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1、.-高炉炼铁生产工艺流程简介一高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉:炼铁一般是在高炉里连续进展的。高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。高炉的主要组成局部高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体结实，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤
2、气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉型、炉体各部厚度、冷却设备构造形式相适应。炉喉：高炉本体的最上局部，呈圆筒形。炉喉既是炉料的参加口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上局部布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。炉身：高炉铁矿石间接复原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料.word.zl.-拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉
3、腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持适宜的比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小围变动。炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于适宜位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为 3036m。炉腹角一般为 7982 ；过大，不利于煤气流分布；过小，那么不利于炉料顺行。炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反响和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、
4、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。炉底： 高炉炉底砌体不仅要承受炉料、 渣液及铁水的静压力，而且受到 14004600的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体外表温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且外表生成渣皮或铁壳 ，才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进展冷却。通常采用.word.zl.-风冷或水冷。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因
5、而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的 1018 倍吨 。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于 0.105。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属构造免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。 炉衬的损坏受多种因素的影响， 各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分
6、恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板钢砖 。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板那么用 100150mm 厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。高炉解体为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉状况。在尽量保.word.zl.-持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开场一直到炉底的积铁所进展的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。高炉冷却
7、装置高炉炉衬部温度高达 1400， 一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬的热量传递出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按构造不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。高炉灰也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外， 还与炉料的性质有很大关系。 炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10100kg 的高炉灰。高炉灰通常含铁 40左右，并含有较多的碳和碱性氧化物； 其主要成分是焦末和矿粉。 烧结料中参加局部高炉灰，可节约熔剂和降低燃料
8、消耗。高炉除尘器用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘6090um ，可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘那么需用洗气机、电除尘器等除尘设备。高炉鼓风机高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，.word.zl.-而且提供抑制高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供应一定量的空气，以保证燃烧一定
9、的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容 2.12.5m3min 的风量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的开展，配备的风机能力都大于这一比例。炼铁过程实质上是将铁从其自然形态 矿石等含铁化合物中复原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接复原法、熔融复原法等，其原理是矿石在特定的气氛中复原物质 CO、H2、C；适宜温度等通过物化反响获取复原后的生铁。生铁除了少局部用于铸造外，绝大局部是作为炼钢原料。1、高炉炼铁的冶炼原理应用最多的高炉冶炼用的原料高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料焦炭和熔剂石灰石三局部组成。通常，冶炼 1 吨生铁需要 1.5-2.0 吨铁矿
10、石，0.4-0.6 吨焦炭，0.2-0.4 吨熔剂，总计需要 2-3 吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重.word.zl.-要。生铁的冶炼虽原理一样，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进展的。一代高炉从开炉到大修停炉为一代能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风10001300 摄氏度 ，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在
11、高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做复原。铁矿石通过复原反响炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与参加炉的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的局部煤气发电。生铁是高炉产品指高炉冶炼生铁 ，而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、 矿渣棉和高炉煤气等。 高炉炼铁的特点：规模大，不管是世界其它国家还是中国，高炉的容积在不断扩大，如我国宝
12、钢高炉是 4063 立方米，日产生铁超过 10000吨，炉渣 4000 多吨，日耗焦 4000 多吨。目前国单一性生铁厂家， 高炉容积也以到达 500 左右立方米，.word.zl.-但多数仍维持在 100-300 立方米之间，甚至仍存在 100 立方米以下的高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有期规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比高炉冶炼工艺流程简图：高炉冶炼过程高炉冶炼是把铁矿石复原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉形成交替分层构造。矿石料在下降过程中逐步被复原、熔化成铁和
13、渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。鼓风机送出的冷空气在热风炉加热到 8001350以后，经风口连续而稳定地进入炉缸，热风使风口前的焦炭燃烧，产生 2000以上的炽热复原性煤气。上升的高温煤气流加热铁矿石和熔剂，使成为液态；并使铁矿石完成一系列物理化学变化，煤气流那么逐渐冷却。下降料柱与上升煤气流之间进展剧烈的传热、传质和传动量的过程。下降炉料中的毛细水分当受热到 100200即蒸发， 褐铁矿和某些脉石中的结晶水要到 500800才分解蒸发。 主要的熔剂石灰石和白云石，以及其他碳酸盐和硫酸盐，也在炉中受热分解。石灰石中 CaCO3 和白云石中 MgCO3 的分解温度分别为 9001000和
14、 740900。铁矿石在高炉中于400或稍低温度下开场复原。局部氧化铁是在下部高温区.word.zl.-先熔于炉渣，然后再从渣中复原出铁。焦炭在高炉中不熔化,只是到风口前才燃烧气化,少局部焦炭在复原氧化物时气化成 CO。 而矿石在局部复原并升温到10001100时就开场软化；到 13501400时完全熔化；超过 1400就滴落。焦炭和矿石在下降过程中，一直保持交替分层的构造。 由于高炉中的逆流热交换,形成了温度分布不同的几个区域。液态渣铁积聚于炉缸底部,由于比重不同,渣液浮于铁液之上,定时从炉缸放出。铁水出炉温度一般为 14001550，渣温比铁温一般高 3070。煤气流沿高炉断面合理均匀地分
15、布上升，能改善煤气与炉料之间的传热和传质过程，顺利地完成加热、复原铁矿石和熔化渣、铁等过程，到达高产、低耗、优质的要求。高炉中铁的复原高炉中主要被复原的是铁的氧化物:Fe2O3(赤铁矿),Fe3O4磁铁矿和 Fe1-yO浮氏体，y 从0.04 到 0.125等。每得到 1000 公斤金属铁，通过复原被除去的氧量为：赤铁矿 429 公斤,磁铁矿 382 公斤,浮氏体按FeO 计算286 公斤。主要复原剂焦炭中的碳和鼓风中的氧燃烧生成的 CO 气体，以及鼓风和燃料在炉反响生成的 H2 是高炉中的主要复原剂。约从 400开场,氧化铁逐步从高价铁复原成低价铁，一直到金属铁。.word.zl.-间接复原
16、氧化铁由 CO 复原生成 CO2 或由 H2 复原生成H2O 的过程。 复原顺序为: Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe 低于 570时，FeO 不稳定,复原顺序为：Fe2O3 Fe3O4 Fe 。氧化铁复原的主要复原反响为：3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2 +8870 千卡Fe3O4+CO 3FeO+CO2 -4990 千卡FeO+CO Fe+CO2 +3250 千卡以及 3Fe2O3+H2 2Fe3O4+H2O -1000 千卡Fe3O4+H2 3FeO+H2O -14860 千卡FeO+H2 Fe+H2O -6620 千卡H2和CO同时作为复原剂存在时，受水煤气反响的制约：H2
17、+CO2 H2O+CO -9870 千卡注：式反响热从工程习惯按公斤分子计。直接复原在高温区约 850开场因有大量焦炭存在,生成的 CO2 和 H2O 立即与焦炭反响,转化成 CO 和 H2：CO2+C 2CO -39600 千卡H2O+C H2+CO -29730 千卡所以从全过程看，可认为是由碳素直接复原氧化铁生成 CO 和铁： FeO+C Fe+CO-36350 千卡这种高温复原叫做直接复原。 因为直接复原比间接复原耗热大得多，所以在高炉应尽可能提高中温区的间接复原率，以降低焦比和燃料比。.word.zl.-影响复原速度的因素气体复原铁矿石的速度受到许多因素的影响： 矿石的性质 例如粒度
18、， 气孔度， 气孔外表积 ,是难复原的磁铁矿还是易复原的褐铁矿,煤气的成分和流速以及复原温度等。气固复原过程包括以下根本环节：复原气体通过矿粒外表的气膜向矿石外表扩散；复原气体通过已复原金属层向矿石部扩散；金属铁浮氏体两相界面上的化学反响；复原气体产物通过已复原金属层向外扩散；复原气体通过附面气膜向外扩散。复原模式有两种：当矿石构造致密，复原金属层是自外表逐步向矿粒中心扩展，中心未反响的核心局部逐步缩小，可称为“未反响核复原模式；如果矿石多孔疏松，扩散十分容易，且粒径不大，那么复原过程将同时在整个矿石部环绕每一个氧化铁微晶进展氧化铁的气固复原反响，这是另一种模式。整个反响速度决定于化学反响速度
19、和扩散速度。如果化学反响慢，称为反响处于“化学控制；如果扩散慢，那么称反响处于“扩散控制。温度提高，化学反响速度加快，气体的扩散速度也会增加，但增加的幅度较小。一般说，温度低，矿石粒度小或气孔度大，气流速度高，复原趋向于化学控制围；相反，温度高，矿石粒度大或者气孔度小，那么趋向于扩散控制围。如果能出现扩散与化学反响的速度彼此较接近的情况，称复原处于“混合控制。还有一种情况，.word.zl.-矿石的软熔温度低，当温度升高到使矿石软熔后，矿石的气孔度减小，复原速度反而可能减慢。因为 H2 的扩散速度比CO 高，H2 的复原速度也高于 CO。当煤气中存在 CO2 或 H2O分子时,CO 和 H2
20、的有效浓度降低，将减慢 CO 和 H2 的复原速度。从铁矿石的复原条件来看,应在矿石不软化的条件下,尽量保持高一些的复原温度，以加快复原速度。对矿石那么要求气孔度大，使复原过程不受扩散的限制；致密的铁矿石应适当减小粒度，这样不仅能使扩散距离缩短，而且会使气固相接触总面积增大，有利于复原过程见冶金过程动力学 。高炉中其他元素的复原进入高炉的矿石的脉石和焦炭灰分还含有其他一些氧化物(SiO2、 Al2O3、 CaO、 MgO 等)、硫化物(FeS2)和磷酸盐 【Ca3(PO4)2】 。 一些共生铁矿还含有锰、钛、铬、钒、铜、钴、镍、铌、砷、钾、钠等的含氧化合物和少量硫化物。各种氧化物因化学稳定性不
21、同，有的在高炉全部复原，有的局部复原，有的完全不能复原，不复原的氧化物就进入炉渣。硅的复原硅比铁难复原，要到高温区才能被碳复原出来，熔于铁水：(SiO2)+2【C】【Si】+2CO -151696 千卡耗热比铁的直接复原大得多。式中圆括弧表示炉渣中的氧化物；方括弧表示铁水中的有关元素。大局部生铁中的硅是焦炭灰分或渣中的 SiO2，通过风口附近高温区1700以上时，先被复原生成气态 SiO，SiO.word.zl.-在上升过程中再被复原成硅并熔于铁水。冶炼高硅生铁时，有一局部 SiO 随煤气逸出炉外。含硅愈高，挥发愈多；SiO冷却后又被氧化成极细的 SiO2 粉末,除增加能耗外，还会恶化炉料透气
22、性和堵塞煤气管道。为了炼得含硅较高的生铁或合金,宜配用碱度较低的炉渣,以利于酸性 SiO2 的复原。由于反响热耗大，必须维持较高的炉温，生铁含硅愈多，燃料消耗焦比和本钱也愈大。锰的复原锰矿中的化合物 MnO2、 Mn3O4、 Mn2O3、 MnCO3等都很容易被 CO 复原成 MnO， 但 MnO 只能从炉渣中被碳直接复原并熔于铁水：(MnO)+【C】【Mn】+CO -68640 千卡其单位耗热低于硅,但高于铁的直接复原。MnO 是弱碱性， 冶炼含锰高的铁，宜采用碱性较高的炉渣，以提高渣中 MnO活度，加快复原。由于需维持较高的炉温,反响热耗又多，生产高锰生铁的燃料消耗和本钱也比较高。其他元素
23、的复原以 3CaOP2O5 或 3FeOP2O5 形态进入高炉的磷，以及以氧化物或硫化物形态存在的铜、镍、钴、砷、铅等全部被复原。钒、铌、铬等的氧化物一般可被复原7580。二氧化钛在高炉只有少量被复原。钾、钠、锌等金属的沸点低，其化合物在高炉下部高温区被复原成金属后立即挥发，一局部随煤气逸出炉外，一局部又被氧化后沉积在上部炉料外表，随炉料再下降到高温区。再复原，再挥发，再沉积,循环积累,造成以下严重危害：.word.zl.-破坏矿石和焦炭的强度和炉料的透气性；沉积在炉衬中破坏耐火材料，引起结瘤。因此，对高炉原料中这些元素的含量要有一定的限制,必要时,可以定期降低炉渣碱度,使 K2O 和Na2O
24、 更多地进入炉渣，排出炉外,减轻危害。铁矿石含 K2O、Na2O 和 CaF2 较多，影响炉况顺行，现已找到解决途径。钒、铜、镍、钴、铌等是珍贵的合金元素，它们在铁矿石中如到达一定含量，应考虑回收利用。中国的钒钛磁铁矿和的含铌铁矿石， 在炼铁过程中得到含钒和含铌的生铁,在进一步处理和回收钒、铌上,取得良好的成果。铁水中的碳因为在高炉还会出现复原和渗碳到 Fe3C 的反响：3Fe+2COFe3C+CO2FeO(MnO,SiO2)+CFe(Mn,Si)+CO3Fe+CFe3C所以高炉生铁含碳高， 其含量主要决定于铁水的成分。凡能生成碳化物并溶于铁水的元素如锰、钒、铬、铌等能使铁水含碳增加；凡能促使
25、铁水中碳化物分解的元素如硅、磷、硫等会阻碍铁水渗碳。普通生铁含碳 4左右。铁水溶解某些碳化物到达饱和后，剩余的碳化物便留在炉渣中， 例如炼高硅生铁时的 SiC,在炉料含 TiO2 较多时形成的 TiC等。碳化物熔化温度一般都很高(SiC2700，TiC3290)，以固相混杂在炉渣中，使炉渣流动性变坏，造成冶炼上的困难。高炉炉渣及渣铁反响一般高炉炉渣主要由 SiO2、Al2O3、CaO、MgO 组成,另含少量 FeO、MnO、CaS。冶炼复.word.zl.-合矿时,还可能含有 CaF2、TiO2、BaO、RxOy(R 代表稀土元素)等。用钒钛磁铁矿炼铁时，炉渣流动性差,冶炼困难，中国在实践中开
26、展一项新工艺可在含 TiO2 为 2530的炉渣下进展冶炼。高炉冶炼对炉渣的要求一般在炉缸的温度 13501550下，炉渣能很好地熔化，并具有良好的流动性和具有渣铁、渣气间的界面性能，能很好地与铁水、气体分开，并能顺利地从炉放出。炉渣性能既要有利于去除生铁中的有害杂质如硫等 ，也要能根据需要控制某些反响的程度SiO2 的复原和促使有益元素如锰、钒铌等更好地复原入生铁。 高炉中从开场软化到生成自由流动的炉渣的区间(软熔带)要小，减小气流通过的阻力，以有利于高炉炉料的顺行和强化冶炼。炉渣性能稳定，不因炉温和炉渣成分的小量波动而引起炉渣物理性能的剧烈变化。渣量要小，以减少熔剂和燃料的消耗，改善料柱下
27、部的透气性，先进高炉每吨生铁的渣量已降到 300 公斤以下。要有利于保护炉衬。炉渣碱度是表征和决定炉渣物理化学性能的最重要的特性指数。碱度用等碱性氧化物与酸性氧化物的重量百分比的比值来表示。为简便起见通常均用,当 Al2O3 和 MgO 的含量高、波动大时，采用后两种表示方法。.word.zl.-渣中(CaO+MgO)(SiO2+Al2O3)的渣叫酸性渣。这种渣粘度大,凝固慢,通称长渣。(CaO+MgO)(SiO2+Al2O3)的渣叫碱性渣。高碱渣凝固温度高，冷凝快，熔融时流动性好；但温度偏低时，析出固相，就变得粘稠。这种渣也叫短渣。(CaO+MgO):(SiO2+Al2O3) 1.0 的炉渣
28、,凝固温度较低，流动性也较好。在高炉中，为了保证炉况顺行和某些反响的顺利进展，炉渣在炉缸温度围的粘度最好不大于 5 泊，最高不宜超过 25 泊。同时,粘度也不宜过低，过低时容易侵蚀炉衬，缩短高炉寿命。渣铁反响在高炉下部，渣铁间进展一系列反响。局部亲氧力较铁强的金属如锰、钒、铌、硅等的氧化物和在上部来不及复原的 FeO 将从炉渣中复原出来。这些反响决定了铁水的成分和有关元素的回收率。各种氧化物从渣中复原的反响式为： (MexOy)+y【C】 x【Me】+yCo由于铁水中的碳饱和，炉缸中 CO 分压根本固定，因而上述各元素的复原情况主要决定于铁水中有关元素和渣中有关氧化物的活度以及炉缸温度。一般规
29、律是：炉缸温度愈高，各元素复原入铁水的量愈多；炉渣碱度愈大，能形成碱性氧化物的金属如锰、钒、铌等复原入铁水的量就愈多，而形成酸性氧化物的元素如硅的复原就愈困难。脱硫是渣铁间最重要的反响，将决定生铁的质量。CaO.word.zl.-的脱硫反响式为： 【FeS】+(CaO)+【C】 (CaS)+【Fe】+CO-35620 千卡如上所述，由于铁液中碳饱和，炉缸中CO 分压根本固定，所以脱硫反响的程度主要决定于渣中CaO、 CaS 的活度和铁液中硫的活度以及反响的温度和动力学条件。从热力学角度看，CaO 比 MgO、MnO 有更高的脱硫能力。渣中 CaO 的活度在碱度CaO/SiO2 比值高过 1.0
30、 左右后,提高很快，因而炉渣脱硫能力显著提高。由于MgO、MnO本身也能在一定围中与硫起反响,又能改善炉渣的流动性,所以它们的存在对脱硫有利。高炉炉渣的碱度首先根据脱硫需要确定，一般在 0.91.3。过高的碱度会使炉渣的熔化温度过高，炉渣流动性变坏，反而不利于脱硫。当渣铁间脱硫反响到达平衡时,硫分配系数 Ls=(S)/【S】 ，决定于反响平衡常数的大小， 式中(S)为炉渣中硫的含量【, S】为铁水中硫的含量。在高炉中由于受出铁出渣时间和反响动力学条件的限制，Ls 达不到平衡值。 一般高炉渣平衡时的 Ls可达 200 以上,而实际生产中的仅为 3080。因此，提高炉缸温度、降低炉渣粘度等改善脱硫
31、的动力学条件的措施，都有利于炉脱硫。优质钢的含硫量一般为 0.01左右，特殊的要求0.003。 高炉铁水的含硫量常在 0.020.05,这不能满足炼钢要求。如果进一步提高高炉脱硫能力，又不经济。因此现在多采用铁水炉外脱硫。.word.zl.-炉料和煤气的运动高炉炉料不断均匀下降和煤气流稳定上升并尽可能与铁矿石多接触是正常冶炼的根本前题。炉料能够下降是因为：风口前的焦炭不断燃烧气化,经渣口、铁口定期放出渣和铁,使炉缸中有了自由空间。促使料柱下降的重力能抑制炉墙的摩擦阻力、煤气流动的阻力和浮力以及炉缸炉腹中心以焦炭为骨架的相对运动较慢的死料柱的阻力， 其中最主要的是煤气流的阻力。 爱根 (Ergu
32、n)公式能较全面、近似地反映出多种因素对煤气阻力的影响。煤气流的压力梯度表示为：式中 p 为压力降(公斤力/米 2),h 为料层高度(米)， 为炉料空隙度无因次, dp 为炉料直径(米)，为形状系数,无因次(1)，g 为重力加速度(米/秒 2)，g 为气体粘度系数 (公斤力秒米 2)，g 为煤气重度公斤力米 3 ，vg 为空炉时煤气流速米秒 。由上式看出：炉料空隙度()影响透气性最大。 筛净炉料粉末,炉料粒度均匀,对高炉顺行和强化冶炼至为重要。炉料粒度愈小，虽对复原速度有利，但增加煤气流的阻力。压力梯度的增加与气流速度(vg)平方相关。高炉采用高压操作可以减小 vg，这是强化高炉冶炼和促进顺行
33、的有效手段。为了充分利用煤气流的热焓和化学势以获得最正确生产指标，还要求煤气流在高炉横断面合理分布，以求与矿石充分接触。在理论上，如果断面上各点炉料粒度和空隙度大.word.zl.-致相等，将得到最正确的煤气流分布。但一些属于构造和设备的原因，造成断面上煤气分布不均。例如炉墙外表平滑，透气性比他处好。又如传统的双钟布料方法，使炉喉处料面堆成一个带尖峰的圆圈，一批矿石料沿半径分布厚薄不匀，并且有粒度偏析，必然导致煤气分布不匀。为此，通过改变装料制度批重大小、装料顺序、料线上下等来调节煤气分布。新型无钟炉顶的旋转溜槽和可调炉喉等，为到达最正确的煤气分布创造了有利的条件。在煤气流与炉料柱热交换的过程
34、中，煤气流是载热体。同一水平面上煤气通过多的地区必然温度高，矿石软熔早。如炉顶装料时边缘透气差的矿石少于其他地区，或者风口风速过低，煤气流不易到达炉缸中心，那么沿高炉炉墙附近通过的煤气较多，靠炉墙的矿石将比炉中心矿石提前软熔。结果软熔带将不是如图 1 中的倒 V 字形,而是正 V 字形。 在这种情况下,不仅炉腹砖衬和冷却器容易烧坏， 而且炉缸中心容易堆积炉料,导致不顺行和产生出高硫生铁。 如形成图 1 中的倒V 形软熔带，那么中心锥型焦炭滴落带透气性好，高温煤气通过较多，滴下的渣和铁得到充分复原和加热，使炉缸渣、铁反响充分进展，温度均匀，热量充足，获得良好的冶炼效果。煤气流是经过软熔带的焦炭夹
35、层进入块状带的，所以软熔带起着煤气流分布器的作用。 中心顶点过高的倒 V 形软熔带虽然有利于高炉强化，但会减少间接复原所依赖的块状带.word.zl.-空间。通过调整炉喉矿石分布和风口送风制度，可适当控制倒 V 形软熔带的高度，以降低炼铁能耗,充分进展间接复原。高炉冶炼工艺-炉前操作高炉炉前操作一、炉前操作的任务1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别翻开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进展。2.、完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。4、更换风、渣口等冷却设备
36、及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。二、高炉不能及时出净渣铁，会带来以下不利影响：1、影响炉缸料柱的透气性，造成压差升高，下料速度变慢， 严重时还会导致崩料、 悬料以及风口灌渣事故。2、炉缸积存的渣铁过多，造成渣中带铁，烧坏渣口甚至引起爆炸。3、上渣放不好，引起铁口工作失常。4、铁口维护不好。铁口长期过浅，不仅高炉不易出好铁，引起跑大流、漫铁道等炉前事故，直至烧坏炉缸冷却壁，危及高炉的平安生产，有的还会导致高炉长期休风检修，损失沉重。三、炉前操作平台 1风口平台概念：在风口下方沿炉缸四周设置的高度距风口中心线 11501250mm 的工作平台，称为风口平台。作用：为便于观察风口和检查
37、冷却设备以及进展更换风、渣口等冷却设备的操作。要求：宽阔平坦；留有一定的泄水坡度；设有环形吊车。2出铁场出铁场的要求：采用.word.zl.-环形或矩形出铁场。 上空设有天棚。 设有排烟机和除尘装置。设有各种出铁设备。铺设有铁水主沟。铁水主沟是从铁口泥套外至撇渣器的铁水沟，铁水和下渣都经此流至撇渣器，一般坡度为 5l0.大型高炉一般采用贮铁式主沟，沟经常贮存一定深度的铁水(450600 mm)，使铁水流射落时不致直接冲击沟底，贮铁式主沟的另一个优点是可防止大幅度急冷急热的破坏作用，延长主沟的寿命。垫沟料采用氧化铝一碳化硅一炭系列，制作工艺采用浇注型、预制块型。铺设有撇渣器。撇渣器又称砂口，它位
38、于出铁主沟末端，是出铁过程中利用渣铁密度的不同而使之别离的关键设备。大型高炉撇渣器与大沟成为一个整体。铺设有支铁沟支铁沟又称弯沟，它是位于撇渣器后至铁水沟流嘴之间的铁水沟。设有贮备炉前常用的炮泥、覆盖剂、焦粉、河沙等耐火材料和一些必要工具的仓库。四、高炉炉前操作指标 1出铁次数确实定出铁次数确实定原那么：每次最大出铁量不超过炉缸的平安容铁量；足够的出铁准备工作时间；有利于高炉顺行；有利于铁口的维护。2炉前操作指标出铁正点率出铁正点是指按时翻开铁口并在规定的时间出净渣铁。不按正点出铁，会使渣铁出不净，铁口难以维护，影响高炉的顺行，还会影响运输和炼钢生产。铁口深度合格率铁口深度合格率是指铁口深度合
39、格次数与实际出铁次数的比值。铁口过浅容易造成出铁事故，长期过浅甚至会导致炉缸烧穿，铁口过深那么延.word.zl.-长出铁时间。铁量差为了保持最低的铁水液面的稳定，要求每次实际出铁量与理论计算出铁量差值(即铁量差)不大于l0l5：铁量差=nt 理t 实式中 n两次出铁间的下料批数，批；t 理每批料的理论出铁量，t；t 实本次实际出铁量，t。铁量差小表示出铁正常，这样就有利于高炉的顺行和铁口的维护。全风堵口率正常出铁堵铁口应在全风下进展，不应放风。上渣率有渣口的高炉，从渣口排放的炉渣称为上渣，从铁口排出的炉渣称为下渣。上渣率是指从渣口排放的炉渣量占全部炉渣量的百分比。上渣率高(一般要求在70以上)，说明上渣放得多， 从铁口流出的渣量就少，减少了炉渣对铁口的冲刷和侵蚀作用，有利于铁口的维护。.word.zl.
