鋼鐵冶金工藝資料綜合HYPERLINK高爐冶煉產(chǎn)品HYPERLINK高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

HYPERLINK鋼和生鐵的主要區(qū)別HYPERLINK煉鋼的基本任務(wù)HYPERLINK煉鋼生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)HYPERLINK煉鐵新技術(shù)HYPERLINK非高爐煉鐵燒結(jié)HYPERLINK鐵粉礦造塊HYPERLINK球團(tuán)礦生產(chǎn)煉鐵HYPERLINK煉鐵用熔劑HYPERLINK煉鐵用焦炭HYPERLINK鐵礦石及其分類HYPERLINK高爐冶煉對(duì)鐵礦石的要求HYPERLINK鐵礦石冶煉前的準(zhǔn)備和處理HYPERLINK爐料在爐內(nèi)的物理化學(xué)變化HYPERLINK還原過(guò)程和生鐵的形成HYPERLINK高爐風(fēng)口區(qū)碳素的燃燒HYPERLINK爐料和煤氣的運(yùn)動(dòng)高爐HYPERLINK基本操作制度HYPERLINK爐缸熱制度HYPERLINK送風(fēng)制度HYPERLINK裝料制度HYPERLINK造渣制度HYPERLINK基本制度間的關(guān)系HYPERLINK冶煉制度的調(diào)整HYPERLINK高爐基本操作HYPERLINK爐前操作HYPERLINK熱風(fēng)爐操作HYPERLINK噴煤操作HYPERLINK爐況推斷HYPERLINK直接觀察法HYPERLINK儀器儀表測(cè)量HYPERLINK爐況綜合推斷HYPERLINK爐況失常推斷HYPERLINK正常爐況的標(biāo)志HYPERLINK異常爐況的標(biāo)志與調(diào)節(jié)HYPERLINK爐溫向熱HYPERLINK爐溫向涼HYPERLINK管道行程HYPERLINK邊緣發(fā)展中心堆積HYPERLINK邊緣不夠中心過(guò)分發(fā)展失常爐況的標(biāo)志和處理HYPERLINK低料線HYPERLINK懸料HYPERLINK連續(xù)塌料HYPERLINK爐缸堆積HYPERLINK爐缸凍結(jié)HYPERLINK爐冷HYPERLINK爐墻結(jié)厚煉鋼

第一章

概述一、鋼鐵工業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史

1、我國(guó)煉鐵工業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)史◆早在2500年前的春秋、戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，就已生產(chǎn)和使用鐵器逐步由青銅時(shí)代過(guò)渡到鐵器時(shí)代◆公元前513年趙國(guó)鑄“刑鼎?！?891年，清末洋務(wù)派首領(lǐng)張之洞首次在漢陽(yáng)建造了兩座日產(chǎn)lOOt生鐵的高爐，邁出了我國(guó)近代煉鐵的第一步◆之后先后在鞍山本溪石景山太原馬鞍山唐山等地修建了高爐?！鬺943年是我國(guó)解放前鋼鐵產(chǎn)量最高的一年(包括東三省在內(nèi))，生鐵產(chǎn)量180萬(wàn)t，鋼產(chǎn)量90萬(wàn)t，居世界第十六位?！?949年，生鐵年產(chǎn)量?jī)H為25萬(wàn)t，鋼年產(chǎn)量l5.8萬(wàn)t?！粜轮袊?guó)成立后我國(guó)于l953年生鐵產(chǎn)量就達(dá)到了190萬(wàn)t當(dāng)時(shí)超過(guò)了歷史最高水平◆1957年生鐵產(chǎn)量達(dá)到了597萬(wàn)t高爐利用系數(shù)達(dá)到了l321我國(guó)在這一指標(biāo)上跨入世界先進(jìn)行列(美國(guó)當(dāng)時(shí)高爐利用系數(shù)為1.0)?！?958年生鐵產(chǎn)量為l364萬(wàn)t?！?978年生鐵產(chǎn)量突破了3000萬(wàn)t?！?988年生鐵產(chǎn)量達(dá)到了6000萬(wàn)t?！?993年生鐵產(chǎn)量為8000萬(wàn)t，躍居世界第二位?！?995年生鐵產(chǎn)量為1億t居世界第一位◆1998年生鐵產(chǎn)量為l2億t2、現(xiàn)代煉鋼方法及其發(fā)展趨勢(shì)◆1855年英國(guó)冶金學(xué)家亨利·貝塞麥發(fā)明酸性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼方法。

◆平爐煉鋼法由于用重油成本高冶煉周期長(zhǎng)、熱效率低等致命弱點(diǎn)，已基本上被淘汰?！粞鯕廪D(zhuǎn)爐煉鋼法以氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法為主同吹煉氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法◆l996年我國(guó)鋼產(chǎn)量已達(dá)到一億多噸其中氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法所煉鋼約占70％?！?005年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量已達(dá)到3.49億噸，其中氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法所煉鋼約占75％?！綦姞t煉鋼法以交流電弧爐煉鋼為主同時(shí)也有少渣重熔等?！艨v觀國(guó)內(nèi)外煉鋼方法的發(fā)展主要煉鋼發(fā)展成為最主要的煉鋼方法電爐煉鋼法穩(wěn)步發(fā)展長(zhǎng)興不衰平爐煉鋼法則被淘汰◆目前煉鋼的生產(chǎn)流程主要有以下兩種：鐵水→鐵水預(yù)處理→氧氣轉(zhuǎn)爐→初煉鋼水→爐外精煉→連鑄機(jī)→連鑄坯廢鋼→電弧爐→初煉鋼水→爐外精煉→連鑄機(jī)→連鑄坯二、高爐冶煉產(chǎn)品

高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵，副產(chǎn)品是爐渣、煤氣和一定量的爐塵(瓦斯灰)。

1．生鐵◆生鐵組成以鐵為主此外含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％～45％并有少量的硅錳磷硫等元素◆生鐵質(zhì)硬而脆缺乏韌性不能延壓成型機(jī)械加工性能及焊接性能不好但含硅高的生鐵(灰口鐵)的鑄造及切削性能優(yōu)良。◆生鐵按用途又可分為一般生鐵和合金生鐵◆一般生鐵包括煉鋼生鐵和鑄造生鐵◆后者合金生鐵主要是錳鐵和硅鐵◆我國(guó)現(xiàn)行生鐵標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。表1-1

煉鋼生鐵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB717—82)表1-2鑄造生鐵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB718—82)

2．爐渣◆礦石的脈石和熔劑、燃料灰分等熔化后組成爐渣，其主要成分為Ca0、Mg0、Si02、Al203及少量的Mn0、Fe0、S等?！魻t渣有許多用途，常用做水泥原料及隔熱、建材、鋪路等材料?！裘繃嵣F的爐渣量l50-300kg。3．煤氣◆高爐煤氣的化學(xué)成分為C0、C02、H2、N2及少量的CH4?！舾郀t煤氣的發(fā)熱值約(800～900)×4.18168kJ／m3?！裘繃嶈F可產(chǎn)煤氣2000～3000m3。

◆高爐煤氣是無(wú)色、無(wú)味的氣體，有毒易爆炸。

4．爐塵◆爐塵是隨高爐煤氣逸出的細(xì)粒爐料，經(jīng)除塵處理與煤氣分開(kāi)?！魻t塵含鐵、碳、Ca0等有用物質(zhì)，可作為燒結(jié)的原料?！裘繃嶈F產(chǎn)爐塵為l0～100kg。

三、

高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1．高爐有效容積利用系數(shù)〔〕

式中——每立方米高爐有效容積在一晝夜內(nèi)生產(chǎn)鐵的噸數(shù)；

P——高爐一晝夜生產(chǎn)的合格生鐵；

——高爐有效容積，指爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉五段之和。

◆高爐有效容積利用系數(shù)是衡量高爐生產(chǎn)強(qiáng)化程度的指標(biāo)。◆越高，高爐生產(chǎn)率越高天天所產(chǎn)生鐵越多◆目前我國(guó)高爐有效容積利用系數(shù)為(18～23)t／(m3·d)高的可達(dá)3．0t／(m3·d)以上。2．焦比(K)和燃料比(Kf)式中

K—一噸生鐵消耗的焦炭量；

Q—高爐一晝夜消耗的干焦量。式中——冶煉一噸生鐵消耗的焦炭和噴吹燃料的數(shù)量之和；

——高爐一晝夜消耗的干焦量和噴吹燃料之和。◆煤比M是每噸生鐵消耗的煤粉量?！粲捅萗是每噸生鐵消耗的重油量)?！艚贡群腿剂媳仁呛饬扛郀t物資消耗，特別是能耗的重要指標(biāo)。◆目前我國(guó)噴吹高爐的焦比一般低于450kg／t燃料比小于550kg／t先進(jìn)高爐焦比已小于400kg／t燃料比約◆將燃料也折合成焦炭計(jì)算出的總焦炭量為綜合焦比。3：冶煉強(qiáng)度(Ｉ)式中Ｉ一每晝夜每立方米高爐有效容積燃燒的焦炭量?！?/p>

每晝夜每立方米高爐有效容積消耗的燃料總量稱為綜合冶煉強(qiáng)度。綜合冶煉強(qiáng)度()◆計(jì)算冶煉強(qiáng)度要扣除休風(fēng)時(shí)間?！粢睙拸?qiáng)度是表示高爐生產(chǎn)強(qiáng)化程度的指標(biāo)。◆冶煉強(qiáng)度取決于高爐所能接受的風(fēng)量。鼓入高爐的風(fēng)量越多，冶煉強(qiáng)度越高。

利用系數(shù)、焦比和冶煉強(qiáng)度之間的關(guān)系(當(dāng)休風(fēng)時(shí)間為零、不噴吹燃料時(shí))：

4．生鐵合格率

合格生鐵占高爐總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率，即：◆化學(xué)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生鐵為合格生鐵。

◆生鐵合格率是評(píng)價(jià)高爐產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。

5．休風(fēng)率

休風(fēng)率是指休風(fēng)時(shí)間占規(guī)定作業(yè)時(shí)間(日歷時(shí)間扣除計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間)的百分?jǐn)?shù)，即：◆休風(fēng)率反映設(shè)備管理維護(hù)和高爐的操作水平?！艚档托蒿L(fēng)率是高爐增產(chǎn)節(jié)焦的重要途徑。

6．生鐵成本生鐵成本是指冶煉一噸生鐵所需的費(fèi)用，包括原料、燃料、動(dòng)力、工資、車(chē)間經(jīng)費(fèi)等?！粼剂铣杀举M(fèi)占80％左右。◆冶煉成本費(fèi)占20％左右?！艚档徒固肯氖墙档统杀镜闹匾獌?nèi)容。

7．爐齡高爐從開(kāi)爐到停爐大修之間的時(shí)間，為一代高爐的爐齡?！粞娱L(zhǎng)爐齡是高爐工作者的重要課題?！舸蟾郀t爐齡要求達(dá)到10年以上，國(guó)外大型高爐爐齡最長(zhǎng)已達(dá)20年四、鋼和生鐵的主要區(qū)別都含有碳硅錳硫磷5種元素其主要區(qū)別見(jiàn)表1—3表1—3

鋼和生鐵的主要區(qū)別

2.鋼和生鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同。

五、煉鋼的基本任務(wù)

煉鋼的基本任務(wù)是：

1.脫碳。在高溫熔融狀態(tài)下，把生鐵中的碳氧化降低到所煉鋼號(hào)的規(guī)格范圍內(nèi)。

2.去磷和去硫。把生鐵中的有害雜質(zhì)磷和硫降低到所煉鋼號(hào)的規(guī)格范圍內(nèi)。非金屬夾雜物。把熔煉過(guò)程中進(jìn)入鋼液中的有害氣體及非金屬夾雜物排除掉。4.脫氧與合金化。把氧化熔煉過(guò)程中生成的對(duì)鋼質(zhì)有害的過(guò)量的氧從鋼液中排除掉同時(shí)加入合金元素將鋼液中的各種合金元素的含量調(diào)整到所煉鋼號(hào)的規(guī)格范圍內(nèi)。

5.調(diào)溫。按照熔煉工藝的需要，適時(shí)地提升和調(diào)整鋼液溫度到出鋼溫度。

把熔煉好的合格鋼液澆注成一定尺寸和形狀的鋼錠或連鑄坯以便下一步軋制成鋼材。煉鋼過(guò)程主要是氧化過(guò)程。六煉鋼生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1．年產(chǎn)量式中

n——年內(nèi)工作日(24h為一個(gè)工作日)；

g——每爐金屬料重量，t；

a——合格鋼錠收得率，％；

T——每爐平均冶煉時(shí)間，h。2．每爐鋼產(chǎn)量

3．作業(yè)率式中

工作日(d)=日歷時(shí)間(d)一停爐時(shí)間(d)。

4．利用系數(shù)

◆轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)指每公稱噸位的◆電爐利用系數(shù)指每千千伏安變壓器容量每晝夜所生產(chǎn)的合格鋼錠量即5每爐鋼冶煉時(shí)間6轉(zhuǎn)爐爐齡(爐襯壽命)7按計(jì)劃8．鋼錠合格率9．鋼錠收得率10原11電爐12．

第二章煉鐵原燃料第五節(jié)

鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。鐵礦粉造塊的目的：◆綜合利用資源擴(kuò)展煉鐵用的原料種類◆去除有害雜質(zhì)回收有益元素保護(hù)環(huán)境◆改善礦石的冶金性能適應(yīng)高爐冶煉對(duì)鐵礦石的質(zhì)量要求。一、鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)將各種粉狀含鐵原料配入適量的燃料和熔劑加入適量的水經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過(guò)程。2.燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程目前生產(chǎn)上廣泛采納帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2—4所示主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。圖2-4

抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程

◆燒結(jié)原料的準(zhǔn)備

①含鐵原料含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉，鐵精礦高爐爐塵軋鋼皮鋼渣等。一般要求含鐵原料品位高成分穩(wěn)定雜質(zhì)少②熔劑要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上在燒結(jié)料中加入一定量的白云石，使燒結(jié)礦含有適當(dāng)?shù)腗gO，對(duì)燒結(jié)過(guò)程有優(yōu)良的作用，可以提升燒結(jié)礦的質(zhì)量。③燃料

主要為焦粉和無(wú)煙煤。對(duì)燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。對(duì)入廠燒結(jié)原料的一般要求見(jiàn)表2—2。表2-2入廠燒結(jié)原料一般要求◆配料與混合①配料配料目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦滿足高爐冶煉的要求。常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法容積配料法是基于物料堆積密度不變?cè)系馁|(zhì)量與體積成比例這一條件進(jìn)行的準(zhǔn)確性較差質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料比容積法準(zhǔn)確便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。②混合混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻水分合適易于造球，從而獲得粒度組成優(yōu)良的燒結(jié)混合料，以確保燒結(jié)礦的質(zhì)量和提升產(chǎn)量?；旌献鳂I(yè)：加水潤(rùn)濕混勻和造球依據(jù)原料性質(zhì)不同可采納一次混合或二次混合兩種流程一次混合的目的：潤(rùn)濕與混勻當(dāng)加熱返礦時(shí)還可使物料預(yù)熱二次混合的目的：持續(xù)混勻造球以改善燒結(jié)料層透氣性用粒度10～Omm的富礦粉燒結(jié)時(shí)，因其粒度已經(jīng)達(dá)到造球需要，采納一次混合，混合時(shí)間約50s。使用細(xì)磨精礦粉燒結(jié)時(shí)，因粒度過(guò)細(xì)，料層透氣性差，為改善透氣性，必需在混合過(guò)程中造球，所以采納二次混合，混合時(shí)間一般不少于2．5～3min。我國(guó)燒結(jié)廠大多采納二次混合。◆燒結(jié)生產(chǎn)燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序。①布料將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上的作業(yè)。

當(dāng)采納鋪底料工藝時(shí)，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊鋪完底料后，隨之進(jìn)行布料。布料時(shí)要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺(tái)車(chē)縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采納較多的是圓輥布料機(jī)布料。②點(diǎn)火點(diǎn)火操作是對(duì)臺(tái)車(chē)上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。點(diǎn)火要求有足夠的點(diǎn)火溫度，適宜的高溫堅(jiān)持時(shí)間，沿臺(tái)車(chē)寬度點(diǎn)火均勻。

點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。?？刂圃?250±50℃

點(diǎn)火時(shí)間通常40～60s。

點(diǎn)火真空度4～6kPa。點(diǎn)火深度為10～20mm。③燒結(jié)準(zhǔn)確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。燒結(jié)風(fēng)量：平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計(jì)算為(70～90)m3／(cm2真空度：決定于風(fēng)機(jī)能力抽風(fēng)系統(tǒng)阻力料層透氣性和漏風(fēng)損失狀況料層厚度：合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來(lái)合計(jì)。國(guó)內(nèi)一般采納料層厚度為250～500mm。

機(jī)速：合適的機(jī)速應(yīng)確保燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透燒好實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)速一般控制在1.5～4m／min為宜。

燒結(jié)終點(diǎn)的推斷與控制控制燒結(jié)終點(diǎn)即控制燒結(jié)過(guò)程全部完成時(shí)臺(tái)車(chē)所處的位置中小型燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)一般控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱處大型燒結(jié)機(jī)控制在倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱處。

帶式燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)過(guò)程是自上而下進(jìn)行的沿其料層高度溫度變化的狀況一般可分為5層各層中的反應(yīng)變化狀況如圖2—5所示點(diǎn)火開(kāi)始以后依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層燃燒層預(yù)熱層，干燥層和過(guò)濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。圖2-5燒結(jié)過(guò)程各層反應(yīng)示意圖①燒結(jié)礦層經(jīng)高溫點(diǎn)火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過(guò)，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時(shí)燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時(shí)低價(jià)氧化物可能被再氧化。②燃燒層燃料在該層燃燒溫度高達(dá)1350～1600℃使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊該層除燃燒反應(yīng)外還發(fā)生固體物料的熔化還原氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)③預(yù)熱層

由燃燒層下來(lái)的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為400～800℃此層內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行固相反應(yīng)結(jié)晶水及部分碳酸鹽硫酸鹽分解磁鐵礦局部被氧化。④干燥層

干燥層受預(yù)熱層下來(lái)的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離實(shí)際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開(kāi)，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。⑤過(guò)濕層從干燥層下來(lái)的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，廢氣中的水蒸氣會(huì)重新凝結(jié)使混合料中水分大量增加而形成過(guò)濕層此層水分過(guò)多使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。

燒結(jié)過(guò)程中的基本化學(xué)反應(yīng)

①固體碳的燃燒反應(yīng)固體碳燃燒反應(yīng)為：反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件燃料用量還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度以及抽過(guò)燃燒層的氣體成分等因素。②碳酸鹽的分解和礦化作用

燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03為主在燒結(jié)條件下CaC03在720℃左右開(kāi)始分解880℃時(shí)開(kāi)始化學(xué)沸碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO·Fe2O3+CO2如果礦化作用不完全將有殘留的自由Ca0存在在存放過(guò)程中它將同大氣中的水分進(jìn)行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。

③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化

鐵的氧化物在燒結(jié)條件下溫度高于l300℃時(shí)Fe203Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小但在有Si02存在溫度大于1300℃時(shí)也可能分解

二、球團(tuán)礦生產(chǎn)把細(xì)磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤(rùn)濕的條件下通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)成球再經(jīng)過(guò)干燥焙燒固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。

2.球團(tuán)礦生產(chǎn)迅速發(fā)展的原因：◆天然富礦日趨減少，大量貧礦被采納。鐵礦石經(jīng)細(xì)磨選礦后的精礦粉，品位易于提升。過(guò)細(xì)精礦粉用于燒結(jié)生產(chǎn)會(huì)影響透氣性，降低產(chǎn)量和質(zhì)量細(xì)磨精礦粉易于造球粒度越細(xì)成球率越高球團(tuán)礦強(qiáng)度也越高◆球團(tuán)法生產(chǎn)工藝的成熟。從單一處理鐵精礦粉擴(kuò)展到多種含鐵原料生產(chǎn)規(guī)模和操作也向大型化機(jī)械化自動(dòng)化方向發(fā)展。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著提升。球團(tuán)產(chǎn)品也已用于煉鋼和直接還原煉鐵等。◆球團(tuán)礦具有優(yōu)良的冶金性能粒度均勻微氣孔多還原性好、強(qiáng)度高，有利于強(qiáng)化高爐冶煉。一般包括原料準(zhǔn)備配料混合造球干燥和焙燒冷卻成品和返礦處理等工序如圖2-6所示。圖2-6球團(tuán)礦生產(chǎn)的工藝流程

第二章煉鐵原燃料第四節(jié)熔

劑

一、熔劑的作用熔劑在冶煉過(guò)程中的主要作用有使還原出來(lái)的鐵與脈石和灰分實(shí)現(xiàn)優(yōu)良分開(kāi)，并順利從爐缸流出，即渣鐵分開(kāi)。2.生成一定數(shù)量和一定物理、化學(xué)性能的爐渣，去除有害雜質(zhì)硫，確保生鐵質(zhì)量。

二、熔劑的種類

依據(jù)礦石中脈石成分的不同，高爐冶煉使用的熔劑，按其性質(zhì)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(yè)巖。

三、對(duì)堿性熔劑的質(zhì)量要求對(duì)堿性熔劑的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于50％，Si02+A1203的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)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?？捎孟率奖硎荆寒?dāng)熔劑中與爐渣中Mg0含量很少時(shí)，計(jì)算式可簡(jiǎn)化為：磷含量要少石灰石中一般硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有001％～008％磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001％～0．03％。

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(dāng)爐渣黏稠引起爐況失常時(shí)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。第五節(jié)

高爐用燃料焦炭是高爐冶煉的主要燃料。

一、焦炭在高爐冶煉中的作用1.發(fā)熱劑。焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過(guò)程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行。2.還原劑。焦炭燃燒產(chǎn)生的C0及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。3.料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3～1/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區(qū)只有焦炭是以固體狀態(tài)存在，它對(duì)料柱起骨架作用，高爐下部料柱的透氣性完全由焦炭來(lái)維持。4.滲碳劑。5.爐料下降提供自由空間。

二、高爐冶煉對(duì)焦炭質(zhì)量的要求

1．焦炭的化學(xué)成分焦炭的化學(xué)成分常以焦炭的工業(yè)分析來(lái)表示。工業(yè)分析項(xiàng)目包括固定碳、灰分、硫分、揮發(fā)分和水分的含量。

◆固定碳含量盡量高，灰分盡量低。我國(guó)冶金焦炭灰分一般為11％～l4％。

◆硫含量低?！魮]發(fā)分一般在0．7％～l．2％。

焦炭中的揮發(fā)分是指在煉焦過(guò)程中未分解揮發(fā)完的H2、CH4、N2等物質(zhì)。揮發(fā)分含量過(guò)高，說(shuō)明焦炭的結(jié)焦程度差，生焦多，強(qiáng)度差；含量過(guò)低，則說(shuō)明結(jié)焦程度過(guò)高，易碎?！羲趾糠€(wěn)定。

焦炭中的水分是濕法熄焦時(shí)滲入的，通常為2％～6％。

2．焦炭的物理性質(zhì)◆機(jī)械強(qiáng)度高。

焦炭的機(jī)械強(qiáng)度是指焦炭的耐磨性和抗撞擊能力。機(jī)械強(qiáng)度不好的焦炭，在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中和高爐內(nèi)下降過(guò)程中破裂產(chǎn)生大量的粉末，進(jìn)入初渣，使?fàn)t渣的黏度增加，增加煤氣阻力，造成爐況不順。目前我國(guó)一般用小轉(zhuǎn)鼓測(cè)定焦炭強(qiáng)度。小轉(zhuǎn)鼓是用鋼板焊成的無(wú)穿心軸的密封圓筒，鼓內(nèi)徑和寬均為1000mm，內(nèi)壁每隔90°焊角鋼一塊，共計(jì)4塊。試驗(yàn)時(shí)，取粒度大于60mm的焦炭30kg，放人轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓以25r／min的速度旋轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)，即4min，倒出試樣，用φ40mm和φl(shuí)0mm的圓孔篩篩分，以大于40mm的焦炭占試樣總量的百分比(以M40表示)作為破碎強(qiáng)度指標(biāo)，以小于l0mm的焦炭占試樣總量的百分比(以M10表示)作為耐磨強(qiáng)度指標(biāo)。M40愈大，Ml0愈小，說(shuō)明焦炭的強(qiáng)度愈高。一般要求M40≥72％，Ml0≤10％?！袅６染鶆?、粉末少。大型高爐焦炭粒度范圍為20～60mm，中小高爐用焦炭，其粒度分別以20～40mm和大于15mm為宜。

3．焦炭的化學(xué)性質(zhì)

焦炭的化學(xué)性質(zhì)包括焦炭的燃燒性和反應(yīng)性兩方面。◆

燃燒性好。燃燒性是指焦炭在一定溫度下與氧反應(yīng)生成C02的速度，即燃燒速度。其反應(yīng)式為：C+02=C02◆

反應(yīng)性好。反應(yīng)性是指焦炭在一定溫度下和C02作用生成C0的速度。反應(yīng)式為：C+C02=2CO為了提升爐頂煤氣中的CO2含量，改善煤氣利用程度，希望焦炭的反應(yīng)性差些為好。為了擴(kuò)展燃燒帶，使?fàn)t缸溫度及煤氣流分布更為合理，使?fàn)t料順利下降，希望焦炭的燃燒性差些為好。

三、煉焦生產(chǎn)工藝流程

煉焦生產(chǎn)工藝流程如圖2-2所示。圖2-2煉焦生產(chǎn)工藝流程

現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過(guò)程分為洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)品處理等工序。

◆原煤在煉焦之前，先進(jìn)行洗選?！裟康氖墙档兔褐兴幕曳趾腿コ渌s質(zhì)。

◆將各種結(jié)焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦?！裟康氖窃诖_保焦炭質(zhì)量的前提下，擴(kuò)展煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國(guó)家資源，并盡可能地多得到一些化工產(chǎn)品。

◆將配合好的煤裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過(guò)兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過(guò)一按時(shí)間，最后形成焦炭?！籼炕覂?nèi)成焦過(guò)程如圖2—3所示。圖2-3

結(jié)焦過(guò)程示意圖4.煉焦的產(chǎn)品處理◆將爐內(nèi)推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火然后進(jìn)行破碎篩分分級(jí)獲得不同粒度的焦炭產(chǎn)品，分別送往高爐及燒結(jié)等用戶?！粝ń狗椒ㄓ懈煞ê蜐穹▋煞N。濕法熄焦是把紅熱焦炭運(yùn)至熄焦塔，用高壓水噴淋60～90s。干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時(shí)間為2～4h。

◆在煉焦過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生煉焦煤氣及多種化學(xué)產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣是燒結(jié)煉焦煉鐵煉鋼和軋鋼生產(chǎn)的主要燃料。

第二章煉鐵原燃料第一節(jié)鐵礦石及其分類一、礦物、礦石和巖石1.礦物的概念及特點(diǎn)地殼中的化學(xué)元素經(jīng)過(guò)各種地質(zhì)作用，形成的天然元素和天然化合物稱為礦物。它具有較均一的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)晶構(gòu)造，具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)?！舻V石和巖石均由礦物所組成是礦物的集合體◆礦石是在目前的技術(shù)條件下能經(jīng)濟(jì)合理地從中提取金屬、金屬化合物或有用礦物的物質(zhì)?！舻V石由有用礦物和脈石礦物所組成能夠被利用的礦物為有用礦物目前尚不能利用的礦物為脈石礦物。

二、鐵礦石的分類及主要特性

依據(jù)含鐵礦物的主要性質(zhì)礦物組成鐵礦石分為磁鐵礦赤鐵礦褐鐵礦菱鐵礦四種類型。

1．磁鐵礦

磁鐵礦化學(xué)式為Fe3O4，結(jié)構(gòu)致密，晶粒細(xì)小，黑色條痕。具有強(qiáng)磁性，含SP較高還原性差。

2．赤鐵礦赤鐵礦化學(xué)式為Fe2O3，條痕為櫻紅色，具有弱磁性。含S、P較低，易破碎、易還原。

3．褐鐵礦

褐鐵礦是含結(jié)晶水的氧化鐵，呈褐色條痕，還原性好，化學(xué)式為nFe2O3·mH2O(n=1～3，m=1～4)。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·3H2O的形式存在的。

4．菱鐵礦

菱鐵礦化學(xué)式為FeC0顏色為灰色帶黃褐色菱鐵礦經(jīng)過(guò)焙燒分解出C0氣體含鐵量即提升，礦石也變得疏松多孔，易破碎，還原性好。其含S低，含P較高。各種鐵礦石的分類及其主要特性列于表2-1。表2—1鐵礦石的分類及其特性第二節(jié)

高爐冶煉對(duì)鐵礦石的要求一、鐵礦石品位高鐵礦石品位是指鐵礦石的含鐵量，以TFe％表示。鐵礦石品位高有利于降低焦比和提升產(chǎn)量依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)礦石品位提升1％焦比降低2％產(chǎn)量提升3％從礦山開(kāi)采出來(lái)的礦石含鐵量一般在30％～60％之間。品位較高，經(jīng)破碎篩分后可直接入爐冶煉的稱為富礦。一般當(dāng)含鐵量大于70％～90％時(shí)方可直接入爐。品位較低，不能直接入爐的叫貧礦。貧礦必需經(jīng)過(guò)選礦和造塊后才干入爐冶煉。二、脈石成分愈低愈好鐵礦石的脈石成分絕大多數(shù)為酸性的，SiO2含量較高。鐵礦石中si02含量愈高需加入的石灰石也愈多生成的渣量也愈多這樣將使焦比升高，產(chǎn)量下降。脈石中含堿性氧化物(Ca0、MgO)較多的礦石，冶煉時(shí)可少加或不加石灰石，對(duì)降低焦比有利，具有較高的冶煉價(jià)值。三、有害雜質(zhì)少和有益元素的含量1．有害雜質(zhì)礦石中的有害雜質(zhì)是指那些對(duì)冶煉有妨礙或使礦石冶煉時(shí)不易獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的元素。主要有S、P、Pb、Zn、As、K、Na等。

◆硫

硫在礦石中主要以硫化物狀態(tài)存在。硫的危害主要表現(xiàn)在：

①當(dāng)鋼中的含硫量超過(guò)一定量時(shí)，會(huì)使鋼材具有熱脆性。

②對(duì)鑄造生鐵，會(huì)降低鐵水的流動(dòng)性，阻止Fe3C分解，使鑄件產(chǎn)生氣孔、難于切削并降

③硫會(huì)顯著地降低鋼材的焊接性，抗腐蝕性和耐磨性。

礦石中的含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)必需小于0.3％。

◆磷磷以Fe2P、Fe3P形態(tài)溶于鐵水。磷會(huì)造成鋼的冷脆現(xiàn)象。由于磷在選礦和燒結(jié)過(guò)程中不易除去，在高爐冶煉中又幾乎全部還原進(jìn)入生鐵。所以控制生鐵含磷的惟一途徑就是控制原料的含磷量?！翥U和鋅

鉛和鋅常以方鉛礦(PbS)和閃鋅礦(ZnS)的形式存在于礦石中。鉛易滲入磚縫破壞爐底砌磚，甚至使?fàn)t底砌磚浮起。鉛又極易揮發(fā)，在高爐上部被氧化成PbO，粘附于爐墻上，易引起結(jié)瘤。一般要求礦石中的含鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.1％。鋅在爐內(nèi)被氧化成ZnO，部分ZnO沉積在爐身上部爐墻上，形成爐瘤，部分滲入爐襯的孔隙和磚縫中，引起爐襯膨脹而破壞爐襯。礦石中的含鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0．1％。

◆砷砷會(huì)使鋼材產(chǎn)生“冷脆〞現(xiàn)象，并降低鋼材焊接性能。要求礦石中的含砷質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0．07％。

◆堿金屬

堿金屬主要指鉀和鈉。一般以硅酸鹽形式存在于礦石中。其危害主要為：①與爐襯作用生成鉀霞石(K2O·A12O3·2SiO2)，體積膨脹40％而損壞爐襯②與爐襯作用生成低熔點(diǎn)化合物粘結(jié)在爐墻上易導(dǎo)致結(jié)瘤。③與焦炭中的碳作用生成插入式化合物(CK8、CNa8)體積膨脹很大，破壞焦炭高溫強(qiáng)度，從而影響高爐下部料柱透氣性。

◆銅銅在鋼材中具有兩重性。當(dāng)鋼中含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.3％時(shí)能改善鋼材抗腐蝕性當(dāng)超過(guò)03％時(shí)又會(huì)降低鋼材的焊接性并引起鋼“熱脆現(xiàn)象使軋制時(shí)產(chǎn)生裂痕。一般鐵礦石同意含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.2％。

2．有益元素礦石中有益元素主要指對(duì)鋼鐵性能有改善作用或可提取的元素。如錳(Mn)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釩(V)、鈦(Ti)等。當(dāng)這些元素達(dá)到一定含量時(shí)，可顯著改善鋼的可加工性強(qiáng)度和耐磨耐熱耐腐蝕等性能同時(shí)這些元素的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很大當(dāng)?shù)V石中這些元素含量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，可視為復(fù)合礦石，加以綜合利用。

四、鐵礦石的還原性好1.鐵礦石的還原性概念鐵礦石的還原性是指鐵礦石被還原性氣體C0或H2還原的難易程度。2.影響鐵礦石還原性的因素影響鐵礦石還原的因素主要有礦物組成礦物結(jié)構(gòu)的致密程度粒度和氣孔率等磁鐵礦結(jié)構(gòu)致密最難還原赤鐵礦有中等的氣孔率比較容易還原褐鐵礦和菱鐵礦容易還原。燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的氣孔率高，其還原性一般比天然富礦的還要好。

五、礦石的粒度適當(dāng)、機(jī)械強(qiáng)度高和軟化性好

礦石的粒度是指礦石顆粒的直徑。通常，入爐礦石粒度在5～35mm之間，小于5mm的粉末是不能直接人爐的。鐵礦石的機(jī)械強(qiáng)度是指礦石耐沖擊、抗摩擦、抗擠壓的能力。

鐵礦石的軟化性包括鐵礦石的軟化溫度和軟化溫度區(qū)間兩個(gè)方面。軟化溫度是指鐵礦石在一定的荷重下受熱開(kāi)始變形的溫度；軟化溫度區(qū)間是指礦石開(kāi)始軟化到軟化終了的溫度范圍。高爐冶煉要求鐵礦石的軟化溫度要高，軟化溫度區(qū)間要窄。

六、鐵礦石各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定

鐵礦石的各項(xiàng)理化指標(biāo)堅(jiān)持相對(duì)穩(wěn)定，才干最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。高爐冶煉要求成分波動(dòng)范圍:含鐵原料TFe<±0．5％～l．0％；ω(SiO2)<±0．2％～0．3％；燒結(jié)礦的堿度為±0．03～0．1。第三節(jié)鐵礦石冶煉前的準(zhǔn)備和處理從礦山開(kāi)采出來(lái)的鐵礦石一般要經(jīng)過(guò)破碎、篩分、混勻、焙燒、選礦和造塊等加工處理過(guò)程。

一、破碎1.破碎的分類依據(jù)破碎的粒度，可分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎。

◆粗碎：從l300～500mm破碎到400～125mm；

◆中碎：從400～125mm破碎到100～25mm；

◆細(xì)碎：從l00～25mm破碎到25～5mm；◆粉碎：從<5mm破碎到<lmm。

關(guān)于天然鐵礦石的粗中細(xì)碎作業(yè)目前采納的主要破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)和圓錐式破碎機(jī)兩大類，其工作原理如圖2—1所示。圖2—1破碎機(jī)的工作原理示意圖

(a)顎式破碎機(jī)；(b)圓錐式破碎機(jī)；(c)短錐式破碎機(jī)二、篩分通過(guò)單層或多層篩面將顆粒大小不同的混合料分成假設(shè)干不同粒度級(jí)別的過(guò)程◆篩除粉末◆將大于規(guī)定粒度上限的大塊篩除進(jìn)行再破碎◆對(duì)合格塊度進(jìn)行分級(jí)多采納振動(dòng)篩。其篩分原理是利用篩網(wǎng)的上下垂直振動(dòng)進(jìn)行的。篩網(wǎng)的振動(dòng)可達(dá)每分鐘l500次左右振幅達(dá)05～12mm篩面與水平面成l0°～40°的傾角篩分效率高單位面積產(chǎn)量大篩孔不易堵塞調(diào)整方便適用粒度范圍廣

通常礦石在破碎篩分過(guò)程中通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)將破碎機(jī)械與篩分機(jī)械聯(lián)系起來(lái)構(gòu)成破碎篩分流程。

三、混勻混勻又稱為中和1.

混勻的目的穩(wěn)定鐵礦石的化學(xué)成分從而穩(wěn)定高爐操作堅(jiān)持爐況順行，改善冶煉指標(biāo)?！捌戒佒比〉脑瓌t進(jìn)行所謂平鋪是依據(jù)料場(chǎng)的大小將每一批來(lái)料沿水平方向依次平鋪，一般每層厚度為200-300mm，把料鋪到一定高度所謂直取即取礦時(shí)沿料堆垂直斷面截取礦石。

四、鐵礦石的焙燒焙燒的概念將鐵礦石加熱到低于軟化溫度200～300℃的一種處理過(guò)程?！舾淖兊V石的礦物組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)◆去除部分有害雜質(zhì)◆回收有用元素◆使礦石變得疏松，提升礦石的還原性。氧化焙燒、還原磁化焙燒和氯化焙燒等。

◆氧化焙燒是鐵礦石在氧化氣氛條件下焙燒主要用于去除褐鐵礦中的結(jié)晶水菱鐵礦中的C02，并提升品位，改善還原性。

◆還原磁化焙燒是在還原氣氛中進(jìn)行，其作用是將弱磁性的赤鐵礦及非磁性的黃鐵礦轉(zhuǎn)化為具有強(qiáng)磁性的磁鐵礦，以便磁選。五、鐵礦石的選礦提升礦石品位。

◆重力選礦法。依據(jù)礦物密度的不同，在選礦介質(zhì)中具有不同的沉降速度而進(jìn)行選礦。

◆磁力選礦法。磁力選礦法是利用礦物的磁性差別，在不均勻的磁場(chǎng)中，磁性礦物被磁選機(jī)的磁極吸引，而非磁性礦物則被磁極排斥，從而達(dá)到選別的目的。

◆浮游選礦法。浮游選礦法是利用礦物表面不同的親水性，選擇性地將疏水性強(qiáng)的礦物用泡沫浮到礦漿表面，而親水性礦物則留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)不同礦物彼此分開(kāi)。精礦、中礦和尾礦?！艟V是指選礦后得到的含有用礦物含量較高的產(chǎn)品?！糁械V為選礦過(guò)程中間產(chǎn)品，需進(jìn)一步選礦處理?！粑驳V是經(jīng)選礦后留下的廢棄物。

第三章

高爐冶煉原理第一節(jié)

爐料在爐內(nèi)的物理化學(xué)變化一、高爐爐內(nèi)的狀況如圖3—1所示高爐爐內(nèi)的狀況可分為五個(gè)區(qū)域或稱五個(gè)帶：

1.爐料仍堅(jiān)持裝料前塊狀狀態(tài)的塊狀帶；

2.礦石從開(kāi)始軟化到完全軟化的軟熔帶；

落帶；

焦炭作回旋運(yùn)動(dòng)的風(fēng)口帶

貯存渣鐵完成必要渣鐵反應(yīng)的渣鐵帶圖3-1

爐內(nèi)的狀況二、水分的蒸發(fā)與結(jié)晶水的分解在高爐爐料中，水以吸附水與結(jié)晶水兩種形式存在。

1．吸附水◆吸附水也稱物理水以游離狀態(tài)存在于爐料中◆吸附水蒸發(fā)吸熱一方面減少了爐塵的吹出量另一方面對(duì)裝料設(shè)備和爐頂金屬結(jié)構(gòu)的維護(hù)還帶來(lái)好處。

2．結(jié)晶水◆結(jié)晶水也稱化合水，以化合物形態(tài)存在于爐料中?！魻t料中的結(jié)晶水一般存在于褐鐵礦(nFe203·mH20)和高嶺土(A1203·2Si02·2H20)中◆結(jié)晶水在高爐內(nèi)大量分解的溫度在400～600℃，分解反應(yīng)如下：這些反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，消耗高爐內(nèi)的熱量。三、揮發(fā)物的揮發(fā)揮發(fā)物的揮發(fā)，包括燃料揮發(fā)物的揮發(fā)和高爐內(nèi)其他物質(zhì)的揮發(fā)。揮發(fā)物的揮發(fā)揮發(fā)分存在于焦炭及煤粉中◆焦炭中揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為07％～l3％焦炭在高爐內(nèi)到達(dá)風(fēng)口前已被加熱到l400～1600揮發(fā)分全部揮發(fā)由于揮發(fā)分?jǐn)?shù)量少對(duì)煤氣成分和冶煉過(guò)程影響不大◆煤粉中揮發(fā)分含量高引起爐缸煤氣成分的變化，對(duì)還原反應(yīng)有一定的影響?！舾郀t內(nèi)化合物，如Si0Pb0K20Na20等和元素如SPAsKNaZnPbMn等進(jìn)行少量揮發(fā)(也稱氣化)◆這些元素和化合物的揮發(fā)對(duì)高爐爐況和爐襯都有影響。

四、碳酸鹽的分解

爐料中的碳酸鹽主要來(lái)自石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)，有時(shí)也來(lái)自碳酸鐵(FeC03)和碳酸錳(MnC03)。

3、FeC03和MgC03的分解溫度較低，一般在高爐上部分解完畢，對(duì)高爐冶煉影響不大3的分解溫度較高約910℃且是吸熱反應(yīng)對(duì)高爐冶煉影響較大◆CaC03的分解反應(yīng)式為：CaC03=CaO+C02

—178000kJ◆部分石灰石來(lái)不及分解而進(jìn)入高溫區(qū)則分解生成的C02在高溫區(qū)與焦炭作用：C02+C=2C0

一165800kJ此反應(yīng)既消耗熱量又消耗碳素使焦比升高◆使用自熔性或熔劑性燒結(jié)礦，減少石灰石用量，縮小石灰石的粒度等措施可降低焦比。第二節(jié)還原過(guò)程和生鐵的形成

一、基本概念

1．還原反應(yīng)◆還原劑奪取金屬氧化物中的氧使之變?yōu)榻饘倩蛟摻饘俚蛢r(jià)氧化物的反應(yīng)◆高爐煉鐵常用的還原劑主要有C0H2和固體碳。

2．鐵氧化物的還原順序

◆原的原則◆當(dāng)溫度小于570℃時(shí)，按Fe203→Fe304→◆當(dāng)溫度大于570℃時(shí)，按Fe203→Fe304→Fe0→二、高爐內(nèi)鐵氧化物的還原1．用C0和H2還原鐵氧化物◆用C0和H2還原鐵氧化物，生成C02和H2O還原反應(yīng)叫間接還原?！粲肅0作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)小于800℃◆用H2作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)800～1100℃的區(qū)域進(jìn)行。

2．用固體碳還原鐵氧化物◆用固體碳還原鐵氧化物，生成C0的還原反應(yīng)叫直接還原?！粼诟郀t內(nèi)具有實(shí)際意義的只有FeO+C=Fe+C0的反應(yīng)?！糁苯舆€原要通過(guò)氣相進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)程如下：直接還原一般在大于ll00℃的區(qū)域進(jìn)行，800～1100℃區(qū)域?yàn)橹苯舆€原與間接還原同時(shí)存在區(qū)，低于800

三、直接還原與間接還原的比較

1．鐵的直接還原度

直接還原的形式還原的鐵量與還原出來(lái)的總鐵量之比，稱為鐵的直接還原度，記作γd。

2．間接還原與直接還原的比較

◆從還原劑需要量角度看，直接還原比間接還原更能有利于降低焦比?！魪臒崃康男枰嵌瓤?，間接還原比直接還原更能有利于降低焦比。只有直接還原與間接還原在適宜的比例范圍內(nèi)，維持適宜的γd〔0.2～0.3〕，才干降低焦比，取得最正確效果。3.發(fā)展間接還原，降低γd的基本途徑：改善礦石的還原性，控制高爐煤氣的生鐵的熱量消耗的措施：提升風(fēng)溫，提升礦石品位，使用自熔性或熔劑性燒結(jié)礦，減小外部熱損失，降低焦炭灰分等。四、高爐內(nèi)非鐵元素的還原1．錳的還原◆高爐內(nèi)錳氧化物的還原由高級(jí)向低級(jí)逐級(jí)還原直到金屬錳，順序?yàn)椋骸魪腗n02到Mn0可通過(guò)間接還原進(jìn)行還原反應(yīng)?！鬗n0還原成Mn只能靠直接還原取得◆Mn0的直接還原是吸熱反應(yīng)高爐爐溫是錳還原的重要條件其次適當(dāng)提升爐渣堿度增加Mn0的活度，也有利于錳的直接還原?！暨€原出來(lái)的錳可溶于生鐵或生成Mn3C溶于生鐵◆冶煉一般生鐵時(shí)，有40％～60％的錳進(jìn)入生鐵，5％～l0％的錳揮發(fā)進(jìn)入煤氣，其余進(jìn)入爐渣。2．硅的還原◆硅的還原只能在高爐下部高溫區(qū)(1300℃◆Si02在還原時(shí)要汲取大量熱量硅在高爐內(nèi)只有少量被還原◆還原出來(lái)的硅可溶于生鐵或生成FeSi再溶于生鐵?！糨^高的爐溫柔較低的爐渣堿度有利于硅的還原?！翳F水中的含硅量可作為衡量爐溫水平的標(biāo)志。3．磷的還原

◆磷酸鐵[(FeO)3·P205·8H20]又稱藍(lán)鐵礦藍(lán)鐵礦的結(jié)晶水分解后形成多微孔的結(jié)構(gòu)較易還原，反應(yīng)式為：◆磷酸鈣在高爐內(nèi)首先進(jìn)入爐渣在1100～1300℃時(shí)用碳作還原劑還原磷，其還原率能達(dá)60％；當(dāng)有Si02存在時(shí)，可以加速磷的還原：

◆磷在高爐冶煉條件下全部被還原以Fe2P形態(tài)溶于生鐵4．鉛、鋅、砷的還原◆還原出來(lái)的鉛易沉積于爐底滲入磚縫破壞爐底部分鉛在高爐內(nèi)易揮發(fā)上升碰到C02和H20將被氧化隨爐料一起下降時(shí)又被還原在爐內(nèi)循環(huán)?！暨€原出來(lái)的鋅在爐內(nèi)揮發(fā)氧化體積增大使?fàn)t墻破壞，或凝附于爐墻形成爐瘤?！暨€原出來(lái)的砷與鐵化合影響鋼鐵性能使鋼冷脆，焊接性能大大降低。五、還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1.反應(yīng)過(guò)程模型鐵礦石的還原反應(yīng)是由礦石顆粒表面向中心進(jìn)行的，如圖3—3所示。圖3-3

礦球反應(yīng)過(guò)程模型2.加快還原反應(yīng)速度的措施◆提升還原氣體的濃度和還原溫度◆使用粒度較小，氣孔率較大的人造礦石。

六、生鐵的生成與滲碳過(guò)程鐵的生成滲碳和已還原的元素進(jìn)入生鐵中得到含F(xiàn)eCSiMnPS等元素的生鐵?！艄腆w海綿鐵發(fā)生如下滲碳過(guò)程：◆在1400℃左右時(shí)，與熾烈的焦炭持續(xù)進(jìn)行固相滲碳◆熔化后的金屬鐵與焦炭發(fā)生滲碳反應(yīng)：3Fe液+C焦=Fe3C液生鐵的最終含碳量與生鐵中合金元素的含量有著密切關(guān)系。能與碳生成碳化物的元素，有助于增加生鐵中的含碳量；能與鐵生成化合物的元素促使生鐵的含碳量降低

第三章高爐冶煉原理第四節(jié)高爐風(fēng)口區(qū)碳素的燃燒第五節(jié)爐料和煤氣的運(yùn)動(dòng)第四節(jié)高爐風(fēng)口區(qū)碳素的燃燒一、燃料燃燒1．燃燒反應(yīng)◆燃燒反應(yīng)的機(jī)理一般認(rèn)為分兩步進(jìn)行：◆風(fēng)口前碳素的燃燒只能是不完全燃燒，生成C0并放出熱量?！粲捎诠娘L(fēng)中總含有一定的水蒸氣，灼熱的C與H20發(fā)生以下反應(yīng)：C+H20=CO+H2—124390kJ◆實(shí)際生產(chǎn)中的條件下風(fēng)口前碳素燃燒的最終產(chǎn)物由C0H2N2組成2．燃燒反應(yīng)的作用◆為高爐冶煉過(guò)程提供主要熱源；◆為還原反應(yīng)提供C0、H2等還原劑；◆為爐料下降提供必要的空間。二、回旋區(qū)及燃燒帶1.回旋區(qū)的概念風(fēng)口前產(chǎn)生焦炭和煤氣流回旋運(yùn)動(dòng)的區(qū)域稱為回旋區(qū)。在回旋區(qū)外圍，有一層厚約l00～300mm的中間層，此層的焦炭既受高速煤氣流的沖擊作用，又受阻于外圍包裹著的緊密焦炭，因此比較疏松，但又不能和煤氣流一起運(yùn)動(dòng)。2.燃燒帶的概念回旋區(qū)和中間層組成焦炭在爐缸內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)的區(qū)域稱為燃燒帶。如圖3-4所示。圖3-4風(fēng)口前焦炭循環(huán)運(yùn)動(dòng)示意圖(a)風(fēng)口區(qū)域的垂直平面；(b)風(fēng)口區(qū)域的水平截面三、影響燃燒帶大小的因素決定著煤氣在爐內(nèi)的初始分布，對(duì)爐內(nèi)煤氣溫度和爐缸溫度分布，及高爐順行都有影響。當(dāng)燃燒帶沿水平方向上截面積越大，相鄰兩燃燒帶之間的不活躍區(qū)越小時(shí)，爐缸工作越均勻?！艄娘L(fēng)動(dòng)能與下部調(diào)劑下部調(diào)劑的作用是通過(guò)改變進(jìn)風(fēng)狀態(tài)控制煤氣流的初始分布，使整個(gè)爐缸溫度分布均勻穩(wěn)定熱量充沛工作活躍也就是控制適宜的燃燒帶與煤氣流的合理分布通過(guò)日常鼓風(fēng)參數(shù)的調(diào)劑實(shí)現(xiàn)合適的鼓風(fēng)動(dòng)能，可達(dá)到控制燃燒帶大小的目的。調(diào)劑的鼓風(fēng)參數(shù)有風(fēng)溫風(fēng)量噴吹量鼓風(fēng)濕度、風(fēng)口數(shù)目風(fēng)口直徑?！羧紵磻?yīng)速度一般狀況下燃燒反應(yīng)速度快燃燒反應(yīng)可在較小的區(qū)域進(jìn)行使燃燒帶縮小反之則燃燒帶大?！魻t缸料柱阻力爐缸內(nèi)料柱疏松，燃燒帶則延長(zhǎng)；反之，燃燒帶則縮小?！艚固康男再|(zhì)焦炭的粒度、氣孔度、反應(yīng)性等對(duì)燃燒大小也有一定的影響。第五節(jié)爐料和煤氣的運(yùn)動(dòng)一、爐料運(yùn)動(dòng)高爐內(nèi)不斷形成促使?fàn)t料下降的自由空間。的因素◆焦炭在風(fēng)口前燃燒生成煤氣◆爐料中◆重新排列壓緊并熔化成液相體積縮小◆按時(shí)放二、煤氣運(yùn)動(dòng)1．煤氣的體積與成分的變化煤氣量取決于冶煉強(qiáng)度、鼓風(fēng)成分、焦比等因素。爐缸煤氣在高爐內(nèi)上升過(guò)程中體積與成分如圖3—5。由圖可以看出，煤氣的體積總量在上升過(guò)程中是增加的。圖3-5高爐煤氣上升過(guò)程中體積、成分的變化◆C0煤氣上升過(guò)程中，CO在高爐下部高溫區(qū)開(kāi)始增加煤氣中的C0含量會(huì)相應(yīng)減小。①汲取FeSiMnP等元素直接還原生成的C0②部分碳酸鹽在高溫區(qū)分解生成的C02與C作用生成C0。③中溫區(qū)，C0開(kāi)始參加間接還原生成同體積的C02?！鬋02C02在爐缸、爐腹部位幾乎為零，從中溫區(qū)開(kāi)始增加。①高溫區(qū)C02是不穩(wěn)定的。②間接還原生成C02。③碳酸鹽分解生成C02?！鬑2高溫區(qū)的H2來(lái)源于風(fēng)中H20汽和焦炭中的有機(jī)H2和噴吹燃料中的揮發(fā)H2，上升過(guò)程中由于參加間接還原和生成CH4含量逐漸減少但由于爐料中結(jié)晶水和碳作用生成部分H2，又可適量增加煤氣中H2的含量?！鬘2鼓風(fēng)帶入的N2，焦炭中的有機(jī)N2和噴吹燃料中的揮發(fā)N2，在上升過(guò)程中不參加任何反應(yīng)，絕對(duì)量不變?！鬋H4高溫時(shí)少量焦炭與H2作用生成CH4上升過(guò)程中又加入焦炭揮發(fā)分中的CH4但數(shù)量很少，變化不大。2．煤氣溫度的變化◆爐內(nèi)熱交換現(xiàn)象爐缸煤氣在上升過(guò)程中把熱量傳遞給爐料溫度逐漸降低而爐料在下降過(guò)程汲取煤氣的熱量溫度逐漸上升◆高爐內(nèi)熱交換區(qū)域高爐內(nèi)熱交換時(shí)，將高爐分為三個(gè)區(qū)域(如圖3—6所示)：圖3-6理想高爐的豎向溫度分布圖1─煤氣；2─爐料①在高爐上部區(qū)域爐頂溫度即煤氣離開(kāi)高爐時(shí)的溫度是評(píng)價(jià)高爐熱交換的重要指標(biāo)。降低爐頂溫度的措施有煤氣在爐內(nèi)分布合理煤氣與爐料充分接觸提升風(fēng)溫降低焦比富氧鼓風(fēng)等方面此外爐頂溫度的凹凸還與爐料的性質(zhì)有關(guān)。②在高爐下部區(qū)域爐缸所具有的溫度水平是反映爐缸熱制度的重要參數(shù)提升爐缸溫度的措施有提升風(fēng)溫，富氧鼓風(fēng)等方面。③在高爐上部和下部熱交換區(qū)之間存在一個(gè)熱交換達(dá)到平衡的空區(qū)此區(qū)的特點(diǎn)是爐料與煤氣的溫差很小該區(qū)煤氣的溫度對(duì)大量使用石灰石的高爐約為900℃對(duì)大量使用燒結(jié)礦的高爐約為10003．煤氣壓力的變化◆壓頭損失(△p)的表示式△p=P爐缸-P爐喉◆壓頭損失△p的作用增加到一定程度時(shí)，將妨礙高爐順行三、影響△p的因素1．煤氣流的影響◆煤氣流速隨著煤氣流速的增加，△p迅速增加。降低煤氣流速能顯然降低△p。提升風(fēng)量煤氣量增加，△p增加，不利于高爐順行?！裘簹鉁囟葼t內(nèi)溫度升高，煤氣體積膨脹煤氣流速增加△p增大◆煤氣壓力爐內(nèi)煤氣壓力升高煤氣體積縮小煤氣流速降低△p減少，有利于爐況順行。◆煤氣的密度和黏度降低煤氣的密度和黏度能降低△p2．原料的影響◆粒度從降低△p以有利于高爐順行的角度看，增加原料的粒度是有利的，但是對(duì)礦石的還原反應(yīng)不利◆孔隙度入爐原料的孔隙度大透氣性好△p將降低，有利于爐況的順行3．其他方面◆裝料制度：一切疏松邊緣的裝料制度均能促進(jìn)△p的下降有利于順行◆造渣制度：渣量少成渣帶薄初渣黏度小都會(huì)使△p下降，有利于順行。

第四章

高爐冶煉工藝第一節(jié)

高爐基本操作制度高爐爐況穩(wěn)定順行：一般是指爐內(nèi)的爐料下降與煤氣流上升均勻爐溫穩(wěn)定充沛生鐵合格高產(chǎn)低耗操作制度：依據(jù)高爐具體條件(如高爐爐型設(shè)備水平原料條件生產(chǎn)計(jì)劃及品種指標(biāo)要求)制定的高爐操作準(zhǔn)則高爐基本操作制度裝料制度送風(fēng)制度爐缸熱制度和造渣制度爐缸熱制度高爐爐缸所應(yīng)具有的溫度和熱量水平爐溫一般指高爐爐渣和鐵水的溫度“物理熱鐵水為1350～1550℃，爐渣溫度比鐵水溫度高50～100℃。生產(chǎn)中常用生鐵含硅量的凹凸來(lái)表示高爐爐溫水平即“化學(xué)熱〞。直接反映爐缸的工作狀態(tài)穩(wěn)定均勻而充沛的熱制度是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)◆依據(jù)生產(chǎn)鐵種的需要選擇生鐵含硅量在經(jīng)濟(jì)合理的水平冶煉煉鋼生鐵時(shí)[Si]含量一般控制在03％～06％之間冶煉鑄造生鐵時(shí)按用戶要求選擇[Si]含量且上、下兩爐[Si]含量波動(dòng)應(yīng)小于0.1％?！粢罁?jù)原料條件選擇生鐵含硅量。冶煉含釩鈦鐵礦石時(shí)，同意較低的生鐵含硅量；用鐵水的[Si]+[Ti]來(lái)表示爐溫?！艚Y(jié)合高爐設(shè)備狀況。如爐缸嚴(yán)重腐蝕時(shí)，以冶煉鑄造鐵為好?！艚Y(jié)合技術(shù)操作水平與管理水平。原燃料強(qiáng)度差粉末多含硫高穩(wěn)定性較差時(shí)應(yīng)維持較高的爐溫反之在原燃料管理穩(wěn)定強(qiáng)度好粉末少含硫低的條件下可維持較低的生鐵含硅量?！粼剂闲再|(zhì)變化主要包括焦炭灰分含硫量焦炭強(qiáng)度礦石品位還原性粒度含粉率、熟料率、熔劑量等的變化。礦石品位提升1％焦比約降低2％，產(chǎn)量提升3％。燒結(jié)礦中FeO含量增加l％，焦比升高l．5％。礦石粒度均勻有利于透氣性改善和煤氣利用率提升。焦炭含硫增加01％焦比升高l2％～20％灰分增加l％焦比上升2％左右隨著高爐煤比的提升還應(yīng)充分合計(jì)煤粉發(fā)熱量含硫量和灰分含量的波動(dòng)對(duì)熱制度的影響?！粢睙拝?shù)的變動(dòng)主要包括冶煉強(qiáng)度風(fēng)溫濕度富氧量爐頂壓力爐頂煤氣CO2含量等的變化。調(diào)節(jié)風(fēng)溫可以很快改變爐缸熱制度噴吹燃料會(huì)改變爐缸煤氣流分布。風(fēng)量的增減使料速發(fā)生變化風(fēng)量增加煤氣停留時(shí)間縮短直接還原增加會(huì)造成爐溫向涼裝料制度如批重和料線等對(duì)煤氣分布、熱交換和還原反應(yīng)產(chǎn)生直接影響?！粼O(shè)備故障及其他方面的變化下雨等天氣變化導(dǎo)致入爐原燃料含水量增加、入爐料稱量誤差等高爐爐頂設(shè)備故障懸料崩料和低料線時(shí)爐料與煤氣流分布受到破壞大量未通過(guò)預(yù)熱的爐料直接進(jìn)入爐缸爐缸熱量消耗的增加使?fàn)t缸溫度降低，爐溫向涼甚至大涼。冷卻設(shè)備漏水，導(dǎo)致?tīng)t缸熱量消耗的增加使?fàn)t缸溫度降低造成爐冷直至爐缸凍結(jié)二.送風(fēng)制度在一定的冶煉條件下確定合適的鼓風(fēng)參數(shù)和風(fēng)口進(jìn)風(fēng)狀態(tài)高爐鼓風(fēng)所具有的機(jī)械能叫鼓風(fēng)動(dòng)能適宜鼓風(fēng)動(dòng)能應(yīng)依據(jù)以下因素選擇：◆原料條件原燃料條件好能改善爐料透氣性利于高爐強(qiáng)化冶煉同意使用較高的鼓風(fēng)動(dòng)能原燃料條件差透氣性不好不利于高爐強(qiáng)化冶煉只能維持較低的鼓風(fēng)動(dòng)能?！羧剂蠂姶盗扛郀t噴吹煤粉爐缸煤氣體積增加中心氣流趨于發(fā)展，需適當(dāng)擴(kuò)展風(fēng)口面積，降低鼓風(fēng)動(dòng)能，以維持合理的煤氣分布。但隨著冶煉條件的變化，噴吹煤粉量增加，邊緣氣流增加。這時(shí)不但不能擴(kuò)展風(fēng)口面積，反而應(yīng)縮小風(fēng)口面積。因此，煤比變動(dòng)量大時(shí)，鼓風(fēng)動(dòng)能的變化方向應(yīng)依據(jù)具體實(shí)際狀況而定?！麸L(fēng)口面積和長(zhǎng)度在一定風(fēng)量條件下，風(fēng)口面積和長(zhǎng)度對(duì)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)狀態(tài)起決定性作用風(fēng)口面積一定增加風(fēng)量冶強(qiáng)提升鼓風(fēng)動(dòng)能加大促使中心氣流發(fā)展為堅(jiān)持合理的氣流分布維持適宜的回旋區(qū)長(zhǎng)度，必需相應(yīng)擴(kuò)展風(fēng)口面積，降低鼓風(fēng)動(dòng)能?！舾郀t有效容積在一定冶煉強(qiáng)度下高爐有效容積與鼓風(fēng)動(dòng)能的關(guān)系見(jiàn)表4—1表4—1

高爐有效容積與鼓風(fēng)動(dòng)能的關(guān)系高爐適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能隨爐容的擴(kuò)展而增加爐容相近，矮胖多風(fēng)口高爐鼓風(fēng)動(dòng)能相應(yīng)增加。鼓風(fēng)動(dòng)能是否合適的直觀表象見(jiàn)表4—2表4—2

鼓風(fēng)動(dòng)能變化對(duì)有關(guān)參數(shù)的影響風(fēng)口前焦炭和噴吹燃料燃燒所能達(dá)到的最高絕熱溫度，即假定風(fēng)口前燃料燃燒放出的熱量全部用來(lái)加熱燃燒產(chǎn)物時(shí)所能達(dá)到的最高溫度，叫風(fēng)口前理論燃燒溫度。理論燃燒溫度的凹凸不僅決定了爐缸的熱狀態(tài)，而且決定爐缸煤氣溫度，對(duì)爐料加熱和還原以及渣鐵溫度和成分、脫硫等產(chǎn)生重大影響。適宜的理論燃燒溫度，應(yīng)能滿足高爐正常冶煉所需的爐缸溫度和熱量，確保渣鐵的充分加熱和還原反應(yīng)的順利進(jìn)行。理論燃燒溫度過(guò)高高爐壓差升高爐況不順理論燃燒溫度過(guò)低渣鐵溫度不夠爐況不順，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)口灌渣，甚至爐冷事故。理論燃燒溫度提升，渣鐵溫度相應(yīng)提升，見(jiàn)圖4—1。圖4—1理論燃燒溫度t理與鐵水溫度的關(guān)系大高爐爐缸直徑大爐缸中心溫度低為維持其透氣性和透液性應(yīng)采納較高的理論燃燒溫度見(jiàn)圖4—2

圖4—2爐容與理論燃燒溫度t理的關(guān)系影響理論燃燒溫度的因素◆鼓風(fēng)溫度鼓風(fēng)溫度升高，則帶入爐缸的物理熱增加，從而使t理升高。一般每±100℃風(fēng)溫可影響理論燃燒溫度±80◆鼓風(fēng)濕分由于水分分解吸熱鼓風(fēng)濕分增加t理降低鼓風(fēng)中±1g／m3濕分風(fēng)溫干9℃◆鼓風(fēng)富氧率鼓風(fēng)富氧率提升，N2含量降低，從而使t理升高。鼓風(fēng)含氧量±l％，風(fēng)溫±35～45℃◆噴吹燃料高爐噴吹燃料后，噴吹物的加熱、分解和裂化使t理降低。各種燃料的分解熱不同對(duì)t理的影響也不同對(duì)t理影響的順序?yàn)樘烊粴庵赜蜔熋簾o(wú)煙煤噴吹天然氣時(shí)t理降低幅度最大。每噴吹10kg煤粉t理降低20～30℃，無(wú)煙煤為下限，煙煤為上限?！麸L(fēng)量增加風(fēng)量，綜合冶煉強(qiáng)度提升。在燃料比降低或燃料比維持不變的狀況下，風(fēng)量增加，下料速度加快，生鐵產(chǎn)量增加。料速超過(guò)正常規(guī)定應(yīng)及時(shí)減少風(fēng)量。當(dāng)高爐出現(xiàn)懸料、崩料或低料線時(shí)，要及時(shí)減風(fēng)，并一次減到所需水平。渣鐵未出凈時(shí)，減風(fēng)應(yīng)密切注意風(fēng)口狀況，防止風(fēng)口灌渣。當(dāng)爐況轉(zhuǎn)順，需要加風(fēng)時(shí)，不能一次到位，防止高爐順行破壞。兩次加風(fēng)應(yīng)有一定的時(shí)間間隔?！麸L(fēng)溫提升風(fēng)溫可大幅度地降低焦比。提升風(fēng)溫能增加鼓風(fēng)動(dòng)能，提升爐缸溫度活躍爐缸工作，促進(jìn)煤氣流初始分布合理，改善噴吹燃料的效果。在噴吹燃料狀況下，一般不使用風(fēng)溫調(diào)節(jié)爐況，而是將風(fēng)溫固定在較高水平上，通過(guò)噴吹量的增減來(lái)調(diào)節(jié)爐溫。當(dāng)爐熱難行需要撤風(fēng)溫時(shí)，幅度要大些，一次撤到高爐需要的水平；爐況恢復(fù)時(shí)逐漸將風(fēng)溫提升到需要的水平，提升風(fēng)溫速度不超過(guò)50℃在操作過(guò)程中，應(yīng)堅(jiān)持風(fēng)溫穩(wěn)定，換爐前后風(fēng)溫波動(dòng)應(yīng)小于30℃◆風(fēng)壓風(fēng)壓直接反映爐內(nèi)煤氣與料柱透氣性的適應(yīng)狀況?！艄娘L(fēng)濕分鼓風(fēng)中濕分增加lg／m3，相當(dāng)于風(fēng)溫降低9℃，但水分分解出的氫在爐內(nèi)參加還原反應(yīng)，又放出相當(dāng)于3加濕鼓風(fēng)需要熱補(bǔ)償，對(duì)降低焦比不利?！魢姶等剂蠂姶等剂显跓崮芎突瘜W(xué)能方面可以取代焦炭的作用。把單位燃料能替換焦炭的數(shù)量稱為置換比。隨著噴吹量的增加，置換比逐漸降低，對(duì)高爐冶煉會(huì)帶來(lái)不利影響。提升置換比措施有提升風(fēng)溫給予熱補(bǔ)償、提升燃燒率、改善原料條件以及選用合適的操作制度。噴吹燃料具有“熱滯后性〞。即噴吹燃料進(jìn)入風(fēng)口后，爐溫的變化要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才干反映出來(lái)，這種爐溫變化滯后于噴吹量變化的特性稱為“熱滯后性〞。熱滯后時(shí)間大約為冶煉周期的70％，熱滯后性隨爐容、冶煉強(qiáng)度、噴吹量等不同而不同。用噴吹量調(diào)節(jié)爐溫時(shí)要注意爐溫的趨勢(shì)依據(jù)熱滯后時(shí)間做到早調(diào)調(diào)劑量準(zhǔn)確◆富氧鼓風(fēng)富氧后能夠提升冶煉強(qiáng)度，增加產(chǎn)量。富氧鼓風(fēng)能提升風(fēng)口前理論燃燒溫度，有利于提升爐缸溫度，補(bǔ)償噴煤引起的理論燃燒溫度的下降。增加鼓風(fēng)含氧量，有利于改善噴吹燃料的燃燒。富氧鼓風(fēng)使煤氣中N2含量減少，爐腹CO濃度相對(duì)增加，有利于間接反應(yīng)進(jìn)行；同時(shí)爐頂煤氣熱值提升，有利于熱風(fēng)爐的燃燒，為提升風(fēng)溫創(chuàng)造條件。富氧鼓風(fēng)只有在爐況順行的狀況下才干進(jìn)行。在大噴吹狀況下，高爐停止噴煤或大幅度減少煤量時(shí)，應(yīng)及時(shí)減氧或停氧。三．裝料制度爐料裝入爐內(nèi)的方式方法的有關(guān)規(guī)定，包括裝入順序、裝入方法、旋轉(zhuǎn)溜槽傾角、料線和批重等。鐘式爐頂裝料設(shè)備和無(wú)鐘爐頂裝料設(shè)備。◆裝料設(shè)備類型(主要分鐘式爐頂和布料器，無(wú)鐘爐頂)和結(jié)構(gòu)尺寸(如大鐘傾角、下降速度、邊緣伸出料斗外長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)溜槽長(zhǎng)度等)。大鐘傾角愈大，爐料愈布向中心?，F(xiàn)在高爐大鐘傾角多為50°～53°。大鐘下降速度和爐料滑落速度相等時(shí)大鐘行程大布料有疏松邊緣的趨勢(shì)大鐘下降進(jìn)度大于爐料滑落速度時(shí)大鐘行程的大小對(duì)布料無(wú)顯然影響大鐘下降速度小于爐料滑落速度時(shí)，大鐘行程大有加重邊緣的趨勢(shì)。大鐘邊緣伸出料斗外的長(zhǎng)度愈大爐料愈易布向爐墻?！魻t喉間隙。爐喉間隙愈大，爐料堆尖距爐墻越遠(yuǎn)反之則愈近批重較大爐喉間隙小的高爐總是形“V形料面只有爐喉間隙較大，或采納可調(diào)爐喉板，方能形成“倒W〞形料面?！魻t料自身特性(粒度、堆角、堆密度、形狀等)?！粜D(zhuǎn)溜槽傾角、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角?！艋顒?dòng)爐喉位置?！袅暇€高度?！魻t料裝入順序?！襞??！裘簹饬魉??！舻V石對(duì)焦炭的推擠作用礦石落入爐內(nèi)時(shí)對(duì)其下的焦炭層產(chǎn)生推擠作用使焦炭產(chǎn)生徑向遷移礦石落點(diǎn)四周的焦炭層厚度減薄礦石層自身厚度則增厚但爐喉中心區(qū)焦炭層卻增厚礦石層厚度隨之減薄大型高爐爐喉直徑大推向中心的焦炭阻擋礦石布向中心的現(xiàn)象更為嚴(yán)重，以致中心出現(xiàn)無(wú)礦區(qū)?！舨煌b入順序?qū)饬鞣植嫉挠绊?。爐料落入爐內(nèi)，從堆尖兩側(cè)按一定角度形成斜面堆尖位置與料線批重爐料粒度密度和堆角以及煤氣速度有關(guān)先裝入礦石加重邊緣，先加入焦炭則發(fā)展邊緣。無(wú)料鐘布料特征◆焦炭平臺(tái)：高爐通過(guò)旋轉(zhuǎn)溜槽進(jìn)行多環(huán)布料易形成一個(gè)焦炭平臺(tái)即料面由平臺(tái)和漏斗組成通過(guò)平臺(tái)形式調(diào)整中心焦炭和礦石量平臺(tái)小漏斗深料面不穩(wěn)定平臺(tái)大漏斗淺中心氣流受抑制◆采納多環(huán)布料形成數(shù)個(gè)堆尖小粒度爐料有較寬的范圍主要集中在堆尖四周。在中心方向，由于滾動(dòng)作用，大粒度居多?！魺o(wú)料鐘高爐旋轉(zhuǎn)滑槽布料時(shí)料流小而面寬布料時(shí)間長(zhǎng)礦石對(duì)焦炭的推移作用小焦炭料面被改動(dòng)的程度輕平臺(tái)范圍內(nèi)的O／C比穩(wěn)定層狀比較清楚有利于穩(wěn)定邊緣氣流。布料方式◆單環(huán)布料。溜槽只在一個(gè)預(yù)定角度做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其控制較為簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)手段相當(dāng)靈活大鐘布料是固定的角度旋轉(zhuǎn)溜槽傾角可任意選定，溜槽傾角α越大爐料越布向邊緣。當(dāng)αC>αO時(shí)邊緣焦炭增多，發(fā)展邊緣。當(dāng)αO>αC時(shí)邊緣礦石增多，加重邊緣?！袈菪剂?。從一個(gè)固定角位出發(fā)爐料以定中形式在進(jìn)行螺旋式的旋轉(zhuǎn)布料每批料分成一定份數(shù)每個(gè)傾角上份數(shù)依據(jù)氣流分布狀況決定如發(fā)展邊緣氣流可增加高傾角位置焦炭分?jǐn)?shù)或減少高傾角位置礦石份數(shù)，否則相反。每環(huán)布料份數(shù)可任意調(diào)整，使煤氣流合理分布?！羯刃尾剂稀？稍?個(gè)預(yù)選水平旋轉(zhuǎn)角度中選擇任意兩個(gè)角度重復(fù)進(jìn)行布料可預(yù)選的角度有0°60°l20°l80°240°300°這種布料方式為手動(dòng)操作，只適用于處理煤氣流分布失常，且時(shí)間不宜太長(zhǎng)?！舳c(diǎn)布料?？稍?1個(gè)傾角位置中任意角度進(jìn)行布料。這種布料方式手動(dòng)進(jìn)行，其作用是堵塞煤氣管道行程。無(wú)鐘爐頂?shù)倪\(yùn)用運(yùn)用要求：◆焦炭平臺(tái)是根本性的，一般狀況下不作調(diào)節(jié)對(duì)象；◆高爐中間和中心的礦石在焦炭平臺(tái)邊緣四周落下為好；◆漏斗內(nèi)用少量的焦炭來(lái)穩(wěn)定中心氣流。運(yùn)用要求的控制：正確地選擇布料的環(huán)位和每個(gè)環(huán)位上的布料份數(shù)。環(huán)位和份數(shù)變更對(duì)氣流的影響如表4—3所示表4—3環(huán)位和份數(shù)對(duì)氣流分布影響表中可知，從l～6對(duì)布料的影響程度逐漸減小12變動(dòng)幅度太大一般不宜采納3456變動(dòng)幅度較小可作為日常調(diào)節(jié)使用無(wú)鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別無(wú)鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別如表4—4所示。表4—4無(wú)鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別批重對(duì)爐喉爐料分布的影響批重變化時(shí)，爐料在爐喉的分布變化如圖4—3所示。圖4—3批重對(duì)爐喉分布的影響◆當(dāng)y0=0，即批重剛好使中心無(wú)礦區(qū)的半徑為0，令此時(shí)的批重W=W0，稱為臨界批重?！羧缗豔>W0，隨著批重增加，中心y0增厚，邊緣yB也增厚，爐料分布趨向均勻，邊緣和中心都加重?！羧缗豔<W0，隨著批重減小不僅中心無(wú)礦區(qū)半徑增大邊緣yB也減薄甚至出現(xiàn)邊緣和中心兩空的局面?！舢?dāng)n=d／2時(shí)，即堆尖移至爐墻，W減小則中心減輕；假設(shè)W<W0后持續(xù)減小，爐料仍將落至邊緣。

給批重W0和△W以一定值可算出yBy0和yG即邊緣中心和堆尖處的料層厚度yB／y0yG／y0和W0+N△W的關(guān)系構(gòu)成的爐料批重特征曲線圖4—4W0+N△W圖4—4爐料批重的特征曲線曲線有3個(gè)區(qū)間激變區(qū)、緩變區(qū)和微變區(qū)，其意義如下：◆批重值在激變區(qū)時(shí)批重波動(dòng)對(duì)布料影響較大邊緣和中心的負(fù)荷變化劇烈正常生產(chǎn)不宜選用此種批重?！粼虾迷O(shè)備和操作水平高時(shí)批重可選在微變區(qū)此區(qū)爐料分布和氣流分布都穩(wěn)定，順行和煤氣利用較好；但增減批重來(lái)調(diào)劑氣流的作用減弱?！艏僭O(shè)爐料粉末較多料柱透氣性較差為防止微變區(qū)批重宜選用緩變區(qū)批重其增減對(duì)布料的影響介于上述兩者之間少許波動(dòng)不致引起氣流較大變化適當(dāng)改變批重又可調(diào)節(jié)氣流分布。批重決定爐內(nèi)料層的厚度批重越大料層越厚軟熔帶焦層厚度越大此外料柱的層數(shù)減少界面效應(yīng)減小利于改善透氣性但批重?cái)U(kuò)展不僅增大中心氣流阻力也增大邊緣氣流的阻力，所以一般隨批重?cái)U(kuò)展壓差有所升高。批重的選擇確定微變區(qū)批重值應(yīng)注意爐料含粉末(<5mm)量粉末含量越少批重可以越大粉末含量多時(shí)可在緩變區(qū)靠近微變區(qū)側(cè)選擇操作批重大中型高爐適宜焦批厚度045～050m礦批厚度04～045m隨著噴吹物的增加焦批與礦批已互相接近。影響批重的因素◆爐容。爐容越大，爐喉直徑也越大，批重應(yīng)相應(yīng)增加?！粼剂?。原燃料品位越高，粉末越少，則爐料透氣性越好，批重可適當(dāng)擴(kuò)展?！粢睙拸?qiáng)度。隨冶煉強(qiáng)度提升，風(fēng)量增加，中心氣流加大，需適當(dāng)擴(kuò)展批重，以抑制中心氣流?！魢姶盗?。當(dāng)冶煉強(qiáng)度不變，高爐噴吹燃料時(shí)，由于噴吹物在風(fēng)口內(nèi)燃燒，爐缸煤氣體積和爐腹煤氣速度增加，促使中心氣流發(fā)展，需適當(dāng)擴(kuò)展批重，抑制中心氣流。隨著冶煉條件的變化，噴吹量增加，中心氣流不易發(fā)展，邊緣氣流反而發(fā)展，這時(shí)則不能加大批重。煤氣對(duì)爐料的浮力的增長(zhǎng)與煤氣速度的平方成正比。煤氣浮力對(duì)不同粒度爐料的影響不同，在一般冶煉條件下，煤氣浮力只相當(dāng)于直徑19mm粒度礦石重量的5％～8％，相當(dāng)于10mm焦炭重量的1％～2％，但煤氣浮力P與爐料重量Q的比值(P／Q)因粒度縮小而迅速升高，關(guān)于小于5mm爐料的影響不容忽視。如果塊狀帶中爐料的孔隙度在0.3～0.4mm，一般冶煉強(qiáng)度的煤氣速度很容易達(dá)到4～8m／s，可把0.3～2mm的礦粉和l～3mm的焦粉吹出料層。煤氣離開(kāi)料層進(jìn)入空區(qū)后速度驟降攜帶的粉料又落至料面如果邊緣氣流較強(qiáng)則粉末落向中心假設(shè)中心氣流較強(qiáng)則落向邊緣。由于氣流浮力將產(chǎn)生爐料在爐喉落下時(shí)出現(xiàn)分級(jí)的現(xiàn)象；冶煉強(qiáng)度較大時(shí)，小于5mm爐料的落點(diǎn)較大于5mm爐料的落點(diǎn)向邊緣外移。使用含粉較多的爐料，以較高冶煉強(qiáng)度操作時(shí)，必需堅(jiān)持使粉末集中于既不靠近爐墻，也不靠近中心的中間環(huán)形帶內(nèi)，以堅(jiān)持兩條煤氣通路和高爐順行；否則無(wú)論是只發(fā)展中心或只發(fā)展邊緣，都避免不了粉末形成局部堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致?tīng)t況失常。由于煤氣速度對(duì)布料的影響，日常操作中使?fàn)t喉煤氣體積發(fā)生變化的原因(如改變冶煉強(qiáng)度、富氧鼓風(fēng)、改變爐頂壓力等)，都會(huì)影響爐料分布?！袅暇€深度鐘式高爐大鐘全開(kāi)時(shí)，大鐘下沿為料線的零位。無(wú)料鐘高爐料線零位在爐喉鋼磚上沿。零位到料面間距離為料線深度一般高爐正常料線深度為15～20m?！袅暇€對(duì)氣流分布的影響大鐘開(kāi)啟時(shí)爐料堆尖靠近爐墻的位置稱為碰點(diǎn)此處邊緣最重在碰點(diǎn)之上提升料線，布料堆尖遠(yuǎn)離墻，則發(fā)展邊緣；降低料線，堆尖接近邊緣，則加重邊緣。料線在碰點(diǎn)以下時(shí)爐料先撞擊爐墻然后反彈落下礦石對(duì)焦炭的沖擊作用增大強(qiáng)度差的爐料撞碎，使布料層紊亂，氣流分布失去控制。碰點(diǎn)的位置與爐料性質(zhì)、爐喉問(wèn)隙及大鐘邊緣伸出漏斗的長(zhǎng)度有關(guān)?！袅厦娑呀菭t內(nèi)實(shí)測(cè)的堆角變化規(guī)律：①爐容越大，爐料的堆角越大，但都小于其自然堆角。②在碰點(diǎn)以上，料線越深，堆角越小。③焦炭堆角大于礦石堆角。④生產(chǎn)中的爐料堆角遠(yuǎn)小于送風(fēng)前的堆角。為減少低料線對(duì)布料的影響無(wú)料鐘按料線小于2m2～4m4～6m3個(gè)區(qū)間以軌跡落點(diǎn)相同求出對(duì)應(yīng)的溜槽角輸入上料微機(jī)在低料線時(shí)控制落點(diǎn)不變以避免爐料分布變壞。溜槽傾角如表4—5所示。表4—5溜槽傾角與位置注：落點(diǎn)指距中心距離?！舾郀t合理氣流分布規(guī)律首先要堅(jiān)持爐況穩(wěn)定順行控制邊緣與中心兩股氣流其次是最大限度地改善煤氣利用降低焦炭消耗原料粉末多，無(wú)篩分整粒設(shè)備，必需控制邊緣與中心CO2相近“雙峰式煤氣分布原燃料改善高壓高風(fēng)溫柔噴吹技術(shù)的應(yīng)用形成了邊緣CO2略高于中心的“平峰〞式曲線，綜合煤氣CO2達(dá)到l6％～l8％。③燒結(jié)礦整粒技術(shù)和爐料品位的提升及爐料結(jié)構(gòu)的改善，出現(xiàn)了控制邊緣煤氣CO2高于中心，而且差距較大“展翅形煤氣曲線綜合CO2達(dá)到l9％～20％最高達(dá)21％～22％◆合理氣流分布的溫度特征爐子中心溫度值(CCT)約為500～600℃，邊緣至中間的溫度呈平緩的狀態(tài)。CCT值的波動(dòng)反映了中心氣流的穩(wěn)定程度，高爐進(jìn)人優(yōu)良狀態(tài)時(shí)，波動(dòng)值小于±50℃控制邊緣氣流穩(wěn)定非常必要，在達(dá)到200℃◆邊緣與中心兩股氣流和裝料制度的關(guān)系①原燃料條件變化。原燃料條件變差，特別是粉末增多，出現(xiàn)氣流分布和溫度失常時(shí)應(yīng)及早改用邊緣與中心均較發(fā)展的裝料制度原料條件改善順行狀況好時(shí)為提升煤氣利用可適當(dāng)擴(kuò)展批重和加重邊緣。②冶煉強(qiáng)度變化。由于某種原因被迫降低冶煉強(qiáng)度時(shí)，除適當(dāng)?shù)乜s小風(fēng)口面積外，上部要采用較為發(fā)展邊緣的裝料制度，同時(shí)要相應(yīng)縮小批重。③與送風(fēng)制度相適宜。當(dāng)風(fēng)速低、回旋區(qū)較小爐缸初始?xì)饬鞣植歼吘壿^多時(shí)不宜采納過(guò)分加重邊緣的裝料制度應(yīng)在適當(dāng)加重邊緣的同時(shí)強(qiáng)調(diào)疏導(dǎo)中心氣流防止邊緣突然加重而破壞順行可縮小批重維持兩股氣流分布假設(shè)下部風(fēng)速高回旋區(qū)大爐缸初始?xì)饬鬟吘壿^少時(shí)也不宜采納過(guò)分加重中心的裝料制度，應(yīng)先適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣，然后再擴(kuò)展批重相應(yīng)增加負(fù)荷。④臨時(shí)改變裝料制度調(diào)節(jié)爐況。爐子難行、休風(fēng)后送風(fēng)、低料線下達(dá)時(shí)，可臨時(shí)改假設(shè)干批激烈發(fā)展邊緣的裝料制度，以防崩料和懸料。改假設(shè)干批雙裝、扇形布料和定點(diǎn)布料時(shí)，可消除煤氣管道行程。連續(xù)崩料或大涼時(shí)可爐墻結(jié)厚時(shí)，可采用激烈發(fā)展邊緣的裝料制度，提升邊緣氣流溫度，消除結(jié)厚。為堅(jiān)持爐溫穩(wěn)定改倒裝或激烈發(fā)展邊緣裝料制度時(shí)要相應(yīng)減輕焦炭負(fù)荷全倒裝時(shí)應(yīng)減輕負(fù)荷20％～25％。四．造渣制度造渣有如下要求：◆要求爐渣有優(yōu)良的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，熔化溫度在1300～1400℃，在1400℃左右黏度小于lPa·S，可操作的溫度范圍大于◆有足夠的脫硫能力在爐溫柔堿度適宜的條件下當(dāng)硫負(fù)荷小于5kg／t時(shí)硫分配系數(shù)Ls為25～30，當(dāng)硫負(fù)荷大于5kg／t時(shí)，Ls為30～50?！魧?duì)高爐磚襯腐蝕能力較弱?！粼跔t溫柔爐渣堿度正常條件下，應(yīng)能煉出優(yōu)質(zhì)生鐵。為滿足造渣制度要求，對(duì)原燃料必需有如下基本要求：◆原燃料含硫低，硫負(fù)荷不大于5．0kg／t?！粼想y熔和易熔組分低?！粢讚]發(fā)的鉀、鈉成分越低越好?！粼虾猩倭康难趸i、氧化鎂。◆依據(jù)不同的生鐵品種規(guī)格，選擇不同的造渣制度。生鐵品種與爐渣堿度的關(guān)系見(jiàn)表4—6。表4—6生鐵品種與爐渣堿度的關(guān)系堿度高的爐渣熔點(diǎn)高而且流動(dòng)性差，穩(wěn)定性不好，不利于順行。但為了獲得低硅生鐵，在原燃料粉末少、波動(dòng)小、料柱透氣性好的條件下，可以適當(dāng)提升堿度?！粢罁?jù)不同的原燃料條件，選擇不同的造渣制度。渣中適宜MgO含量與堿度有關(guān)，CaO／SiO，愈高，適宜的MgO應(yīng)愈低。假設(shè)Al2O3含量在17％以上，CaO／SiO2含量過(guò)高時(shí)，將使?fàn)t渣的黏度增加，導(dǎo)致?tīng)t況順行破壞。因此，適當(dāng)增加MgO含量，降低CaO／SiO2，便可獲得穩(wěn)定性好的爐渣。◆我國(guó)高爐幾種有代表的爐渣成分見(jiàn)表4—7。表4—7不同高爐爐渣化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

(％)◆因爐渣堿度過(guò)高而產(chǎn)生爐缸堆積時(shí)，可用比正常堿度低的酸性渣去清洗。假設(shè)高爐下部有黏結(jié)物或爐缸堆積嚴(yán)重時(shí)可以加入螢石(CaF2)以降低爐渣黏度和熔化溫度清洗下部黏結(jié)物?！粢罁?jù)不同鐵種的需要利用爐渣成分促進(jìn)或抑制硅、錳還原。冶煉硅鐵、鑄造鐵時(shí)應(yīng)選擇較低的爐渣堿度冶煉煉鋼生鐵時(shí)應(yīng)選擇較高的爐渣堿度。冶煉錳鐵時(shí)需要較高的堿度?！衾脿t渣成分脫除有害雜質(zhì)當(dāng)?shù)V石含堿金屬(鉀鈉)較高時(shí)需要選用熔化溫度較低的酸性爐渣。假設(shè)爐料含硫較高時(shí)，需提升爐渣堿度?！魤A金屬堿金屬對(duì)高爐冶煉有如下危害①鐵礦石含有較多堿金屬時(shí)，爐料透氣性惡化，易形成低熔點(diǎn)化合物而降低軟化溫度，使軟熔帶上移。②堿金屬會(huì)引起球團(tuán)礦“異常膨脹〞而嚴(yán)重粉化。③堿金屬對(duì)焦炭氣化反應(yīng)起催化作用，使焦炭粉化增加，強(qiáng)度和粒度減小。④高爐中上部生成的液態(tài)或固態(tài)粉末狀堿金屬化合物能黏附在爐襯上促使?fàn)t墻結(jié)厚或結(jié)瘤，或破壞爐襯。防止堿金屬危害的主要措施除了減少入爐料的堿金屬含量，降低堿負(fù)荷以外，提升爐渣排堿能力是主要措施。高爐排堿的主要措施有：①降低爐渣堿度。自由堿度±0.1，影響渣中堿金屬氧化物干0.30％。②降低爐渣堿度或爐渣堿度不變降低生鐵含硅量[Si]±01％影響渣中堿金屬氧化物干0.045％。③降低渣中MgO含量。渣中MgO±1％，影響渣中堿金屬氧化物干0.21％。④提升渣中氟化物。渣中含氟±1％，影響渣中堿金屬氧化物±0.16％。⑤提升(MnO／Mn)比?！鬗gO①M(fèi)gO可改善原料的高溫特性。MgO為高熔點(diǎn)化合物，增加MgO使礦石熔點(diǎn)升高，促使軟熔帶的下移。②渣中含適量MgO時(shí)，有利于脫硫。③MgO抑制爐內(nèi)[Si]的還原。MgO提升初渣熔點(diǎn)，使軟熔帶下移，滴落帶高度降低；MgO增加，三元堿度提升，抑制了硅的還原。五．基本制度間的關(guān)系1.四大基本制度互相依存，互相影響。熱制度和造渣制度對(duì)爐缸工作和煤氣流的分布，尤其是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有一定的影響；送風(fēng)制度和裝料制度對(duì)煤氣與爐料相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響最大，直接影響爐缸工作和順行狀況，同時(shí)也影響熱制度和造渣制度的穩(wěn)定。2.下部調(diào)節(jié)的送風(fēng)制度，對(duì)爐缸工作起決定性的作用，是確保高爐內(nèi)整個(gè)煤氣流合理分布的基礎(chǔ)。3.上部調(diào)節(jié)的裝料制度，是利用爐料的物理性質(zhì)、裝料順序、批重、料線及布料器工作制度等來(lái)改變爐料在爐喉的分布狀態(tài)與上升煤氣流達(dá)到有機(jī)的配合，是維持高爐順行的重要手段。4.選擇合理的操作制度，應(yīng)以下部調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，上下部調(diào)節(jié)相結(jié)合。下部調(diào)節(jié)是選擇合適的風(fēng)口面積和長(zhǎng)度，堅(jiān)持適當(dāng)?shù)墓娘L(fēng)動(dòng)能，使初始煤氣流分布合理使?fàn)t缸工作均勻活躍上部調(diào)節(jié)爐料在爐喉處達(dá)到合理分布使整個(gè)高爐煤氣流分布合理，高爐冶煉才干穩(wěn)定順利進(jìn)行。5.正常冶煉狀況下，提升冶煉強(qiáng)度，下部調(diào)節(jié)一般用擴(kuò)展風(fēng)口面積，上部調(diào)節(jié)一般用擴(kuò)展批重及調(diào)整裝料順序或角度在上下部的調(diào)節(jié)過(guò)程中還要合計(jì)爐容爐型冶煉條件及爐料等因素，各基本操作制度只有做到有機(jī)配合，高爐冶煉才干順利進(jìn)行。六．冶煉制度的調(diào)整1.正常操作時(shí)冶煉制度各參數(shù)應(yīng)在靈敏可調(diào)的范圍內(nèi)選擇，不得處于極限狀態(tài)。一般先進(jìn)行下部調(diào)