1、炼铁技术研究知识汇总五61、通过什么方法实现高炉操作的任务？答：一是掌握高炉冶炼的基本规律，选择合理的操作制度。二是运用各种手段对炉况的进程进行正确的判断与调节，保持炉况顺行。实践证明，选择合理操作制度是高炉操作的基本任务只有选择好合理的操作制度之后，才能充分发挥各种调节手段的作用。62、高炉有哪几种基本操作制度？根据什么选择合理的操作制度？答：高炉有四大基本操作制度：（1）热制度，即炉缸应具有的温度与热量水平；（2）造渣制度，即根据原料条件，产品的品种质量及冶炼对炉渣性能的要求，选择合适的炉渣成分（重点是碱度）及软熔带结构和软熔造渣过程；（3）送风制度，即在一定冶炼条件下选择适宜的鼓风参数；
2、（4）装料制度，即对装料顺序、料批大小和料线高低的合理规定。高炉的强化程度、冶炼的生铁品种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况等是选定各种合理操作制度的根据。63、什么叫炉况判断？通过哪些手段判断炉况？答：高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会产生波动，气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可能完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行。炉况判断就是判断这种影响的程度及顺行的趋向，即炉况是向凉还是向热，是否会影响顺行，它们的影响程度如何等等。判断炉况的手段基本是两种，一是
3、直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、风口情况；二是利用高炉数以千、百计的检测点上测得的信息在仪表或计算机上显示重要数据或曲线，例如风量、风温、风压等鼓风参数，各部位的温度、静压力、料线变化、透气性指数变化，风口前理论燃烧温度、炉热指数、炉顶煤气 CO2 曲线、测温曲线等。在现代高炉上还装备有各种预测、控制模型和专家系统，及时给高炉操作者以炉况预报和操作建议，操作者必须结合多种手段，综合分析，正确判断炉况。64、调节炉况的手段与原则是什么？答：调节炉况的目的是控制其波动，保持合理的热制度与顺行。选择调节手段应根据对炉况影响的大小和经济效果排列，将对炉况影响小、经济效果好的排在前面，对炉况影
4、响大，经济损失较大的排在后面。它们的顺序是：喷吹燃料、风温（湿度）、风量、装料制度、焦炭负荷、净焦等。调节炉况的原则，一是要尽早知道炉况波动的性质与幅度，以便对症下药；二是要早动少动，力争稳定多因素，调剂一个影响小的因素；三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间，如喷吹煤粉，改变喷吹量需经 34h 才能集中发挥作用（这是因为刚开始增加喷煤量时，有一个降低理论燃烧温度的过程，只有到因增加煤气量，逐步增加单位生铁的煤气而蓄积热量后才有提高炉温的作用），调节风温（湿度）、风量要快一些，一般为1.52h，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时间，而减轻焦炭负荷与加净焦对料柱透气性的影响，随焦炭
5、加入量的增加而增加，但对热制度的反映则属一个冶炼周期；四是当炉况波动大而发现晚时，要正确采取多种手段同时进行调节，以迅速控制波动的发展。在采用多种手段时，应注意不要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严重炉凉时，除增加喷煤、提高风温外，还要减风、减负荷。即不能单靠增加喷煤、提高风温等增加炉缸煤气体积的方法提高炉温，还必须减少渣铁熔化量和单位时间煤气体积及减负荷改善透气性，起到既提高炉温又不激化煤气量与透气性的矛盾，以保持高炉顺行。65、什么是热制度？表示热制度的指标是什么？答：热制度是指在工艺操作制度上控制高炉内热状态的方法的总称。热状态是用热量是否充沛、炉温是否稳定来衡量，即是否有足够的热量以
6、满足冶炼过程加热炉料和各种物理化学反应，渣铁的熔化和过热到要求的温度。高炉生产操作者特别重视炉缸的热状态，因为决定高炉热量需求和燃料比的是高炉下部，所以常用说明炉缸热状态的一些参数作为热制度的指标。传统的表示热制度的指标是两个。一个是铁水温度，正常生产是在 13501550之间波动，一般为 1450左右，俗称“物理热”。另一个指标是生铁含硅量，因硅全部是直接还原，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，所以生铁含硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称“化学热”。在工厂无直接测量铁水温度的仪器时，生铁含硅量成为表示热制度的常用指标。在现代冶炼条件下炼钢铁的含 Si 量应
7、控制在0.30.5%，铁水温度不低于 1450（中小高炉）) 1450（大高炉）。在现代高炉上（包括(-3( 级高炉)都装备有计算机，并配以成熟的数学模型、甚至专家系统，在热制度的指标温度和热量两个方面，采用燃烧带的理论燃烧温度（t 理）和燃烧带以外的焦炭被加热达到的温度（也称炉热指数），表示温度状况，采用临界热贮量（Q临）表示热量状况。一般 T 理控制在 20502300，而炉热指数应达到(0.70.75)t 理，Q 临应在 630kj/kg（生铁）以上。66、影响热制度的因素有哪些？答：影响热制度的因素实际上就是影响炉缸热状态的因素。炉缸热状态是由高温和热量两个重要因素合在一起的高温热量来
8、表达的：单有高温而没有足够的热量，高温是维持不住的，单有热量而没有足够高的温度就无法保证高温反应的进行（例如 Si 的还原、炉渣脱硫等），也不能将渣铁过热到所要求的温度。高温是由燃料在风口燃烧带内热风流股中燃烧达到的，t 理是它理论上最高温度水平；而热量是由燃料在燃烧过程中放出的热量来保证；而加热焦炭（达到所要求的温度(0.70.75)t 理）和过热渣铁（温度到 t 渣=1550左右及t 铁水=14501500），还需要有良好的热交换，将高温煤气热量传给焦炭和渣铁。因此影响炉缸热制度的因素有：（1）影响高温（t 理）方面的因素，如风温、富氧、喷吹燃料，鼓风湿度等；（2）影响热量消耗方面的因素，
9、如原料的品位和冶金性能，炉内间接还原发展程度等；（3）影响炉内热交换的因素，例如煤气流和炉料分布与接触情况，传热速率和热流比 W 料/W 气（水当量比）等；（4）日常生产中设备和操作管理因素。如冷却器是否漏水，装料设备工作是否正常，称量是否准确，操作是否精心等。由于燃料消耗既影响高温程度，又影响热量供应，所以生产上常将影响燃料比（或焦比）的因素与高炉热状态的关系联系起来分析。67、生产中如何控制好炉缸热状态？答：炉缸热状态是高炉冶炼各种操作制度的综合结果，生产者根据具体的冶炼条件选择与之相适应的焦炭负荷，辅以相应的装料制度，送风制度，造渣制度来维持最佳热状态。日常生产中因某些操作参数变化而影响
10、热状态，影响程度轻时采用喷吹量、风温、风量的增减来微调；必要时则调负荷；而严重炉凉时，还要往炉内加空焦（带焦炭自身造渣所需要的熔剂）或净焦（不带熔剂）。一般调节的顺序是：富氧喷吹量风温风量装料制度变动负荷加空焦或净焦。68、高炉炼铁对选择造渣制度有什么要求？答：选择造渣制度主要取决于原料条件和冶炼铁种，应尽量满足以下要求。（1）在选择炉料结构时，应考虑让初渣生成较晚，软熔的温度区间较窄，这对炉料透气性有利，初渣中 FeO 含量也少。（2）炉渣在炉缸正常温度下应有良好的流动性，1400时黏度小于 1.0Pas，1500时0.20.3 Pas，黏度转折点不大于 13001250。（3）炉渣应具有较
11、大的脱硫能力，L 硫应在 30 以上。（4）当冶炼不同铁种时，炉渣应根据铁种的需要促进有益元素的还原，阻止有害元素进入生铁。（5）当炉渣成分或温度发生波动（温度波动25，碱度波动 0.5）时，能够保持比较稳定的物理性能。（6）炉渣中的 MgO 含量有利于降低炉渣的黏度和脱硫。在 Al2O3 不高时，其含量应在 7-10，在 Al2O3 高时含量可提高到 12。69、怎样利用不同炉渣的性能满足生产需要？答：通常是利用改变炉渣成分包括碱度来满足生产中的下列需要：（1）因炉渣碱度过高而炉缸产生堆积时，可用比正常碱度低的酸性渣去清洗。若高炉下部有黏结物或炉缸堆积严重时，可以加入萤石，以降低炉渣黏度和熔
12、化温度，清洗下部黏结物。（2）根据不同铁种的需要利用炉渣成分促进或抑制硅、锰还原。当冶炼硅铁、铸造铁时，需要促进硅的还原，应选择较低的炉渣碱度；但冶炼炼钢铁时，既要控制硅的还原，又要较高的铁水温度，因此，宜选择较高的炉渣碱度。若冶炼锰铁，因 MnO 易形成 MnSiO3 转入炉渣，而从 MnSiO3 中还原锰比由 MnO 还原锰困难，并要多消耗热量，如提高渣碱度用 CaO置换渣中 MnO，对锰还原有利，还可降低热量消耗。（3）利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属（钾、钠）较高时，为了减少碱金属在炉内循环富集的危害，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。相反，若炉料含硫较高时，需提高炉渣碱度，以利
13、脱硫。如果单纯增加 CaO 来提高炉渣碱度，虽然 CaO 与硫的结合力提高了，可是炉渣黏度增加、铁中硫的扩散速度降低，不仅不能很好地脱硫，还会影响高炉顺行；特别是当渣中 MgO 含量低时，增加 CaO 含量对黏度等炉渣性能影响更大。因此，应适当增加渣中 MgO 含量，提高三元碱度，以增加脱硫能力70、什么叫送风制度？它有何重要性？答：送风制度是指在一定的冶炼条件下选定合适的鼓风参数和风口进风状态，以形成一定深度的回旋区，达到原始煤气分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足。送风制度稳定是煤气流稳定的前提，是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件，由于炉缸燃烧带在高炉炼铁中的重要性决定了选
14、择合理送风制度的重要作用。送风制度包括风量、风温、风压、风中含氧、湿分、喷吹燃料以及风口直径、风口倾斜角度和风口伸入炉内长度等参数，由此确定两个重要参数：风速和鼓风动能。根据炉况变化对上述各种参数进行的调节常被称作下部调节。71、怎样正确选择风速和鼓风动能？答：生产实践表明，不同高炉有其与冶炼条件和炉缸直径或炉容相对应的合适风速和鼓风动能。过小的风速和鼓风动能会造成炉缸不活跃，初始煤气分布偏向边缘；而过大的风速和鼓风动能易形成顺时针（向风口下方）方向湘涡流，造成风口下方堆积（风口下方黑色死角）而使风口下端烧坏。如何选择合适的风速和鼓风动能呢？（1）用经验式估算。许多高炉工作者对风速和鼓风动能与
15、高炉炉容和炉缸直径的关系做了研究，得出不同的经验式和图表。（2）控制好合适的回旋区或燃烧带。每座操作高炉都有与其炉缸直径和冶炼条件相对应的回旋区深度，以保持炉缸圆周上和径向上煤气流和温度分布合理。现在常采用回旋区环圈面积与炉缸面积的比值: 来判断回旋区深度的适宜性。式（3）充分考虑风速、鼓风动能与冶炼强度、原燃料质量、鼓风富氧、喷吹燃料等的关系，调整生产中的鼓风动能达到适宜范围。总的调整原则是：凡是遇减少煤气体积、改善透气性和增加煤气扩散能力的因素就需提高风速和鼓风动能；相反则需降低风速和鼓风动能。72、 冶炼强度与鼓风动能的关系是什么？答：生产实践证明，在相似的冶炼条件下，鼓风动能随冶炼强度
16、的提高而降低，并形成双曲线关系。这是因为随冶炼强度的提高，风量增加，风口前煤气量加大，回旋区扩大为维持适宜的回旋区长度以保持合理的煤气流分布，并应扩大风口，降低风速和鼓风动能。73、入炉原料质量与鼓风动能的关系是什么？答：评价原料质量好坏的内容很多，经常使用的主要评价指标之一有矿石含铁量、含粉率（小于 5mm）和高温冶金性能等，这些指标都对料柱透气性有很大影响。长期生产实践证明，原料含铁量高、渣量少、粒度均匀、含粉率低，高温冶金性能好能适应较大的风速与鼓风动能。而且相比之下，含粉率高的不利影响更为明显，这是因含铁量低时需增加单位生铁的焦炭消耗量，焦炭的透气性好，可以减轻含铁量低渣量大对炉料透气
17、性的不利影响。74、 喷吹燃料与鼓风动能的关系是什么？答：高炉喷吹燃料代替部分焦炭，必然增加焦炭负荷，料柱内矿石量增加，焦炭量减少料柱透气性越差，加上部分喷吹燃料在直吹管内就燃烧，增大了风口出口处的混合气体量（部分燃料燃烧形成的煤气与鼓风的混合气体），而且喷吹燃料的挥发分高，燃烧形成的煤气量也大，所以，在其他条件相似时，喷吹量在 100kg 左右时的风速、鼓风动能都应比不喷吹燃料时低一些。近年来随着精料技术的进步和大喷煤量（180200kg/t 生铁）的实现，出现了相反的现象，即大喷煤量条件下边缘气流发展了，中心打不开，需要用中心加焦、缩小风口以增大风速等手段来发展中心。因此，喷煤量大时，风速
18、和鼓风动能的变化应根据实际情况决定。75、富氧鼓风与鼓风动能的关系是什么？答：高炉采用富氧鼓风时，由于风中含氧量提高，同等冶炼强度所需要的空气体积减少（主要是氮气减少），使生成的煤气量也减少，所以，要求富氧时的风速、鼓风动能比不富氧时高一些。 76、冶炼不同铁种与鼓风动能的关系是什么？答：同一高炉在相似条件下，由于冶炼不同铁种，单位生铁所生成的煤气量是不同的，所以与之相适应的风速和鼓风动能也不同。如冶炼铸造铁比冶炼炼钢铁的燃料比高，煤气量多，炉缸热度高。因此，冶炼铸造铁时的风速和鼓风动能应低于冶炼炼钢铁。77、风口长短与鼓风动能的关系是什么？答：所谓风口长短，是指风口伸入炉缸内部的长短。伸入炉
19、缸内较长的风口，易使风口前的回旋区向炉缸中心推移，等于相对缩小炉缸直径，所以它比伸入炉缸内短的风口的风速和鼓风动能应小一些。一般长风口适用于低冶炼强度或炉墙侵蚀严重、边缘煤气容易发展的高炉。78、风口数目与鼓风动能的关系是什么？答：在高炉容积、炉缸直径相似的情况下，一般是风口数目越多，鼓风动能越低，但风速越高。从鼓风动能的计算公式可知，当冶炼强度一定时，风量也一定，则风口数目越多，鼓风动能（E）必然降低。79、合适的鼓风动能的波幅是多少？答：一定条件下合适的鼓风动能不是一个定值，因鼓风动能与风量是三次方的关系，微小的风量波动就会造成较大的鼓风动能波动。允许的正常波动范围，随高炉容积大小而变，一
20、般波幅在 20%左右，1000m3 以上的高炉动能波幅约为 10kj/s，而且这个允许波幅的大小与原料质量等影响炉料透气性的因素有关，原料含铁量低、含粉末率高、透气性差时，容易破坏顺行，允许鼓风动能的波幅小，相反，炉料透气性好时，允许鼓风动能波幅大些，有时高达 2000kg.m/s。80、怎样确定风口直径的大小？答：选择合适鼓风动能的目的就是为了确定风口直径的大小。如前所述鼓风动能与 9 个因素有关，而其中的固定因素（炉型、炉缸直径、风口数目等）对鼓风动能的影响也是固定的；在变动因素中，对鼓风动能，也是对风口直径影响最直接的是冶炼强度、鼓风压力、风温等送风参数。上题还讲到合适的鼓风动能有一个允
21、许的波幅，为了不因少量风量变动就调整风口直径，在计算风口直径时，以选择其上限为宜。81、风口前理论燃烧温度在高炉冶炼中有什么作用？如何确定理论燃烧温度？答：高炉的热量几乎全部来自风口前燃料燃烧和鼓风带入的物理热，风口前燃烧带热状态的主要标志就是理论燃烧温度。它的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且由于它决定煤气温度，因而也对炉料传热、还原、造渣、脱硫以及铁水温度、化学成分等产生重大影响。在喷吹燃料的情况下，理论燃烧温度低于界限值后，还会使燃料的置换比下降，燃料消耗升高，甚至使炉况恶化。所以，风口前理论燃烧温度是炉缸热状态的一个重要指标。理论燃烧温度可通过计算，也可用经验公式求得。各厂的经验公式都是
22、在其具体生产条件下通过长期资料积累和归纳得出的，它们适用于各厂自己的条件，在应用时要注意生产条件的差别，尤其我国的生产条件与国外差别较大，直接应用会出现较大的误差。82、为什么要求圆周进风均匀？答：炉缸工作良好，不仅要求煤气流径向分布合理，也要求圆周气流分布均匀。长时间圆周工作不均匀会出现炉型部分侵蚀，破坏正常的工作剖面。影响圆周工作不均匀的原因主要是风口进风不匀，如首钢 3 号高炉 19701972 年之间，铁口上方风口长期堵塞，此风口上方的炉墙就结厚。另外，不均匀喷吹燃料，也会影响圆周工作。如首钢试验高炉有 4 个风口，其中两个风口喷煤粉，另两个不喷，不喷煤的风口由于风口前理论燃烧温度高，
23、经测定炉腹平面的焦炭分别达到 1655、1680；而喷煤的风口，理论燃烧温度低一些，同一炉腹平面的焦炭温度只有 1420、1250。这种圆周工作的不均匀必然导致上部矿石预还原程度不均匀，从而破坏炉缸工作的均匀与稳定。现在，一般操作稳定顺行，生产指标好的高炉，各风口前理论燃烧温度相差不大于 50。83、送风制度主要参数在日常操作中的调节内容有哪些？答：送风制度主要参数的调节是在炉况出现波动，特别是炉缸工作出现波动时进行的。调节的目的是尽快恢复炉况顺行、稳定，并维持炉缸工作均匀，热量充沛，初始煤气分布合理。（1）风量。在日常生产时，高炉应使用高炉料柱透气性和炉况顺行允许的最大风量操作，即全风量操作
24、。这样既保持高产，也充分发挥风机的动力，消除留有调节余地的放风操作。风量调节应在炉况不顺或料速过快会造成炉凉时采用，必须减风时可一次减到需要水平，在未出渣铁前减风应密切注意风口状况避免灌渣。在恢复风量时，不能过猛，一次控制在3050m3，间隔时间控制在 2030min。（2）风温。热风带入炉缸的高温热量是高炉的重要热源（收入可达总热量的 30%左右），也是降低燃料比的重要手段，高炉生产应尽量采用高风温操作，充分发挥高风温对炉况的有利作用，也充分发挥热风炉的能力，要消除热风温度保留 50100作为调节手段的现象。生产中要尽量采用喷吹燃料和鼓风湿度来调节炉缸热状态的波动。在必须降风温时，应一次减到
25、需要水平，恢复时要根据炉况接受程度逐步提到正常水平，一般速度在50/h，切忌大起大落。（3）风压。风压反映着炉内煤气量与料柱透气性适应的状况，风压波动是炉况波动的前兆，现在生产中广泛采用透气性指数来反映炉内状况。由于它的敏感性，有利于操作者进行判断，做出及时调节。生产中会出现由高压转常压操作的情况，这不仅给高炉带来产量和焦比的损失，而且还影响炉顶余压发电机组的正常工作。这种情况的出现有炉内的原因，例如处理悬料等，但更多的是炉前操作和设备事故，所以加强炉内外精心操作和设备的科学管理，消除隐患，是减少高压改常压操作的重要措施。（4）鼓风湿度。在不喷吹燃料的全焦冶炼时，加湿鼓风对高炉生产是有利的，而
26、且还是调节炉况的好措施，它既可消除昼夜和四季大气湿度波动对炉况波动的影响，还可保证风温用在最高水平。利用湿分在燃烧带分解耗热，用加减蒸汽的办法来稳定炉缸热状态，而且分解出来的 O2还可起到调节风量（1m3 风加 10g 湿分约相当于加风 3%）的作用,则可以扩大燃烧带。但是综合鼓风发展后，加湿鼓风的作用被综合鼓风取代，在大喷煤时不但取消加湿，还要脱湿。（5）喷吹煤粉。它不仅置换了焦炭，降低了高炉焦比和生铁成本，而且成为炉况调节的重要手段，即将过去常用的风温、湿分调节改为喷煤量的调节。在采用喷煤量调节时应注意几点：一是要早发现、早调节；二是调节量不宜过大，一般为 0.51.0t/ h，最大控制在
27、 2 t/ h；三是喷煤有热滞后现象，它没有风温和湿分见效快，一般滞后 24h 所以要正确分析炉温趋势，做到早调而且调节量准确。（6）富氧。在我国富氧首先是作为保证喷煤量的措施，其次是提高冶炼强度以提高产量。目前还很少有高炉专用制氧设备来保证高炉用氧，大部分是利用炼钢的余氧，因此要常用富氧量来调节尚有困难。一般是在喷煤量大变动时，用氧量才作调整，而且是先减氧后减煤，先停氧后停煤。（7）风口面积和长度。风口面积和风口直径是在适宜的鼓风动能确定后再通过计算确定风口面积和直径。一般面积确定后就不宜经常变动。在有计划地改变操作条件，例如换大风机，大幅度提高喷煤量等应相应改变风口面积。在处理事故或炉况长
28、期失常时也动风口面积，例如早期出现炉缸中心堆积时就可缩小风口，经常采用风口加砖套的办法来缩小风口，或临时堵风口缩小风口面积，目的是将煤气引向中心，提高炉缸中心区温度。在炉况改善后，捅去砖套或堵风口的泥。为活跃炉缸和保护风口上方的炉墙也可采用长风口操作，一般风口长度在中小高炉上是240260mm，在大高炉上是 380400mm，有时更长一些，例如宝钢的风口长度达650700mm。为提高炉缸温度，现在很多厂使用斜风口，其角度控制在 5左右，而中小高炉有时增大到 7-9。84、什么叫装料制度？什么叫上部调节？答：装料制度是炉料装入炉内方式的总称或是对炉料装入炉内方式的有关规定。通过选择装料制度，用改
29、变炉料在炉喉的分布达到煤气流分布合理，实现改善煤气热能和化学能的利用性能以及炉况顺行状况的调节方法称为上部调节。可供高炉操作者选择的装料制度的内容有：批重、装料顺序、料线、装料装置的布料功能变动（例如双钟炉顶的布料器工作制度，变径炉喉活动板工作制度；无钟炉顶的布料溜槽工作制度）等。85、什么叫料线？料线高低对布料有何影响？答：在我国料钟式高炉，以大钟最大行程的大钟下沿为零点，无料钟式高炉，以溜槽垂直位置下端为零点，也有用距下端 0.50.9 作为料线零点，从零点到炉内料面的距离叫做料线。高炉生产时要选定一个加料的料线高度，一般中小高炉的料线在 1.21.5m，大高炉的在 1.52.0m。料线的高低，可以改变炉料堆尖位置与炉墙的距离，料线在炉料与炉喉碰撞点（面）以上时，提高料线，炉料堆尖逐步离开炉墙；在碰撞点（面）以下时，提高料线会得到相反的效果。一般选用料线在碰撞点（面）以上，并保证加完一批料后仍有 0.5m 以上的余量，以免影响大钟或溜槽的动作，损坏设备。碰撞点（面）以下的料线在生产中一般不使用，因为炉料经碰撞点反弹后，形成的料面和堆尖，缺少规律性，只有在开炉装料和赶料线时才用来判断装料的深度。
