风口端伸入炉内的长度等。口直径、风口中心线与水平的倾角，风口端伸入炉内的长度等。由此又确定了两个重要的鼓风参数，即风速和鼓风动能由此又确定了两个重要的鼓风参数，即风速和鼓风动能 p 送风制度的一般数据：送风制度的一般数据：热风温度：热风温度：1100110012501250 风口数目
25、：风口数目：15154040个。个。风鼓入高炉的速度：风鼓入高炉的速度：200200300300米米/秒；秒；风口内径：风口内径：15152020cmcm，风口伸入炉内：风口伸入炉内：3030cmcm；鼓风压力：鼓风压力：2 24 4个大气压，个大气压，回旋区往炉内延伸：约回旋区往炉内延伸：约l l一一2 2米；米；回旋区风速：回旋区风速：1010m/sm/s。p鼓风动能的确定：鼓风动能的确定：200)736760(760273)273(21PtSnQngQEu适宜的鼓风动能与炉缸直径、原燃料条件和冶炼强度有关适宜的鼓风动能与炉缸直径、原燃料条件和冶炼强度有关l与与炉缸直径的关系炉缸直径的关系
26、 高高炉炉容容积积/m3 100 300 600 1000 1500 2000 2500 3000 4000 炉炉缸缸直直径径/d/m 2.9 4.7 6.0 7.2 8.6 9.8 11.0 11.8 13.5 鼓鼓风风动动能能/E/kN.m.S-1 14.4-30.0 24.5-39.5 34.5-49.0 39.5-59.0 49.0-68.5 59.0-78.5 68.5-98.0 88.0-108.0 108.0-137.5 l与与原燃料条件的关系原燃料条件的关系 原燃料条件差，应保持较低的原燃料条件差，应保持较低的E E值，原燃料条件好，应保持值，原燃料条件好，应保持较高的较高的E
27、 E值。值。E E值增大，燃烧带扩大，边缘气流减少，中心气流增强。值增大，燃烧带扩大，边缘气流减少，中心气流增强。日本用系数日本用系数n n来衡量大型高炉适宜的燃烧带深度：来衡量大型高炉适宜的燃烧带深度：喷吹燃料后，精确计算喷吹燃料后，精确计算E E值困难，我国的喷煤实践，每增值困难，我国的喷煤实践，每增加加1010喷煤量，风口面积应扩大喷煤量，风口面积应扩大8 8左右。左右。222)2(dLddn对于大型高炉，对于大型高炉，n0.5，中小型高炉中小型高炉n值宜选大一些。值宜选大一些。p 造渣制度造渣制度包括造渣过程和对终渣性能的控制。包括造渣过程和对终渣性能的控制。p 造渣制度选择的依据：造
28、渣制度选择的依据：冶炼条件、生铁品种。冶炼条件、生铁品种。p 要点：要点：u造渣过程应控制炉渣化学成分，以控制对应的熔造渣过程应控制炉渣化学成分，以控制对应的熔化性温度和粘度，表面张力，脱硫、脱碱能力（物料化性温度和粘度，表面张力，脱硫、脱碱能力（物料平衡确定）平衡确定）u终渣性能的控制是使炉渣具有良好的热稳定性和化终渣性能的控制是使炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性，保证良好的炉缸热状态和合理的渣铁温学稳定性，保证良好的炉缸热状态和合理的渣铁温度，以及控制好生铁成分，主要是度，以及控制好生铁成分，主要是 SiSi和和 SS一般数据：一般数据：R R1.0-1.2 MgO81.0-1.2 Mg
29、O810%10%，AlAl2 2O O3 3101015%15%概念概念p 热制度热制度指炉内的热状态（指炉内的热状态（温度和温度分布温度和温度分布由热平衡由热平衡确定确定）。）。实质上是多种操作制度的综合结果，主要由产品及实质上是多种操作制度的综合结果，主要由产品及炉渣的温度和成份体现。炉渣的温度和成份体现。p 热制度的表示热制度的表示:u 铁水温度：铁水温度：正常生产是在正常生产是在1350135015501550之间波动，一之间波动，一般为般为14501450左右，俗称左右，俗称“物理热物理热”。u生铁含硅量：生铁含硅量：硅全部是直接还原，炉缸热量越充足，越硅全部是直接还原，炉缸热量越充
30、足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，因此生铁含硅量的高有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，因此生铁含硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称“化学化学热热”。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量已成为表示热制度的常用指标判定热状态的依据判定热状态的依据630/当临GQQ)tctiiVQ（理煤气风铁焦铁渣当KccuccG1p 风口前理论燃烧温度风口前理论燃烧温度t t理理p 燃烧带炉热指数燃烧带炉热指数t tc cp 临界热储量临界热储量QQ
31、临临：保证冶炼条件波动时，使炉温波动在允许范围保证冶炼条件波动时，使炉温波动在允许范围p选择合理的热制度应结合以下几方面来考虑：选择合理的热制度应结合以下几方面来考虑：1)1)根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济上合理水平根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济上合理水平 2)2)根据原料条件选择生铁含硅量，例如冶炼含钒铁矿石时，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。允许很低的生铁含硅量。3)3)结合高炉设备情况选择热制度，如炉缸侵蚀严重时，以冶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，因为提高生铁含硅量，可促进其石墨炭的析出，炼铸造
32、铁为好，因为提高生铁含硅量，可促进其石墨炭的析出，可维护炉缸。可维护炉缸。4)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。铁时可生产含硅低，但铁水物理温度高的低硅生铁。p影响热制度的因素影响热制度的因素 u第一类是由原燃料性质变化所引起的。如矿石含铁量、还原第一类是由原燃料性质
33、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。率、熔剂量、入炉废铁量等等。u第二类是由冶炼参数的变动引起的，如冶炼强度、风温、湿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、炉顶混合煤气度、富氧量、炉顶压力、炉顶混合煤气COCO2 2含量等等。含量等等。u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，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布料器不工作、亏料线作业、下雨等
34、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。含水量增加、入炉料称量误差等等。热状态的稳定是高炉行程正常的条件和标志。几乎高炉所热状态的稳定是高炉行程正常的条件和标志。几乎高炉所有操作参数的变化都要对热制度产生影响。有操作参数的变化都要对热制度产生影响。暂时的轻度的热制度波动一般以下部调节校正，而大幅度的暂时的轻度的热制度波动一般以下部调节校正，而大幅度的长期性的失常则必须辅以上部调节，包括调整焦炭负荷，严重长期性的失常则必须辅以上部调节，包括调整焦炭负荷，严重炉冷时可能投入空焦。炉冷时可能投入空焦。传统的炉缸渣、铁排放传统的炉缸渣、铁排放p一般是一个铁口、两个渣口。出铁前从渣口排出上
35、渣，出铁一般是一个铁口、两个渣口。出铁前从渣口排出上渣，出铁时从铁口排出铁水和下渣时从铁口排出铁水和下渣合理的炉缸渣、铁排放合理的炉缸渣、铁排放p强化要求渣铁排放彻底，传统的炉缸渣、铁排放在炉缸内有强化要求渣铁排放彻底，传统的炉缸渣、铁排放在炉缸内有大量渣铁残留，将引起炉缸工作不均匀，风压徒升，下料不匀大量渣铁残留，将引起炉缸工作不均匀，风压徒升，下料不匀不畅，甚至产生大崩料，从而造成炉缸堆积不畅，甚至产生大崩料，从而造成炉缸堆积p强化炉缸要求勤放渣铁，及时排净，且应沿炉缸周围均匀排强化炉缸要求勤放渣铁，及时排净，且应沿炉缸周围均匀排放，有利于炉缸工作均匀化。放，有利于炉缸工作均匀化。p高炉强
36、化和高炉大型化后，产量增加，渣口出渣困高炉强化和高炉大型化后，产量增加，渣口出渣困难，出铁次数增加，渣铁口难于维护难，出铁次数增加，渣铁口难于维护 l看铁：主要看铁水温度、含硅和含硫量等。生铁含硅低时，看铁：主要看铁水温度、含硅和含硫量等。生铁含硅低时，铁水流动过程中火花矮小而多，流动性好，铁样断口为白色。铁水流动过程中火花矮小而多，流动性好，铁样断口为白色。随含硅量提高，火花逐渐变大而少，当含硅达到随含硅量提高，火花逐渐变大而少，当含硅达到3.03.0左右左右时没有火花，同时流动性变差，粘铁水沟，铁样断口由白变时没有火花，同时流动性变差，粘铁水沟，铁样断口由白变为深灰色，晶粒加粗。生铁含硫高
37、时，铁水表面为深灰色，晶粒加粗。生铁含硫高时，铁水表面“油皮油皮”多，多，凝固过程表面颤动，裂纹大，凝固后成凸状，并有一层黑皮，凝固过程表面颤动，裂纹大，凝固后成凸状，并有一层黑皮，铁样断口为白色针状结晶，质脆容易折断。铁水表面铁样断口为白色针状结晶，质脆容易折断。铁水表面“油皮油皮”少、裂纹小、凝固后成凹状，铁样质坚、断口灰色或仅边角少、裂纹小、凝固后成凹状，铁样质坚、断口灰色或仅边角部分有白色时生铁含硫低。高硅高硫时，铁样断口虽呈灰色，部分有白色时生铁含硫低。高硅高硫时，铁样断口虽呈灰色，但在灰色中布满白色亮点但在灰色中布满白色亮点l热风压力和风显表：热风压力和风显表：风压上升和风量下降，
38、表明煤气上升过风压上升和风量下降，表明煤气上升过程中的阻力增加，风压上下波动，表明高炉难行，风压突然上程中的阻力增加，风压上下波动，表明高炉难行，风压突然上升和风量突然下降，表明有发生悬料现象的可能升和风量突然下降，表明有发生悬料现象的可能l探尺表：探尺表：从探尺表的形状看出下料速度、料线高低、顺行和从探尺表的形状看出下料速度、料线高低、顺行和难行、崩料和悬料等情况难行、崩料和悬料等情况l炉顶温度和炉喉温度表：炉顶温度和炉喉温度表：它可以间接地反映四个方向上的煤它可以间接地反映四个方向上的煤气流分布状况。边缘气流较大时炉顶温度和炉喉温度上升，并气流分布状况。边缘气流较大时炉顶温度和炉喉温度上升
39、，并且四个点的温度较分散；边缘气流小时，炉顶温度和炉喉温度且四个点的温度较分散；边缘气流小时，炉顶温度和炉喉温度下降，四个点温度集中下降，四个点温度集中l炉身静压力计：炉身静压力计：炉身静压差升高，说明该压差计上下两水平炉身静压差升高，说明该压差计上下两水平面之间的炉料透气性变差面之间的炉料透气性变差项项 目目 征征 象象 煤煤 气气 流流 分分 布布 1 炉炉 喉喉、炉炉 身身 各各 层层 径径 向向 的的 温温 度度（流流 量量）分分 布布 均均 匀匀 稳稳 定定 2 炉炉 喉喉、炉炉 身身 各各 层层 周周 向向 的的 温温 度度（流流 量量）分分 布布 均均 匀匀 稳稳 定定 3 煤煤
40、 气气 利利 用用 好好，炉炉 顶顶 温温 度度 随随 装装 料料 而而 规规 律律 性性 波波 动动 4 CO2 曲曲 线线 及及 温温 度度 曲曲 线线 与与 基基 本本 操操 作作 制制 度度 的的 经经 验验 值值 相相 符符 风风 压压、风风 量量 1 风风 压压 与与 风风 量量 的的 树树 枝枝 互互 相相 适适 应应 2 稳稳 定定，仅仅 有有 微微 小小 波波 动动 静静 压压 力力、压压 差差、透透气气 性性 指指 数数 稳稳 定定，仅仅 有有 微微 小小 波波 动动 料料 尺尺 1 各各 尺尺 料料 位位 相相 同同，无无 停停 滞滞、滑滑 料料 或或 陷陷 落落，时时
41、间间 间间 隔隔 均均 匀匀 2 单单 位位 时时 间间 内内 装装 料料 批批 数数 与与 冶冶 炼炼 强强 度度 项项 适适 应应 风风 口口 1 各各 风风 口口 工工 作作 均均 匀匀，明明 亮亮，活活 跃跃，无无 升升 降降，无无 挂挂 渣渣、涌涌 渣渣 现现 象象 2 喷喷 吹吹 物物 无无 结结 焦焦 现现 象象 3 风风 口口 破破 损损 少少 渣渣 1 渣渣 温温 适适 宜宜，流流 动动 性性 好好，上上、下下 渣渣 及及 各各 渣渣 口口 渣渣 温温 相相 同同 2 渣渣 样样 断断 口口 与与 冶冶 炼炼 铁铁 种种 及及 造造 渣渣 制制 度度 相相 适适 应应 3 上
42、上 渣渣 带带 铁铁 少少，渣渣 口口 破破 损损 少少 铁铁 1 含含 Si、S 量量 符符 合合 要要 求求，铁铁 温温 适适 宜宜，出出 铁铁 始始 末末 铁铁 温温 相相 近近，相相 邻邻 铁铁 次次 的的 铁铁温温 及及 成成 分分 相相 近近 2 铁铁 流流 稳稳 定定，出出 铁铁 量量 与与 预预 计计 量量 相相 近近 炉炉 顶顶 压压 力力 均均 匀匀，向向 上上 或或 向向 下下 的的 尖尖 峰峰 很很 小小 炉炉 顶顶 温温 度度 各各 点点 温温 度度 记记 录录 成成 一一 适适 当当 宽宽 度度 的的 曲曲 线线，随随 装装 料料 前前 后后 而而 均均 匀匀 摆摆
43、 动动 炉况失常炉况失常 高炉使用的含铁原料有天然块矿，烧结矿和球团矿高炉使用的含铁原料有天然块矿，烧结矿和球团矿碱度碱度 二元碱度二元碱度 CaO/SiOCaO/SiO2 2:实际多用实际多用 三元碱度三元碱度 （CaO+MgOCaO+MgO）/SiO/SiO2 2:锰铁冶炼锰铁冶炼 四元碱度（四元碱度（CaO+MgOCaO+MgO）/（SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3）:理论理论 矿石碱度划分矿石碱度划分 R0.5 R0.5 酸性矿酸性矿 R R0.50.50.8 0.8 半自熔性矿半自熔性矿 R R0.80.81.2 1.2 自熔性矿自熔性矿 R R1.2 1.2 碱性矿碱性
44、矿 炼铁及炼钢操作碱度炼铁及炼钢操作碱度 高炉操作高炉操作:R=1.1:R=1.11.2 1.2 炼钢操作：炼钢操作：R R2.52.53.53.5：全自熔性烧结矿全自熔性烧结矿酸性球团矿为主配加高碱度烧结矿：北美酸性球团矿为主配加高碱度烧结矿：北美自熔性球团矿：北美、北欧自熔性球团矿：北美、北欧高低碱度两种烧结矿搭配高低碱度两种烧结矿搭配高碱度烧结矿配加酸性球团矿（块矿高碱度烧结矿配加酸性球团矿（块矿）高碱度烧结矿配加天然富矿高碱度烧结矿配加天然富矿熟料比高熟料比高(即炉料中烧结矿和球团矿的比例高即炉料中烧结矿和球团矿的比例高),),炉料综合冶炉料综合冶金性能好金性能好生产熟料应采用烧结还是
45、球团工艺，应根据矿粉性能决定。生产熟料应采用烧结还是球团工艺，应根据矿粉性能决定。一般富矿粉粒度粗，不能制造球团产球团矿一般富矿粉粒度粗，不能制造球团产球团矿高炉内不直接加入熔剂高炉内不直接加入熔剂(石灰石、白云石等石灰石、白云石等)生铁成本最低生铁成本最低p高碱度烧结矿配加酸性球团矿高碱度烧结矿配加酸性球团矿,p高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块矿高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块矿,p高碱度烧结矿配加块矿。高碱度烧结矿配加块矿。高碱度烧结矿高碱度烧结矿p自身生成组织良好，高效率，生产优质品自身生成组织良好，高效率，生产优质品p良好的还原性：还原性良好的还原性：还原性1010，焦比，焦比889 9p
46、较好的冷强度和较低的还原粉化：以铁酸钙为粘较好的冷强度和较低的还原粉化：以铁酸钙为粘结相，大孔厚壁，强度好，粉化率低结相，大孔厚壁，强度好，粉化率低p具有较高的荷重软化温度具有较高的荷重软化温度p具有较好的高温还原和熔滴性能具有较好的高温还原和熔滴性能酸性球团矿酸性球团矿n生球爆裂温度高，焙烧区间宽，易于组织生产生球爆裂温度高，焙烧区间宽，易于组织生产,TFeTFe高高,强度高强度高n还原性好。气孔率高，还原性优于其他种类矿石还原性好。气孔率高，还原性优于其他种类矿石n高温冶金性能差：表现为软化温度低，熔滴特性中的压差徒升，高温冶金性能差：表现为软化温度低，熔滴特性中的压差徒升，最高压差数值大
47、。尽管可配加适量的蛇纹石或白云石来改善，但最高压差数值大。尽管可配加适量的蛇纹石或白云石来改善，但与烧结矿相比仍有差距与烧结矿相比仍有差距高碱度烧结矿配加酸性球团矿组成的炉料的冶金性能高碱度烧结矿配加酸性球团矿组成的炉料的冶金性能n可避免酸性球团矿软化温度过低，软化区间过宽的弱点，同可避免酸性球团矿软化温度过低，软化区间过宽的弱点，同时提供压差徒升温度，达到自熔性烧结矿的水平时提供压差徒升温度，达到自熔性烧结矿的水平n可发挥高碱度烧结矿冶金性能良好的优势，同时也可克服因可发挥高碱度烧结矿冶金性能良好的优势，同时也可克服因碱度过高难熔而单一炉料不能滴落，给高炉操作造成困难碱度过高难熔而单一炉料不
48、能滴落，给高炉操作造成困难概念：概念：高压操作就是通过净煤气管道上的高压阀组提高炉顶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。压力，从而使整个高炉内的煤气处于高压状态。分类：分类：炉顶压力炉顶压力30kpa30kpa30kpa 高压高压 高的可达高的可达300kpa300kpa。效果：效果：70kPa时，产量提高时，产量提高12.3%，焦比降低，焦比降低2.7%，炉尘量大，炉尘量大幅度降低。幅度降低。法国法国18711871年法国冶金学家贝斯麦提出高压操作的。年法国冶金学家贝斯麦提出高压操作的。2020世纪世纪5050年代以后得到各国采用并迅速推广
49、。年代以后得到各国采用并迅速推广。美国美国1944194419461946年，克里夫兰厂，炉顶压力提高到年，克里夫兰厂，炉顶压力提高到70kPa70kPa；苏联苏联于于19401940年开始试验；年开始试验；我国我国上世纪上世纪5050年代后期，年代后期，7070年代后炉顶压力逐步提高到年代后炉顶压力逐步提高到100100150150kPakPa。宝钢宝钢1 1号高炉号高炉(4063(4063m m3 3)的炉顶压力已达到的炉顶压力已达到250250kPakPa高压操作工艺流程图高压操作工艺流程图p苏联最早试验时，曾将这一阀组设置在煤气导出管上，它苏联最早试验时，曾将这一阀组设置在煤气导出管上
50、，它很快被煤气所带炉尘所磨坏，因而试验末获成功。后来改进很快被煤气所带炉尘所磨坏，因而试验末获成功。后来改进阀组结构并将其安装在洗涤塔之后，才取得成功阀组结构并将其安装在洗涤塔之后，才取得成功高压操作的条件高压操作的条件p鼓风机要有满足高压操作的压力，保证在高压操作下能供应鼓风机要有满足高压操作的压力，保证在高压操作下能供应足够的风量足够的风量p“布料与封顶分离布料与封顶分离”的原则：双钟马基式布料器，它既起着的原则：双钟马基式布料器，它既起着封闭炉顶，又起着旋转布料的作用，布料器旋转部位的密封一封闭炉顶，又起着旋转布料的作用，布料器旋转部位的密封一直阻碍着炉顶压力的进一步提高。只是到直阻碍着
