第一篇：煉鐵技術的發展與高爐用耐火材料的演變

煉鐵技術的發展與高爐用耐火材料的演變

(從古代制鐵到鋼鐵生產技術發展至目前的鋼鐵聯合企業，有人將它劃分為三個階段：第一期（到十三世紀未）將鐵礦石與木炭一起放入稱之為地窯爐的爐膛中加熱冶煉。因為不能獲得熔化礦石的高溫，僅制成半熔融狀態的鐵塊，然后錘煉，除去鐵塊中含有大量鐵渣的同時將它加工成要求的形狀。第二期（至十九世紀中葉），采用現代高爐雛形的木炭高爐生產熔融狀態的生鐵，然后再采用木炭精煉爐，生產熟鐵和相鋼。第三期，高爐燃料從木炭發展到焦炭，鼓風動力用蒸汽機代替水力，精煉爐開始采用熱風，鼓風動力采用電力，確立了作為生產鐵精煉爐的轉爐、平爐、電爐的煉鋼法。特別是第二次世界大戰后出現的氧氣頂吹轉爐普及后，各國都廣泛成立了鋼鐵聯合企業，產量不斷增加。同時戰后煉鐵技術也得到了驚人的革新。在高爐上采用了調濕、高風溫、富氧鼓風、噴吹重油、煤粉、高壓操作等技術，使生鐵的產量增加，質量提高，成本降低。

煉鐵技術的發展帶動了高爐用耐火材料的進步。不過高爐爐襯的更新換代是十分緩慢的。由于近幾十年高爐的大型化及其廣泛采用強化冶煉的高爐操作，相應地高爐用耐火材料也出現了重大變化。在爐身上部這個區域溫度較低，目前用耐火材料有：高鋁磚、粘土磚、浸漬磷酸鹽粘土磚、最上部緊靠鋼磚部位國外也有用SiC磚的。這個部位并不是影響高爐壽命的決定因素，耐火材料基本都是Al2O3-SiO2系，沒有發生太大變化。

高爐中段用耐火材料，在50年代以前，全世界的高爐基本上都是Al2O3-SiO2系耐火制品。進入六十年代中后期，工業先進國家重點研究解決高爐中段用耐火材料重要進行了以下兩個方面的工作：1）優質高純高鋁制品，包括剛玉磚、剛玉-莫來石磚和鉻剛玉磚等；2）優質碳化硅制品，主要為自結合和氮化硅結合的碳化硅磚。進入80年代中期至今，研究開發了Sialon結合碳化硅磚和Sialon結合剛玉磚。探索范圍是從優質高純高鋁制品開始的。構思淵源是在傳統粘土磚和高鋁磚的基礎上提高純度和密度。工藝措施是采用高純剛玉砂、合成莫來石和氧化鉻原料、高壓成型和高溫燒成。這些制品氣孔率低，高溫強度較高，耐磨性強，抗CO和抗堿侵蝕性能也有一定提高。在七十年代國際上許多高爐先后采用它們來砌筑中段（寶鋼從新日鐵引進的大型高爐采用剛玉磚）。然而，十幾年的實踐說明，采用優質高純高鋁制品在提高中段壽命效果不夠顯著，一般只能提高1-2年，未能達到滿意的技術經濟效益。究其原因，關鍵在于Al2O3-SiO2系耐火材料無論是剛玉還是莫來石，其抗堿侵蝕性不夠理想。它們容易被堿蒸氣或堿凝聚物所分解，并伴隨有較大的體積膨脹，從而導致材料損毀。例如它們在堿的作用下，600-900℃會形成鉀霞石（KAS2）、白榴石（KAS4）、六方鉀霞石（KAS2）、鋁酸鉀（KA）、β-氧化鋁（β-Al2O3）等礦物并引進6-20%體積膨脹。幾個主要化學反式如下：

Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+CO2 Al2O3·2SiO2+2SiO2+ K2CO3→K2O·Al2O3·4SiO2+ CO 3Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+2Al2O3+CO2 Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+SiO2 3Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+ Al2O3 另一條途徑是從金屬非氧化物入手。考慮到非氧化物一般抗堿侵蝕性能較好，只要具有適當的抗氧化性，很可能成為較理想的中段材料。優質SiC制品被人們重視和大量采用是從七十年代中后期才開始，而且后來居上。1969年在比利時首先出現了高爐用SiC磚襯試驗。1971年美國在高爐的風口區試用過，1974年日本Muroran于爐身下部試用，1976年美國Spaiicw.Point,1977年法國Dunkerque用于爐腰。此后，它的優越性很快被實踐所證明，因而得到迅速推廣應用。

在中國，第一座砌筑Si3N4結合SiC耐火材料的鞍鋼6#高爐于85年11月1日投產，不中修使用壽命達到7年，比鞍鋼八十年代高爐爐身平均壽命3.9年延長了80%。為我國一代爐身壽命7年不中修提供了寶貴的經驗。Si3N4結合SiC磚在鞍鋼6#高爐使用成功，對SiC磚在我國高爐上的應用起了推動作用，自1985年來，先后在太鋼、本鋼、唐鋼、攀鋼、武鋼、酒鋼、首鋼、寶鋼等國內大中型高爐上得到普遍使用。其經濟效益和社會效益已被人們所認識。SiC磚在高爐上使用對延長高爐一代爐齡發揮了重要作用。至1987年，一種采用Sialon/Si3N4結合SiC產品進入加拿大、美國和日本。它的耐氧化性和耐堿侵蝕性要比Si3N4結合SiC磚有所提高。歐洲的一些工廠也開發了第二代和第三代賽隆結合的產品。所有這種研究和試驗都將繼續加強含有賽隆的氮化硅結合的基本概念。在我國，洛陽耐火材料研究院自1986年開始進行了賽隆Si3N4結合SiC磚的開發研究，并和山東生建八三廠一起共同完成了100T這種產品砌筑到鞍鋼4#高爐上。該高爐自九十年代初投產并連續運轉10年。Sialon結合剛玉耐火材料得到研究和開發，它比Sialon結合SiC磚具有更好的抗堿性和抗氧化性，導熱系數低，更適合用于高爐爐腹，爐腰部位爐襯材料，以減少熱量損失。

高爐爐底和爐缸耐火材料，在50年代以前，基本上以鋁硅質耐火材料為主[5-6]，但使用壽命不長，經常出現爐缸、爐底燒穿事故。1939年德國第一次使用炭磚砌筑爐底，取得了好的效果，后來日本、美國改用炭磚和致密粘土磚實行綜合爐底，使用壽命達到15年。在中國，1958年以后才采用炭磚砌筑爐底，解決了爐底爐缸燒穿的技術難題。60年代，使用全碳質爐底使高爐爐底損毀狀況得到重大改進，降低了爐底的磨損，延長了爐底的壽命，但這種爐底的熱損失很大，且對短暫的休風非常敏感。所以，對復風后恢復正常操作帶來困難。1984年法國Savoie耐火材料公司首次在德國蒂森鋼鐵公司高爐上采用了一種新型復合式爐襯，稱為“陶瓷杯”。從此以后，德國、法國、南非、瑞典、比利時、中國、南韓、印度等國家高爐廣泛采用“陶瓷杯”技術。據統計，1984～1990年，有11座高爐采用陶瓷杯技術；1991～1994年有12座高爐采用陶瓷杯；1995年至今至少有11座高爐采用陶瓷杯技術。

第二篇：高爐煉鐵討論題

高爐煉鐵討論

怎樣選擇合理的熱制度？ 答案：

(1)根據生產鐵種的需要，選擇生鐵含硅量在經濟合理水平；(2)根據原料條件選擇生鐵含硅量；

(3)結合技術水平與管理能力水平選擇熱制度；(4)結合設備情況選擇熱制度。

如何理解高爐以下部調劑為基礎，上下部調劑相結合的調劑原則？

答案：下部調劑決定爐缸初始煤氣徑向與園周的分布，通過確定適宜的風速和鼓風動能，力求煤氣在上升過程中徑向與園周分布均勻。上部調劑是使爐料在爐喉截面上分布均勻，使其在下降過程中能同上升的煤氣密切接觸以利傳熱傳質過程的進行。爐料與煤氣的交互作用還取決于軟熔帶的位置與形狀以及料柱透氣性好壞。無論爐況順行與否、還原過程好壞，其冶煉效果最終都將由爐缸工作狀態反應出來，所以爐缸是最主要的工作部位，而下部調劑正是保證爐缸工作的基礎。因此，在任何情況下都不能動搖這個基礎。

連續崩料的征兆是什么？應如何處理？ 答案：

連續崩料的征兆是：

(1)料尺連續出現停滯和塌落現象；

(2)風壓、風量不穩，劇烈波動，接受風量能力很差；(3)爐頂煤氣壓力出現尖峰、劇烈波動。

(4)風口工作不均，部分風口有生降和涌渣現象，嚴重時自動灌渣；(5)爐溫波動，嚴重時，渣鐵溫度顯著下降，放渣困難。處理方法是：

(1)立即減風至能夠制止崩料的程度，使風壓、風量達到平穩；(2)加入適當數量的凈焦；

(3)臨時縮小礦批，減輕焦炭負荷，適當發展邊緣；(4)出鐵后徹底放風坐料，回風壓力應低于放風前壓力；(5)只有爐況轉為順行，爐溫回升時才能逐步恢復風量。

論述料線高低對布料的影響

答案：料線是指大鐘全開情況下沿到料面的距離，對無鐘爐頂為溜槽下端距料面的距離。料線的高低可以改變爐料堆尖位置與爐墻的距離，料線在爐喉碰撞點以上時，提高料線，爐料堆尖逐漸離開爐墻；在碰撞點下面時，提高料線會得到相反的效果。一般選用料線在碰撞點以上，并保證加完一批后仍有0.5ｍ以上的余量，以免影響大鐘或溜槽的動作，損壞設備。

高爐爐體內襯磚有哪些質量要求？ 答案：

(1)對長期處在高溫高壓條件下工作的部位，要求耐火度高，高溫下的結構強度大(荷重軟化點高、高溫機械強度大)，高溫下的體積穩定性好(包括殘存收縮和膨脹、重燒線收縮和膨脹要小)；

高爐煉鐵討論

(2)組織致密，體積密度大，氣孔率小，特別是顯氣孔率要小，提高抗渣性和減小碳黑沉積的可能；

(3)Fe2O3含量低，防止與CO在爐襯內作用，降低磚的耐火性能和在磚表面上形成黑點、熔洞、熔疤、鼓脹等外觀和尺寸方面的缺陷；

(4)機械強度高，具有良好的耐磨性和抗沖擊能力。

試述合理熱制度的選擇？

答案：在一定的原燃料條件下，合理的熱制度要根據高爐的具體特點及冶煉品種來定。首先應根據鐵種的需要，保證生鐵含硅量、含硫量在所規定的范圍內。冶煉制鋼鐵時，［Si］含量應控制在0.2~0.5%之間。其次，原燃料含硫高，物理性能好時，可維持偏高的爐溫；在原燃料管理穩定的條件下，可維持偏低的生鐵含硅量；在保證順行的基礎上，可維持稍高的爐渣堿度，適當降低生鐵含硅量；高爐爐缸侵蝕嚴重或冶煉過程出現嚴重故障時，要規定較高的爐溫。重視鐵水溫度指標。2000m3以上的高爐順行狀態時鐵水溫度不應低于1470℃，中小高爐一般為1450℃。

試述爐涼的處理原則？ 答案：

(1)必須抓住初期征兆，及時增加噴吹燃料量，提高風溫，必要時減少風量，控制料速，使料速與風量相適應。

(2)如果爐涼因素是長期性的，應減輕焦炭負荷。

(3)劇涼時，風量應減少到風口不灌渣的最低程度，為防止提溫造成懸料，可臨時改為按風壓操作。(4)劇涼時除采取下部提高風溫、減少風量、增加噴吹燃料量等提高爐溫的措施外，上部要適當加入凈焦和減輕焦炭負荷。

(5)組織好爐前工作，當風口涌渣時，及時排放渣、鐵，并組織專人看守風口，防止自動灌渣燒出。(6)爐溫劇涼又已懸料時，要以處理爐涼為主，首先保持順利出渣出鐵，在出渣出鐵后坐料。必須在保持一定的渣、鐵溫度的同時，照顧爐料的順利下降。

試述爐渣離子結構理論是如何解釋爐渣堿度與粘度之間的關系的。

答案：爐渣離子結構理論認為，爐渣粘度取決于構成爐渣的硅氧復合負離子的結構形態，爐渣粘度隨堿度而變，是由于隨著爐渣堿度的變化，硅氧復合負離子的結構形態發生了變化。由于堿性氧化物能提供氧離子而酸性氧化物吸收氧離子，所以，熔渣堿度不同，熔渣中的O/Si比值不同，從而形成結構形態不同的硅氧復合負離子，形成的負離子群體越龐大越復雜，爐渣粘度也越大。反之，爐渣中增加堿性氧化物CaO、MgO、FeO、MnO等，增加氧離子濃度，從而提高O/Si比值，則復雜結構開始裂解結構變簡單，熔渣粘度降低。不過，堿度過高時，粘度又會上升。原因是堿度過高時形成熔化溫度很高的渣相，熔渣中開始出現不能熔化的固相懸浮物所致。

試述高爐內碳的氣化反應和CO的分解反應對高爐的影響。

答案：CO2與固體C之間的反應(CO2+C=2CO－165766kJ)稱為碳的氣化反應(或稱CO2的分解反應)，它是一個吸熱反應，吸熱量很大，因此高溫對這個反應是有利的。高爐冶煉過程中，氣化反應的發展程度決定直接還原與間接還原。由于高溫下氣化反應很快，通過反映FeO+CO=Fe+CO2產生的CO2立即與固體C作用形成CO，總的結果是FeO+C=Fe+CO，即直接還原。所以，高溫區只有直接還原。低溫下氣化反應很慢，產生的CO2不變為CO，即間接還原。因此，高爐低溫區只有間接還原。這個溫度界限大約為900～1000℃。

另外，由于氣化反應的存在，一部分(大約50%)碳酸鹽在高溫區分解產生的CO2與固體C

高爐煉鐵討論

作用，不僅消耗了焦炭，而且吸收熱量，增加高爐熱量消耗，降低風口前燃燒的碳量，對高爐冶煉不利；氣化反應的逆反應(2CO=C+CO2+165766kJ)叫做CO的分解反應。低溫對這個反應有利，450～600℃范圍內有明顯發展，反應產生的碳黑(粒度極細的固體碳)非常活潑，滲入到礦石空隙中參加還原，并且與高爐上部還原產生的海綿鐵發生滲碳反應，降低鐵的熔點，還可能滲入爐襯耐火磚縫隙中侵蝕爐襯。如果發生大量的分解反應，則分解產生的固體C沉積在料塊中間，惡化高爐透氣性，對高爐冶煉產生不利影響。

10.封爐（或長期休風）應注意哪些問題？ 答案：

（1)裝封爐料過程中，應加強爐況判斷和調節，消滅崩料和懸料，保持充足的爐溫，生鐵含硅量控制在0.6～1.0%；

（2)各崗位要精心操作和加強設備維護檢查，嚴防裝封爐料過程發生事故，而造成減風或休風；

（3)封爐料填充方式，同高爐大中修開爐料填充方式，即爐缸、爐腹裝凈焦，爐腰裝空焦，爐身中下部裝綜合料(空焦和正常料)，爐身上部裝正常料；

（4)封爐料下達爐腹中下部，出最后一次鐵，鐵口角度加大到14°，大噴后堵上。通知熱風爐休風，爐頂點火，處理煤氣；

（5)休風后進行爐體密封。爐頂裝水渣，厚度500～1000mm左右。卸下風口，內部砌磚，渣口、鐵口堵泥。焊補爐殼，大縫焊死，小縫刷瀝青或水玻璃密封；

（6)根除漏水因素。關爐殼噴水，切斷爐頂打水裝置，損壞的冷卻設備全部閉水，切斷爐頂蒸汽來源；

（7)降低爐體冷卻強度。封爐休風后，風口以上冷卻設備，水量、水壓減少至30%～45%，3d后風口以下水壓降低至50%。3月以上的封爐，上部冷卻水全部閉死，管內積水用壓縮空氣吹掃干凈；

（8)封爐2d后，為減少爐內抽力，可關閉一個爐頂煤氣放散閥；

（9)封爐期間要定期檢查爐體各部位(重點是風口、渣口、鐵口)有無漏風情況，發現漏風及時封嚴。

11.試簡述高爐操作的任務。答案：高爐操作的任務是在已有原燃料和設備等物質條件的基礎上，靈活運用一切操作手段，調整好爐內煤氣流與爐料的相對運動，使爐料和煤氣流分布合理，在保證高爐順行的同時，加快爐料的加熱、還原、熔化、造渣、脫硫、滲碳等過程，充分利用能量，獲得合格生鐵，達到高產、優質、低耗、長壽、高效益的最佳冶煉效果。

12.風口裝置的破損機理？ 提高風口壽命的措施？ 答案：

（1）a、熔損；b、開裂；c、磨損。

（2）a、提高制作風口的紫銅純度，以提高風口的導熱性能；b、改進風口結構，增強風口冷卻效果；c、對風口前端進行表面處理，提高其承受高溫和磨損的能力。

13.試述高爐要進行低硅生鐵冶煉，需要采取哪些措施？ 答案：

（1）保持爐況穩定順行；

（2）提高礦石入爐品味、改善爐料結構、增加熟料比；

高爐煉鐵討論

（3）減少原料化學成分波動；（4）提高焦炭強度；（5）適當提高爐渣堿度；（6）提高爐頂壓力；

（7）控制合理的氣流分布；

（8）采用合理的上下部調劑及提高煤氣利用率。

14.試述高壓操作對高爐冶煉的影響 答案：

（1）高壓操作有利于提高高爐的冶強；

（2）高壓操作有利于爐況順行，減少管道行程，降低爐塵吹出量；（3）高壓操作可降低焦比；

（4）高壓操作有利于降低生鐵含硅量，有利于獲得低硅生鐵。

15.試述我國高爐噴煤技術的發展方向是什么？實現的關鍵問題是什么 答案：噴吹煙煤是我國高爐噴煤技術的發展方向。實現煙煤噴吹的關鍵是解決噴吹煙煤工藝的安全問題，因為煙煤揮發分含量更高，更容易產生爆炸現象。國內外高爐煙煤防爆系統的構成主要有兩大類：一是使用藥劑抑爆的煙煤噴吹系統；二是以降低工藝工程中氧濃度為主的煙煤噴吹系統。

16.簡要論述下 高爐工長職責是什么？ 答案：

（1）對本班生產的組織，指揮，技術操作行政管理和職工思想政治工作全權負責；（2）在工段內部直接接受爐長領導；（3）負責當班的爐況調劑，保證爐況順行穩定，完成作業計劃指標；（4）教育檢查本班職工嚴格執行各項規章制度和操作規程，進行安全文明生產；（5）負責組織處理當班發生的各種事故；（6）認真進行交接班并與上下班工長共同分析情況，協商處理交接班中的爭議；（7）負責記錄作業時間，填寫工長交接班本，簡要說本班的情況；（8）遇有特殊情況工段領導不在時，及時向廠調和執勤人員請示匯報，服從調度和執勤人員的指揮 ；（9）負責本班人員的經濟責任制，考核及獎罰意見；（10）負責本班人員的考勤和組織每天的班前會。

17.如何選擇爐渣的熔化性。答案：

（1）對軟熔帶位置高低的影響。難熔渣開始軟熔溫度較高，從軟熔到熔化的范圍小，則在高爐內軟熔帶的位置低，軟熔層薄，有利于高爐順行；在爐內溫度不足的情況下可能粘度升高，影響料柱透氣性，不利于順行。易熔渣在高爐內軟熔位置較高，軟熔層厚，料柱透氣性差；另一方面易熔渣流動性好，有利于高爐順行；

（2）對高爐爐缸溫度的影響。難熔爐渣在熔化前吸收的熱量多，進入爐缸時攜帶的熱量多，有利于提高爐缸溫度；易熔渣則相反；

（3）影響高爐內熱量消耗和熱量損失。難熔爐渣要消耗更多的熱量，流出爐外時爐渣帶走的熱量較多，熱損失增加，使焦比升高；易熔渣則相反；

（4）對爐襯壽命的影響。當爐渣熔化性溫度高于高爐某處的爐墻溫度時爐渣易凝結而形成渣皮，對爐襯起保護作用；易熔爐渣因其流動性過大會沖刷爐墻。

高爐煉鐵討論

18.無鐘爐頂布料有哪四種基本布料方式？其工作特點如何？ 答案：

(1)環形布料，工作特點是傾角固定的旋轉運動；

(2)螺旋形布料，傾角變化的旋轉運動，就傾角變化的特點分為傾角漸變的螺旋形布料和傾角跳變的同心圓布料；

(3)定點布料，方位角固定的布料；

(4)扇形布料，方位角在規定范圍內（如1200）反復變化的布料。

19.長期停爐（封爐、中修）后，為使高爐開爐后盡快轉為正常生產，?對爐前操作提哪些特殊要 答案：

(1)保持鐵口能與爐缸上部貫通，讓高溫煤氣流向鐵口，達到加熱鐵口區域的目的；

(2)先打開鐵口兩側風口送風，一方面控制爐缸上部產生的渣鐵量，另一方面，依靠流通的高溫煤氣就能促使鐵口附近加熱，?在爐缸下部造成一個高溫區域，以利鐵口的燒開；(3)做好從渣口出鐵的準備，防止鐵口燒不開釀成風口灌渣和燒壞風、渣口事故。

20.更換風口或渣口各套時有哪些注意事項？ 答案：

(1)更換風渣口各套時，必須放凈渣鐵后，才能進行休風；

(2)更換風渣口各套時，用氧氣燒時應注意嚴禁燒壞各套的接觸加工面；(3)更換時各部位的球面接觸應上嚴、上正、不能漏風；

(4)備品備件及使用工具齊全，在保證完全和質量的基礎上，應爭取盡快換完。

第三篇：高爐煉鐵論文

高爐煉鐵論文

時間：2010-11-12 08:12:40|瀏覽：112次|評論：0條 [收藏] [評論] [進入論壇] 本文針對高爐煉鐵工藝的生產現狀進行了其技術性研究，使其高爐煉鐵具有規模大、效率高、成本低等諸多優勢，隨著技術的發展，高爐正朝著大型化、高效化和自動化邁進。實現渣鐵分離。已熔化的渣?

本文針對高爐煉鐵工藝的生產現狀進行了其技術性研究，使其高爐煉鐵具有規模大、效率高、成本低等諸多優勢，隨著技術的發展，高爐正朝著大型化、高效化和自動化邁進。實現渣鐵分離。已熔化的渣鐵之間及與固態焦炭接觸過程中，發生諸多反應，最后調整鐵液的成分和溫度達到終點。故保證爐料均勻穩定的下降，控制煤氣流均勻合理分布是高質量完成冶煉過程的關鍵。

關鍵詞: 固態焦炭 渣鐵分離 爐料均勻 煤氣流分布

緒論

高爐是煉鐵的專用設備。雖然近代技術研究了直接還原、熔融技術還原等冶煉工藝，但它們都不能取代高爐，高爐生產是目前獲得大量生鐵的主要手段。高爐生產是可持續的，他的一代壽命從開爐到大修的工作日一般為7-8年，有的已達到十年或十年以上。高爐煉鐵具有規模大、效率高、成本低等諸多優勢，隨著技術的發展，高爐正朝著大型化、高效化和自動化邁進。1.1我國鋼鐵工業生產現狀

近代來高爐向大型化發方向發展，目前世界上已有數座5000立方米以上容積的高爐在生產。我過也已經有4300立方米的高爐投入生產，日產生鐵萬噸以上，日消耗礦石等近2萬噸，焦炭等燃料5千噸。這樣每天有數萬噸的原、燃料運進和產品輸出，還需要消耗大量的水、風、電氣，生產規模及吞吐量如此之大，是其他企業不可比擬的。1.2加入世貿對我國鋼鐵經濟的影響

鋼鐵工業是人類社會活動中占有著極其重要的地位，對發展國民經濟起著極其重要的作用。無論工業、農業、交通、建筑及國防均離不開鋼鐵。一個國家的鋼鐵生產水平，就直接反映了這個國家的科學技術發展和人民的生活水平。那么自中國加入世貿組織之后，自2001年底以來，全球鋼鐵價格已上漲2倍，提升了該行業的盈利水平。同期，由所有上市鋼鐵公司股價構成的全球鋼鐵股價格綜合指數，表現超過所有上市公司平均股價表現近4倍。2003年，中國鋼鐵凈進口量(進口減去出口)約為3500萬噸。但今年，預計中國鋼鐵凈出口量大約為5000萬噸。假設這種趨勢持續下去，中國鋼鐵公司出口量的上升，的確有可能影響全球鋼鐵行業的前景。中國從2006 年開始，從鋼凈進口國轉變為凈出口國，2007 年中國粗鋼凈出口量占中國粗鋼產量的11.27%，占全球除中國外粗鋼產量的6.47%。今年9 月受美國金融危機的影響，國內鋼材出口量減少為667 萬噸，較8 月份高點回落101 萬噸。奧巴馬上臺后誓言要實施自己的金融新政，力爭讓美國經濟在任期內重新好轉。而積極的新政，無疑也會為中國鋼鐵出口帶來新的消費希望。1.3唐鋼不銹鋼高爐的情況介紹

唐鋼不銹鋼高爐現共有四座煉鐵高爐分別有兩座450t、兩座550t高爐煉鐵設備，其中兩座550t高爐是由唐鋼設計院主持設計的。不銹鋼高爐現今以持續使用五年以上，日產量高，出鐵效率高，并且在三號高爐中使用了TRT自動化控制系統，使得在隨后的生產過程中，高爐出鐵高效化，自動化邁進。2唐鋼不銹鋼擴大生產規模化的可行性研究 2.1唐鋼不銹鋼生產規模能力近一年來唐鋼不銹鋼在河北鋼鐵集團的帶領下，生產能力逐步提高，并且在近一年的生產效益中都有純利收入，也使得在不銹鋼擴建豎爐設備中有了充足的信心，擴建豎爐使得不銹鋼在高爐煉鐵的過程中效率提高的更快，更高效。2.2唐鋼不銹鋼擴大生產規模的條件

在成立了河北鋼鐵集團后正確領導下，唐鋼不銹鋼的年利潤逐年提高，且唐鋼不銹鋼公司深入開展與先進企業對標，通過與優秀企業對標，找準差距，確立工作重點，開展好提高高爐配比、降低煉鋼鋼鐵料消耗、降低白灰消耗，軋鋼1580提高成材率，以及各工序降低能源成本，全面趕超先進企業指標。嚴格的費用控制。加強設備檢修管理，建設精干的高效干部團隊，狠抓兩個“端口”通過加強市場管理，切實踏準市場節拍和實現順向操作。

3高爐煉鐵工藝技術研究 3.1工藝技術參數研究

高爐冶煉過程是在一個密閉的豎爐內進行的。高爐冶煉過程的特點是，在爐料與煤氣逆流運動的過程中完成了多種錯綜復雜地交織在一起的化學反應和物理變化，且由于高爐是密封的容器，除去投入（裝料）及產出（鐵、渣及煤氣）外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察。為了弄清楚這些反應和變化的規律，首先應對冶煉的全過程有個總體和概括的了解，這體現在能正確地描繪出運行中的高爐的縱剖面和不同高度上橫截面的圖像。這將有助于正確地理解和把握各種單一過程和因素間的相互關系。高爐冶煉過程的主要目的是用鐵礦石經濟而高效率地得到溫度和成分合乎要求的液態生鐵。為此，一方面要實現礦石中金屬元素（主要為Fe）和氧元素的化學分離——即還原過程；另一方面還要實現已被還原的金屬與脈石的機械分離——即熔化與造渣過程。最后控制溫度和液態渣鐵之間的交互作用得到溫度和化學成分合格的鐵液。全過程是在爐料自上而下、煤氣自下而上的相互緊密接觸過程中完成的。低溫的礦石在下降的過程中被煤氣由外向內逐漸奪去氧而還原，同時又自高溫煤氣得到熱量。礦石升到一定的溫度界限時先軟化，后熔融滴落，實現渣鐵分離。已熔化的渣鐵之間及與固態焦炭接觸過程中，發生諸多反應，最后調整鐵液的成分和溫度達到終點。故保證爐料均勻穩定的下降，控制煤氣流均勻合理分布是高質量完成冶煉過程的關鍵。3.2上料系統的工藝

高爐供上料系統由貯礦槽、貯焦槽、槽下篩分、稱量運輸和向爐頂上料裝置等組成。其作用是將來自原料場，燒結廠及焦化廠的原燃料和冶金輔料，經由貯礦槽、槽下篩分、稱量和運輸、爐料裝入料車或皮帶機，最后裝入高爐爐頂。隨著煉鐵技術的發展，中小型高爐的強化、大型高爐和無鐘頂的出現，對上料系統設備的作業連續性、自動化控制等提出來更高的要求，以此來保證高爐的正常生產。3.3煉鐵工藝

高爐煉鐵的原料：鐵礦石、燃料、熔劑 3.3.1鐵礦石

鐵都是以化合物的狀態存在于自然界中，尤其是以氧化鐵的狀態存在的量特別多。現在將幾種比較重要的鐵礦石提出來說明：

（1）磁鐵礦（Magnetite）是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2O3和 FeO 的復合物，呈黑灰色，比重大約5.15左右，含Fe72.4％，O 27.6％，具有磁性。在選礦（Beneficiation）時可利用磁選法，處理非常方便；但是由于其結構細密，故被還原性較差。經過長期風化作用后即變成赤鐵礦。

（2）赤鐵礦（Hematite）也是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe2O3，呈暗紅色，比重大約為5.26，含Fe70％，O 30％，是最主要的鐵礦石。由其本身結構狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤鐵礦（Red hematite）、鏡鐵礦（Specularhematite）、云母鐵礦（Micaceous hematite）、粘土質赤鐵（Red Ocher）等。（3）褐鐵礦（Limonite）這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦（Goethite）HFeO2和鱗鐵礦（Lepidocrocite）FeO（OH）兩種不同結構礦石的統稱，也有人把它主要成份的化學式寫成mFe2O3．nH2O，呈現土黃或棕色，含有Fe約62％，O 27％，H2O 11％，比重約為3.6～4.0，多半是附存在其它鐵礦石之中。

（4）菱鐵礦（Siderite）是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，呈現青灰色，比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當多數量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800～900℃時會吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風爐。

另外還有鐵的硅酸鹽礦（Silicate Iron）硫化鐵礦（Sulphide iron）3.3.2燃料

煉鐵的主要燃料是焦炭。煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050℃，經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦（高溫干餾）。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。(1)、焦炭分布

從我國焦炭產量分布情況看，我國煉焦企業地域分布不平衡，主要分布于華北、華東和東北地區。

(2)、焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風爐冶煉，起還原劑、發熱劑和料柱骨架作用。(3)、焦炭的物理性質

焦炭物理性質包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導率、焦炭熱應力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數、焦炭收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。

焦炭的物理性質與其常溫機械強度和熱強度及化學性質密切相關。焦炭的主要物理性質如下：

真密度為1.8-1.95g/cm3； 視密度為0.88-1.08g/cm3； 氣孔率為35-55%；

散密度為400-500kg/m3；

平均比熱容為0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）； 熱導率為2.64kj/（mhk）（常溫），6.91kg/（mhk）（900℃）； 著火溫度（空氣中）為450-650℃； 干燥無灰基低熱值為30-32KJ/g； 比表面積為0.6-0.8m2/g。(4)、焦炭的質量指標

焦炭是高溫干餾的固體產物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規則的孔孢結構體（或孔孢多孔體）。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度（指單位體積焦炭內的裂紋長度的多少）來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率（只焦炭氣孔體積占總體積的百分數）來表示，它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭，對氣孔率指標要求不同，一般冶金焦氣孔率要求在40～45%，鑄造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關系，如以氣煤為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強度低；而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值，焦炭的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多，我國多采用德國米貢轉鼓試驗的方法。

(5)、焦炭質量的評價

①、焦炭中的硫分：硫是生鐵冶煉的有害雜質之一，它使生鐵質量降低。在煉鋼生鐵中硫含量大于0.07%即為廢品。由高爐爐料帶入爐內的硫有11%來自礦石；3.5%來自石灰石；82.5%來自焦炭，所以焦炭是爐料中硫的主要來源。焦炭硫分的高低直接影響到高爐煉鐵生產。當焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加0.1%，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%,礦石加入量增加0.3%高爐產量降低1.5—2.0%.冶金焦的含硫量規定不大于1%，大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于0.4—0.7%。

②、焦炭中的磷分：煉鐵用的冶金焦含磷量應在0.02—0.03%以下。

③、焦炭中的灰分：焦炭的灰分對高爐冶煉的影響是十分顯著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加2—2.5%因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。

④、焦炭中的揮發分：根據焦炭的揮發分含量可判斷焦炭成熟度。如揮發分大于1.5%，則表示生焦；揮發分小于0.5—0.7%,則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發分為1%左右。⑤、焦炭中的水分：水分波動會使焦炭計量不準，從而引起爐況波動。此外，焦炭水分提高會使M04偏高，M10偏低，給轉鼓指標帶來誤差。

⑥、焦炭的篩分組成：在高爐冶煉中焦炭的粒度也是很重要的。我國過去對焦炭粒度要求為：對大焦爐（1300—2000平方米）焦炭粒度大于40毫米；中、小高爐焦炭粒度大于25毫米。但目前一些鋼廠的試驗表明，焦炭粒度在40—25毫米為好。大于80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范圍變化不大。這樣焦炭塊度均一，空隙大，阻力小，爐況運行良好。3.3.3熔劑

(1)、熔劑的作用

熔劑在冶煉過程中的主要作用有：

①.使還原出來的鐵與脈石和灰分實現良好分離，并順利從爐缸流出，即渣鐵分離。②.生成一定數量和一定物理、化學性能的爐渣，去除有害雜質硫，確保生鐵質量。(2)、熔劑的種類

根據礦石中脈石成分的不同，高爐冶煉使用的熔劑，按其性質可分為堿性、酸性和中性三類。

①．堿性熔劑

常用的堿性熔劑有石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)。

②．酸性熔劑

作為酸性熔劑使用的有石英石(Si02)、均熱爐渣(主要成分為2FeO、Si02)及含酸性脈石的貧鐵礦等。

③．中性熔劑

高鋁原料。如鐵釩土和粘土頁巖。

三、對堿性熔劑的質量要求

對堿性熔劑的質量有如下要求：

1.堿性氧化物(CaO+MgO)含量高，酸性氧化物(Si02+A1203)愈少愈好。或熔劑的有效熔劑性愈高愈好。

一般要求石灰石中Ca0的質量分數不低于50％，Si02+A1203的質量分數不超過3．5％。

熔劑的有效熔劑性是指熔劑按爐渣堿度的要求，除去本身酸性氧化物含量所消耗的堿性氧化物外，剩余部分的堿性氧化物含量。可用下式表示：

當熔劑中與爐渣中Mg0含量很少時，計算式可簡化為： 2.有害雜質硫、磷含量要少。石灰石中一般硫的質量分數只有0．01％～0．08％，磷的質量分數為0．001％～0．03％。

3.較高的機械強度，粒度要均勻，大小適中。

適宜的石灰石入爐粒度范圍是：大中型高爐為20～50mm，小型高爐為l0～30mm。當爐渣黏稠引起爐況失常時，還可短期適量加入螢石(CaF2)，以稀釋爐渣和洗掉爐襯上的堆積物

四．高爐煉鐵的工藝流程

煉鐵工藝是是將含鐵原料（燒結礦、球團礦或鐵礦）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比例裝入高爐，并由熱風爐向高爐內鼓入熱風助焦炭燃燒，原料、燃料隨著爐內熔煉等過程的進行而下降。在爐料下降和煤氣上升過程中，先后發生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵，鐵礦石原料中的雜質與加入爐內的熔劑相結合而成渣，爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐，送往煉鋼廠。同時產生高爐煤氣，爐渣兩種副產品，高爐渣水淬后全部作為水泥生產原料。煉鐵工藝流程和主要排污節點見上圖 3.3.4高爐煉鐵原的理

煉鐵過程實質上是將鐵從其自然形態——礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。

煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中（還原物質CO、H2、C；適宜溫度等）通過物化反應獲取還原后的生鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。

高爐煉鐵是現代煉鐵的主要方法，鋼鐵生產中的重要環節。這種方法是由古代豎爐煉鐵發展、改進而成的。盡管世界各國研究發展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大,勞動生產率高,能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產量的95％以上。

高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。3.3.5高爐的主要組成部分

高爐爐殼：爐殼的作用是固定冷卻設備，保證高爐砌體牢固，密封爐體，有的還承受爐頂載荷、熱應力和內部的煤氣壓力，有時要抵抗崩料、坐料甚至可能發生的煤氣爆炸的突然沖擊，因此要有足夠的強度。

爐喉：高爐本體的最上部分，呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口，也是煤氣的導出口。它對爐料和煤氣的上部分布起控制和調節作用。

爐身：高爐鐵礦石間接還原的主要區域，呈圓錐臺簡稱圓臺形，由上向下逐漸擴大，用以使爐料在遇熱發生體積膨脹后不致形成料拱，并減小爐料下降阻找力。爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布有很大影響。

爐腰：高爐直徑最大的部位。它使爐身和爐腹得以合理過渡。由于在爐腰部位有爐渣形成，并且粘稠的初成渣會使爐料透氣性惡化，為減小煤氣流的阻力，在渣量大時可適當擴大爐腰直徑，但仍要使它和其他部位尺寸保持合適的比例關系，比值以取上限為宜。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不很顯著，一般只在很小范圍內變動。

爐腹：高爐熔化和造渣的主要區段，呈倒錐臺形。為適應爐料熔化后體積收縮的特點，其直徑自上而下逐漸縮小，形成一定的爐腹角。爐腹的存在，使燃燒帶處于合適位置，有利于氣流均勻分布。爐腹高度隨高爐容積大小而定，但不能過高或過低，一般為3．0～3．6m。爐腹角一般為79～82 ；過大，不利于煤氣流分布；過小，則不利于爐料順行。

爐缸：高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區域，呈圓筒形。出鐵口、渣口和風口都設在爐缸部位，因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學侵蝕最劇烈的部位，對高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質量和品種都有極重要的影響。

爐底：高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力，而且受到1400～4600℃的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度，并且表面生成渣皮（或鐵殼），才能阻止其進一步受到侵蝕，所以必需對爐底進行冷卻。通常采用風冷或水冷。目前我國大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底，大大改善了爐底的散熱能力。

爐基：它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層，因而其形狀都是向下擴大的。高爐和爐基的總重量常為高爐容積的10～18倍（噸）。爐基不許有不均勻的下沉，一般爐基的傾斜值不大于0.1％～0．5％。高爐爐基應有足夠的強度和耐熱能力，使其在各種應力作用下不致產生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形，以減少熱應力的不均勻分布。

爐襯：高爐爐襯組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響，各部位工作條件不同，受損壞的機理也不同，因此必須根據部位、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火材料。

爐喉護板：爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下，工作條件十分惡劣，維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調節的先決條件。為此，在爐喉設置保護板（鋼磚）。小高爐的爐喉保護板可以用鑄鐵做成開口的匣子形狀；大高爐的爐喉護板則用100～150mm厚的鑄鋼做成。爐喉護板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護板還起著調節爐料和煤氣流分布的作用。

3.3.6高爐解體

為了在操作技術上能正確處理高爐冶煉中經常出現的復雜現象，就要切實了解爐內狀況。在盡量保持高爐的原有生產狀態下停爐、注水冷卻或充氮冷卻后，對從爐喉的爐料開始一直到爐底的積鐵所進行的細致的解體調查，稱為高爐解體調查。它雖不能完全了解高爐生產的動態情況，但對了解高爐過程、強化高爐冶煉很有參考價值。

3.3.7高爐冷卻裝置

高爐爐襯內部溫度高達1400℃，一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設置的，用以使爐襯內的熱量傳遞出動，并在高爐下部使爐渣在爐襯上冷凝成一層保護性渣皮，按結構不同，高爐冷卻設備大致可分為：外部噴水冷卻、風口渣口冷卻、冷卻壁和冷卻水箱以及風冷(水冷)爐底等裝置。

3.3.8高爐灰

也叫爐塵，系高爐煤氣帶出的爐料粉末。其數量除了與高爐冶煉強度、爐頂壓力有關外，還與爐料的性質有很大關系。爐料粉末多，帶出的爐塵量就大。目前，每煉一噸鐵約有 10～100kg的高爐灰。高爐灰通常含鐵40％左右，并含有較多的碳和堿性氧化物；其主要成分是焦末和礦粉。燒結料中加入部分高爐灰，可節約熔劑和降低燃料消耗。

3.3.9高爐除塵器

用來收集高爐煤氣中所含灰塵的設備。高爐用除塵器有重力除塵器、離心除塵器、旋風除塵器、洗滌塔、文氏管、洗氣機、電除塵器、布袋除塵器等。粗粒灰塵（＞60～90um），可用重力除塵器、離心除塵器及旋風除塵器等除塵；細粒灰塵則需用洗氣機、電除塵器等除塵設備。

3.3.10高爐鼓風機

高爐最重要的動力設備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動力。現代大、中型高爐所用的鼓風機，大多用汽輪機驅動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。近年來使用大容量同步電動鼓風機。這種鼓風機耗電雖多，但啟動方便，易于維修，投資較少。高爐冶煉要求鼓風機能供給一定量的空氣，以保證燃燒一定的碳；其所需風量的大小不僅與爐容成正比，而且與高爐強化程度有關、一般按單位爐容2.1～2.5m3／min的風量配備。但實際上不少的高爐考慮到生產的發展，配備的風機能力都大于這一比例

高爐煉鐵生產是冶金(鋼鐵)工業最主要的環節。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。高爐生產是連續進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。本專題將詳細介紹高爐煉鐵生產的工藝流程，主要工藝設備的工作原理以及控制要求等信息。由于時間的倉促和編輯水平有限，專題中難免出現遺漏或錯誤的地方，歡迎大家補充指正。

高爐冶煉目的：將礦石中的鐵元素提取出來，生產出來的主要產品為鐵水。付產品有：水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。

3.3.11高爐冶煉工藝--爐前操作

一、爐前操作的任務

1、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具，按規定的時間分別打開渣、鐵口，放出渣、鐵，并經渣鐵溝分別流人渣、鐵罐內，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產的連續進行。

2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。

3、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。

4、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關的工作。

高爐冶煉工藝--高爐基本操作 :

高爐基本操作制度:

高爐爐況穩定順行：一般是指爐內的爐料下降與煤氣流上升均勻，爐溫穩定充沛，生鐵合格，高產低耗。

操作制度：根據高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料條件、生產計劃及品種指標要求)制定的高爐操作準則。

高爐基本操作制度：裝料制度、送風制度、爐缸熱制度和造渣制度。

高爐冶煉主要工藝設備簡介： [高爐設備]高爐 ：

橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝 簡單，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵，還有副產高爐渣和高爐煤氣。[高爐設備]高爐熱風爐介紹 :

熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現。理論研究和生產實踐表明，采用優化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。[高爐設備]鐵水罐車:

鐵水罐車用于運送鐵水，實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。3.4高爐煤氣清洗系統

從高爐爐頂排出的煤氣一般汗CO2 15-20%,CO 20-26%，其發熱值大于3200KJ/m3，裝入高爐的焦炭等燃料的熱量約有三分之一通過高爐煤氣排出。因此將高爐煤氣作為鋼鐵廠的一部分充分加以利用，在經濟上十分重要。一般是將高爐煤氣單獨使用，或者和焦爐煤氣摻合使用，作為熱風爐、焦爐、加熱爐、發電廠鍋爐的燃料。但從爐頂排出的高爐粗煤氣含有10-40g/m3的粉塵，具體數值取決與爐料中的粉塵率和爐頂壓力、煤氣流速，使用富氧等情況。

3.4.1高爐煤氣除塵系統的組成

我國1000m3以上的高爐采用煤氣除塵系統，從爐喉出來的煤氣先經過重力除塵器進行除塵，然后經過洗滌塔進行半精除塵在進入文氏管進行精除塵，除塵后的煤氣經過脫水器進入凈煤氣總管。但隨著爐頂壓力的增高，促進了文氏管的效率提高，近年來大型高爐已用串聯雙級文氏管系統來代替塔后文氏管系統。3.4.1脫泥脫水設備

高爐煤氣經過洗滌塔、文氏管等除塵裝置濕法清洗后，煤氣中夾帶部分水泥和灰泥。水分會降低煤氣發熱值，同時由于水滴中帶有灰塵，影響煤氣的實際除塵效果，必須采用脫泥脫水設備使其從煤氣中分離出來。目前，高爐煤氣清洗系統中采用的脫泥脫水設備主要有重力式灰泥捕集器、旋風式灰泥捕集器、傘形或傘旋脫水器和填料式脫水器。3.4.1.2重力式灰泥捕集器

氣流進入重力式灰泥捕集器后，速度降低，并且改變氣流方向，而氣流中的灰泥和水滴仍直線加速沉降，產生了水氣分離，重力式灰泥捕集器結構簡單，不易堵塞，但對細塵粒和水滴的脫塵效率不高。

重力式灰泥捕集器有擋板式和直入式兩種型式 3.4.1.3旋風式灰泥捕集器

把煤氣從切向引入捕集器，利用氣流的回旋運動，灰泥由于離心力的作業碰撞圓筒壁而沉降，達到捕集灰泥的目的。3.4.1.4傘形或傘旋脫水器

傘形脫水器是一種利用改變煤氣流向，使水滴撞于傘形擋板上，因失去動能而分離的脫水器設備。

3.4.1.5填料脫水器

填料脫水器一般作為最后一級的脫水設備，同題高度約為二倍筒體直徑。筒內填料目前多用角鋼代替木材。材料脫水器的脫水效率為85%，煤氣流經脫水器的壓力降為500-1000Pa。

結論: 高爐工作者應努力防止各種事故的發生，保證聯合企業的生產進行。目前上料系統多采用皮帶上料，電子計算機，工業電視等，但必須保證其可持續作業。高爐從開爐投產到停爐中，此期間連續不間斷生產，僅在設備檢修或發生時候是才停產。那么我們必須保證各個環節都步步到位，要不必然會影響整個高爐冶煉過程，甚至停產，給企業造成巨大損失。

參考文獻；

1.李士玲主編 煉鐵工藝

2.韓志進主編 趙育新副主編 高爐煉鐵實習3.陳坤楠主編 煉鐵設備

第四篇：高爐煉鐵工藝流程

本次將高爐煉鐵工藝流程分為以下幾部分： 本次將高爐煉鐵工藝流程分為以下幾部分：

一、高爐煉鐵工藝流程詳解

二、高爐煉鐵原理

三、高爐冶煉主要工藝設備簡介

四、高爐煉鐵用的原料 附：高爐爐本體主要組成部分介紹以及高爐操作知識

工藝設備相見文庫文檔： 工藝設備相見文庫文檔：

一、高爐煉鐵工藝流程詳解 高爐煉鐵工藝流程詳圖如下圖所示：

二、高爐煉鐵原理

煉鐵過程實質上是將鐵從其自然形態——礦石等含鐵化合物中 還原出來的過程。煉鐵方法主要有高爐法、直 接還原法、熔融還原法等，其原 理是礦石在特定的氣氛中（還原 物質 CO、H2、C；適宜溫度等）通過物化反應獲取還原后的生 鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。高爐煉鐵是現代煉鐵的主要 方法，鋼鐵生產中的重要環節。這種方法是由古代豎爐煉鐵發展、改進而成的。盡管世界各國研究發 展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大,勞動生產率高,能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產 量的 95％以上。煉鐵工藝是是將含鐵原料（燒結礦、球團礦或鐵礦）燃料、（焦 炭、煤粉等）及其它輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比 例自高爐爐頂裝入高爐，并由熱風爐在高爐下部沿爐周的風口向高爐 內鼓入熱風助焦炭燃燒（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助 燃料），在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳 和氫氣。原料、燃料隨著爐內熔煉等過程的進行而下降，在爐料下降

和上升的煤氣相遇，先后發生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生 鐵，鐵礦石原料中的雜質與加入爐內的熔劑相結合而成渣，爐底鐵水 間斷地放出裝入鐵水罐，送往煉鋼廠。同時產生高爐煤氣，爐渣兩種 副產品，高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生 成，自渣口排出后，經水淬處理后全部作為水泥生產原料；產生的煤 氣從爐頂導出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃 料。煉鐵工藝流程和主要排污節點見上圖。

三、高爐冶煉主要工藝設備簡介

高護煉鐵設備組成有：①高爐本體；②供料設備；③送風設備； ④噴吹設備；⑤煤氣處理設備；⑥渣鐵處理設備。通常，輔助系統的建設投資是高爐本體的 4~5 倍。生產中，各個 系統互相配合、互相制約，形成一個連續的、大規模的高溫生產過程。高爐開爐之后，整個系統必須日以繼夜地連續生產，除了計劃檢修和 特殊事故暫時休風外，一般要到一代壽命終了時才停爐。

高爐煉鐵系統（爐體系統、渣處理系統、上料系統、除塵系統、送風系統）主要設備簡要介紹一下。

1、高爐、高爐爐本體較為復雜，本文在 最后附有專門介紹。橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用 鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐 身、爐腰、爐腹、爐缸 5 部分。由于高爐煉鐵技 術經濟指標良 好，工藝 簡單，生產量大，勞 動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂 裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周 的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重 油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化 碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合 生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱 風爐、加熱 爐、焦爐、鍋爐等的燃 料。高爐冶 煉的主要產 品是生鐵，還有副產高 爐渣和高爐 煤氣。

2、高爐除塵器、用來收集高爐煤氣中所含灰塵的設備。高爐用除塵器有重力除塵 器、離心除塵器、旋風除塵器、洗滌塔、文氏管、洗氣機、電除塵器、布袋除塵器等。粗粒灰塵（＞60～90um），可用重力除塵器、離心除 塵器及旋風除塵器等除塵；細粒灰塵則需用洗氣機、電除塵器等除塵 設備。

3、高爐鼓風機、高爐最重要的動力設備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動力。現代大、中型高爐所用 的鼓風機，大多用汽輪機驅動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。近年 來使用大容量同步電動鼓風機。這種鼓風機耗電雖多，但啟動方便，易于維修，投資較少。高爐冶煉要求鼓風機能供給一定量的空氣，以 保證燃燒一定的碳；其所需風量的大小不僅與爐容成正比，而且與高 爐強化程度有關、一般按單位爐容 2.1～2.5m3／min 的風量配備。但 實際上不少的高爐考慮到生產的發展，配備的風機能力都大于這一比 例

4、高爐熱風爐、熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現代高爐不可缺少的重要組 成部分。現代熱風爐是一種蓄熱式換熱器。目前風溫水平為 1000℃ ~1200 ℃，高的為 1250 ℃~1350 ℃，最高可達 1450 ℃~1550 ℃。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優化熱風爐及送風管道結構、預熱 煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現。理論研究和生 產實踐表明，采用優化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風 爐壽命是提高風溫的有效途徑。

5、鐵水罐車、鐵水罐車用于運送鐵水，實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或 放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

四、高爐煉鐵用的原料 高爐煉鐵用的原料 煉鐵

高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰 石）三部分組成。通常，冶煉 1 噸生鐵需要 1.5-2.0 噸鐵礦石，0.4-0.6 噸焦炭，0.2-0.4 噸熔劑，總計需要 2-3 噸原料。為了保證高爐生產的連續性，要求有 足夠數量的原料供應。因此，無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。生鐵的冶煉雖原理相同，但由于方法不同、冶煉設備不同，所以 工藝流程也不同。下面分別簡單予以介紹。高爐生產是連續進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂（一般爐頂是由料種與料 斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（1000～1300 攝氏度），噴 入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化 合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將 鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還 原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹 物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出 渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為工業用煤氣。現代 化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。生鐵是高爐產品（指高爐冶煉生鐵），而高爐的產品不只是生鐵，還有錳鐵等，屬于鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的 計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。高爐煉鐵的特點：規模大，不論是世界其它國家還是中國，高爐的容 積在不斷擴大，如我國寶鋼高爐是 4063 立方米，日產生鐵超過 10000 噸，爐渣 4000 多噸，日耗焦 4000 多噸。目前國內單一性生鐵廠家，高爐容積也以達到 500 左右立方米，但多數仍維持在 100-300 立方米之間，甚至仍存在 100 立方米以下的 高耗能高污染的小高爐，其產品質量參差不齊，公布分散，不具有期 規模性，更不能與國際上的鋼鐵廠相比。

附：高爐爐本體的主要組成部分 高爐爐本體的主要組成部分 爐本體 高爐爐殼： 高爐爐殼：現代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼，只有極少數最 小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼。爐殼的作用是固定冷卻設備，保證 高爐砌體牢固，密封爐體，有的還承受爐頂載荷。爐殼除承受巨大的 重力外，還要承受熱應力和內部的煤氣壓力，有時要抵抗崩料、坐料 甚至可能發生的煤氣爆炸的突然沖擊，因此要有足夠的強度。爐殼外 形尺寸應與高爐內型、爐體各部厚度、冷卻設備結構形式相適應。爐喉： 呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口，爐喉 高爐本體的最上部分，也是煤氣的導出口。它對爐料和煤氣的上部分布起控制和調節作用。爐喉直徑應和爐缸直徑、爐腰直徑及大鐘直徑比例適當。爐喉高度要 允許裝一批以上的料，以能起到控制爐料和煤氣流分布為限。爐身：高爐鐵礦石間接還原的主要區域，呈圓錐臺簡稱圓臺形，由上向下逐漸擴大，用以使爐料在遇熱發生體積膨脹后不致形成料 拱，并減小爐料下降阻找力。爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布 有很大影響。

爐腰：高爐直徑最大的部位。它使爐身和爐腹得以合理過渡。由 爐腰 于在爐腰部位有爐渣形成，并且粘稠的初成渣會使爐料透氣性惡化，為減小煤氣流的阻力，在渣量大時可適當擴大爐腰直徑，但仍要使它 和其他部位尺寸保持合適的比例關系，比值以取上限為宜。爐腰高度 對高爐冶煉過程影響不很顯著，一般只在很小范圍內變動。

爐腹：高爐熔化和造渣的主要區段，呈倒錐臺形。為適應爐料熔 爐腹 化后體積收縮的特點，其直徑自上而下逐漸縮小，形成一定的爐腹角。爐腹的存在，使燃燒帶處于合適位置，有利于氣流均勻分布。爐腹高 度隨高爐容積大小而定，但不能過高或過低，一般為 3．0～3．6m。爐腹角一般為 79～82 ；過大，不利于煤氣流分布；過小，則不利于 爐料順行。爐缸：高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區域，呈圓筒形。爐缸 出鐵口、渣口和風口都設在爐缸部位，因此它也是承受高溫煤氣及渣 鐵物理和化學侵蝕最劇烈的部位，對高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質量和品種都有極重要的影響。

爐底：高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力，而 爐底 且受到 1400～4600℃的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著 高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫 度，并且表面生成渣皮（或鐵殼），才能阻止其進一步受到侵蝕，所 以必需對爐底進行冷卻。通常采用風冷或水冷。目前我國大中型高爐 大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底，大大改善了爐底的散 熱能力。

爐基： 爐基 它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地 傳給地層，因而其形狀都是向下擴大的。高爐和爐基的總重量常為高 爐容積的 10～18 倍（噸）。爐基不許有不均勻的下沉，一般爐基的傾 斜值不大于 0.1％～0．5％。高爐爐基應有足夠的強度和耐熱能力，使其在各種應力作用下不致產生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形，以 減少熱應力的不均勻分布。

爐襯：高爐爐襯組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、爐襯 保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯是用能 夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影 響，各部位工作條件不同，受損壞的機理也不同，因此必須根據部位、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火材料。爐喉護板：爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下，工作條 爐喉護板 件十分惡劣，維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調節的先決條件。為此，在爐喉設置保護板（鋼磚）。小高爐的爐喉保護板可以用鑄鐵 做成開口的匣子形狀； 大高爐的爐喉護板則用 100～150mm 厚的鑄鋼 做成。爐喉護板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護板還 起著調節爐料和煤氣流分布的作用。

高爐解體 為了在操作技術上能正確處理高爐冶煉中經常出現的復雜現象，就要切實了解爐內狀況。在盡量保持高爐的原有生產狀態下停爐、注 水冷卻或充氮冷卻后，對從爐喉的爐料開始一直到爐底的積鐵所進行 的細致的解體調查，稱為高爐解體調查。它雖不能完全了解高爐生產的動態情況，但對了解高爐過程、強化高爐冶煉很有參考價值。高爐冷卻裝置 高爐爐襯內部溫度高達 1400℃，一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設置的，用以使爐襯內的熱量傳遞 出動，并在高爐下部使爐渣在爐襯上冷凝成一層保護性渣皮，按結構 不同，高爐冷卻設備大致可分為：外部噴水冷卻、風口渣口冷卻、冷 卻壁和冷卻水箱以及風冷(水冷)爐底等裝置。

高爐灰 也叫爐塵，系高爐煤氣帶出的爐料粉末。其數量除了與高爐冶煉 強度、爐頂壓力有關外，還與爐料的性質有很大關系。爐料粉末多，帶出的爐塵量就大。目前，每煉一噸鐵約有 10～100kg 的高爐灰。高爐灰通常含鐵 40％左右，并含有較多的碳和堿性氧化物；其主要 成分是焦末和礦粉。燒結料中加入部分高爐灰，可節約熔劑和降低燃 料消耗。高爐基本操作制度

1、爐前操作的任務 ①、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具，按規定 的時間分別打開渣、鐵口，放出渣、鐵，并經渣鐵溝分別流人渣、鐵 罐內，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產的連續進行。②、完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。③、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。④、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣 出鐵相關的工作。

2、高爐爐況穩定順行：一般是指爐內的爐料下降與煤氣流上升 均勻，爐溫穩定充沛，生鐵合格，高產低耗。

3、操作制度：根據高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料 條件、生產計劃及品種指標要求)制定的高爐操作準則。

4、高爐基本操作制度：裝料制度、送風制度、爐缸熱制度和造 渣制度。

第五篇：高爐煉鐵工長問答題

答辯試題及答案要點

一、爐缸燒穿的原因及預防措施？ 答：

原因：

1，高爐爐缸已經侵蝕嚴重，沒有引起足夠重視。2，設計不合理或耐火材料質量低劣，砌筑質量不佳。3，冷卻強度不足：水壓過低，水質不好，水管結垢。4，使用含鉛或堿金屬的原料。

5，長期冶煉低硅高硫或高錳鐵種，頻繁洗爐。6，冷卻設備漏水進入爐缸。

7，長期鐵口過淺或出鐵操作及鐵口維護不當。預防措施：

1，開爐初期安排冶煉利于在爐缸沉積石墨碳的鐵種。減少洗爐（尤其是螢石）

2，根據水溫差增大或其他征兆，煉鑄造鐵或提高堿度。局部方位采用長風口，縮小風口，堵風口，改料制壓邊，降冶強。3，加鈦礦護爐。

4，重視鐵口維護及出鐵工作。

5，重視冷卻系統管理，想辦法增加冷卻強度。

二、爐缸凍結的原因及處理方法？

由于爐溫大幅度減低，導致渣鐵不能從鐵口自動流出時，就表明爐缸已處于凍結狀態。下列情況易發生爐缸凍結：

1、高爐長時間連續崩料、懸料、發生管道且未能有效制止；

2、由于外圍影響造成長期虧料線；

3、上料系統稱量或裝料有錯誤，造成焦炭負荷過重；

4、冷卻器大量損壞漏水流入爐內，沒有及時發現和處理； 5；無計劃的突然長期休風；

6、裝料制度有誤，導致煤氣利用嚴重惡化，未能及時發現和處理。處理：

1、加凈焦、減輕焦炭負荷、停止噴吹、提高風溫水平；

2、果斷休風，將爐渣從風口放出，僅用鐵口上方少數風口送風，用氧氣或氧槍加熱鐵口，盡量減少鐵口角度；

3、增加鐵次，杜絕休風，出凈渣鐵，防止灌渣及風口燒出；

4、檢查冷卻設備，防止向爐內漏水；

5、凍結嚴重時，從渣口出鐵，如果渣口出不了鐵，用靠近渣口上方的風口出鐵；

6、鐵口正常后，開風口時要挨著已開的風口。

三、爐墻結厚的原因、征兆及處理方法？ 爐墻結厚可分為上部結厚和下部結厚。爐墻結厚主要有以下征兆：

1、爐況難行，經常在結厚部位出現偏尺、管道、塌料和懸料；

2、裝料制度達不到預期目標；

3、風壓和風量不適應，應變能力差，不接受風量；

4、結厚部位爐墻溫度、水溫差、爐皮表面溫度均下降。處理方法：（1）上部結厚

1、發展邊緣煤氣流，同時減輕焦炭負荷，盡可能改善原燃料強度和粒度

2、若上述方法無效，應降低料面，停風炸瘤

3、認真檢查冷卻部位水箱，如發現漏水應及時減水或停水（2）下部結厚

1、適當減低堿度，提高爐溫

2、改變裝料制度、發展邊緣氣流，減輕焦炭負荷，提高下部邊緣溫度

3、采用集中加凈焦和加酸料的方法洗爐

4、加螢石洗爐

5、降低爐體的冷卻強度，保持水溫差在適當水平，但必須全面分析

四、低料線的危害及處理方法？

高爐的實際料線比規定料線低0.5米或更低時，既稱低料線。

低料線作業對高爐的危害主要是，它打亂了爐料在爐內的正常分布位置，改變了煤氣流的分布和流向，使爐料得不到充分的預熱和還原，引起爐涼和爐況不順，誘發管道行程。嚴重時由于上部高溫區的溫度大幅度波動，容易造成爐墻結厚和結瘤，頂溫控制不好還會燒壞爐頂設備。引起虧料線的原因；

1、上料設備及爐頂裝料設備故障；

2、原燃料供應跟不上；

3、崩料坐料后的深料線。虧料線的處理方法：

1、虧料線一小時之內應減輕焦炭負荷5%-10%；

2、虧料線1h以上和料線超過3m以上時，在減風的同時應補加凈加凈焦或減輕焦碳負荷，已補償虧料線造成的熱量損失。

一般地講，冶煉強度越高，煤氣利用越好虧料線的危害就越大，要適當地增加凈焦加入量和負荷減輕的量。

五、爐缸堆積的原因，征兆及處理方法？

原因：焦炭變壞；爐溫低、堿度高；慢風作業時間長、風速不合理；冷卻設備漏水；冶煉鑄造鐵時，高爐溫、高堿度；長期邊重，易導致爐缸邊緣堆積；使用鈦礦護爐時，[Ti]含量長期偏高也會造成爐缸堆積。

征兆：

1、不接受風量，熱壓較正常偏高，透氣性下降；

2、中心堆積時上渣量大，且間隔時間短；

3、渣鐵前難行、料慢，渣鐵后料快，憋風現象消除；

4、風口下部不活躍，易涌渣灌渣；

5、渣口難開，帶鐵，且燒壞多；

6、鐵口深，泥量減少，易維護，嚴重時難開；

7、風口易壞，且在下部；

8、邊緣堆積一般先壞風口，后壞渣口，中心堆積相反；

9、邊緣結厚部位水箱溫度下降。

處理：

1、制鋼鐵時，加錳礦洗爐；

2、如因焦炭質量，則改善焦炭質量；

3、及時更換燒壞的風口，若頻繁燒壞時更換后堵死；

4、若因護爐引起，則視水溫差減少含鈦爐料；

5、適當降低爐渣堿度；

6、處理中心堆積，要調整裝料順序，減輕中心部位的礦石分布量；

7、邊緣堆積則要調整裝料順序，疏通邊緣另外在保證中心氣流的情況下，視情況擴大風口面積。

六、爐墻結瘤的征兆及預防和處理方法？

高爐結瘤是爐內已熔化的原燃料凝結在爐墻上，而且和爐墻耐火磚牢固地結合在一起。爐瘤按其形狀可分為局部瘤和環形瘤；按其產生的部位可分為上部瘤和下部瘤；按其化學成分可分為炭質瘤、灰質瘤、堿金屬瘤和鐵質瘤。

結瘤征兆有以下幾點：

1、局部瘤在結瘤部位爐喉溫度較其他方位低，整個爐頂煤氣溫度記錄點為一條寬帶（100-150℃），而環形瘤爐喉溫度各點相近，爐頂煤氣溫度記錄點為一條窄帶（30℃左右）。

2、爐頂煤氣壓力曲線常出現向上的尖峰。

3、高爐不接受風量，風壓較高，兩者波動大，但減風后曲線趨于平穩；常有偏料、管道、崩料、懸料發生。

4、爐缸工作不均，結瘤方向風口顯涼且易涌渣。

5、結瘤方向邊緣煤氣量減少，爐喉co2曲線第一點較第二點甚至第三點高，改變裝料制度不能達到改善煤氣流分布的目的；

6、結瘤方向探尺下降慢，長期偏料；

7、爐殼溫度及冷卻水溫差在結瘤方向明顯減少；

8、爐塵吹出量大副增加。預防措施：

1、貫徹高爐“精料”方針，減少入爐原燃料粉末，改善原燃料理化性能及冶金性能，降低各種堿金屬含量及有害雜質入爐，降低渣鐵比。

2、調整好高爐的基本操作制度，保證高爐穩定順行。要防止發生管道行程、連續懸料、崩料、長期低料線作業、爐溫劇烈波動等失常爐況。

3、加強爐頂裝料設備的檢查和維護，杜絕因裝料設備影響造成高爐布料失常。

4、當爐體溫度出現降低，煤氣分布出現失常時，出現結厚征兆，以及長時間低料線或長期休風后應適當發展邊緣，防止邊緣熱負荷長期過低。

5、裝料時灰石不要加在爐墻附近。

6、漏水冷切器應及時處理。

7、盡量避免無計劃停風，并注意長時間計劃休風前，凈焦要加夠，要出凈渣鐵，待凈焦下到爐缸再休風。送風時要根據休風期間的情況補充焦炭，保證爐溫，復風過程不要拖得太長。

處理方法：

1、洗瘤，主要針對下部結瘤或結瘤初期。一般先采用半倒裝或全倒裝及集中加凈焦的熱酸洗方法，強烈發展邊緣氣流，使爐瘤在高溫和強氣流作用下熔化和脫落。如果爐瘤較頑固則應加入洗爐劑（如螢石、均熱爐渣）利用其良好的流動性沖刷爐墻。

2、炸瘤，上部結瘤或上中部結成大面積爐瘤，靠洗爐不易解決，則必須采用炸瘤的方法。炸瘤操作如下：（1）首先必須判斷準爐瘤位置及大小。（2）料線降至爐根部位，休風前要進一步減輕負荷并加凈焦，防止復風時爐涼。（3）根據爐瘤的形狀及探測結果，選定裝入炸藥量，自下而上分段炸瘤，先炸瘤根，依次上移。（4）、放炸藥的位置距爐墻有些間距，防止炸壞爐墻。（5）、必須將爐瘤炸凈，否則還會生長。

七、爐缸熱流強度超過警戒強度時應采取何種措施及處理方法？

冷卻水溫差是冷卻壁熱流強度的反映，熱流強度高則水溫差高（水量不變），反之亦然。當熱流強度大于某個值時應通高壓水冷卻。此外還應采取以下措施：

1、加鈦礦護爐，根據水溫差升高的情況和碳磚的性質選擇合適的[Ti]，一般[Ti]大于0.08%時才能起到護爐的效果，不要輕易停止。

2、當水溫差繼續升高時，停風堵該溫差高的冷卻壁上方的風口。

3、水溫差仍然升高時，停風涼爐。

4、涼爐過程中，繼續測量水溫差，在水溫差繼續上升的情況下，應視情況決定，如有燒穿的危險則應組織全體人員撤離，確認無危險后再恢復測溫。

5、提高堿度和爐溫，使生鐵一級品率95%以上。

6、當水溫差跳躍上升時，嚴禁倒水源。

7、鐵口兩側水箱熱流強度或水溫差升高，要加強鐵口維護，保持足夠的鐵口深度和打泥量。如果鐵口深度連續3次不合格，停風堵鐵口上方風口，跑泥要做泥套，杜絕連續跑泥，連續虧渣、虧鐵。

8、某一個渣口附近爐缸水溫差升高到規定值以上時，要控制此渣口放渣量或停止此渣口放渣，增加另一渣口的放渣量。

9、當水溫差呈上升勢頭時，需加強巡檢和水溫差的監測工作。當水溫差上升勢頭較快時，工長在匯報的同時，要及時減風，降低頂壓，盡快組織出鐵，避免燒出事故。

10、風渣口損壞，應及時更換，防止長時間向爐內漏水。

11、停風堵風口后的生產，要降低頂壓，采取低冶強冶煉。熱流強度正常后逐步恢復冶強。

八、爐渣在高爐冶煉中的作用及提高爐渣冶煉性能的措施？

答：爐渣具有熔點低，密度小和不熔與生鐵的特點，所以高爐冶煉渣鐵才能得以分離，獲得純凈的生鐵，這是高爐造渣的基本作用。另外，爐渣對高爐冶煉還有以下幾方面的作用： 1，渣鐵之間進行合金元素的還原和脫硫反應，起著控制生鐵成分的作用。2，爐渣的形成造成了高爐內的軟溶帶及滴下帶，對爐內煤氣流 分布及爐料的下降都有很大的影響，因此，爐渣的性質和數量對高爐操作直接產生作用。3，爐渣附在爐墻上形成渣皮，起到保護爐襯的作用。4，爐渣可能侵蝕爐襯，起到破壞的作用。提高爐渣冶煉性能的措施是：

1，保證爐渣在一定溫度下有較好的流動性及足夠的脫硫能力； 2，保證爐渣具有良好的熱穩定性和化學穩定性。3，有利于爐況順行和爐襯維護。4，保證生鐵成分合格。

九、什么是合理的送風制度及爐缸活躍的標志？

答：送風制度指：在一定條件冶煉條件下的風口進風狀態，以及由此產生的風口回旋區的狀態。在高爐爐缸區，選擇合理的鼓風參數及風口前的煤氣參數，以形成一定深度（或截面積）的回旋區，可使原始煤氣流分布合理、爐缸圓周工作均勻、熱量充足、工作活躍，它是保證高爐穩定順行、高產、優質、低耗的重要條件。

檢驗合理的送風制度指標有：

1、風口進風參數，即風速和鼓風參數。

2、風口前燃料燃燒產生的煤氣參數，主要是理論燃燒溫度。

3、風口前回旋區的深度和截面積。

4、風口圓周工作均勻程度。

（風量、風溫、風壓、加濕鼓風、噴吹燃料、富氧鼓風、風口面積和長度等）

爐缸活躍的標志主要體現在爐缸熱制度的選擇；而影響熱制度的主要因素有：

1、原燃料的性質：包括含鐵原料的品位、粒度、還原性等，焦碳的物理性能、化學性能等。

2、其他操作制度的影響：包括風溫、噴吹燃料、風量、裝料制度、以及冷卻設備漏水、原燃料稱量誤差、裝料設備故障等。

十、高爐突然停水的處理過程？

答：

1、當低水壓警報器報警，應做緊急停水的準備。

2、見水壓降低后，采取以下緊急停水的準備。

1）減少爐身冷卻用水，以保持風、渣口冷卻用水。

2）停氧、停煤、改常壓、放風。放風到風口不灌渣的最低風壓。3）積極組織出渣鐵。4）停氣。

5）經過聯系，水壓短期內不能恢復正常或已經斷水，應立即停風。

3、恢復正常水壓的操作；

1）把總來水截門關小。

2）如風口水以干，則把風口水截門關閉。

3）風口要逐個單獨緩慢通水，防止風口蒸汽爆炸。4）冷卻壁要分區、分段緩慢通水。

5）檢查全部出水正常后，逐步恢復正常水壓。6）檢查冷卻設備有無燒損，重點為風、渣口。7）更換燒壞的風、渣口。8）處理燒壞的冷卻壁。

4、在確認斷水因素消除，水壓恢復正常后，組織復風。

十一、高爐風口放炮、爐皮燒穿的應對措施？ 風口突然燒壞的處理

1、迅速停止該風口的噴吹，在風口外面噴水冷卻，安排專人監視。

2、視情況改常壓操作或放風。

3、組織出渣、出鐵，準備停風更換。

4、停風前應盡量減水到風口明亮，以免風口粘鐵，延長休風時間。爐皮燒穿

1、爐體發生跑火、跑渣時，應立即打水。若繼續跑火、跑渣時立即改常壓、減風、放風直至停風。

2、停風后，如發現風口向外流水，立即查清并斷絕水源。

3、應進行爐體噴涂，盡可能修復已壞的冷卻壁，補焊爐皮。

4、爐內操作要及時消除氣流管道。

十二、高爐強化冶煉包括那些內容及如何實現強化冶煉？ 答：高爐強化冶煉的內容包括；

1精料：這是強化冶煉的首要條件。六字方針：“高”：品位要高。“熟”：要用熟料。“凈”：粉末要篩凈。“穩”：成分要穩定，“小/均”：粒度要小而均勻。2，高冶強：提高入爐風量。3，高壓：提高頂壓，降低壓差。

4，高風溫：以鼓風物理熱代替燃料燃燒熱。降能耗。

5，噴吹燃料；煤粉，焦粉，重油，天然氣等。代替焦炭。6，富氧：提高鼓風中的氧濃度，不增風量提冶強。7，要有適合強化冶煉的爐型。

8、操作上要能保證及時放渣，出鐵。

十三、低硅冶煉的意義及如何實現低硅冶煉？ 答：意義：

1、高爐有利于燃料比和提高利用系數。

2、煉鋼可實現無渣或少渣冶煉，縮短煉鋼時間，降低能耗和材料費用。冶煉低硅生鐵的途徑：

1、應減少入爐SiO2量，降低爐渣中SiO2的活度；

2、降低風口燃燒溫度，直接減少SiO的發生量；

3、降低軟融帶位置，縮小滴落帶高度； 冶煉低硅生鐵的措施：

1、精料：提高燒結礦品位、堿度和軟熔溫度，改善燒結礦還原性。使用低FeO,SiO2的含鐵原料，減少粉末入爐。

2、降低焦炭灰份，提高焦炭反應后的強度；

3、適當提高爐渣堿度及MgO, 降低渣中SiO2活度；

4、提高爐頂壓力；

5、噴吹低灰份燃料，適當控制風口燃燒溫度；

6、增加鐵水含錳量；

7、搞好上下部調劑，使爐缸工作均勻活躍，氣流分布合理。

8、在爐況穩定順行的前提下，控制較低的爐溫。

十四、爐缸燃燒反應在高爐冶煉中的作用？

答：1，焦炭在風口前燃燒放出的熱量，是高爐冶煉過程中的主要熱量來源。2，爐缸燃燒反應產生CO還原性氣體，是還原劑和預熱劑。3，固體焦炭燃燒成氣體，為爐料下降提供空間。

4，風口前焦炭燃燒形成初始煤氣流，影響整個氣流分布及順行。5，爐缸燃燒反應決定爐缸溫度水平和分布，影響脫硫，生鐵形成及爐缸工作的均勻性。

十五、噴吹煤粉對高爐冶煉進程有何影響？、答：噴煤對風口前理論燃燒溫度有影響：

1、高爐噴煤后理論燃燒溫度會下降20℃—30℃。

1）盡管噴煤后加熱燃燒產物的熱量增加，但噴煤后煤氣量增加，即燃燒產物量增加了。

2）噴煤氣化時碳氫化合物的分解要吸熱。

3）焦炭在風口帶時溫度達1500℃，而煤粉噴入時小于80℃。以煤粉代替焦炭時，物理熱明顯減少。

2、噴煤對爐缸煤氣分布有影響：高爐噴煤后，部分煤粉在風口內氣化燃燒，鼓風動能增大，使回旋區擴大。噴煤后爐缸煤氣量增加，煤氣中H2含量增大，使爐缸中心煤氣流發展。大噴吹后，邊緣發展，中心氣流不足，必須增加鼓風動能。總之，噴煤后爐缸初始煤氣流的分布發生了變化。

噴煤后氧化帶明顯延長，有利于高爐順行。同時煤氣中H2含量增加，使煤氣黏度降低，有利于爐缸煤氣流的均勻分布。

3、噴煤后會產生熱滯后現象。

4、噴煤后會使高爐冶煉周期相應延長。

5、噴煤后對爐缸工作狀態有影響。1）爐缸總熱量減少。2）爐缸中心溫度升高。

3）煤氣含H2量增加，加速了礦石的還原過程。直接還原度降低。

總之，噴煤后雖然爐缸總熱量收入減少，但由于爐料加熱和還原過程改善，減少了爐料進入爐缸后的熱消耗，所以爐缸熱量充沛，工作良好。

十六、最大噴吹量受那些因素的影響及高爐噴吹煤粉后應做那些調整？ 最大噴吹量的主要限制因素是理論燃燒溫度和空氣過剩系數。

空氣過剩系數和風量以及含氧量有關，風量越大，富氧率越高越有利于增大噴吹量。理論燃燒溫度對燃燒速度具有決定性意義，從而決定了最大噴吹量。

為保證最大的噴吹量，煤粉要干燥，水分要小于1%；煤槍插入深度與角度要合適；輸煤系統要暢通、均勻。

噴吹煤粉后，由于中心氣流發展，容易出現邊緣堆積和上下部氣流不穩現象，所以操作方針應該是全面活躍爐缸，穩定上上下部氣流。

1、擴大料批，增加倒裝（收縮角度），提高料線。

2、擴大風口，縮短風口長度，增加風量。

3、運用調劑噴吹量來調劑爐溫（但要注意控制的噴吹量和滯后時間）。

十七、高爐各部位爐襯易受到那些因素的侵害及砌筑爐襯應注意那些問題？ 爐底、爐缸

1、鐵水對炭磚的滲透侵蝕；

2、鐵水環流的機械沖刷；

3、鐵水對炭磚的侵蝕；

4、堿金屬對炭磚的化學侵蝕；

5、熱應力對炭磚的破壞；

6、CO2和H2O等氧化性氣體對炭磚的氧化；

7、熔渣對炭磚的沖刷和化學侵蝕。

根據該部位的侵蝕機理，采用的炭磚應具有高導熱性、高抗滲透性、抗化學侵蝕性、氣孔率低、孔徑小等特點，另外采用“陶瓷杯”技術也可以進一步延長一代高爐的壽命。鐵口區目前普遍采用組合磚技術，有炭質、半石墨質C-SiC、Al2O3-C質、硅線石質、莫來石-SiC質等。要注意材質要于爐缸和炮泥材質相匹配。風口區

1、高溫產生熱應力的破壞；

2、鐵水和爐渣的化學侵蝕；

3、爐料的磨損；

4、堿金屬及CO氣體的化學侵蝕。

材質一般為莫來石質、炭質、炭化硅質等，要有良好的抗氧化、抗侵蝕和耐磨性。

爐腹：

1、溫度波動造成的熱震破壞：

2、高溫熱應力對爐襯的破壞；

3、熔渣和鐵水的侵蝕；

4、上升煤氣流和下降爐料的沖刷磨蝕；

5、堿金屬及CO氣體的化學侵蝕。

爐腹到爐身下部，的耐火材料應具有良好的抗熱沖擊性、抗化學侵蝕性、良好的導熱性和耐磨性。

爐腰：

1、溫度波動造成的熱震破壞；

2、高溫熱應力對爐襯的破壞；

3、上升煤氣流和下降爐料的沖刷磨蝕；

4、堿金屬及CO、CO2氣體的化學侵蝕。

爐身：爐身下部的破損機理同爐腹和爐腰相近。爐身中上部的破損機理是：

1、上升煤氣流和下降爐料的沖刷磨蝕；

2、堿金屬及CO、CO2氣體的化學侵蝕；

3、溫度波動造成的熱震破損。爐身中上部應選用具有良好的抗化學侵蝕性、耐磨性的耐火材料，實踐表明，該部位的耐火材料不如爐身下部破損嚴重，一般的耐火材料就可以滿足要求。

十八、高爐大、中修停爐前準備工作及操作制度的變化？

停爐前的準備：小休風并做以下工作

1、安裝四根打水管，根據停爐使用風量計算耗水量。按頂溫不超過400度控制打水量，當頂溫在150度以下時應減水或停泵。

2、以前是安裝兩根能探測到風口且能耐高溫的的探尺，根據探尺的位置決定料面的位置。目前大部分是采用煤氣成份分析法來判斷料面位置。具體做法是將煤氣取樣管引到下面爐臺，定時取煤氣分析。H2上升接近CO2值時，料面在爐身下部；H2大于CO2值時，料面進入爐腰；當CO2開始回升時進入爐腹；當N2開始回升時，料面進入風口區。

3、補焊爐殼，處理已損壞的冷卻設備和風口。

4、如果采用不回收煤氣常壓降料面法，則要去掉爐頂放散閥。

操作制度的變化：

1、若采用加鈦礦護爐則去掉鈦礦；

2、采取疏導邊緣的裝料制度，；

3、停風前一個班改用全焦負荷并全開風口。

十九、熱風爐有那些類型，各有什么特點？你所在的高爐如何提高風溫？

熱風爐的類型很多從發展過程來看，有1829年開始采用的鑄鐵管式熱風爐；1857年用固體燃料加熱的蓄熱式熱風爐；1865年用氣體燃料加熱的蓄熱式熱風爐（內燃式熱風爐）。按照燃燒室和蓄熱室的布置形式不同，熱風爐可分為內燃式、外燃式和頂燃式三種基本類型，此外還有球式熱風爐，它類似頂燃式。

內燃式熱風爐的燃燒室和蓄熱室在同一爐殼內。內燃式熱風爐因結構上固有的缺陷會出現以下問題：

1、燃燒室火井上部墻磚向蓄熱室一側倒，使格子磚錯亂、堵塞；

2、燃燒室火井下部隔墻開裂、燒穿，產生短路；

3、格子磚錯位；

4、高溫區耐火磚剝落、釉化變質；

5、熱風出口、煙道口等孔口磚脫落，導致鋼殼燒壞而漏風；

6、爐底板上翹，焊縫開裂漏風；

產生上述問題的主要原因是燃燒室火井和蓄熱室兩側存在著溫度差、壓力差以及結構上產生的應力，改造內燃式熱風爐（霍戈文式）雖在隔墻中下部溫差較大的部位內外環間砌了一層絕熱磚，并用陶瓷燃燒器替代金屬燃燒器，克服了隔墻燒穿的問題，并沒有取消隔墻，未根本解決掉磚問題。

外燃式熱風爐燃燒室和蓄熱室分別在兩個圓柱形殼體內，兩個室的頂部以一定的方式聯結起來，由于燃燒室和蓄熱室是獨立砌筑具有以下特點：

1、它取消了隔墻將燃燒室與蓄熱室完全分開，蓄熱室的格子磚穩定性好；

2、氣流在蓄熱室格子磚內分布均勻，提高了格子磚的有效利用率和熱效率。

3、投資大、占地面積大所用鋼材和耐火磚增加。

4、在燃燒室和蓄熱室的聯結段磚型復雜、砌筑困難。頂燃式熱風爐又稱無燃燒室式熱風爐，頂部的燃燒器有許多小而獨立的陶瓷或金屬燃燒器，使空氣和煤氣的混合過程短，主要特點是：

1、爐頂尺寸小；

2、結構穩定性增強；

3、采用短焰燃燒器，直接在熱風爐弓頂部位燃燒，使高溫熱量集中，減少了熱損失；

4、下部溫度低負重大，上部溫度高負重小，改善了耐火材料的工作條件。

二十、如何實現高爐長壽？

答：1，保持合理的煤氣流分布。搞好高爐順行，穩產。（含精料，基本操作制度等，以及處理好增產，高冶強，長壽之間的關系。）

2，保持合理的爐體熱負荷。強化爐體冷卻系統的管理。

3，根據爐缸冷卻壁熱流強度的變化，采取必要的措施，如：調整冷卻強度，調整煤氣流分布，鈦礦護爐等。

4，減少堿金屬入爐，降低磚襯的侵蝕，破壞。

5，采用新技術，如：冷卻壁材質，檢測技術，噴補技術等。二

十一、高爐冶煉對焦炭質量的要求？

答：1，機械強度：因焦碳在下部高溫區起支撐骨架作用，強度必須好。其中：M40抗碎強度高，M10抗磨強度低為好。

2，固定炭要高，灰份要低。固定碳提高1%，降焦比2%。灰份除降固定碳外，還影響強度。增加堿性溶劑用量。灰份增1%，焦比降2%，產量增3%。3，粒度要均勻，粉末要少。

4、含硫，磷等雜質要少。

5、水份要穩定。