高炉工长培训学习范本

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高炉操作的任务：

高炉操作的任务是在已有原燃料和设备等物质条件的基础上，灵活运用一切操作手段，调整好炉内煤气流与炉料的相对运动，使炉料和煤气流分布合理，在保证高炉顺行的同时，加快炉料的加热、还原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程，充分利用能量，获得合格生铁，达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的最正确冶炼成效。实践证明，尽管原燃料及技术装备水平是要紧的，然而，在相似的原燃料和技术装备的条件下，由于技术操作水平的差异，冶炼成效也会相差专门大，因此不断提高高炉操作水平、充分发挥现有条件的潜力，是高炉工作者的一项经常性的重要任务。

通过什么方法实现高炉操作的任务：

一是把握高炉冶炼的差不多规律，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定和调剂，保持炉况顺行。实践证明，选择合理的操作制度是高炉操作的差不多任务，只有选择好合理的操作制度之后，才能充分发挥各种调剂手段的作用。

高炉有哪几种差不多操作制度：

高炉有四大差不多操作制度：〔1〕热制度，即炉缸应具有的温度与热量水平；〔2〕造渣制度，即依照原料条件，产品的品种质量及冶炼对炉渣性能的要求，选择合理的炉渣成分〔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合适的鼓风参数；〔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。 选择合理操作制度的依照：

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依照。 通过哪些手段判定炉况：

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、化学成分经常会发生波动，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，这些都会阻碍炉内热状态和顺行。炉况判定确实是判定

这种阻碍的程度和顺行的趋向，即炉况是向凉依旧向热，是否会阻碍顺行，它们的阻碍程度如何等等。判定炉况的差不多手段差不多是两种，一是直截了当观看，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、风口情形；二是利用高炉数以千、百计的检测点上测得的信息在外表或运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、炉顶煤气曲线、测温曲线等。在现代高炉上还装备有各种推测、操纵模型和专家系统，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，正确判定炉况。 调剂炉况的手段与原那么：

调剂炉况的目的是操纵其波动，保持合理的热制度与顺行。选择调剂手段应依照对炉况阻碍的大小和经济成效排列，将对炉况阻碍小、经济成效好的排在前面，对炉况阻碍大，经济缺失较大的排在后面。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。调剂炉况的原那么，一是要尽早明白炉况波动的性质与幅度，以便对症下药；二是要早动少动，力争稳固多因素，调剂一个阻碍小的因素；三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时刻，如喷吹煤粉，改变喷吹量需通过3～4小时才能集中发挥作用〔这是因为刚开始增加煤量时，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〕，调剂风温〔湿度〕、风量要快一些，一样为1.5～2小时，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时刻，而减轻焦炭负荷与加净焦对料柱透气性的阻碍，随焦炭加入量的增加而增加，但对热制度的反映那么属一个冶炼周期；四是当炉况波动大而发觉晚时，要正确采取多种手段同时进行调剂，以迅速操纵波动的进展。在采纳多种手段时，应注意不要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严峻炉凉时，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来提高炉温，还必须减少渣铁熔化量和单位时刻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。 什么是热制度、表示热制度的指标

热制度是指在工艺操作制度上操纵高炉内热状态的方法的总称。热状态是用热量是否充沛、炉温是否稳固来衡量，即是否有足够的热量以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。高炉生产者专门重视炉缸的热状态，因为决定高炉热量需求和燃料比的是高炉下部，因此常用说明炉缸

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1350～1550℃之间波动，一样为1450℃左右，俗称〝物理热〞。另一个指标是生铁含硅量，因硅全部是直截了当还原，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，所有生铁含硅量的高低，在一定条件下能够表示炉缸热量的高低，俗称〝化学热〞。在工厂无直截了当测量铁水温度的仪器时，铁水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硅量应操纵在0.3％～0.5％，铁水温度不低于1450℃〔中小高炉〕～1470℃〔大高炉〕。

在现代高炉上〔包括300立方米级高炉〕都装备有运算机，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，采纳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〔tc，也称炉热指数〕，表示稳固状况，采纳临界热贮量〔ΔQ临〕表示热量状况。一样t理操纵在2050～2300℃，而tc应达到〔0.7～0.75〕t理，ΔQ临应在630kj/kg〔生铁〕以上。 专家系统定义：〔工艺运算，15分钟〕 TQ=Q1+Q2-(Q3+Q4+Q5+Q6)[MJ/ton hot metal]

Q1鼓风显热〔热风温度〕sensible heat of hot blast(blast temperature) Q2风口前焦炭燃烧热 coke combustion heat in front of tuyere(o2+2c=2co) Q3湿分分解吸热 cracking heat of moisture

Q4炭素熔损反应吸热 solution loss carbon reaction heat (co2+c=2co) Q5高炉下部热缺失 heat loss in lower part BF,above tuyeres to middle shaft Q6喷吹煤分解吸热 pulverised coal(PCI)〔2CxHx+2O2=2CO+H2〕cracking heat 热状态指数〔TQR〕与炉温、铁水温度有关，反应动作：风温、风量、焦比、附加焦、小时煤量、小时富氧量等。 阻碍热制度的因素：

阻碍热制度的因素实际上确实是阻碍炉缸热状态的因素。炉缸热状态是由高温顺热量这两个重要因素合在一起的高温热量来表达的：单有高温而没有足够的热量，高温是坚持不住的，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〔例如硅的还原、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tc＝〔0.7～0.75〕t理〕和过热渣铁〔温度到t渣＝1550℃左右及t铁水＝1450～

1500℃〕，还需要有良好的热交换，将高温煤气热量传给焦炭和渣铁。因此阻碍炉缸热制度的因素有：

〔1〕阻碍高温〔t理〕方面的因素，如风温、富氧、喷吹燃料，鼓风湿度等； 〔2〕阻碍热量消耗方面的因素，如原料的品位和冶金性能，炉内间接还原进展程度等；

〔3〕阻碍炉内热交换的因素，例如煤气流和炉料分布与接触情形，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治理因素。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。

由于燃料消耗既阻碍高温程度，又阻碍热量供应，因此生产上常将阻碍燃料比〔或焦比〕的因素与高炉热状态的关系联系起来分析。 生产中如何操纵好炉缸热状态：

炉缸热状态是高炉冶炼各种操作制度的综合结果，生产者依照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、造渣制度来坚持最正确热状态。日常生产中因某些操作参数变化而阻碍热状态，阻碍程度轻时采纳喷吹量、风温、风量的增减来微调。必要时那么负荷；而严峻炉凉时，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〕。一样调剂的顺序是：富氧——喷吹量——风温——风量——装料制度——变动负荷——加空焦或净焦。

高炉炼铁对选择造渣制度有什么要求：

选择造渣制度要紧取决于原料条件和冶炼铁种，应尽量满足以下要求。 〔1〕在选择炉料就结构时，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淌性，1400℃时黏度小于1.0Pa.s，1500℃时0.2～0.3Pa.s，黏度转折点不大于1300～1250℃。 〔3〕炉渣应具有较大的脱硫能力，Ls应在30以上。

〔4〕当冶炼不同铁种时，炉渣应依照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℃，mCaO/mSiO2波动±0.5〕时，能够保持比较稳固的物理性能。

〔6〕炉渣中的MgO含量有利于降低炉渣的黏度和脱硫。在Al2O3高时含量可

提高到12％。

如何样利用不同炉渣的性能满足生产需要：

通常是利用改变炉渣成分包括碱度来满足生产中的以下需要：

〔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。假设高炉下部有黏结物或炉缸堆积严峻时，能够加入萤石，以降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物。

〔2〕依照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，既要操纵硅的还原，又要较高的铁水温度，因此，宜选择较高的炉渣碱度。假设冶炼锰铁，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585.47kj/kg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。各铁种的炉渣碱度一样如下：

铁种 硅铁 铸造铁 炼钢铁 锰铁

mCaO/mSiO2 0.6～0.9 0.8～1.05 1.05～1.2 1.2～1.7

〔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，假设炉料中含硫较高时，需要提高炉渣碱度，以利脱硫。假如单纯增加CaO来提高炉渣碱度，尽管CaO与硫的结合力提高了，但是炉渣黏度增加、渣中硫的扩散速度降低，不仅不能专门好地脱硫，还会阻碍高炉顺行；专门是当渣中MgO含量低时，增加CaO含量对黏度等炉渣性能阻碍更大。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。尽管从热力学的观点看，MgO的脱硫能力比CaO弱，但在一定范畴内MgO能改善脱硫的动力学条件，因而脱硫成效专门好。首钢曾经做过将MgO含量由4.31％提高到16.76％的试验，得到氧化镁与氧化钙对脱硫能力的比值是0.～1.15，MgO含量以7％～12％为好。

第28卷第1期 武汉科技大学学报(自然科学版) Vol.28,No.1

2005年3月 J.ofWuhanUni.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition) Mar.2005

湘钢高Al2O3高炉渣粘度研究

彭其春1,杨成威1,李光强1,朱诚心1,张 峰1,彭 觉2,赵清晨2

(1. 武汉科技大学,湖北武汉,430081;2.湘潭钢铁公司,湖南湘潭,411101) 摘要:对湘钢高Al2O3高炉渣的粘度进行了测试。通过改变二元碱度R和MgO的含量,探讨在高Al2O3情形下高炉渣的最优配比。实验说明,在高Al2O3下,保持高MgO,较低碱度是可行的。实验中,R=0.95,wMgO=12%的炉渣流淌性最好。 关键词:高Al2O3;高炉渣;粘度

中图分类号:TF524 文献标志码:A 文章编号:1672-3090(2005)01-0011-03

实验分析

Al2O3对粘度的阻碍,在高R和低wMgO的情形下,Al2O3对粘度的阻碍专门明显。随着Al2O3的增加,粘度逐步上升。Al2O3含量为17%和18%的粘度变化不是专门大。当含量达到19%甚至到20%时,粘度就有了专门大的增加。Al2O3含量超过17%后对熔化性温度阻碍不是专门大。高炉正常生产的温度一样都在1450℃以上,炉渣粘度在3～5Pa·s,现在即使Al2O3含量达到20%,炉渣的流淌性也可不能专门差。然而这种渣稳固性较差,当温度波动时,炉渣粘度急剧变化。从Al2O3含量为15%～20%的CaO MgO SiO2相图能够看出,随着Al2O3含量的增大,高熔点的尖晶石(MgO·Al2O3)区扩大,熔渣逐步从液相线温度低于1450℃的黄长石(2CaO·MgO·SiO2和2CaO·Al2O3·SiO2的固熔体)区变化为尖晶石区。在低温区,Al2O3容易与MgO形成高熔点的尖晶石或与CaO和SiO2形成固体悬浮物,使熔渣粘度增大。

MgO对粘度的阻碍,随着MgO含量的增加,炉渣的熔化性温度降低、粘度下降,流淌性得到改善。这是因为增加渣中的MgO含量,而MgO能够带入较多的O2-,简化了SiO44-空间网络的复杂程度,因此能够使渣中硅酸盐结构从三维空间网状结构变为不连续的阴离子简单链状结构或环状结构。同时从CaO MgO SiO2 Al2O3四元相图在5%～15%MgO截面处的多温图可明显看出,在高Al2O3情形下,向渣中加入MgO,能够显著扩大液相区,扩大C2S及黄长石区。随着液相区的扩大,渣的熔化性温度、流淌性及稳固性得到改善。然而当MgO含量达到15%时,C2S及黄长石区有缩小的趋势,故MgO含量不宜太高。

结论(1)为改善湘钢高炉渣粘度性能,在高Al2O3的情形下,使MgO含量操纵在12%,粘度成效较好。(2)在高Al2O3、高MgO的情形下,适当地降低碱度,使R=0.95,粘度成效好。

什么叫送风制度，它有何重要性：

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、炉缸圆周工作平均活跃、热量充足。送风制度稳固是煤气流稳固的前提，是保证高炉稳固顺行、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。依照炉况变化对上述各种参数进行的调剂常被称作下部调剂。 如何样正确选择风速和鼓风动能：

生产实践说明，不同高炉有其与冶炼条件和炉缸直径或炉容相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〕方向的涡流，造成风口下方堆积而使风口下端烧坏。

总的调整原那么是：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；相反那么需降低风速和鼓风动能。 什么缘故要求圆周进风平均：

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平均。长时刻圆周工作不均会显现炉型部分腐蚀，破坏正常的工作剖面。阻碍圆周工作不平均的缘故要紧是风口进风不平均。另外，不平均喷吹燃料，也会阻碍圆周工作。这种圆周工作的不平均必定导致上部矿石预还原程度不平均，从而破坏炉缸工作的平均与稳固。现在，一样操作稳固顺行，生产指标好的高炉，各风口前理论燃烧温度相差不大于50℃。

如何样利用直观现象与外表判定送风制度是否合理：

判定送风制度是否合理除了运算风速、鼓风动能、理论燃烧温度、测量回旋区深度外，还可通过直观现象与有关外表的反映进行判定。下表列出了长期生产实践中积存分析风速和鼓风动能过大过小的体会。 判定鼓风动能的直观表象 内容 风鼓风动能正常 鼓风动能过大 鼓风动能过小 稳固并在一定小范波动大而有规律，出铁曲线死板，风压升高时畴内波动 前出渣前显著升高，出容易发生崩料悬料 铁后降低 仪 压 风稳固，在小范畴内波波动大，随风压升高风曲线死板，风压升高，动 量减少，风压降低风量崩料后风量下降专门增加 多 表 量 料尺 炉顶温度 下料平均整齐 不平均，出铁前料慢，不平均，有时显现滑尺出铁后料快 与过满现象 带宽正常，温度波动带窄，波动大，料快时带宽，四个方向有分岔 小 温度低，料慢时温度高 风口工各风口工作平均活风口活跃，但显凉，严风口明亮，易不平均与作 跃，风口破旧少 峻时破旧多，且多坏风生降，炉况不顺时自动口内侧下端 炉渣 灌渣，风口破旧多 渣温足，流淌性好，渣温不够平均，上渣带渣温不均，上渣热而变上下渣平均，上渣带铁多，易喷花，不行放化大，有时带铁多坏渣铁少，渣口破旧少 上渣，渣口破旧多 口多 生铁 物理热足，炼钢铁常物理热低一些，但炼钢铁水暗红，炼钢铁为白是灰口，有石墨析出 铁白口多且硫低，石墨口，硫高，几乎没有石少 墨 送风制度要紧参数在日常操作中的调剂内容有哪些：

送风制度要紧参数的调剂是在炉况显现波动，专门是炉缸工作显现波动时进行的。调剂的目的是尽快复原炉况顺行、稳固，并坚持炉缸工作平均，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承诺的最大风量操作，即全风量操作。如此既保持高产，也充分发挥风机的动力，排除留有调剂余地的放风操作。风量调剂应在炉况不顺或料速过快会造成炉凉时采纳，必须减风时可一次减到需要水平，在未出渣铁前减风应紧密注意风口状况幸免灌渣。在复原风量时，不能过猛，一次操纵在30～50m3/min，间隔时刻操纵在20～30min。

〔2〕风温。热风带人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，高炉生产应尽量采纳高风温操作，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，要排除热风温度保留

50～100℃作为调剂手段的现象。生产中要尽量采纳喷吹燃料和鼓风湿度来调剂炉缸热状态的波动。在必须降风温时，应一次减到需要水平，复原时要依照炉况同意程度逐步提到正常水平，一样速度在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，现在生产中广泛采纳透气性指数来反映炉内状况。由于它的敏锐性，有利于操作者进行判定，做出及时调剂。生产中会显现由高压转常压操作的情形，这不仅给高炉带来产量和焦比的缺失，而且还阻碍炉顶余压发电机组的正常工作。这种情形的显现有炉内的缘故，例如处理悬料等，但更多的是炉前操作和设备事故，因此加强炉内外精心操作和设备的科学治理，排除隐患，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，而且依旧调剂炉况的好措施，它既可排除昼夜和四季大气湿度波动对炉况波动的阻碍，还可保证风温用在最高水平。利用湿分在燃烧带分解耗热，用加减蒸汽的方法来稳固炉缸热状态，而且分解出来的氧还可起到调剂风量〔1m3风加10g湿分约相当于加风3％〕的作用，H2那么能够扩大燃烧带。然而综合鼓风进展后，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，而且成为炉况调剂的重要手段，立即过去常用的风温、湿分调剂改为喷煤量的调剂。在采纳喷煤量调剂时应注意几点：一是要早发觉、早调剂；二是调剂量不宜过大，一样为0.5～1.0t/h，最大操纵在2t/h；三是喷煤有热滞后现象，它没有风温顺湿分见效快，一样滞后2～4h，因此要正确分析炉温趋势，做到早调而且调剂量准确。 〔6〕富氧。在我国富氧第一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。目前还专门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剂尚有困难。一样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运算确定。一样面积确定后就不宜经常变动。在有打算地改变操作条件，例如换大风机、大幅度提高喷煤量等应相应改变风口面积。在处理事故和炉况长期失常时也动风口面积，例如早期显现炉缸中心堆积时就可缩小风口面积，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。 为活跃炉缸和爱护风口上方的炉墙也可采纳长风口操作。为提高炉缸温度，现在

专门多厂使用斜风口，其角度操纵在5度左右，而中小高炉有时增大到7～9度。 什么叫装料制度生叫上部调剂：

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，用改变炉料在炉喉的分布达到煤气流合理分布，实现改善煤气热能和化学能的利用程度以及炉况顺行状况的调剂方法称为上部调剂。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等。

高炉长寿与操作：

阻碍高炉长寿的因素：设计、耐材、冷却、操作 湘钢高炉长寿现状：中部调剂无、操作追强化 兄弟单位情形：马钢、梅钢、武钢、首钢

高炉的热状态是阻碍高炉生产率和成本的最重要的因素。高炉工长和操作人员通过调整基础焦比和加附加焦能够操纵热平稳并最终决定高炉生产的能耗水平。 高炉生产中的热量水平能够通过每次出铁时检测铁水温度，硅含量和硅含量的标准偏差清晰地予以反映。

高炉操作人员通常通过炉顶煤气温度、成分分析；炉顶部分炉壁温度变化；炉身温度上升〔渣皮脱落〕；料线倾斜〔滑料〕；压差变化；炉缸渣铁平稳；各种热指数和铁水温度和成分分析等结果来监控高炉热量水平的变化。

为了使铁水温度和硅含量的标准偏差保持在一定的范畴内，高炉的热量水平的预报是专门重要的，因为铁水温度和硅含量之间存在着专门好的对应关系，通常能够只考虑铁水温度。

高炉专家系统能够通过铁水温度的测量值，渣皮的脱落和形成，炉缸平稳情形，高炉状态波动，上料和炉热指数来监控和预报高炉的热量水平。

炉热指数的运确实是基于炉身下部Rist操作曲线的应用，同时考虑了氧碳平稳，炉顶煤气分析和鼓风参数等因素。

例如管道现象，煤气利用率下降等能引起碳素熔损耗热增加的现象时尽管单位热量输入没有变化但热量消耗会增加，而鼓风空气比热的增加尽管能够使输入热量增加但同时也会因为生产率增加而使整体能耗增加。

直截了当还原率的增加和由此引起的热耗增加同时反应热量减少但煤气利用率并未明显增加高炉能耗水平都会显著增加。

表示热平稳走向的指数变化和表示燃料消耗的指标变化经常是不一致的。高炉操作的目标参数是恰当的热平稳，即合理的铁水温度和硅含量；最大的生产率和最低的能耗。这些目标表达为一定的单位鼓风耗量；鼓风输入的热量和燃烧碳产生的热量。综合这些目标就能够找到最正确的高炉工况来同时满足热平稳的目标值和煤气利用率的最大化。之后直截了当还原的比率和熔损耗热将得到优化。 降低高炉热水平的前提条件是将昂的铁水含硅量的标准偏差，如此高炉的操作会更加稳固。

专门炉况及其预报：

高炉专家系统每5分钟、15分钟、24小时对高炉炉况进行诊断。在正常操作时专家系统对以下现象进行监控： 5分钟为周期： 1、滑料

2、滑料孔，即发生滑料的可能性〔预报滑料〕 3、滑料孔消逝 4、高炉总压差 5、短期压差〔5分钟〕 6、长期压差〔8小时〕 7、热平稳 8、出渣 15分钟为周期 9、渣皮脱落 10、炉况变化

11、压差和CO/CO2比率的变化

12、炉顶煤气中氢气含量增加〔即漏水预报〕 13、由于热量增加引起的CO/CO2比率的增加 14、由于炉料下降不均衡引起的CO/CO2比率的增加 15、由于管道引起的CO/CO2比率的增加

16、由于煤气分布变化引起的CO/CO2比率的增加 17、由于其他缘故引起的CO/CO2比率的增加 18、由于未知因素引起的CO/CO2比率的下降 19、由于炉料下降过快引起的CO/CO2比率的下降

20、由于高炉操作复原引起的CO/CO2比率的下降 21、由于热平稳复原引起的CO/CO2比率的下降 22、由于煤气分布变化引起的CO/CO2比率的下降 23、由于压差变化引起的CO/CO2比率的下降 24、高炉热平稳的变化 24小时为周期： 25、每天的渣皮形成情形 26、炉墙的热负荷

27、由于边缘煤气分布变化引起的炉墙热负荷变化 28、由于过热引起的炉墙热负荷增加

29、由于过热和煤气分布变化引起的炉墙热负荷变化 30、由于煤气分布变化引起的炉墙热负荷降低 31、由于过热降低引起的炉墙热负荷降低

32、由于过热和煤气分布变化引起的炉墙热负荷降低 33、边缘煤气分布变化 34、中心煤气分布变化 35、中间区域煤气分布变化 36、炉身下部的反应性 37、炉缸中心区的反应性 38、低料线 39、料面倾斜 知识处理过程：

1、对检测参数通过运算系数、比率、偏差和变化量等进行预处理； 2、对这些运算结果所表达的当前炉况进行分析；

3、与正常生产的数据进行对比后确认可能导致炉况专门的因素； 4、最终专家系统确认能够关心工长纠正炉况的操作建议。 用到的高炉数学模型： 配料运算模型 出铁操纵模型 炉缸腐蚀模型 炉身模拟模型

高炉神经网络系统 鼓风动能大小 炉缸工作情形 热风压力 边缘进展，严峻时中心堆积 压力偏低，易显现管压力较稳固，由于加料炉缸活跃 中心进展，严峻时边缘堆积 出铁，出渣前压力偏过小 正常 过大 道，风压曲线死板，常和炉温阻碍，有微小的高，有时差5～10kpa。突然升高，有尖峰 平滑波动，除热风炉换炉外，无锯齿状 出铁后，压力降低，波动周期和出铁时刻一致 风量 边缘进展初期易同意风量稳固，风量曲线波炉况不顺，减风后好转，加风易塌料 风量，如风量小，长期动微小，无尖峰。风量进展造成中心堆积，堆在较大范畴里变化，对积后不同意风量 料尺 炉况无显著阻碍 下料不平均，常有滑尺平均、稳固，变化平缓，下料不匀，出铁前料和塌料〔两尺同时〕，严峻时陷尺 无锯齿曲线 慢，出铁时显著加快。那个征兆和炉缸局部粘结是一致的，要注意结合其他征兆区别 炉顶温度 带宽波动大，有时分叉，顶温高。这些现象在风量小时不存在 正常，波动小 带窄，波动大。但要和边缘进展而风量小的现象相区别 炉喉温度 炉喉径向温度 煤气分布 高于正常水平 正常 低于正常水平 边缘温度高中心低 分布正常 边缘温度低中心高 边缘低中心高边缘少堵，显现难行，堵塞严峻易悬料 双峰或中心低或较平坦 不稳固，一样边缘高，中心低 煤气利专门差，CO/CO2值高 较好，CO/CO2稳固 变化专门大，不稳固 用 炉渣温度 圆周工作不匀，两渣口上、下渣温度接近，温不一致，上渣热下渣较凉 上渣率 上渣率高，易放上渣 上、下渣比易操纵 上渣率低，严峻时渣口难开，开后空喷，放不出上渣 渣的成分 铁水温度 带铁，严峻时坏渣口，一样不带铁，FeO小于渣中FeO高 开始铁水温度较高，越出越低，前后温差大〔指在炉温稳固时〕 生铁含硅 风口前情形 灌渣情形 风口破一样因边缘进展，渗透专门少坏 铁水粘稠，粘铁罐，严峻时铸结铁罐 活跃、明亮，但夹杂生降，严峻时显现大块 有时涌渣、易灌渣 正常 虽有时也涌渣，但多不灌 下缘多，内口多 明亮、活跃、平均 硅较稳固 两次铁间，硅波动较大 工作不匀，显凉 0.5％ 正常 大量带铁，严峻时渣口大量破旧 铁水物理热不足，严峻时硅高硫高 度充沛 上渣凉，下渣热 旧部位 性差，下部常坏。严峻时风口坏在上部或端面

高炉炉况的判定与调剂

炉况的稳固是相对的，为了保持长周期的稳固，排除外界多因素的干扰，工长对炉况的判定与调剂显得尤为重要。

炉况的调剂，无非是调剂四大制度，本节内容先阐述四大制度的调剂，然后在讲述如何整体把握炉况，进行一样的炉况分析。 一. 碱度的调整

炉况的稳固，必须保证良好的炉渣流淌性，而炉渣R的高低，直截了当阻碍炉渣的流淌性，此外，炉渣其他成分的变化，工长们也应同样重视。专门是Al2O3和MgO，Al2O3高于16％，炉渣的流淌性明显增加，MgO在10～12％是比较合适的，但湘钢的渣相中大多只有8.5％左右的水平。

调整R时注意以下几点：

1. R容易调整，但专门难一步到位，打算休风时，一样考虑提早2个班将R校准。

2. 炉渣R调整以后，一个冶炼周期后，实际炉渣R不一定与运算的R相符，一样需1.5个冶炼周期，这是因为炉渣R比重小些，炉渣容易滞留在炉内局部区域，从而造成R的波动。

3. 炉渣的热熔比铁水要高，炉渣R的波动容易造成软熔带的波动，给炉况及煤气流造成一定的阻碍。 二. 热制度的调剂

保证充沛的渣铁物理热时高炉冶炼最差不多、最重要的前提，甚至在顺行和炉渣发生专门的时候，必须先保证炉渣，否那么是不可能有顺行的，近期一、四高炉相继发生的路凉事故，给炼铁工作者的教训是专门深刻的。

我们平常讲的渣铁物理热量充沛，实际上是渣铁的物理热充沛，即渣铁的温度比较高，另外，还有铁水的化学热也是比较重要的一个参数，即版报上记录的铁水含Si量，在正常的冶炼强度下，铁水Si含量高，铁水物理热亦专门高。它们是正比关系，铁水中Si的还原是在高温的条件下被还原的，铁水温度越高，炉内的矿石中Si还原条件越好，铁水Si含量越高。

但不同高炉相同的铁水化学热，其物理热的水平有一定的差别，比如武钢中[Si]含量0.45时，铁水物理热约1480℃，但四高炉Si约0.30时，铁水物理热亦有1480℃，这要紧时与矿石中Si还原的条件不同所能决定的，这方面的知识大

伙儿可查阅一些书籍，比如〝低Si铁的冶炼〞方面的问题。因此它与炉缸的大小及其炉缸散热能力、软熔带形状有关。

热制度的波动对炉况的阻碍专门大，炉子向热时一样都造成炉腹煤气体积膨胀，炉内压力较高，风量难以坚持而且软熔带上移，从而造成气流的变化，进而阻碍炉况及长期稳固。

热制度的调剂，要定[Si]一个定量调剂，即[Si]变化0.1％时，焦比变化4～6kg/tFe。

针对目前高炉低Si比较多，专门是连续低Si，但又不是专门严峻，工长假如处理不及时，专门可能造成更大的事故，为此，在此做一点说明。

因原燃料变化，或炉墙渣皮脱落等缘故造成炉温向凉时，工长要及早将风温、喷吹煤用好，提早把握炉温的趋势和走向，假如铁水炉温基础差不多专门低了，而从风口、料速等指标判定并没有向热趋势，现在专门可能炉缸内已显现亏热，必须加净焦集中补充热量，同时在加净焦以后，适当减轻负荷约一个冶炼周期。什么缘故这么做成效比较好呢？加净焦是集中补充热量，能短时刻内将热量补充，但我认为一次性完全补足是不大可能的，况且，在不是专门凉的情形下，一次性加集中焦过多，易造成热悬，反而又要退煤、停煤等，给顺行造成阻碍，加适量集中焦后，后面轻负荷料，让冶炼的高温铁水补充炉缸热量。因此，后面也可能加净焦，直至炉缸热量充沛。因此，在那个过程中，注意把握一个度，负荷调整不宜过长，要提早调轻。

如何预防炉子大凉呢？以下几点是值得工长非重注意的：

1. 保持对炉温的良好感性，一旦感到向凉，工长必须早采取措施，同时尽可能找到造成炉温向凉的缘故。

2. 必须绝对保证上料和布料的准确性，工长上班时必须认真检查料车集中斗中矿石和焦炭的实际含量，保证计量设备不出大问题。

3. 操作时，注意防止出管道，以及综合负荷的稳固，专门在炉况失常前，及时调整综合负荷至2.9-3.0左右。 三. 送风制度与装料制度

送风、装料制度，它实际上是上下部调剂

下部调剂的目的是保持适宜的风口回旋区和理论燃烧温度，使煤气流的初始分布合理，温度分布平均，热量充沛稳固，炉缸工作活跃，调剂方法和手段是风口面积、风量水平以及风口长度。

回旋区的形状和大小是专门重要的，它反映了风口的进行状态，它直截了当阻碍气流和温度的分布和炉缸的活跃程度，回旋区的形状和长度、大小如何操纵呢？其直截了当因素要紧是鼓风参数和原燃料条件，上部装料制度和软熔带形状能够垂直阻碍其局部形状，而鼓风参数要紧是鼓风动能、风速。

上部装料制度即通过装置来操纵炉料的分布，使块状带的矿、焦比分布合理，从而使上升的煤气流的分布合理可控，从而充分的利用煤气的能量。

软熔带的形状是由上部装料制度和下部煤气初始分布形成的温度场以及原燃料的物理、化学热性能三者综合决定的。

上部调剂的要紧手段是装置，料批重，料线和负荷。 四．炉况的整体判定与调剂

1）炉况的整体把握，对一个工长来说是专门重要的，专门是中夜班，能及时依照炉况的变化进行相应的操作，从而使炉况长周期的保持稳固顺行。 2）俗语说：〝三流的工长看出铁，二流的工长看上渣，一流的工长看风口，超一流的工长看分析。〞能够说：工长只有站在炉长的高度去看炉况的变化，再在日常的操作中稳固好热制度，严格操纵好压差，稳固好炉况，这才是一个优秀工长必须做到的。

3）工长必须将如下情形了解清晰才能全面把握好炉况：

a) 压量关系如何？压力波动是否超出正常值，探尺活动如何？我们既要关

怀目前的顺行基础，又要关怀炉况的进展趋势。高炉操作以稳固炉温，保证顺行，严格操纵压差为操作准绳。工长必须多分析，多看料速，勤看风口。尽早推测炉温，炉况的走势，从而提早操纵。

b) 原燃料状况：专门是焦炭质量及其热强度，原料物理性能和冶金性能，

炉料结构是否合理等。另外，加强槽下的精料工作，减少粉末入炉。 c) 炉缸工作状况：了解炉缸各部位温度变化情形，脱硫成效如何？放渣，

出铁是否平均，风口焦炭粒度如何？都能反映炉缸工作状况。

d) 煤气流状况及操作炉型：煤气流调整通过布料的方式，如布料角度，圈

数，料线，矿石批重，负荷来实现。操作炉型的稳固是专门的重要，只有操作炉型稳固，才能保证煤气流的稳固。目前的要紧监控手段是炉衬温度，冷却壁温度，水温差，炉壁测温。

4）如何具体把握炉子的状况呢？认真分析好上各班，管好自己班，照管好下个班是做好本班工作的必要条件。如何分析呢？原燃料条件的把握是物质基础，

压量关系的变化及趋势，探尺活动状况及变化趋势是炉况变化的晴雨表。保证充沛的渣铁物理热是最重要的前提，煤气流的合理分布，操作炉型的稳固是炉况稳固的先决条件。

高炉高压操作及富氧喷煤技术

1 高压操作技术 1.1 高压操作冶炼特点 1.1.1 减少压差

要紧是减少炉腰以上的压差，炉腰以下压差略有上升。 1.1.2 边缘气流进展

提高顶压，煤气速度降低，鼓风动能降低，导致边缘气流进展 1.1.3 煤气停留时刻延长 有利于还原反应的进行 1.1.4 有利稳固顺行 1.1.5 减少瓦斯灰量 1.2 高压操作成效

1.2.1 提高冶炼强度，增加产量

高压操作可降低压差，有利于加风，在坚持原压差操作下，通过增加风量提高产量百分比〔δ产〕

提高顶压10kPa风量顶压压差增加风量增加风量（m3/min）（kPa）（kPa）（％）（m3/min）一高炉2250160140381.67二高炉三高炉四高炉1800265034001301702201251501701.1.601.373442471.2.2 降低焦比

1、提高炉顶压力，那么煤气体积缩小，在风量导致不变的情形下，煤气在炉内停留的时刻延长，增加了矿石和煤气的接触时刻，有利于矿石还原；

2、由于使用大量熟料具有微孔隙和小孔隙，存在大量的内表面，高压加快了气体在这些微小孔隙内的扩散速度；

3、气体扩散加快使矿石还原速度加快，同时提高炉顶压力后，加快了CO分分解反应〔CO→CO2+C〕，分解出来的C存在于矿石之间，也能加速矿石的还原反应； 4、提高顶压后有利于CO分分解反应〔CO→CO2+C〕，能够提高煤气中CO2含量，

提高煤气利用；

5、提高炉顶压力后瓦斯灰吹出量降低，吹出的碳量也相应减少。 1.2.3 冶炼优质低硅生铁

提高炉顶压力，不利于硅的还原反应进行〔SiO2+2C=[Si]+2CO〕冶炼优质低硅生铁因而高压操作有利于降低生铁中含硅量，有利于冶炼优质低硅生铁 1.3 高压操作应具备的条件与要求

1、炉况差不多顺行，风量已达到全风的70～80％；

2、高炉外表运转正常，炉顶压力、压差及透气性指数等外表运转正常，调剂阀组试车合格；

3、炉顶氮气压力必须大于炉顶压力；

4、常压、高压互相转换时，都应事先和燃气车间联系，取得燃气车间同意后方可进行，紧急事故接紧急状况处理；

5、无钟炉顶温度不许超过350℃，气密室温度＜70℃。超过规定，开炉顶打水降温，顶温降到正常时，及时关闭炉顶打水。 1.4 专门情形时应降顶压或改常压 1、高炉顺行状况不行，悬料座料时； 2、高炉大减风时；

3、铁口浅、跑大流、堵不上时； 4、送风系统、煤气系统发生故障时； 5、高炉冷却水低于正常压力时； 6、任何休风、低压均应先改常压操作； 7、上料系统显现故障和料罐卡料时； 8、当冷却水压低于风压时。 1.5 高压操作本卷须知 1.5.1 设备爱护方面 1、炉顶设备及除尘器设备

因为炉顶压力提高，对设备的要求提高，设备漏风及磨损加快，因此要加强设备的点巡检。无钟炉顶温度不许超过350℃，气密室温度操纵＜70℃。 2、减压阀组〔含TRT〕

减压阀组操作的正常，能够保证炉顶压力的稳固和高炉气流的稳固，因为炉顶压力提高，设备漏风及磨损加快。

3、高炉、除尘器炉皮及高压煤气管道

因为炉顶压力提高，高炉、除尘器炉皮及高压煤气管道的焊缝处及人孔处法兰易漏风。 4、送风系统

因为炉顶压力的提高，送风系统的压力也随着提高，对风机、热风炉、送风装置及冷风、热风管道压力要求都有所提高，磨损加大。 5、炉前设备

高压操作出铁速度加快，必须保持足够的铁口深度和提高炮泥质量〔要紧是提高炮泥的强度和耐渣能力〕，因此要提高炉前泥炮和开口机能力，爱护好铁口。 6、计器外表

计器外表的准确是高炉操作的必备条件。 1.5.2 工艺操作方面

1、提高炉顶压力，要防止边缘气流进展，要注意保持足够的风速和鼓风动能。 2、高压操作必需建立在顺行的基础上，炉况不顺时不得提高炉顶压力。 3、高压操作要求操纵压差略低于或接近常压操作压差水平。

4、高压操作悬料往往发生在炉子下部，因此要注意改善软熔带透气性〔如改善原燃料的质量，减少粉末，提高焦炭强度，操作方面以扩大软熔带焦窗面积〕。 5、转高压过程中能引起煤气流分布的变化，转换应缓慢进行，防止引起炉况不顺。

2 富氧喷煤技术

2.1 高炉富氧鼓风冶炼特点 2.1.1 理论燃烧温度升高〔t理〕

富氧鼓风理论燃烧温度升高，炉身和炉顶温度降低。高炉热量向炉子下部和炉缸区域集中。 2.1.2 煤气量减少

富氧鼓风由于氧气浓度提高，N2量降低，单位生铁的煤气量减少，有利于提高冶炼强度，增加产量。单位重量焦炭燃烧生成的煤气量减少，可改善炉内热能的利用，降低炉顶煤气温度。

鼓风中不同含氧量时的风量、煤气量和理论燃烧温度

干风含氧量风口前燃烧1kg碳所风口前燃烧1kg碳炉缸煤气中CO理论燃烧温度需鼓风量（m3）生产煤气量（m3）含量（％）（％）（℃）21225016014020782530401800265034001301702201251501702211236226282.1.3 间接还原差不多不变

富氧鼓风因N2降低炉内煤气CO浓度增加，有利于间接还原反应进行，但阻碍是递减有限的。因为间接还原区的温度降低和矿石因产量提高在间接还原区停留的时刻减少，不利于间接还原进行。 2.1.4 煤气发热值提高

富氧鼓风由于N2减少，煤气中CO增加，煤气发热量提高。 2.1.5 减少鼓风量

在冶炼强度不变情形下，因为鼓风中含氧增多，单位生铁所需的鼓风量减少，鼓风带入的热量也减少。

2.2 富氧鼓风对要紧技术指标的阻碍 2.2.1 富氧率〔ƒO〕的运算 2.2.2 对冶炼强度的阻碍

富氧鼓风由于氧气浓度提高，N2量降低，燃烧单位焦炭所需的鼓风量和燃烧产生的煤气量减少，有利于提高冶炼强度。 2.2.3 对产量的阻碍

在鼓风量不变的情形下富氧鼓风对增产的运算如下： ΔV＝〔a-a0〕/a0=Δa/a0

a、ao表示富氧后与富氧前鼓风中的氧气含量。 2.2.4 对焦比的阻碍

因间接还原差不多保持不变，富氧鼓风由于鼓风量减少，对带入炉内的热量减少，不利于焦比降低，但由于煤气CO浓度提高，煤气带走的热量减少，有利于降低焦比，总体来讲富氧鼓风在不考虑喷吹燃料的前提下对焦比的阻碍不大。 2.2.5 对生铁成分的阻碍

富氧鼓风理论燃烧温度升高，高炉热量向炉子下部和炉缸区域集中，有利于Si，Mn等难还原元素的还原，对冶炼专门生铁有利。 2.3 高炉喷煤冶炼特点 1、煤气量和鼓风动能增加

2、间接还原反应改善，直截了当还原反应降低 3、理论燃烧温度降低，中心温度升高 4、料柱阻损增加，压差升高 5、热补偿

6、热滞后时刻 7、冶炼周期延长

2.4 高炉富氧喷煤冶炼特点

富氧喷煤冶炼特点是富氧和喷煤冶炼特点的综合，富氧和喷煤对冶炼过程的阻碍大部分是相反的，两者相结合可产生好的经济效益。

高炉富氧喷煤冶炼特点

一高炉碳燃烧理论燃烧温度燃烧1kgC的煤气量未燃煤粉炉内高温区炉顶温度间接还原焦比产量富氧鼓风加快升高减少—下移降低基本不变基本不变增加喷吹煤粉—降低增加增加—升高发展降低基本不变富氧喷煤加快互补互补减少基本不变互补发展降低增加2.5 喷煤量调剂 2.5.1调剂原那么

1、喷煤存在热滞后性。一样滞后约1／2—1／3冶炼周期。因此调剂煤量时一定要准确判定炉温趋势和把握热滞后时刻，及早动手，才能收到预期成效。 2、增加喷煤量，多消耗鼓风中氧量，使料速变慢，导致炉温上升，减少喷煤量，那么炉温降低。因此操纵综合负荷是把握和调剂炉况的重要参数，值班工长应紧密注意调整料速的快慢，及时调剂综合负荷达到炉况稳固的目的。 2.5.2 以下情形承诺增加喷吹量： 1、打算增加喷吹量水平常。 2、炉温在正常波动范畴内向凉时。

3、料速加快时，以正常时吨铁喷吹量为依据，增加喷煤量。 4、非打算休风复原时，应在顺行的基础上，尽快复原吹吹煤粉。 2.5.3以下情形下能够减少喷煤量： 1、打算降低喷煤量水平常。 2、炉温在正常波动范畴内向热时。

3、高炉大量减风操作，不能坚持原喷吹水平常。 4、高炉低压时。

5、炉况严峻失常，应大量减轻焦炭负荷或加净焦，停煤。 6、打算长期休风，休风前应全焦冶炼。 7、风温水平过低时。 2.6 富氧操作及调剂 2.6.1 用氧制度

1、在喷吹煤粉的同时富氧，能彼此补偿对高炉的阻碍。 2、高炉过热、难行、失常，需临时减煤或停煤，应减氧或停氧。

3、炉凉时，临时增氧，必须同时增加喷煤量。只增氧不增煤，可不能提高炉缸温度，相反使料速加快，炉况进一步恶化。

4、正常调氧量每次≯500m3/h，两次间隔＞15分钟。供氧充足，宜稳固富氧率操作。

5、在喷煤量较大、风温水平较低时，富氧使煤粉得以充分燃烧，提温作用大于冶强提高后的降温作用，故综合负荷可适当偏重；反之，停氧后应偏轻。 6、由于外部阻碍被迫长时刻停氧，喷煤量较大时，应酌情减少喷吹量，相应减轻焦炭负荷。

7、富氧必须使高炉送风系统的弯头、风筒、风口各部位接触必须严密，以防烧穿。

2.6.2 高炉在下述情形下应停止用氧： 1、休风时； 2、低压时〔包括慢风操作〕； 3、炉况失常时〔崩料、悬料等〕； 4、风口灌渣、呛焦； 5、热风炉系统严峻漏风时； 6、高炉送风系统严峻漏风时；

7、气调阀前的压力应高于冷风压力0.1Mpa，假设低于此值时； 8、凡遇要减风操作时，必须先停氧，后减风。 2.7 提高煤粉燃烧率

1、可通过提高富氧率增加高炉鼓风含氧浓度，加速煤粉燃烧，提高燃烧率； 2、降低煤粉粒度，煤粉粒度越细燃烧率越高； 3、提高氧的过剩系数，可使煤粉在风口前燃烧完全；

4、全部风口平均喷吹，可使氧过剩系数最高，还可使各风口的理论燃烧温度接

近，炉缸工作平均，有利于扩大喷吹量，提高燃烧率。

5、适当提高理论燃烧温度可使煤粉充分燃烧，要紧是通过提高风温顺富氧。 2.8 富氧喷煤冶炼操作

1、操纵适宜的风口面积，组织好煤气的初始分布； 2、坚持适宜的理论燃烧温度；

3、操纵一定的氧过剩系数；〔一样要求大于1.15〕 4、提高热风风温

5、调整装料制度改善气流合理分布 6、操纵适宜的煤粉粒度 7、喷吹配煤 8、改善原燃料条件

高炉开、停炉操作

一〕高炉开炉 1）开炉前预备 A开炉工艺参数的选择

①〔SI〕3.0—3.5%〔Mn〕0.8% 总焦比2.5-4.0 4#高炉开炉总焦比3.0 第一炉Si为2.6

②开炉总焦比参考值

炉容 ≤350 500-1000 ＞1000 开炉焦比2.5-6.0 2.5-4.0 2.0-3.5

③渣性能选择R2=0.95-1.0 AL2O3≤18% 宝钢＜15%

④风量选择 点火风量与炉容相近，风压将近正常风压的50%±点火风温>70℃ ⑤冶炼铸造时刻：7-.15d SI 1.25-1.75%. B 高炉试水、试压、试漏工作

试水目的：1〕高炉各部水量和水压达到规定标准。

2）确认所有冷却设备进出水畅通无阻，不向炉内漏水，也不向炉外漏水。 3）排水管路、集水斗排水槽和排水沟畅通无阻并不向外溢流 。

试压试漏目的：①查出漏点进行堵漏 ②检查高炉和煤系统施工进行一次整个系统强度实验。 试漏前的预备工作

1）高炉本体煤气系统全部竣工，各种电设备联合试车正常运转。 2）高炉计器外表正常运转，专门是风量、风压、炉内压力。 3）风口堵牢，铁口用钢板封住。 4）煤气系统通水，高压阀组灵活全关。 5）所有人孔封好

6）高炉各层灌浆孔、排气孔关 C 高炉烘炉

目的：使高炉耐火材料砌体内水分缓慢蒸发，提高砌体内整体强度，使整个炉体设备逐步到生产状态，幸免生产后周剧烈膨胀而损坏设备。 条件：

1）热风炉具备正常生产条件。

2）高炉热风炉、煤气系统试压、试漏合格，缺陷得到处理达到规定要求。 3）高炉热风炉、上料系统运算机通过空载试车，运行正常，操作可靠，各项参数功能画面显示，打印机记录均达到设计和竣工验收标准。 预备工作

1〕安装烘炉导管〝厂〞字型，下端喇叭口，￠108 隔一个风口装一个，水平插入深距 风口2.0-4.0m 垂直距炉底2-3m。

2〕安装铁口煤气导出管 管径：焦炭填充用￠159 枕木填充用￠108 。 4）气密箱处于工作状态。 5）冷却设备通水。 6）炉底砌爱护砖。 7）烘炉前各阀状态。 8）烘炉操作。 烘炉达标鼓风参数操纵 序号 风量 升降速所需h 度 1 150-300 20 7.5 50%炉5-7 容 2 300温 3 300 500600 风量 顶压 钟式 无钟顶压 400-450 250-300 恒0 31.5 65%炉7-10 容 400-450 250-300 20-30 10 80%炉10-15 容 80%炉10-15 容 400-450 250-300 4 500-600恒温 0 106 400-450 250-300 5 500-600 -30 100 13 65%炉15-10 容 400-450 250-300 最后炉顶废气中H2O接近大气湿度 烘炉重点 炉缸和炉底 烘炉专门

1）风口破旧，赶忙休风更换。

2）炉内着火，赶忙进行倒流休风停风机，卸下部分风管自然通风，热风炉停烧

待炉内煤气N2合格 T＜50℃，进入炉内检查处理。 3）局部漏风严峻赶忙休风处理。 本卷须知

1）烘炉期间，铁口两侧的排气孔灌浆孔打开烘炉后关闭 。 2）烘炉期间，各层的螺丝处于松动状态，安装膨胀标志。 3）炉温放散阀轮番开关，每班倒换2次，严禁同时关闭。 4）除尘器和煤气系统无人工作。 开炉料的选择 A 开炉料预备

1）要求还原性好、强度高、粒度平均，粒级20-30mm，达到入槽。 2）烧结矿强度高，粒度低。 3）焦碳水分、灰分合格、强度高。 B 开炉料焦比 炉缸填充 人造富矿 总焦比 枕木 焦碳 3.0-3.5 2.5-3.0 正常料焦比 0.9-1.0 0.8-0.9 天然块矿 总焦比 3.5-4.0 3.0-3.5 正常料焦比 1.1-1.2 1.0-1.3 C 开炉料炉渣成分操纵

烧结矿开炉R20.95-1.0 天然矿开炉1.05-1.10 AL2O3＜18% MgO6%-10% D 炉料填充方式 炉喉 炉子上部 炉子中部 炉子下部 炉腰 炉腹 炉缸 死铁层 焦碳填充炉缸 正常料 正常料 空料+正常料 空料+正常料 空料 空料 净焦 净焦 枕木填充炉缸 正常料 空料+正常料 空料+正常料 空料 空料 净焦 枕木 枕木 E 炉料压缩率〔按高炉大小〕

大：15-16 中12-15 小10-13 F 开炉冶炼制度选择

1〕送风风口面积：开炉风口面积的60% 风量：1.2倍炉容 2〕送风点火用最高风温风压60-80Kpa。

4）送煤气：送风的风口前焦碳全部烘烧炉顶煤气压力大于3 Kpa煤气经爆废试验合格，含氧＜0.6%。向燃气管网送煤气。 5）第一次铁 送风后19-20h出第一次铁。 6）强化速度 按炉墙升温速度操纵。 7）开炉专门

①风口破旧：无灌渣危险可休风更换，如有危险可适当闭水和外部喷水强制到冷却待一次铁后更换。 ②悬料 ③溜槽不转 ④卡料 ⑤铁口流水

顶温＜60℃时，过湿层显现 高炉停炉操作 大修停炉和中修停炉 停炉方法 1〕填充法

2〕空料线法停炉

停炉技术改进方法：

1）改善打水装置 从煤气取样孔安装4支。

2〕停炉净焦量减少：加净焦目的：停炉后期有充足的炉缸温度，防止熔渣在料面结成硬块，以加速停炉后的炉内清除工作，原先炉缸容积〔50年代〕后改动为1.2倍炉缸容积，90年以后2-3批料，时刻由20h减到15h左右减少25%。 3〕按料线与煤气中CO2变化规律把握料线深度。停炉过程中CO2含量变化与料面深度近似抛物线关系。从正常料线到拐点，随料面下降，直截了当还原反应逐步降低，拐点标志停炉过程间接还原反应差不多终止CO2降至最低点，约3%-5%，相对位置为炉腰邻近。拐点过后由于料层逐步变薄，风口前焦碳燃烧生成的CO2上升途中被C还原成CO的反应逐步减弱，煤气中CO2含量又逐步升高，料线到风口时CO2达15%-18%，现在出最后一次铁，铁后停炉休风。假如

休风过迟，料面接近风口中心线，煤气中显现氧气，说明部分风口烧空，显现氧气过剩，部分未燃空风口还在产生煤气，有可能形成爆炸性成分，这时最危险，应幸免。 4〕停炉回收煤气 停炉操作参数操纵

1〕炉顶温度：钟式400-450 个别点不大于500℃ 无钟250-300℃，个别≯350℃ 2〕打水装置进水点压力，要高于炉顶压力最少0.05MPa，水量比运算值高20%-30%，按此要求选择水泵能力。

3〕严格操纵煤气中的H2和O2量，要求H2＜12%，最高不大于15%，O2＜2%顶温300℃时为18%，600℃以上时0.8%。

4〕风量不宜过大，专门是炉料降低到炉子下部以后，应操纵不易产生管道行程的煤气速度。

5〕停炉期间，炉前出铁作业按正常时刻进行，料面降至风口中心线0.5m时出最后一次铁，最后一次要大喷，多铁口高炉可用2个铁口出最后一次铁，铁后休风。 停炉料要求： 1）生铁SI 0.6-1.0 %

2）R=1.05-1.08 S高时取上限 3）扣除喷吹量减轻负荷10%± 4）最后2-3批净焦。

5）停炉料要求强度高粉尘少，禁止装浅料槽。 停炉预备工作：

1〕矿槽需要检修 停炉前一个月开始安排倒槽打算。保证停炉前2田倒空。 2〕停炉前开始逐步加大铁口角度，最后一次铁角度12°—14°组合砖。 4）停炉前一天搭好净煤气系统盲板操作平台。 5）组装炉顶打水装置。 残铁操作

1）选择残铁口部分

2）确定炉底剩余厚度： 炉龄炉基温度 冷却壁水温差；及残铁层平面下炉皮温度 。

鞍钢体会：残铁中心线低于铁口中心线下1.8—2.5m，中型高炉取下限，2000以上高炉取中上限。

3）组装残铁口工作平台 4）铺设动力管线 空料线操作

空料线前进行一次预备休风，炉顶点火。处理煤气，预休风在装完停炉料和盖焦后进行。

预休风的工作：装炉顶喷水，调整放散阀配重50%，焊补炉壳，处理冷却设备，检查炉顶除尘器管道确保蒸汽畅通。

1）预休风送风后，炉顶除尘器通蒸汽气密箱通N2。

2）开始回风不要太大，炉料下降后逐步回风，最高风量为正常风量的80%。 3）严格操纵炉顶温度。 4）严格操纵风量。

5）煤气成分操纵 H2＜12%，最高≯15%，料线降至炉腹邻近时停止回收煤气，开炉顶放散阀，关煤气切断阀。 6）把握煤气的变化规律。 放残铁工作

打水凉炉：大修 铁口流水 中修：风口流水 停炉事故处理

1〕炉顶放散阀着火：加大蒸汽，减少风量，如不行可临时关放散阀，待灭火后重新打开。

2〕炉顶爆震：赶忙减少风量和水量，操纵料线降到炉身下部时炉墙容易坍塌要主动减风。

3〕风口烧坏：适当闭水外部喷水强化冷却，如非休风不可先停水后炉顶点火休风

停炉安全规定

1〕不回收煤气停炉，必须切断高炉煤气系统，联系在切断阀和回压管道堵盲板。 2〕高炉炉壳损坏，要先补焊加固，否那么不承诺采纳空料线停炉。 1）停炉过程顶温必须在规定的区间内，打水要平均。

5〕料线降到炉腹以下煤气含H2大于12%，煤气压力频繁显现尖峰要停止回收煤气，开炉顶放散阀关煤气切断阀。

6〕料线降到风口以上0.5m左右部分，部分风口暗红和挂渣，煤气中还没有O2显现，应及时出最后一次铁，铁后休风停炉，防止料线过低有O2形成爆炸性气

体。

7〕出残铁前炉基平台应清扫洁净，保持干燥，不承诺有积水。

高炉原燃料要求及治理制度

第一章 高炉炼铁原料

高炉炼铁原料包括铁矿石〔天然矿、人造富矿〕、熔剂、燃料和辅助原料。 第一节 铁矿石

生铁是从铁矿石中还原出来的。铁矿石是由一种或几种含铁矿物和脉石组成的集合体。自然界中含铁的矿物甚多，目前能够用于炼铁的只有几种，它们按含铁矿物的要紧特性，通常分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种类型。

1、

赤铁矿〔Fe2O3〕

赤铁矿是最常见的铁矿石，俗称〝红矿〞，化学式为Fe2O3。理论含铁量为70%。颜色是红色或暗红色，结晶的赤铁矿有金属光泽，硬度为5.3～6。赤铁矿含有的有害杂质----硫、磷、砷等比磁铁矿和褐铁矿要少，脉石成分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。

2、

磁铁矿〔Fe3O4〕

磁铁矿也是最常见的铁矿石，化学式为Fe3O4，也可看作为Fe2O3+FeO〔Fe2O3：69%，FeO：31%〕。理论含铁量为72.4%。颜色为灰色至灰黑色，有金属光泽，磁性较强，硬度为5.5～6.5。磁铁矿的有害杂质磷硫含量较高。

3、

褐铁矿〔mFe2O3.nH2O〕

褐铁矿的成分为含结晶水的Fe2O3，化学通式为mFe2O3.nH2O。理论含铁量为52%～66%。颜色为黄褐色，硬度为1.0～4.0。自然中褐铁矿的富矿专门少，杂质硫、磷、砷等含量较高。

4、

菱铁矿〔FeCO3〕

菱铁矿化学式为FeCO3，理论含铁量为48.2%，颜色为灰色或黄褐色，具玻璃光泽，硬度为3.9～4.0。菱铁矿露出地表的部分专门不稳固，易分解氧化成褐铁矿，覆盖在菱铁矿层表面，其杂质硫、磷较少。

5、

烧结矿

烧结矿是一种要紧的人造富矿，其生产是一种抽风烧结过程，立即铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料，配以适量水分，经混合及造球后，铺于带式烧结机的台车内，在一定负压下点火，整个烧结过程是在1000～1600mmH2O负压抽风下，自上而下进行的。烧结过程一样分为五段：烧结矿层，

燃烧层，预热层，冷料层，铺底层。

6、

球团矿

球团矿也是一种人造富矿，球团矿的生产工艺一样包括原料预备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、成品和返矿处理等要紧工序。

第二节

对铁矿石的一样评判

决定铁矿石质量的要紧因素是化学成分、物理性质及其冶金性能。优质铁矿石应具备如下条件：含铁量高，脉石少，有害杂质少，化学成分稳固，粒度合适、平均，一定的机械强度和良好的高温冶金性能。

1、矿石品位即含铁量，是衡量铁矿石质量的要紧指标。一样地说，品位较高，适合直截了当入炉冶炼的叫富矿；由于含铁量较低，不应直截了当入炉冶炼的叫贫矿。贫矿直截了当入炉冶炼在经济上、技术上差不多上不合理的，需经选矿处理，提高品位后，再经烧结或球团工艺制成人造富矿后入炉冶炼。如此不但能合理利用资源，又能改善高炉技术经济指标并取得较好经济效益。

提高入炉品位的措施要紧有：使用进口高品位矿，剔除国产劣质矿；提高精矿粉品位；生产高品位烧结矿和球团矿；使用部分金属化料。

2、铁矿石的脉石成分绝大多数以酸性为主，含量最高、最应重视的是SiO2，因为铁矿石中SiO2含量的增加，必定需要加入等量以上的CaO，引起高炉渣量成双倍以上的增加，因此，要求铁矿石中SiO2少些。反之，脉石含CaO较多的矿石，由于相应减少了外加CaO量，具有较高的冶炼价值。至于MgO和Al2O3，考虑各自对高炉冶炼过程的阻碍，一样来说，期望MgO多些，Al2O3少些。

3、对高炉冶炼过程而言，矿石中的有害杂质通常是硫、磷、碱金属，个别情形也有铅、锌、砷。铜有时有害，有时有益。考虑有害杂质时应注意以下两点：①依照冶炼规定的承诺值，在配料中做到高、低搭配；②经高炉冶炼过程之后，有害杂质各自的残存率大不一样。例如，矿石中的磷，在选矿和烧结过程中不易除去，入炉后又100%进入铁水。硫在烧结过程中可去除80%以上，高炉冶炼过程可去除原料和燃料中带入硫量的90%以上。

4、铁矿石粒度对高炉冶炼过程阻碍专门大。粒度不平均或过小时，高炉内料柱透气性差，煤气上升阻力增大。粒度过大会减少煤气和矿石的接触面积，使矿石中心部分不易还原。因此，规定粒度小于5mm矿粉应在入炉前尽可能筛除，其粒度上限那么与矿石本身的还原性有关，难还原的磁铁矿粒度不大于40mm，

较易还原的赤铁矿及褐铁矿不大于50mm。目前中小高炉铁矿石粒度通常小于25～35mm，关于炼铁指标的改善专门有成效。缩小铁矿石的粒度的同时还应使粒度平均，粒度分布范畴较大的矿石应分级入炉。铁矿石气孔度愈大，透气性愈好，愈容易还原。气孔度又分为体积气孔度和面积气孔度，体积气孔度是指矿石孔隙所占体积相当于矿石总体积的百分比，面积气孔度是指单位矿石体积气孔表面积的绝对值。气孔有开口和闭口两种，明显，有利于还原的是开口气孔度，这也是烧结矿还原性普遍较好的缘故。

5、铁矿石的强度是指耐冲击、耐摩擦、耐挤压的强弱程度。随着高炉炉容不断扩大，入炉铁矿石的强度也要相应提高，铁矿石强度低，转运过程产生大量粉末，使入炉成本上升；入炉产生大量粉末，既增加炉尘缺失，又堵塞煤气通路，降低料柱透气性，使高炉操作困难。天然块矿的强度一样都比较好，球团矿次之，烧结矿较差。

6、铁矿石化学成分的波动会引起炉内温度场、炉渣碱度和生铁质量的波动，从而阻碍高炉炉况稳固，使焦炭负荷难以在可能达到的最高水平上保持稳固，不得不以较低焦炭负荷运行，造成焦比升高，产量降低。

为了稳固化学成分，应严格操纵炉料成分的波动范畴。关于富矿应在矿石破裂筛分后混匀处理；人造富矿要对铁矿粉实施混匀，并准确配料。

第三节

铁矿石质量检验

为全面地衡量铁矿石的性能和质量，应从化学成分、冷态物理性能、热态及还原条件下的物理性能、冶金性能、矿相鉴定等方面加以检验。

1、冷态力学性能：

冷强度能间接表现热强度大小。冷强度用以下方法检验：①落下试验检验烧结矿耐跌落性能；②耐压试验检验球团矿的抗压强度；③转鼓试验检验造块成品的耐磨性能和碰撞性能。

2、热态及还原条件下的物理化学性能——高温冶金性能 ①热强度：

冶炼条件下矿石可能由于以下两种因素而减弱强度：物理吸附水或化学结晶水的蒸发使矿石破裂；矿石结构发生变化，强度变弱或产生裂缝。如：热爆裂性，低温还原粉化率，热膨胀性。 ②还原性：

铁矿石的还原性是指铁矿石被还原气体CO2或H2还原的难易程度，还原性好，有利于降低焦比。因此，还原性是评判铁矿石质量的重要指标之一。

阻碍铁矿石还原性的因素要紧有矿石组成、矿石结构的致密程度、粒度和气孔率等。一样磁铁矿因结构致密，最难还原。赤铁矿有中等的气孔率，比较容易还原。褐铁矿和菱铁矿容易还原，是因为这两种矿石在高炉内失去结晶水和去掉CO2后气孔率增加所致。总体来说，球团矿的还原性一样比天然矿的还原性好，烧结矿的最好。 ③软化性：

铁矿石的软化性包括开始软化温度和软化区间两个方面。开始软化温度是指铁矿石在一定荷重下加热的开始变形温度；软化区间是指铁矿石开始到软化终了的温度范畴。通常矿石的开始软化温度高，那么软化区间较窄；反之，那么软化区间较宽。

高炉冶炼要求铁矿石具有较高的开始软化温度和较窄的软化区间，以使炉内可不能过早形成初渣，即成渣位置低，软熔区小，有助于改善料柱透气性。反之，初渣形成过早，初渣中FeO含量高，使炉内透气性变坏，并增加炉缸热负荷，严峻阻碍冶炼过程的正常进行。 ④熔滴性：

矿石软化后，在高炉内连续下行，被进一步加热和还原，并开始熔融。在熔渣和金属达到自由流淌、积聚成滴前，软熔层透气性极差，显现专门大的压力降。生产高炉软熔带压力降约占高炉料柱总压力降的60%。人们对矿石在模拟高炉冶炼条件下的熔滴过程进行研究，并测定其滴落开始温度、终了温度及过程压力降作为评判矿石熔滴性能的依据。

第四节

烧结矿

20世纪50年代以来，烧结矿确实是我国炼铁高炉的要紧原料，提高烧结矿质量自然成为高炉精料的主攻方向。

高炉对烧结矿的要求必须：粒度平均、冷态强度高、有害杂质含量少、还原性好、还原粉化率低、以及软化、熔融、滴落三种温度较高且其范畴较窄。

烧结生产经历酸性或低碱度烧结矿〔20世纪50年代〕、自熔性烧结矿〔60年代〕和高碱度烧结矿〔80年代〕三个时期，

提高烧结矿质量的措施：

1、烧结精料：适量配加进口富矿粉；优化烧结原料结构；稳固原料化学成分和粒度组成；选择优质燃料和熔剂。

2、原料中和混匀 3、配料自动化 4、平均烧结

5、烧结过程自动操纵 6、厚料层烧结 7、低温烧结法 8、热风烧结

9、小球烧结与球团烧结

10、双层布料、双碱度料烧结与双球烧结

11、改善入炉烧结矿粒度组成的措施：提高烧结矿强度，改善出厂烧结矿粒度组成；加强烧结矿的冷却与整粒；减轻烧结矿从出厂到高炉矿槽的破裂；尽量幸免建设烧结矿缓冲矿槽；提高槽下振动筛筛分效率。

12、降低烧结矿低温还原粉化率的措施：严格操纵混匀矿中TiO2和Al2O3的含量；适当提高烧结矿含量；适当提高机速，在保证烧好的前提下使烧结终点后移；提高点火强度和提高机头、机尾风箱负压；烧结料中添加萤石和CaCl2或复合熔剂；熔剂分加技术；混合料预压烧结；煤气无焰烧结；富氧点火及富氧烧结和富氧双层烧结等。

目前湘钢烧结矿是碱度在1.8～2.2的高碱度烧结矿。烧结机为105m2一台，95m2一台，24m2二台，年产量约300万吨。

第五节 球团矿

世界上生产的球团矿有酸性氧化性球团、白云石熔剂球团和自熔性球团三种。按焙烧、固结方式可分为氧化性球团矿、冷结球团矿、特种固结球团矿和金属化球团矿等四类。目前高炉生产普遍应用的是酸性氧化性球团矿。

球团矿常温强度好，贮运时产生粉末较少。

在使用相同的低SiO2铁精矿时，球团矿与高碱度烧结矿的还原性相近；在使用高SiO2铁精矿时，球团矿的还原性胜于烧结矿。

球团矿铁份高，堆积密度大，增加高炉料柱的有效重量；粒度小而匀，又呈球状，在高炉内的堆角较别种原、燃料的都小，易于滚动，会引起中心气流进展，

使用时应注意寻求合理的装料制度，操纵布料。

球团矿的热性能较差，是因为在高炉内发生如下变化：①热膨胀粉化，②软化收缩。通过在球团矿中增加MgO含量改善球团矿性能。

目前湘钢有一座4m2竖炉生产球团矿，年产量约18万吨。

第六节 其他矿及熔剂

1、钒钛矿或钛渣、含钛原料，要紧作用是高炉的护炉原料。 2、萤石，要紧作用是高炉的洗炉原料。

3、熔剂〔石灰石、白云石〕，要紧作用是高炉调整炉渣碱度，因使用高碱度烧结矿，差不多不用熔剂调整炉渣碱度，只作为备用。

4、硅石，其作用与熔剂相似，调整炉渣碱度。 5、锰矿，用于冶炼锰铁高炉。

第二章 高炉燃料

第一节 焦炭

1、焦炭在高炉冶炼中的作用：①作发热剂，②作还原剂，③料柱骨架。 2、高炉冶炼对焦炭的要求：①含碳量要高，灰分要低；②硫、磷杂质要少；③化学成分要稳固；④强度好，粉末少，粒度平均；⑤高温性能好。

3、焦炭高温性能在近些年逐步被冶金工作者重视，要紧有：高温转鼓强度，反应率及反应后强度。

4、提高焦炭质量的措施：①提高煤料的堆积密度(捣固炼焦、型块配煤、风选调湿粉碎、大容积焦炉、煤压实、煤掺油等)；②提高焦饼中心温度和进行闷炉操作改善焦炭热性能；③提高配煤质量；④焦炭整粒；⑤干法熄焦；⑥掺加添加物炼焦；⑦采纳各种现代化测温手段和炉温运算机治理；⑧合理使用优质炼焦煤。

焦炭必须符合精料方针和强化冶炼的要求，专门是为了加大高炉富氧喷吹煤粉量，为了保证高炉状态良好，指标先进，优良的焦炭质量是专门必要的，也必定要提高成本。但焦炭质量的提高，保证了高炉顺行，休风及风口烧损减少，焦比降低，高炉利用系数增加，炉体寿命提高等等，高炉生产的经济效益是专门明显的。冶金企业应依照本地区、本单位实际情形，结合资源的合理利用，使焦炭功能既充分、又只是剩白费，以求得焦炭质量成本、高炉炉况和高炉经济效益之

间的和谐统一，以最低的成本获得最大的经济效益。

第二节 煤粉

现在我国多数高炉都采纳喷吹煤粉工艺，以节约焦炭，降低生铁成本。还有喷吹天然气、重油和塑料等，此处不再介绍。

煤的要紧可燃元素为碳、氢、氧、氮、硫。通常将煤分成三大类，即挥发分不大于10%为无烟煤；挥发分大于10%又小于40%为烟煤；挥发分不小于40%为褐煤。同时又依照烟煤的挥发分和胶质层厚度，将烟煤分为贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤等。一样高炉喷吹用煤，为无烟煤和烟煤中的非炼焦煤〔即贫煤、瘦煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤〕。

煤粉要紧工艺性能有：①煤的孔隙度；②煤的比表面积；③煤的可磨性；④煤的着火温度；⑤煤的灰融性；⑥胶质层厚度Y值；⑦煤的CO2反应性；⑧煤粉的流淌性；⑨煤的细度(粒度)；⑩煤粉爆炸性。

高炉对喷吹煤的性能要求：发热值高、易磨、燃烧性能好、灰分和硫分低等。

第三章 高炉精料及合理炉料结构

1、精料和炉料结构：

为满足高炉内各区域对原、燃料性能的要求，必须在入炉前对物料精加工，以改善其质量并充分发挥其效用，质量优良的原、燃料简称为精料，也确实是高炉原、燃料质量的优化，具体内容可概括为〝高，熟，净，匀，小，稳〞6个方面，再加上原料高温冶金性能和焦炭的高温性能。其中，〝高〞是指品位、强度、冶金性能指标等都高；〝熟〞即指提高入炉料的熟料比；〝净〞是指粉末筛除洁净；〝匀〞是指减少原料粒度上下限的差距，保持粒度平均； 〝小〞是指粒度小〔上、下限范畴窄〕；〝稳〞是指成分稳固，波动范畴小。

而炉料结构是指高炉原料构成中，烧结矿，球团矿和天然块矿的配比组合，再加上对这种配比产生的综合炉料性能评判。

2、炉料结构与精料的关系

精料是炉料结构的物质基础，精料技术是炉料结构的理论基础，精料技术进展推动了炉料结构合理化，这是精料基础作用表现。反过来，追求炉料结构合理化，不断对原燃料品质提出更新、更高的要求，促进了精料技术进步。此外，两者还具有如下一致性：

⑴要紧工作目标。精料和炉料结构合理，最低限度应当保证以下目标的实现：

①高炉生产的稳固、顺行； ②铁前系统综合经济效益； ③资源的合理配置和环保效应。

⑵结果的相对合理性。精料和炉料结构的合理性只能是相对的、临时的。即使在本企业，生产技术条件照旧，随着资源市场和生产技术指导方针的改变，原有综合平稳被打破，精料和炉料结构就要相应调整。企业内部尚且如此，关于不同企业、不同生产技术条件、千变万化的市场环境，就更不存在理想的、一劳永逸的精料和炉料结构。

⑶工作成效的依存性。精料和炉料结构不但互相促进，也是互相依存的。只抓精料，而不注意炉料结构是否合理，精料的成效就要受阻碍；反之，只重视炉料结构合理与否，而不相应改善精料，高炉技术经济指标也难以连续提高。

3、精料目标：

〝十五〞期间炼铁系统生产要紧目标如下三个表： 表1：焦炭指标 项 目 平均 先进 灰分 % ≤11.5 ≤11.0 M40 % ≥85 ≥90 M10 % ≤6 ≤6 CRI % CSR % 暂无要求 表2：烧结矿指标： 项目 化学成分 % Tfe SiO2 FeO 成分波动 Tfe/ % 粒度分布 % ＜5mm 平均 ≥56.0 先进 ≥57.0 ≤7.0 ≤5.0 ≤7.0 ≤±0.5 ≤9.0 ≤±0.1 ±0.03 ±0.03 ≤10 ≤30 ≤3 ≤10 ≤40 ≤5 高温冶金性能 R/倍 ＞50mm ＜10mm 表3：球团矿指标：

每个球的项目 TFe % SiO2 % FeO % 抗压强度/N 平均 先进 ≥65.0 ≥66.0 ≤4.0 ≤3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＞2250 ≥2500 ＞6.3mm转鼓指标/% ＞95 ＞95 暂无要求 冶金性能

4、我国高炉炉料结构：

我国高炉炉料结构的差不多形式是〝烧结矿＋酸性炉料〞，主体烧结矿以高碱度为主，酸性炉料中，球团矿和天然块矿为各半。与世界各国一样，各种炉料结构高炉都可能取得良好的技术指标，但也有指标差的情形存在，决定因素依旧矿石入炉品位。有什么样的〝入炉品位〞，就有什么〝等级〞的高炉操作指标。炉料结构只能在〝等级〞范畴内起调剂作用而非决定性因素。

制定生产高炉炉料结构时，必须考虑以下三个因素：高炉生产指导方针〔优质、高产、低耗、长寿〕、企业自产高炉原料产量及品种、铁矿石资源及市场，但最终起决定性作用的依旧铁前系统综合经济效益，即炼铁成本。

炉料结构能够从以下几点认识：

〔1〕高炉炉料结构不仅要考虑原料配比，还要考虑造块工艺配加CaO和MgO在自产烧结矿和自产球团矿中的分配随着炉料结构中球团矿配比的提高和加CaO、MgO球团工艺的成熟，那个问题的意义和必要隆将越来越明显。它的分配结果不改变高炉综合入炉品位，但有助于企业自产球团矿、烧结矿和综合炉料冶金性能的改善。

〔2〕生产高炉的炉料结构是企业长期生产经营实践体会结合企业自产原料数量和品质、考虑资源市场变化的结果。除非这三个因素发生重大变化，通常情形下，炉料结构都难有大的改进。

〔3〕抛开其他因素，单就生产技术范畴而言，合理炉料结构除必须满足高炉生产稳固顺行和越来越高的喷煤比要求之外，还应注意经下几点：

目前我国现状是以烧结矿为主体原料，烧结矿又应以高碱度烧结矿优先。球团工艺和球团矿纵然优点专门多，但烧结工艺处理工业废料和提供高炉冶炼过程所需CaO和MgO能力，要好于球团工艺。此外，富矿粉无需加工就可直截了当用于生产也是烧结矿的一个优势。在专门情形下，生产两种〔高、低〕碱度烧结矿也是成效专门好的措施。

尽可能多地配用进口天然块矿。进口天然块矿品位高、SiO2含量低、杂质少，专门关于沿海及靠近沿海地区，运费较低。因此，关于专门多企业，进口天然块矿〝公斤铁元素价格〞低于烧结矿和球团矿，是最经济的原料。

以精料为基础，结合精料合理安排炉料结构。两者相互阻碍，相互促进，制定打算时，需反复多次才能得到较合理结果。

第四章 专门原料――钒钛矿冶炼

攀西地区是我国钒钛磁铁矿的要紧成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一。该铁矿属于以铁、钛、钒、铬等氧化物为主，多种矿物共生的复合矿。

高炉冶炼钒钛磁铁矿要紧表现在炉渣变稠和产生泡沫渣、黏铁罐、炉渣脱硫能力低、铁损高等。

国内外高炉生产实践证明，冶炼钒钛矿或炉料中加入含钛物料发觉，有些钛的碳氮化物沉积于炉缸起到护炉、补炉的作用，延长一代高炉的寿命。

含钛沉积物护炉原理：

高炉冶炼钒钛磁铁矿或在炉料中加入含钛矿物，在软熔带以下的高温区形成含〔TiO2〕的初渣，〔TiO2〕与焦炭中的碳和煤气中的氮反应生成TiC和TiN，即：

〔TiO2〕＋3C＝TiC+2CO 〔TiO2〕+2C+1/2N2=TiN+2CO

随着初渣的下降，进入炉缸形成终渣中的〔TiO2〕又与生铁中的[C]反应也生成TiC，即：

〔TiO2〕＋3[C]＝TiC+2CO

当[Ti]的浓度低于铁水中Ti饱和溶解度时，Ti〔C、N〕将以颗粒状弥散于铁水中。由于钛的碳氮化物熔点专门高，因此在炉缸低温区域，铁水含[Ti]量高于其溶解度，将以TiC、TiN固体结晶析出，沉积在炉缸内，同时炉缸砖衬受腐蚀愈严峻，冷却壁与铁水接近，TiC和TiN析出愈多，形成的难熔爱护层愈厚。生产实践证明，铁水中含[Ti]＞0.08%，便能起到护炉作用。

热风炉操作和事故处理

热风炉操作

一、 热风炉结构形式：

高炉炼铁1827年开始加热鼓风炼铁，当时用铸铁管换热式热风炉，到1857

年开始用固体燃料加热的蓄热式热风炉，1865年开始用气体燃料加热的蓄热式热风炉，形成现在内燃式热风炉的雏形。 内燃式热风炉:

随着高炉冶炼技术的进展需要，入炉风温要求1000℃以上，内燃式热风炉频

繁发生拱顶裂缝、火井〔燃烧室〕倾斜、倒塌、掉砖、甚至短路，使热风炉使用寿命大大缩短。究其缘故：

1、燃烧室和蓄热室同包在一个钢壳内，用隔墙分开，燃烧和送风过程中，温差波动大〔专门是下部〕，隔墙承担径向应力大，易产生径向位移从而导致隔墙损坏。

2、金属燃烧器的脉动燃烧，在燃烧室产生共振，也导致隔墙的损坏。 外燃式热风炉：

在解决内燃式热风炉火井倾斜掉砖，烧穿短路的弊端中，产生了将火井搬出

热风炉的设想，当前采纳外燃式热风炉比较普遍，专门是要求1200℃以上风温的2000m3大高炉上，外燃式热风炉有四种结构形式，即：地得式、柯柏式、马琴式、新日铁式。 外燃式热风炉的特点：

1、 将燃烧室搬至炉外，完全解决内燃式热风炉的致命弱点。 2、 热风炉炉壳转折点采纳曲面连接，较好解决了炉壳的薄弱环节。 3、 较好解决高温烟气在蓄热室横截面的平均分布问题。 4、 外燃式热风炉高温区采纳高温性能好的硅砖和陶瓷燃烧器。

5、 为使热风炉砌体相邻的两块能咬住，广泛采纳带有凹凸子母扣能上下左

右咬合的异型砖，起到自锁互锁作用，提高整个砌体的强度和稳固性。 6、 普遍地在炉壳内侧喷一层约50mm陶瓷喷涂料，生产后高温作用下喷涂

料和钢板结成一体，起爱护炉壳的作用。

7、 热风炉拱顶和缩口坐落在箱梁上，〔或焊在炉壳的砖托上〕，在连接部位

设有滑动缝。如此拱顶、缩口、大墙的耐火砌体均可自由涨落。

外燃式热风炉缺点：

1、 占地面积大，投资高。

2、 外燃式热风炉壳体因晶间应力腐蚀而引起开裂。 顶燃式热风炉：

顶燃式热风炉利用炉顶空间进行燃烧，取消侧燃室或外燃室其结构对称，温

度区分明占地小、效率高、投资省。可分为:

1、 中国首钢型〔首钢3＃炉〕 2、 俄罗斯卡鲁金型〔5＃高炉〕 特点：

1、顶燃式热风炉取消了侧面的燃烧室从全然上排除内燃式热风炉的致命弱

点。

2、顶燃式热风炉采纳短焰燃烧器，直截了当在拱顶下燃烧，减少热缺失。 3、顶燃式热风炉炉顶是稳固对称结构，炉型简单，结构强度好，受力平均。 4、顶燃式热风炉温度区域分明，改善了耐火材料的工作条件，下部工作温

度低，荷重大，上部工作温度高荷重小，能够适当提高耐火材料的工作温度，并延长其寿命。

5、顶燃式热风炉炉型简单，施工简单节约钢材和耐火材料。 6、顶燃式热风炉必须用短焰燃烧器，以保证煤气在炉顶燃烧安全。 其它形式热风炉

球式热风炉〔属顶燃式〕结合布袋除尘等

二、提高风温的措施和各种因素对风温的阻碍：

〔一〕、提高拱顶温度

1、拱顶温度确定：

A、 由耐火材办理化性能确定 B、 由燃料含尘量决定 C、 受生成腐蚀介质决定

2、 拱顶温度、热风温度与热风炉理论燃烧温度关系

A、 拱顶温度与风温关系 大中型高炉拱顶温度比平均风温高100～

200℃，小高炉高150～300℃，测定拱顶温度可采纳辐射高温计、红外测温仪或热电偶。采纳辐射高温计为防止镜头沾灰须用压缩空气吹扫，采纳热电偶时，插入深度为热电偶端超出拱顶砖衬内表面50～80mm。 B、 拱顶温度与理论燃烧温度关系 由于散热及不完全燃烧，拱顶温度低于理论燃烧温度70～90℃。

3、提高拱顶温度措施：

〔1〕、掺烧高发热值煤气〔焦炉煤气、天然气〕

〔2〕、热助燃空气和煤气〔烟气预热和热风炉自身预热助燃空气〕 〔3〕、低空气利用系数

〔4〕、勤观看、勤调剂，借助废气分析，保证合理燃烧 〔5〕、改善燃烧器结构，改善煤气和空气混合 〔6〕、采纳自动燃烧操纵系统 3、 降低煤气含水量

（1） 强煤气洗涤后的脱水

（2） 煤气进入热风炉之前增设脱水装置

（3） 降低煤气洗涤后的温度以降低煤气饱和水含量 （4） 采纳干法除尘。

〔二〕、缩小拱顶温度与风温差值

1、 2、

增大蓄热室面积和砖重

提高废气温度，可增加中下部蓄热量，减少风温周期风温降落，200～400℃废气温度，每提高100℃废气温度，可提高风温40℃。阻碍废气温度因素：单位时刻耗费煤气量；燃烧时刻；加热面积。

〔三〕、增加换炉次数缩短工作周期 〔四〕、改善热风炉煤气分布 〔五〕、加强热风炉隔热减少热缺失

热风炉常见事故处理

1. 热风炉各阀假如显现开不到位的情形，先到现场看情形。假如链条没有断，确实是油缸极限乱了，喊钳工来处理。处理方法：先把阀关到位，钳工松开链条，然后到液压站找到故障阀的电磁阀，捅关到位，正面是开，反面是关，然

后钳工把链条上好即可。

2. 各阀关不到位情形专门少显现，一样只有热风阀、烟道阀有关不到位的现象，因为有可能掉砖卡住，这时须喊钳工来处理。烟道阀掉砖到现场打开烟道阀侧面的人孔把砖拿出来即可。

3. 各阀假如显现开关时信号没有来先到现场看阀是否到位，阀假如到位确实是感应信号坏，喊电工来换感应信号，换时一定要注意感应信号要在原先的位置，假如往上移动就会显现信号来了，实际阀没有到位现象。

4. 自动换炉时前一个阀打开后一个阀不动时先去拨一下继电器强制开关，假如强制开关不动，到液压战捅电磁阀开关，假如能动，说明机械没有问题，喊电工来处理，注意拨继电器是拨完后一定要复位，以免造成液压站掉压。

5. 自动换炉时所有阀动不了，先调出运算机液压站画面看油泵是否启动，假如油泵没有启动，拔继电器强制启动即可。再喊电工处理。

6. 在换炉过程中显现有的阀开了，然后又自动关了的情形，先换一个继电器，假如换了继电器还自动开关，就拔继电器使它不自动开关阻碍生产，然后喊电工来处理，一样是模块坏。

7. 倒风机操作时，一定要把停用的风机出口切断阀关到位，假如没有关到位，会串风到停用的风机，使风机反转，烧坏风机，还会使风量减少。

8. 风量在烧炉的情形下，突然减小，加风不上，可能是风机的吸风口网上吸有杂物，要注意安全，把杂物拿下即可。

9. 要注意热风阀、倒流阀、混风切断阀的冷却水管，如进水管漏水严峻，要喊钳工及时更换，以免把阀烧坏。

10. 煤气调剂阀和空气调剂阀开关不动，先看是否跳电，跳电那么把电送上即可；假如有电，到现场手动开关，再喊计器来处理。

11. 假如风机突然停机，赶忙把燃烧炉的煤气调剂、空气调剂关上，闷炉，再去检查风机。

12. 如遇到突然停电、风机停机，赶忙到现场把燃烧炉的煤气调剂手动关到位，以免煤气泄露。

高炉配管操作和事故处理

第一章 高炉冷却的基础知识 第一节 高炉冷却理论常识

一、高炉冷却的目的

高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而爱护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度。使炉衬凝成渣皮，爱护甚至代替炉衬工作，从而获得合理炉型，延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。

高炉冷却是形成爱护性渣皮、铁壳、石墨层的重要条件。高炉常用的冷却介质有：水、风、汽水混合物。

依照高炉各部位工作条件，炉缸、炉底的冷却目的要紧是使铁水凝固的1150℃等温面远离高炉壳，防止炉底、炉缸被渣铁烧漏。而炉身冷却的目的是为了保持合理的操作炉型和爱护炉壳。

二、高炉冷却的方式

目前国内高炉采纳的冷却方式有三种： 1、工业水开路循环冷却系统 2、汽化冷却系统 3、软水密闭循环冷却系统

三、冷却原理

冷却水通过被冷却的部件空腔，并从其表面将热量带走，从而使冷却水的自身温度提高。

T 1 T2

水 水

1、自然循环汽化冷却工作原理：利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形成的压头，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续循环，

冷却件 汽化吸热而达到冷却目的。

2、软水密闭循环冷却工作原理：它是一个完全封闭的系统，用软水〔采纳低压锅炉软水即可〕作为冷却介质，其工作温度50~60℃〔实践体会40~45℃〕由循环泵带动循环，以冷却设备中带出来的热量通过热交换器散发于大气。系统中设有膨胀罐，目的在于吸取水在密闭系统中由于温度升高而引起的膨胀。系统工作压力由膨胀内的N2压力操纵，使得冷却介质具有较大的热度而操纵水在冷却设备中的汽化。

3、工业水开路循环冷却工程原理：由动力泵站将凉水池中的水输送到冷却设备后，自然流回凉水池或冷却塔，把从冷却设备中带出的热量散发于大气。系统压力由水泵供水能力大小操纵。

四、冷却方式的优缺点

高炉技术进步的特点，表现为高炉炼铁已进展成为较成熟的技术。从近几年高炉技术进步的进展方向看，突出的特点是大型化、高效化和自动化。因此采纳较为先进的高炉冷却技术具有较大有吸引力，成为争相探讨和研究课题。

1、采纳软水密闭循环冷却系统最正确。因为：

〔1〕软水密闭循环系统的冷却可靠性好。冷却的可靠性，是衡量冷却系统优劣最重要的标准。不结垢，能够长寿。

〔2〕水量消耗少。软水密闭循环冷流系统中，没有水蒸发缺失，流失也极小。水泵的轴封处的流失是系统的要紧流失点，流失量是系统总容积的1‰补水量，故水量消耗是极少的。

〔3〕动力消耗低。闭路系统与开路系统不同，其水泵的工作压力取决于膨胀罐内N2压力，而水泵扬程是由系统的管路阻力缺失决定的，冷却水的静压头能够得到完全的利用。

〔4〕管路腐蚀小。因为它是闭路，空气进不去。因此，软水密闭循环冷却系统是一种比较经济的冷却方法。

2、汽化冷却分两种循环方式：自然循环和强制循环。 〔1〕汽化冷却的优点：

1冷却介质为软水，可防止结垢。 ○

2自然循环需要动力，在停电情形下仍能连续进行。 ○

〔2〕汽化冷却的缺点：

1冷却设备在承担大而多变的热负荷冲击下容易产生循环脉动，○甚至可能显现膜状沸腾，致使冷却设备过热而烧坏。

2汽化冷却时，冷却壁本体的温度比水冷时高，缩短了冷却壁的寿命。水冷○

却的冷却壁本体的最高温度已接近珠光体相变的温度。铸铁在760℃时，珠光体发生相变，使铸铁机械性能急剧变坏。因此使冷却壁寿命缩短。

3、工业水冷却的优点是传热系数大，热容量大，便于输送，成本廉价。

工业水冷却的致命弱点是水质差，容易结垢而降低冷却强度，导致烧坏冷却设备，水的循环量大，能耗大。

4、喷水冷却，结构轻便简单易行。我国大中型高炉多作为备用冷却手段，小高炉用的较多。目前国外一些极薄炉墙或大中型高炉下部，有采纳炉壳内砌碳砖，以喷水作为唯独冷却手段，成效也不错。

五、冷却水质 〔一〕一样概念：

1、高炉冷却对水质的要求为：不含有机械杂质、悬浮物不超过200毫克/升，临时硬度不超过10°〔德国度〕

2、水的硬度：天然水中含有钙、镁、盐类等水垢生成物的含量。一样重碳酸盐、氯化物和硫酸盐等，构成了水中的硬度。

1临时硬度：确实是指水中含有重碳酸盐的含量。 ○

2永久硬度：确实是指除去重碳酸盐的其它盐类。 ○

3总硬度：确实是指临时硬度与永久硬度之和。 ○

湖水硬度小一些，地下水硬度高一些，一样用临时硬度衡量水的硬度。 3、水的硬度单位：德国度〔°H〕简称度。即在10000份水中含有1份氧化钙或氧化镁为一度。也确实是1升水中含有10毫克的氧化钙和氧化镁为一度。

4、水的硬度分类：

硬度 0~4° 4~8° 8~16° 16~30° ＞30° 性质 专门软水 软水 中等硬水 硬水 专门硬水 对水系统要求新水临时硬度≯15°H ，循环水≯8°H。

5、软化水：确实是人为地以某种程度从水中除去了钙镁盐类，如用Na离1不存在O2腐蚀，○2不结垢。 子交换器置备软水的作用：○

〔二〕冷却水管结垢的缘故及危害

1、冷却水管结垢的缘故，要紧是由于碳酸盐的沉积。在冷却设备的通道壁上容易结垢，专门在冷却水硬度高、强化冶炼的高炉上尤为突出。

2、其危害是导致传热效率降低，造成冷却设备过热直至烧坏。因此关于冷却器的水管结了水垢，假如要保持水量不变，那么要求水压成倍的增长才行。

3、水垢对传热的阻碍〔99年5月钢铁—程树森〕

基准条件：v=1.5m/s，水管与冷却壁间的间隙0.15mm，水垢厚度为0，冷却壁高度为1400m。〔钢铁1994.29(1)：52〕

〔1〕 水垢厚度为1mm时，其冷却壁热面最高温度增加152℃；

水垢厚度为3mm时，其冷却壁热面最高温度增加237℃； 水垢厚度为5mm时，其冷却壁热面最高温度增加446℃。

〔2〕 水速1.0m/s时，其冷却壁热面最高温度增加+6℃；

水速2.0m/s时，其冷却壁热面最高温度增加-8℃； 水速2.5m/s时，其冷却壁热面最高温度增加-13℃。

〔3〕 如有3mm水垢，压力为1MPa时，管壁温度会由280℃升至580℃。 〔4〕 水垢导热系数〔循环冷却水的稳固与处理—李仲先著〕

碳酸盐水垢 坚硬0.5~5.0 kcal/mh. ℃

松软0.2~1.0 kcal/mh. ℃

水垢导热系数取0.58W/〔m.K〕 污垢热阻 m2K/w 0.000172 0.00043 0.00086 水垢导热系统 W(m.K) 0.58 1.163 0.58 1.163 0.58 承诺垢厚 (mm) 0.10 0.20 0.25 0.50 0.50 承诺垢附着量 〔mg/dm2〕 13 26 26 66 65

〔三〕水质的操纵：

1.163 1.0 130 1、软水水质操纵指标：

总硬度 0.01mg—N/L 总碱度 13.0 mg/L 浊 度 10.0 mg/L 氯 根C1-100 mg/L 总 磷 1~3 mg/L 总 铁 1~3 mg/L PH值＞9.0

电导率0.6 mΩ-1 /cm 〔电导值1 mΩ-1〕

2、水质参考标准〔赵润恩著—炼铁工艺设计原理92.3〕

软水 纯水

溶解固体 mg/L 5~10 2~3 硬 度 mmol/L ＜0.035 0 碱 度 mmol/L 4~20 0.04~0.1 氯 根 CL- mg/L ＜600 0.02~0.08 SiO2 mg/L ＜70 0.02~0.1 电导率 S/m ＜0.05 10-3~15-3 电阻率 m.Ω ＜20 700~1000

〔mmol—毫毫升〕

〔软水72~143ppm→1.427~2.853N-mg/L〕

3、炉缸工业循环水冷却系统的水质稳固

工业循环水系统的水质治理十分重要，要依照水质和水处理药剂的性能制定

一个合理的水质操纵指标，严格治理。这些处理包括：PH值的调整，适当的排污以操纵好循环水的浓缩倍数，水中杂质的含量和悬浮物等。在水中加入缓蚀剂、螯合剂、阻垢分散剂及杀菌剂等水稳剂达到防腐、阻垢、杀菌的效能，能够大大减缓腐蚀、污垢和微生物造成的危害。

碳钢腐蚀率＜5~10ml/(dm)2.d

微生物在水中产生的粘泥＜6ml/m3水，水中的细菌数＜50万个/ml水； 阻垢率为80~90%，80℃的水温下不发生显著结垢。

4、循环工业水稳药剂阻垢的原理：

〔1〕循环水中溶解氧的含量高，是由于在循环中水温升高从而降低了氧在水中的溶解度，达到了过饱和。溶解氧的去极化作用使金属铁易被腐蚀。

〔2〕循环水中含有空气中的各类污染物质，SO2、H2S、NO2、NH3等有害气体及固体微粒，吸取了大量的酸性物质使水质发生极大变化。

〔3〕循环水中二氧化碳的脱除现象，由于水在30℃以上，循环水中的CO2含量大部分被脱除，因此水中钙镁的重碳酸盐几乎全部变为碳酸盐，更容易结成水垢。

〔4〕循环水中的溶解固体的浓缩现象。补充水中有许多能溶解于水的固体物质，如钙、镁、钾、钠、铁和锰等的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物和硫化物等，使浓缩倍数增加，导致水的腐蚀性和结垢作用增强，阻碍水的性质。

〔5〕循环水中微生物会产生粘性物质，粘附泥沙在水箱管壁形成降低换热效率的粘泥。微生物还引起腐蚀造成水质变差。

5、放开式工业净循环水的水质标准：

当冷却构件热负荷≤209，350kj/m2.h〔50000kcal/m2.h〕

冷却结构工况要求污垢热阻值＜0.955×104m2. h. ℃/kj.a腐蚀率＜0.125/a时，悬浮物＜20mg/L。

由于高炉采纳工业循环水处理，可节约大量工业水耗用量，同时也可改善水质条件。因此，必须按照药剂品种及配方，日常需投加水稳药剂。

六、冷却制度

〔一〕合理的冷却制度：

1、高炉各部位的用水量与其热负荷相适应； 2、每个冷却器内的水速、水量和水质相适应； 3、坚持足够的水压和合理的进出水温度。

〔二〕进出水温差：

1、进出水温差中，进水温度与大气温度和回水冷却状况有关，一样情形下应小于35℃。而出水温度与水质有关，一样情形下，工业循环水的稳固温度不超过50~60℃，即反复加热时水中碳酸盐沉淀的温度。

2、水的沸点，即水在标准大气压下，加热温升到100℃沸腾的温度。 3、传热的方式有三种：传导、对流、幅射。

4、传热速率大小与水速的关系：因为局部地区热流程度极大，水的流速不够，不能带出相应的热量，结果产生管壁上的局部沸腾〔分泡状沸腾和膜状沸腾两种〕，造成汽泡和积垢而导致烧坏。高炉炉缸二、三段冷却壁通高压水的目的是为了造成高流速，增大传热速率。

〔三〕概念

1、临界水速：即不产生局部沸腾的最低流速。

2、热流强度：确实是指单位时刻内某一部位或某一冷却装置所承担的热量〔千卡/米2 时〕

3、热负荷：确实是局部或全部冷却装置单位时刻所承担的热量。 4、热流密度：确实是指冷却介质从每平方米冷却面积所带出的热量。

第二节 高炉冷却结构与特点

一、现代高炉结构的冷却作用

1、防止高温区工作的部件断裂或材质过早地被磨损〔炉身冷却壁、风口装置、炉壳〕。

2、可促使在冷却器前端壁上形成渣皮，从而防止冷却器被磨损，确保炉型的稳固和炉况顺利。

3、促使热流在炉衬内得到分布，排除热应力并使炉衬远离炉内高温区。

二、高炉长寿的意义及措施

一代高炉寿命的长短，直截了当反映高炉技术装备水平和经济效益。假如一代高炉寿命由五年延长到十年，那么等于用同等设备的费用生产双倍的产值，其经济效益是显而易见的。国外有的高炉寿命达10年以上，且无中修，每立方米高炉一代炉役中产铁近万吨。

措施：1、提高炉衬材质，严格治理筑炉质量。

2、改进冷却设备和冷却制度。

3、实现操纵热流、操纵操作炉型的优化操作制度。

4、推行护炉、补炉技术。采纳热喷涂、灌浆、炉墙造衬等方法或炉料中加入补炉原料进行补炉、护炉。

三、高炉本体

1、高炉本体包括炉基、炉壳、炉衬、冷却设备和高炉框架支柱。 2、炉壳〔高炉炉皮〕的作用是承担负荷、强固炉体、密封炉墙。 3、高炉内型分为六部分：有炉底、炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉。 4、高炉炉基的结构形式有两种： 1封闭式炉缸。 ○

2放开式炉缸。 ○

5、高炉炉底冷却有两种方式：

1风冷炉底：其中心温度操纵在≯280℃ ○

2水冷炉底：水冷炉底的优点是能提高冷却效率和降低治理费用。 ○

6、合理的炉身冷却高度为炉身有效高度的1/2~1/3。

7、高炉各部水压的确定原那么为：一样高于热风压力0.1MPa，炉身也要比该处静压力高0.05MPa。关于冷却水管结垢的冷却器，如要保持水量不变，那么要求水压有成倍的增加行。足够的水压，是防止冷却装置内渗入煤气时，把冷却

水排出冷却装置之外，引起冷却器的大量烧坏，专门是在高压强化操作的高炉风口等重要部位，水压必须高于风压。

四、冷却壁 〔一〕材质特性：

1、一般灰铸铁CH15—32，其熔点为1250~1225℃，正常工作条件下，承诺最高温度为400℃。500℃时强度降低。灰铸铁是脆性金属材料，缺乏弹性、塑性与韧性。抗拉强度不高，但抗压强较大，耐腐蚀、造价低。

2、球墨铸铁QT400-18，其熔化温度为1250~1225℃。球墨铸铁比灰铸铁抗拉强度大，延伸率和韧性，但布氏硬度略低。

3、铜冷却壁的材质一样采纳无氧铜板轧制后钻孔和铸铜两种。 〔1〕轧制后无氧铜板的成分

要紧成分：Cu+Ag≥99.95% 杂质总和：≤0.05%， 其中：P ≤0.003%；

O2≤0.003%；

〔2〕物理性能

热导率：λ≥384w/(m.k) 电导率：g≥100%IACS 线膨胀率：α≤17×10-6 /℃ 〔3〕机械性能

抗拉强度：αb＞200N/mm2 延伸率： δs＞30% 硬度： HB＞40

〔二〕冷却壁的形式及特点

已采纳过的冷却壁有：光面冷却壁、镶砖冷却壁、镶砖凸台冷却壁、铜冷却壁和板式水箱及冷却柱等。

1、光面冷却壁导热性好，冷却平均。配以导热性好的碳素炉衬，用于炉缸

部位。由于导热性好，冷却效率高，能敏捷地反映铁水溶渣对炉缸墙衬的冲刷、渗入和化学腐蚀等破坏作用的程度，使炉缸达到安全。

2、镶砖冷却壁冷却平均，炉墙光滑，下料阻力小，耐冲刷，炉壳完整，故强度与密封性较好。一样用于炉腹以上。其中，炉身用镶砖凸台冷却壁，便于挂住渣皮和支撑炉衬，削弱煤气运动对冷却壁的冲刷。

3、板式水箱冷却强度大而深入，可支撑耐火砖衬，可更换。且外层水管损坏时，里层水管仍可工作，重量较轻。

4、铜冷却壁导热性能好。

5、冷却柱要紧用于炉体冷却壁损坏后严峻腐蚀，炉壳钢板易发红、开裂的部位。其材质有钢管焊接的与铜锻压成形的两种，结构有空腔与环流的。在炉壳坏水箱的部位钻孔，将冷却柱插入并固定在炉壳钢板上连接通水冷却，热面附以喷涂料造衬。其间距在400~500mm左右冷却成效最好。

〔三〕冷却壁的冷却结构特点

1、单排管冷却壁，联管有单进单出、双联、双进双出。

2、双排管冷却壁，联管有单进单出、前排双联、后排双联和前排单联后排双联、凸台单联。

3、在软水密闭循环冷却系统中，常从下至上串联便于排气。也有横向连接的，但不便于排气。

4、在工业水开路循环系统中，常以供水的供水环管、多足水包和排水斗、排水环管与冷却壁形成冷却循环。

5、在软水密闭循环冷却系统中，常以供水环管、上下冷却壁之间支管连接、回水环管形成冷却循环系统。也有以类似多足水包的上、下联箱和上下冷壁之间支管连接形成的循环冷却系统。前者布置较为容易，后者更便于依照炉体各方位热流强度的具体分布，进行水量操纵达到合理的冷却制度。

〔四〕铜冷却壁的使用情形

1、严格操纵冷却壁的温度和炉身温度。据国外资料，球墨铸铁冷却壁温度一样操纵在100~150℃左右，铜冷却壁温度操纵在50~80℃。而武钢1#炉球墨铸铁冷却壁那么操纵在90~130℃，铜冷却壁温度操纵在45~60℃，能形成稳固的渣皮爱护层，并不容易脱落。即使渣皮脱落，铜冷却壁可在5~20分钟内形成新的

渣皮，而铸铁冷却壁那么需约4小时才能重建渣皮。其冷却壁水管φ65×6mm，水速＞1.6m/s。进水温度对冷却壁的温度阻碍较大，进水温度每降低1℃，冷却壁的温度可降到20~30℃。

2、铜冷却壁传热性能较好：

〔1〕热流密度：在热端煤气温度1600℃时为288kw/m2〔247635Kcal/m2〕；铜冷却壁热端温度≯240℃。

〔2〕铜冷却壁热端有10mm渣皮时，铜冷却壁热端最高温度＜100℃左右；当炉内煤气温度从1000℃变化到1600℃时，铜冷却壁热面温度差不多坚持在100℃左右。

〔3〕铜冷却壁热端无渣皮时，铜冷却壁热端最高温度不超过250℃左右；当炉内煤气温度不超过1300℃时，铜冷却壁热面温度小于200℃。

五、风口与渣口 〔一〕材质：

1、风口小套、风口中套采纳铸铜，风口大套采纳铸铁。

2、渣口小套、渣口三套采纳铸铜，渣口二套和渣口大套那么采纳铸铁。

〔二〕冷却结构形式特点：

1、螺旋管式有风口大套、渣口二套、渣口大套。

2、空腔式：有渣口小套、渣口三套、风口中套、风口小套。 3、整铸多环：有渣口小套、渣口三套、风口中套、风口小套。

目前铁厂渣口采纳环流结构。渣口三套，有空腔和环流两种，多采纳环流式。风口中套亦同渣口三套结构形式。风口小套冷却结构，有铜管螺旋式、空腔式、整铸多环和惯流式长寿风口。

第三节 高炉冷却系统

一、高炉对供水系统的要求

一是水量、水压满足需要；二是安全可靠不能中断。生产过程中约0.1~0.3%的冷却水因蒸发而缺失和在冷却时水量缺失2~5%之故。新水临时度≯15°；循

环水≯8°；工业循环水的稳固温度≯50~60℃； 进水温度＞35℃。

二、供水系统保证可靠性的措施

1、关键设备要有2~3套。水泵要有备用泵，电源要有2路。另外还要有柴油机或蒸汽透平视为备用动力。为了在转换备用电源或动力源时不致于间断供水，还应设有水塔或高位水池，其容量至少应满足30~40分钟或正常水量的50%。供水主管、滤水器、立水管都应有两个以上。

2、每个水泵供水能力应不小于130%〔设计原那么〕，相应的设备也要有足够的余量。如高炉各部位的给水头。要有足够的备用数〔35~50%〕，以便于在生产中改变冷却器的串联数目及其它用途。

3、冷却器串联时要由下往上，保证断水时水箱内仍可保留一定的水量。 4、供水环管可采纳2~4个，如此连接水管时，不必穿过平台，并可使检查和开关阀门时，一个人就能看见进出水，即省人力又不易产生误操作。

5、滤水器的滤网进行清扫是依照水流通过滤水器前后的压力差值来决定，一样≯0.05MPa。

三、软水密闭循环冷却系统的设备

①膨胀罐 ②脱气罐 ③循环泵 ④冷却设备 ⑤管路附件 ⑥空冷器

其脱气罐设在系统的最高点，作用是使冷却后的回水流人脱气罐时，水流速急剧降低，水中气体在脱气罐内被分离。

四、高压泵操作前的检查 1、各外表信号是否正常。 2、连接螺栓是否完整齐全。 3、各阀门位置是否正确。

4、冷却水是否畅通，润滑是否正常，轴封有无破旧。 5、盘车检查有无卡劲现象。

6、水泵轴承的检查标准是运转平稳无杂音，温升≯60℃，冷却水畅通。

第四节 冷却技术分析与专业治理

一、高炉各种冷却水箱破旧漏水的征兆

出水带花，能够用火点着。串汽、串水、煤气火焰变色，高炉煤气含氢升高。 1、渣口破旧的征兆：

渣口破旧漏水后，放渣常有水渣，渣口喷蓝色火焰，渣面上显现黑色水线。堵上渣口后，不关堵渣机风时减水，出水带花〔即水中气泡〕，也可接到水渣。要专门小心渣口长期不放渣或做为事故状态使用的渣口各套被铁水烧损漏水，或产生爆炸事故。

2、风口破旧的征兆：

风口破旧漏水，从吹管窥视孔〔小盖玻璃〕听见，风口挂渣、冒气，光焰发黄或发暗。风口与中套间串水，排水管冒煤气；排水管颤抖，出水发折或喘气。有时出水中带一条〝白色水线〞。假设难以确信是否烧坏时，可慢慢地或急速地关小进水节门的通水量，如〝白线〞始终不消逝，或在开大节门时〝白线〞加重，说明风口确实被烧坏。

3、冷却壁烧损漏水征兆：

冷却壁烧损漏水时，炉皮盖板，水箱套管，螺栓盖碗处的焊缝串汽、串水。出水小或出水发白，喘气及带〝白色水线〞〔即带花〕，必要时减水那么显现上述出水症状。关小节门或关闭节门用火点燃出水或进水口，煤气着火。同时，混合煤气分析中的氢气〔H2〕含量升高。

4、软水闭路冷却壁支管烧坏的征兆：系统补水量与补水周期发生明显变化；膨胀罐水位下降；炉皮串水串汽，风眼挂渣。倒通工业水减水检查出水带花，用火点出水口，煤气着火。

二、高炉冷却水箱损坏的缘故 1、渣口〔小套〕破旧的缘故：

1渣中带铁。当溶渣中混有铁水时，铁水与渣口接触极易生成低熔点的铁、○

铜合金。它专门快被蚀去而使渣口溃破。造成渣中带铁的要紧缘故是高炉炉缸工作不行，而任何类型的炉缸堆积都会导致渣中带铁。另外，在高炉强化程度较高而出铁次数相对较少时，出铁前也容易产生渣中带铁现象。

2渣口导热不行。 例如：冷却水质差，使渣口内部结垢或因渣口内结构不○

合理，使局部冷却不够，都会造成导热不良，致使渣口破旧。

3渣口小套因受到堵塞机关冲撞与磨损，○烧渣口或打渣口时被钢钎误伤而损坏漏水。

2、风口破旧的缘故：

1风口熔损。○要紧是瞬时的热流冲击而导热不良造成的。这是由于炉况不稳固或局部区域热流密度增加及崩料等；另一种是铁水冲熔造成的，先在最薄处开始。

2机械磨损。一是焦炭对风口的磨损，使风口面变薄——龟裂——漏水；另○

一种是煤粉对内壁的磨损。

3灌渣烧坏。炉况失常或开炉时铁水进入烧坏。 ○

4断水烧坏。水管堵或断水造成。 ○

阻碍因素要紧是：风口本身的质量、冷却水质和流速、焦炭强度、炉缸工作状态、顺行等。

3、冷却壁破旧的缘故：

1由于炉料和煤气流长期的机械冲刷； ○

2冷却壁表面高密度耐火材料砌筑质量较差； ○

3结构形式不合理，材质不行和水硬结垢，使传热效率降低。 ○

由于热负荷波动，使铸铁＞400℃以上，长期受氧化气体的作用，产生应力。铸铁＞600℃时，强度降低，产生裂变而损坏。

三、高炉冷却水箱延长工作寿命的措施 1、延长渣口工作寿命的措施

1排除因炉况失常所引起的渣口破旧。 ○

2改进渣口材质与结构。 ○

3增强冷却效率，适应热负荷变化。 ○

2、延长风口寿命的措施：

1调整水的运动来提高冷却效率及冷却水的流速。 ○

2采纳高强度难溶材料爱护层。 ○

3提高铜的质量，采纳纯铜〔含铜量99.9%〕 ○

3、冷却壁减少破旧，延长寿命的措施： 1排除炉内塌料和气流，减少磨损。 ○

2镶砖面积≯50%，并采纳铸后砌筑。 ○

3采纳双排管等高冷却效能的结构。 ○

4采纳球墨铸铁等机械性能好的材质。 ○

5调剂水压、水量适应热流变化，粘住渣皮。 ○

四、冷却水箱大量漏水对高炉生产的阻碍

1、风渣口大量漏水会使炉缸局部堆积，局部炉墙结厚。严峻时，阻碍炉况和排渣排铁，加剧炉冷。休风时大量漏水可导致炉缸冻结。

2、炉身冷却壁大量漏水，长时刻会使炉墙结厚和相应部位风、渣口大量破旧。严峻时促使形成炉瘤。

3、大量漏水便高炉热缺失增大，焦炭和炉料的耗用量提高，严峻时加剧炉况恶化和生铁出格的质量事故。

4、大量漏水休风可导致风管灌渣，热风围管处温度升高，烧熔内部砖衬沿弯头淌到钩头，堵塞送风风管；甚至造成炉缸冻结。

五、水箱水温差升高的缘故

1、因水质不行，杂物堵塞进水阀门，造成水量减少而使水温差升高。 2、炉身部位，因砖衬严峻腐蚀，造成水温差升高。

3、炉缸部位，因炉缸砖衬消逝，铁水接近冷却壁时，造成水温差升高。

六、高炉下部水水温差操纵原那么

高炉下部水箱水温差必须操纵在较小数值。因为在高炉下部，要紧的高温熔体是铁水的渗透，可在某局部造成庞大热流而烧坏冷却器。但在整个冷却器上的温差却不能明显地反映出来。因此水温差必须操纵在较小数值内。

七、钛化物补炉技术及其成效

钛化物补炉，最将含钛原料随高炉炉料加入炉内。在冶炼过程中，钛的氧化物转化为TiC、TiN或Ti〔C，N〕。这些碳氮化钛熔点专门高〔约3000℃〕，在炉底、炉缸受腐蚀部位形成难熔的护炉层，使高炉寿命得到延长，在日本等国的高炉上是行之有效的护炉措施。我国湘钢、柳钢、首钢、本钢等在采纳此项技术中也收到予期成效。最近日本神户制铁所提出从风口喷吹钛化物实行护炉的技术，一样钛化物加入量 为TiO2 10~20kg/tFe。

八、冷却专业技术治理

〔一〕炉体冷却壁软水循环冷却技术操作治理

为了延长高炉使用寿命，保持合理的冷却制度，必须加强对炉体软水冷却系统各种参数的监测与治理。

1、泵站要按规定每小时做好各种记录

2、软水泵站每小时向值班室汇报一次，软水泵出口温度；补水量；软水流量；温差；软水各环管流量；供回水温度、温差。

3、高炉每小时记录一次各部支管流量、压力、进出口温度、温差。 4、停风时也要按规定记录、汇报，并注明停风时刻。

5、软水补水量突然增加或补水频繁时，要及时汇报值班室组织检查内外漏水。

6、要紧密监测炉体温度变化〔壁后电偶温度、炉衬电偶温度〕，当某一方位温度下降专门多或升高专门多时，要注意补水量的变化。

7、高炉值班工要按日检查记录软水系列支管压力，并收集当日炉体壁后温度变化曲线，把握炉体热负荷变化趋向。

8、高炉冷却技术人员负责运算冷却壁软水流速 ，冷却强度及合理水量，并把握变化规律，以达到冷却壁长寿，炉况稳固和较为经济的耗水量等目的。在炉底、炉体冷却壁设置水温差热电阻和流量检测，以便于热流强度的运算和监控。

9、要按规定操纵好软水系统膨胀罐罐压、下限≮0.35Mpa，上限≯0.4Mpa，发觉压力低及时联系解决。

10、软水系统要按有关参数进行操纵。 11、当泵站两种电源故障停电时的操作：

〔1〕柴油机事故泵应在规定时刻内自动启动。日常应定期试启动和断电连锁启动实验。

〔2〕断电时，如柴油机事故泵不能自动启动，应手动进行启动。 〔3〕手动启动失败，应反复进行启动操作。

〔4〕如确定柴油机泵发生故障不能启动时，应通过高炉停风进行处理。

〔二〕生产运行中软水系统的操纵

1、正常生产时操纵软水泵出口温度为45℃，夏季50±2℃。

2、正常生产时操纵软水后排管流带≮1.5m/s，前排管≮2.0m/s，凸台管≮2.2m/s。

3、炉体软水冷却系统的水量与温差：在无砖衬和渣皮时，冷却壁热流强度≤30000kcal/m2.h，使水箱热面温度≯400℃。在有阻热的砖衬、渣皮或喷补料时，应保持合理的水量与温差，防止因冷却强度过小而损坏。专门情形，总管温差应≤3℃，水速 ≮1.5m/s，安装铜冷却壁的高炉软水水速≮1.7m/s。按每支管≯30000Kcal/h。平均每支管最小流速≮1.5m/s，来确保冷却壁热面≯400℃的正常工作温度。

4、假设水温差大幅度降低 ，炉体热负荷可降低软水流量，假设要进一步降低流量时，须请示技术副厂长批准。

5、较长时刻认定风〔＞小时〕要降低软水流量。停风一小时后操纵水量：2300m3/h；停风4小时后操纵水量：2000m3/h；送风前复原水量：2300m3/h；送风改高压后一小时内，复原到正常运行水量。

〔1〕 正常生产时，操纵炉体软水泵出口温度≯45℃

回水温度≤60℃

操纵炉底软水泵出口温度≯45℃

回水温度≤60℃

〔2〕 正常生产时，操纵软水流速：炉体前排管≮1.5m/s

炉体凸台管≮2.0m/s

〔3〕 软水温差操纵：总温差3~5℃

系列支管≯10℃

〔4〕炉体冷却壁热流强度应操纵在30000Kcal/m2.h以下〔以保证冷却壁热面温度＜400℃〕。最大不≯60000Kcal/m2.h，否那么冷却壁热面温度将＞700℃过热烧坏。

〔三〕炉体、炉底冷却系统的岗位爱护

1、高炉岗位每班对软水系统检查三次。发觉外漏要及时处理。

2、高炉岗位在检查时，要用手触摸检查系列支管发觉过凉、过热要勤放汽，使其能够正常循环冷却，防止汽塞与滞流。假如温度过热，要测量支管温差，当温差≥10℃时，应倒通高压工业水降温二个班次后，复原软水，并注意观看。

3、每班对炉体、炉底系统各环管的排汽阀放汽一次。要注意脱气罐自动排汽阀的工作情形，如不能自动排汽那么应手动打开排汽阀进行人工排气。

4、软水泵站每班要对系统排放汽一次。

5、当高炉长时刻〔＞4小时〕休风时；减水及处理软水系统设备故障和系列支管故障及软水温度高时，高炉岗位与软水泵站都要加强软水系统各部位的排汽工作。

6、软水泵站要严格按规定加药，稳固软水水质。

7、软水系统监测外表如有失常等问题，要及时修理不得拖延。 8、炉体炉壳喷水系统在炉役末期依照炉壳钢板过热情形开启。

9、炉缸的炉壳喷水系统，在炉役末期依照炉缸腐蚀状况和热度开启并操纵喷水流量。

10、炉壳喷水冷却时，要定期对喷水管嘴进行清理防止堵塞阻碍喷水冷却成效。

〔四〕软水系统冷却壁漏水的检查判定与处理 1、冷却壁漏水的征兆与检查

〔1〕每次检查炉体软水系统时，要注意各系列支管回水压力表的状况，如有压力过高或过低应引起重视。

〔2〕软水泵站系统补水周期增快，补水量明显大于正常补水量时，泵站要检查系统管道，空冷器有无外漏。

〔3〕当发生炉皮串水、串汽、风口挂渣及煤气含H2量增加时，以至风口、渣口各套在无损坏情形下串水、串汽时应检查相应的上部方位冷却壁有无漏水。

〔4〕也能够由风口串水处取样进行化验，鉴定是否软水。 2、判定漏水的方法： 〔1〕瞬时压力检查法： 关闭进、出水阀门后

①无压降或略有升高，那么不漏水。

②压力下降较快〔在正常生产时〕最后回零，那么为外漏。 ③压力下降，但不回零，保持一定压力，那么可能漏水。 (2)能够改通工业水，减水点煤气火判定。 (3)能够用憋压水位管确定具体漏点位置。

(4)确定漏点方位要依据串水、串汽、风口检查及壁膈温度突然局部变低的方位进行检查，先排除风渣口漏水，然后顺序按照凸台管、前排管，与4根一组向两侧展开查找。

3．冷却壁漏水的处理：

(1)判定软水支管烧坏漏水后，采纳改工业水减小水压，或倒通水的方法，减少向炉内漏水。操纵压力与炉内相应部位静压力相同即可。

(2)假如烧坏严峻，不出水或喷火，那么应堵死水管待休风检修时，确定具体烧坏管段，拆开堵死。其它好管联通，复原软水冷却。

(3)通工业水的坏冷却壁水管，在休风时应关水，送风时开水，幸免向炉内大量漏水。

(4)假如冷却壁漏水一时确定处理不了，补水量仍不断增多时，应适当减少总循环量，减少向炉内漏水，幸免造成炉况难行。

(五)风口各套软水系统的漏水判定及处理 1．风口漏水的判定依据：

在风口软水系统补水量增加、补水次数频繁的情形下，风口漏水能从风口弯头的窥视孔见到风口前端挂渣、冒气，火焰发黄或发暗、小套与中套缝隙串水，检查窥视阀那么阀板下降。停风时关闭进出水阀门其压力表的压力下降说明风口烧坏漏水。

2．风口漏水的处理与更换：

如风口烧坏漏水，应赶忙改换净环水，并依照漏水的大小加上外部水管冷却防止烧出。高炉停风后进行更换。更换前，要将风口备件灌水，防止更换中过热烧坏。

第五节 专门操作及事故处理

一．高炉炉体爱护的目的

高炉炉体爱护的目的是为了形成渣皮和合理的操作炉型，爱护的内容有： (1)以常规爱护,即:按规程规定和生产操作需要检查冷却设备的工作情形，调剂冷却设备水量、水压，测量水温差，不定期地用高压水或酸性清洗液冲洗设备。

(2)冷却设备损坏判定处理和炉皮喷水。

(3)炉皮裂纹焊补和冷却壁损坏及冷却功能复原。其难点是全靠人工，再是时刻长，要长年不懈地坚持一代高炉。

二．工业水开路循环冷却系统开炉操作

(1)烘炉前72小时进行全部冷却系统试水工作，检查各部水压、水量，各水箱联管有无漏水；给排水能力是否够，并做好原始记录。

(2)试水后将各出水调至最小量，如不赶忙烘炉将总截门关闭(冬季将各水箱及各联管的水吹出)，烘炉时各水箱出水调至最小水量。

(3)送风点火前1个半小时，按规定将全部冷却系统截门打开，检查水压和出水量是否正常，做好开炉的最后准各。

(4)开炉以后，注意炉体各部分串水、串气现象，有出水不正常的现象及时处理。

(5)开炉后，由于热风压力低，出水表现不明显，但由炉皮和水箱缝串汽、串水专门敏锐。假如有上述迹象要将邻近的风、渣口减水检查，以免大量的水流进炉缸造成冻结。

三、高炉炉况失常、炉缸冻结，看水岗位人员要重点爱护

(1)加强巡回检查，当风口灌渣有烧出危险时，必须及时进行外部打水冷却。

(2)休、复风时要完全查清高炉全部水箱出水是否正常。送风后，要勤检查风、渣口水温，如有漏水必须处理。依照炉缸状况，如无灌渣危险应休风更换。假如风、渣口坏的大，数量多，即使有灌渣危险，宁肯有数个风口灌渣也应休风更换。

〔3〕专门情形以渣口出铁时，必须预防渣口二套烧坏。 〔4〕风口出铁时，要防止风口大套烧坏。

〔5〕高炉洗炉时，看水爱护重点工作要紧是认真检查爱护各部冷却设备。由于炉渣比正常时稀释，因此要防止风渣口各套不严的缝隙跑渣铁烧坏冷却设备。

〔6〕炉况不顺，出铁晚点或渣铁连续出不净时应注意风、渣口烧坏、烧出和水箱温差升高。

四、高炉紧急停电、停水的处理方法

〔1〕水压急剧下降时赶忙汇报值班工长，并与配水联系，查明缘故，将不必要的截门关闭爱护风口用水。

〔2〕停水后，检查各部水箱有无冒汽烧坏，如有烧坏的水箱，必须在送风前处理好才能送风。

〔3〕如停电、停水时刻过长，风口发红发热，水箱差不多烧干，应今后水阀门关闭，泄水阀门打开。等送水后逐个缓慢通水，防止蒸汽爆炸。水压复原、各出水正常后通知工长送风，送风后检查所有冷却设备是否漏水。

〔4〕停电后，柴油机泵因故障无法使用时，软水系统应使用备用工业水，但必须经厂长或值班主任批准。

〔5〕供水系统采纳净水小循环及单路电源的，停电后应赶忙复原通电，并保证风口系统用水。在泵站设置柴油机泵和在炉台等处设置压力报警器，幸免事故缺失扩大。

五、打算停风与送风

打算停风四小时以上时，停风后一小时开始降水压。炉身水压保持0.12~0.15Mpa，一样炉缸水压不降。送风前一小时由值班工长通知看水工，提水压到规定范畴，进行全面检查各部出水正常后，可通知值班工长送风。

六、清洗水箱的箱类及方法

冷却水箱的清洗，可延长使用寿命。由于水垢的导热性专门差，易使冷却水箱过热而烧坏。故定期清洗水垢是专门重要的。清洗的方法：

1、0.7~1.0Mpa的高压水。 2、1~1.2Mpa的高压蒸汽。 3、0.4Mpa以上的压缩空气。

4、浓度10~15%的酸洗。目前也有用循环热酸加防腐剂或除垢剂等方法。

七、冷却水箱漏水的检查和处理

1．检查方法原那么上有分层、分段、减水看花、点煤气火和打泵试压。 一样检查周围是否串水、冒汽，出水是否发白，喘气或带〝白线〞。必要时减水检查和点煤气火，出水管是否冒煤气。

2．处理方法有减水、放低出水位置、通蒸汽，拆开堵死坏水箱外部加喷水。 软水密闭循环冷却支管用联管三通阀或四通阀切断坏管通工业水、接软管或堵死灌浆，对好管联接通水。

3．风口突然烧坏的处理：

风口突然烧坏，应赶忙倒净环水，并加好外部喷水再汇报，防上烧出。严峻时与工长商量，酌情减水以保持风口明亮，但要采取措施防止烧出。更换风口和渣口三套时，不停风禁止将进水管拆开。

风口进水管烧坏堵塞时应赶忙反水，处理过程中不得断水，也不能上去接水，以免烫人。

八．高炉炉役末期炉皮的爱护

1．高炉末期冷却壁大量破旧，生产全靠炉皮坚持，炉皮爱护就显得更为重要。爱护要点：

(1)喷水平均，水量充足，确保冷却强度。

(2)加强巡检，及时发觉炉皮过热发红，赶忙加喷水和打水，采取相应措施，确保炉皮不烧出。

(3)炉皮开裂要及时采取焊补措施。

2．炉身下部炉皮崩裂的处理方法： (1)组织力量清除倾泄物(焦炭、矿料)。 (2)组织力量(机修)换新炉皮，依照太小而定。 (3)抓紧焊补，加强喷水冷却。

九．确定残铁口的依据和方法

停炉前应依照高炉具体状况运算炉底的腐蚀深度，从而选择残铁口的位置，以达到出净残渣残铁的目的。

方法：

(1)体会判定。在停风前一段时刻内，能够依照铁口角度的大小，具体渣、铁量的变化，并结合炉基温度的高低，判定炉底腐蚀程度。这种方法一样应作为运算后的参考资料。

(2)炉底腐蚀深度的运算：依照炉底热电偶的测量数据或炉底通风冷却的测量参数，

能够具体运算不同类型高炉的炉底腐蚀深度。

第六节 冷却壁制作质量治理

一．铸铁冷却壁性能标准的相关知识： 1．金属机械性能试验的概念

(1)抗拉强度：〔Ob〕金属试样在破断前抗击变形的最大应力。单位为：N/mm2(kgf/mm2)

(2)屈服强度：〔Os〕当金属试样在超过弹性强度极限后连续发生变形的应力。单位为：N/mm3

(3)屈服极限：〔O0.2〕当金属试样的残余变形量相当于试样原长的0.2％时的应力。N/mm2。

(4) 延伸率；(δ)是试样拉断后伸长量与原长度之比。单位为：％

(5) 布氏硬度(HB)在一定的荷重P作用下，将直径为D的淬火钢球，压入被测金属试样表面，然后依照金属表面压痕的面积F来确定硬度值。单位为：kg／mm2。

P

Hs= —— (kg／mm2) F

(6)要紧金相组织：铁素体，附块100％,芯部>80％；石墨大小形状等级≮4级(石墨等级越高级别越高)；球化率不低于4级(球化率越小级别越高)。

(7)耐热冲击性能：300—900℃>250次：100—600℃>1000次无裂纹。是检验铸铁在热状态下抗疲劳性能的方法。

(8)化学成分：铸铁中的杂质和合金元素对石墨化有着不同的阻碍。碳C与硅Si是促进石墨化的元素。当含碳量一定时，硅的含量越多形成石墨的量也越多。

锰与硫是阻止石墨化的元素。锰与硫能阻止渗碳体分解，促进铸铁白口化。 P磷对石墨化的阻碍专门柔弱。 镁Mg是球墨铸铁的球化剂．又是白口化元素。

在球墨铸铁中，石墨呈紧密的球状存在，具有最小的表面积，使石墨割裂基体和应力集中的现象大为减小。因具有专门高的强度，以铁素体为基体的球墨铸铁延伸率可大20%。

二、冷却壁铸入水管的弯制：

1．无缝钢管的化学成分应附和GB699-88中20#钢的标准： C=0.07～0.14％；

Si：0.17～0.37％：

Mn=0.35~0.65％： P= 0.035％： Cr ≤ 0.015％： S ≤ 0.035％： Ni ≤ 0.25％：

2．尺寸偏差应按图纸要求，接头处必须加爱护套管，焊接质量应附和YB3220.8标准要求。套管焊好后再试压一次。

3、一块光面冷却壁的蛇形管不承诺超过两个接头。也不准将接头放在弯曲

部分。接头与弯曲部分距离≮300mm。

4、冷却壁的水管弯制必须采纳冷壁成形。严禁用大锤敲打水管弯部。 5、水管弯曲处不承诺有裂纹、伤痕、凹扁、起皮等缺陷。弯曲部位椭圆度<14％，壁减少率<20％。

弯前壁厚—弯后壁厚

(1)管壁厚减薄率= ———————————— ×100％

弯前壁厚

(2)中低压钢管壁厚减薄率≯15％。

最大外径—最小外径

(3)椭圆度= ————————————— ×lOO%

最大外径

(4)中低压管的椭圆度≯8％。 (5)波皱率：

中低压管内侧波浪度H：即波浪的高度；

波距T：J即两波顶的距离。

当≤φ108mm时，波浪度H=4mm，波距T应≥4H。 6．冷却壁水管弯制好后，必须进行通球试验和水压试验。 7．常用的弯管参数：

弯管最小弯曲半径：中低压钢管 热弯 — 最小弯曲半径为3.5DW

冷弯 一 最小弯曲半径为4.0DW 褶皱弯 — 最小弯曲半径为2.5DW 热推弯 — 最小弯曲半径为1.5DW

焊制 — 最小弯曲半径为1.0DW 管子热弯温度1050～750℃

三．冷却壁水管的防渗碳： 1．钢管的防渗碳：

水管(包括套管、吊环)铸入前，外壁必须进行喷砂或酸洗除锈，然后用碱水去酸。

2．钢管防渗碳检验：

在每段冷却壁进行解剖时，取3次不同部位的钢管进行渗碳检验。 3．标准：

①水管表面金相组织不得显现共析层和过共析层； ②水管表面的渗碳深度应≤0.8mm；

③水管表面起0.8mm内的平均含碳量≤0.11％： ④水管表面起1mm内的平均含碳量≤0.25％：

⑤钢管与铸体间应无熔接，其间隙≤0.2mm，钢管应较容易的敲落。

四．浇铸要求： 1．铸铁化学成分：

(1) QT400 —18化学成分的标准：

C = 3.5～4.0％： Si = 2.5～3.0％： Mn ≤ 0.4％： P ≤ 0.07％： S ≤ 0.02％： Mg 0.03 ～ 0.06％： Re 0.02 ～ 0.04％： ． 〔2〕 HT200灰铸铁化学成分的标准： C = 3.0 ～ 3.2％： Si = 1.4 ～ 1.7％： Mn 0.8 ～ 1.0％：

P ≤ 0.15％： S ≤ 0.12％： 化学成分应逐包检验。

2．冷却壁铁水浇铸温度：1280～1310℃。

3．浇铸过程中冷却壁水管进行吹氮气，以降低管壁温度和防止内管壁氧化。 4．冷却壁浇铸后要进行800℃以上低温退火热处理，以排除内应力。退火时冷却壁水管要封盖，防止空气进入氧化。

冷却壁退火处理曲线：升温50～80℃／h到600～650℃后，降温50～80℃／h到300℃进行恒温30小时。

5．冷却壁铁水浇铸后要自然冷却，严禁打水冷却，待完全冷却后进行清砂。

五．冷却壁水管的水压试验标准： 冷却壁水管水压试验标准：

冷却壁试压一样为工作压力的1.5倍，管道试压一样为工作压力的1.25倍。 试压是在1.2Mpa (二、三段冷却壁试压为1.5MPa)的水压保持20min，进行水压试验，试压时用0.75kg的手锤连续锤击状态下，不得有渗漏和冒汗现象。试压完毕后将水吹净用管帽封闭，并用油漆作好标记。

六．冷却壁表面质量要求

1．铸铁冷却壁表面的型砂、芯砂、粘砂、氧化皮等应清除洁净。 2．铸铁冷却壁的浇冒口、出气孔、多肉、飞翅和毛刺等应进行清理，附和图样规定。

3．冷却壁的任何部位不承诺显现裂纹。

4．冷却壁的工作面上不承诺显现裂纹、缩孔、疏松和夹渣等任何铸造缺陷。表面要求平坦，吹扫洁净，打磨平坦。 5．冷却壁非工作面铸造缺陷：

①其深度≤5mm，单个缺陷直径≤10mm，在100×100mm的区域内不超过2处，且缺陷面积不超过其所在面积的3％时，可不进行处理。

②当深度≯10(15)mm，单个缺陷直径≯40(80)mm，且不超过3～5处经技术

部门同意可进行修补。括号内是镶砖冷却壁的规范。

七．冷却壁尺寸承诺偏差规定 1．内外弦长偏差 — 6～+3mm； 2．厚度承诺偏差 — 2～+3mm； 3．长度承诺偏差±6mm； 4．风口、铁口的开孔半径±5mm； 5．测温孔偏差±2mm；

6．进出水管和爱护套管偏差±5mm；

7．冷却壁凸台的长度、高度承诺偏差±3mm；

8．水管契子台的高度承诺偏差 —3～0mm；螺栓孔的契子台高度承诺偏差±2.5mm；中心间距±5mm：

9．燕尾槽宽度、深度承诺±2mm；

八、冷却壁制作验收技术资料治理：

1、各段冷却壁制作时，按冷却壁以南铁口逆时针排列顺序号〔南铁口中心线右侧或压中心线的为1#〕，进行铸水箱编号。〝1-2-3〞1为段号；-2为图纸壁号；-3为生产及安装顺序排列号。安装时那么以此编号安装就位，以便依照水箱性能考察使用情形。

冷却壁检验技术资料内容如下： 〔1〕各种钢管弯制实验的报告及照片； 〔2〕各段冷却壁解剖的报告及实验数据；

〔3〕各种冷却壁水管防渗碳的化学成分及结论报告。 〔4〕冷却壁机械性能和金相试验检验的复印件及金相照片。 〔5〕冷却壁机械性能和金相试验的数据输入运算机整理后的软盘。 〔6〕尺寸偏差检验记录复印件；

〔7〕每块冷却壁试压、试球检验记录复印件；

〔8〕冷却壁浇铸铁水逐包化学成分和铁水温度记录复印件。

〔9〕3个牌号铸铁的热冲击性能实验和导热系数报告和金相组织的照片。 〔10〕冷却壁缺陷修复记录。

第七节 高炉冷却系统大、中修质量监督及试压、试水

一．冷却壁制作要求

1、冷却壁中的蛇形管必须按图弯制。弯制好后进行试压，并用设计规定的钢球进行过球为合格。

2、合格后的蛇形管用稀硫酸除锈后表面除以防渗碳层，炉腹至炉身下部采纳等离子热喷涂处理。

3．各段冷却壁制作时，按冷却壁以南铁口逆时针排列顺序号(南铁口中心线右侧或压中心线的为1#)，进行铸水箱编号。〝1-2-3〞l为段号；-2为图纸壁号；-3为生产及安装顺序排列号。安装时那么以此编号安装就位，以便依照水箱性能考察使用情形。

4、灰铸铁浇铸温度为1280℃。球墨铸铁浇铸温度为1280～13lO℃。铸后以500～600℃的温度退火处理排除应力，自然冷却24小时再进行清砂去毛刺。

5、铸后水箱进行过球，球的直径一样为管口得的0.84～0.76倍。 6、冷却壁试压一样为工作压力的1.5倍，管道试压一样为工作压力的1.25倍。

7、冷却壁进行试压，以压力lMpa(其中二、三段用1.5 MPa)的水进行20分钟压力试验，试压时以0.75公斤小锤轻轻敲打不得冒汗及漏水现象为合格。试压完毕后将水吹净，水箱水管用管帽封闭管端，并用油漆作好标记。

二、高炉冷却壁安装验收的标准

1．各段冷却壁安装时，要以冷却壁的生产使用编号，自南铁口中心线逆时针排列顺序安装(南铁口中心线右侧或压中心线的为1#)。

2．冷却壁立缝和横缝应平均。偏差≯10mm。

3．在炉壳上割孔时，水管孔不超过管径的1.5倍，螺栓孔不超过直径的1.3倍。

4．冷却设备安装后，要进行通水试验，出水畅通、接头不漏水。安装中如

有问题，必须重新试压检查。

5．在冷却壁螺栓紧固后，将螺帽垫圈焊死，不得泄漏煤气。垫圈任意边与炉壳搭接不小于10mm。

6．冷却壁在炉壳上安装后要进行试压。试压一样为工作压力的1.5倍，管道试压一样为工作压力的l.25倍。

三．冷却壁的安装

冷却壁的安装是在设计技术文件的指导下进行，一样操作如下：

(1)．安装冷却壁应在铁口框、渣口、风口及法兰等设备安装完毕后，才能进行。

(2)．冷却壁在安装前应按试压和通球技术条件进行试压、通球，安装完毕后，与冷却系统整体试压合格后才能砌砖。

(3)．在安装冷却壁前应依照冷却壁实际管口及螺栓孔位置在炉皮上开孔，以能通过螺栓及进出水管套管为限。

(4)．所有合门用冷却壁均应在每段最后安装。当冷却壁为套管螺纹连接安装时，先用安装用螺母与相应楔型垫片将冷却壁固定在炉皮上(在带螺纹的套管处固定)，再在不带螺纹的套管处焊接垫圈，最后将螺母与相应楔型垫片卸掉，焊接其余各处垫片，螺母与相应楔型垫片要重复使用，不要废掉。

(5)．当冷却壁与炉皮之间是用螺栓固定的，安装时要拧紧至同等程度，以保证受力平均。安装完毕后，为保证密封，用E4303焊条将螺栓与螺母、螺母与垫板、垫板与炉皮焊接好。

〔6〕冷却水管在进出水口处。先将垫板焊在炉皮上，再将套管与垫板焊接好。

〔7〕冷却壁下端铸入的二根圆钢是便于起吊、搬运的，在安装前将其割去，每段冷却壁安装完毕后，将吊环割除。

〔8〕1~4段用螺栓固定，铜冷却壁用固定销固定。其余各段利用冷却壁进出水管上的爱护套管采取固定点、浮动点、滑动点相结合的方式合理固定，并在炉壳与进出水冷管间用波浪补偿器进行密封，能完全幸免水冷管的剪断，并专门好地密封。

〔9〕炉喉钢砖下沿设二段倒扣式冷却壁，可抗击炉料的冲击和磨损，利于

爱护炉型。倒扣式冷却壁壁体热面为高炉内型尺寸。

第八节 高炉冻炼的相关知识

一、高炉冶炼的差不多原理

炉料从高炉上部加入，热风从下部鼓入，随着风口前燃料的燃烧，酷热煤气以高速不断上升。炉料受上升煤气加热和化学作用，进行间接还原和直截了当还原，其物理状态和化学成份在下降过程中不断改变，经一个冶炼周期排渣排铁。

冶炼过程包括：煤气和炉料的机械运动；炉料的加热分解水份蒸发；铁氧化物还原；生铁渗碳熔化；造渣和脱硫；风口前碳素燃烧；炉缸的渣铁分离等。

二、高炉结瘤

1、高炉结瘤严峻破坏炉料顺行和煤气流的正常分布。使炉况经常不顺、难行、崩悬料频繁，煤气流分布紊乱、迫使冶炼强度降低，焦比升高。

2、用洗炉排除炉瘤的方法：

〔1〕采纳全倒装式加净焦的方法，强制进展边缘气流，使炉瘤在高温煤气流的作用下熔化。

〔2〕用均热炉渣和萤石洗炉。

3、炸瘤：休风在炉瘤处打孔安装炸药、炸瘤。 三、名词说明

1、炉 型：高炉内有效容积具有一定几何尺寸的空间。

2、装料制度：指炉料装入炉内时，炉料装入顺序和批重大小、炉料高低等合理顺序。3、炉渣碱度：是表示炉渣酸碱性的指数。

4、冶炼强度：指每昼夜每立方米的高炉有效容积所需的焦炭量。 5、直截了当还原：指用碳还原铁氧化物的反应。 6、间接还原：指用一氧化碳还原铁氧化物的反应。 7、利用系数：指每立方米高炉有效容积所生产生铁的吨数。 8、焦 比：指每炼1吨生铁所需要的焦炭量。 9、置换比：指喷吹单位的燃料替代的焦炭量。 10、休风率：指休风时刻占作业时刻的百分数。

11、热传导：物体的热量假如是从温度较高的部分逐步传播到温度较低的部

分，那么这种传播热量的性质叫热传导。

12、物质比热：指1千克物质的温度升高1℃所需的热量〔单位：千卡〕。 13、安全容铁量：一样以渣口中心线至铁口中心线间有效容积的60%为容铁量。

14、煤比：指每炼1吨铁所需的煤粉量。

15、热负荷：指局部或全部冷却装置，单位时刻内所承担的热量。〔单位：千卡/时〕。

16、热流强度：单位时刻内单位面积冷却装置所承担的热量。〔单位：千卡/米2·时〕

17、临界水速：指在一定对流下，不产生局部沸腾的水速。

第九节 冷却公式及应用

1、热平稳方程式：

q×s=M×1×△t×103

式中：q：热流强度〔千卡/米2·时〕

s：冷却面积〔米2〕 M：冷却用水量〔米3/时〕 △t：温差〔℃〕

l：水的比热〔千卡/公斤·℃〕

等式左边表示炉内传给冷却器的热量，右边表示冷却器带走的热量；因此，水量由热流强度和温差决定。

2、热负荷

Q=M×1×△t×103〔单位：千卡/时〕

3、热流强度

Q M×1×△t×103

q = — = ————————〔升卡/米2·时〕 S S 4、管子截面积A：

πd

A=π·R2= ————

2

4

式中：A：管子截面积〔单位：米2

〕 π：圆周率3.14 R：管子内半径〔米〕 d：管子内直径〔米〕

5、流速V： M

V=————— (m/s) A×3600 6、流量M：

M=V×A×3600

〔m3/h〕

7、圆柱体积或圆桶容积：

L=底面积×高=πR2·h

πD2

8、安全容铁量：T安=0.6·———·r铁·△h

4

式中：D—炉缸直径；r—铁比重7t/m3；△h—渣口高度；9、公英制换算：

1英尺=12英寸 1英寸=8英分 11英尺=304.8mm 1英寸=25.4mm 11m=3.28英尺 10mm=3.15英分 10、水质浓度单位换算：

1PPM =0.01998 mg-N/L

英寸又表示为1’英分=3.175mm

1PPM =0.56024 mg/L 1mg-N/L=50.05 PPM 1mg-N/L=28.04 mg/L 1mg/L =0.0352113 mg-N/L 1mg/L =1.78495 PPM

焦化工艺流程简介

焦化厂主工艺流程和车间配置：

备煤：来煤的卸车和倒运至煤场储存，通过皮带将不同煤种的煤送配煤盘按一定配煤比混合，再送粉碎机粉碎后通过皮带送往焦炉煤塔。

炼焦：装煤车从煤塔取煤装入焦炉，生成焦炭和荒煤气，焦炭熄灭后筛除焦粉通过皮带送往炼铁；荒煤气送回收车间。

回收：经煤气鼓风机将荒煤气抽入系统，通过除油、脱硫脱氰、脱氨、脱苯等，生成比较洁净的焦炉煤气外送，同时得到不同的化学产品。

精制：〔目前已拆除〕对回收分离出的粗焦油进行深加工，得到不同的化工产品。 干熄焦〔目前只针对3、4#焦炉〕：将焦炉推出的赤热红焦通过冷惰性气体〔氮气〕冷却至200度以下，转运至筛焦。 一、 焦炭与炼焦用煤的预备 1、 1）

焦炭

什么是焦炭：由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝空气的条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭。 2）

依照焦炭的用途分类：〔依照原料煤的性质，干馏的条件不同〕用于高炉炼铁的称为高炉焦，用于冲天炉熔铁的称为铸造焦；用于铁合金生产的称铁合金用焦，以及气化用焦、电石用焦等。 3）

焦碳的一样性质：焦炭是一种质地坚硬，多孔、呈银灰色并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其相对真密度为1.8～1.95，堆积密度为400～520kg/m3 4） A、

焦炭的化学组成及高炉焦质量指标

工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳〔要紧元素：C、H、O、N、P、S〕

水分： 焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也不取决于炼焦工艺条件，要紧受熄焦方式的阻碍。

灰分： 要紧成分是SiO2和Al2O3。

挥发分：焦炭的挥发分是焦炭成熟程度的标志，与炼焦煤料和炼焦最终温度有关。 硫分： 受炼焦煤料阻碍，使生铁的要紧有害杂质。 磷分： 含量较少，要紧受炼焦煤料阻碍。

B、机械强度：我国采纳米库姆转鼓实验方法测定焦炭的机械强度。

抗碎强度〔俗称M40〕：焦炭在外力冲击下抗击碎裂的能力称为焦炭的抗碎强度。

耐磨强度〔M10〕：焦炭抗击摩擦力破坏的能力，称为焦炭的耐磨强度。 C、筛分组成：焦炭块度＞80mm、80～60mm、60～40mm、40～25mm各粒级百分比。 D、焦炭的热性质：

反应性〔CRI〕：焦炭在1100℃时与CO2的反应能力。

反应后强度〔CSR〕：高温转鼓试验反映出焦炭在 高温下的热破坏比常温转鼓试验更接近于高炉内的情形。 2、

炼焦用煤

我国煤的分类依照半工业和实验室的试验基础上，对无烟煤、烟煤、褐煤进行分类，共14类，烟煤分为12类 1）

单种煤的结焦特性：〔分别介绍气、肥、焦、瘦、1/3焦、气肥煤〕

• 气煤：变质程度低，挥发分含量较高，粘结性低，容易形成纵裂纹，焦炭碎，强度低。可提高煤气和化学产品产率。

• 肥煤：中等变质程度的煤，粘结性高，容易形成横裂纹，强度高，耐磨性差。

• 焦煤：是单独成焦最好的炼焦煤，焦炭块度大、裂纹少，耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭强度的作用。

• 瘦煤：粘结性不高，适当配入瘦煤可加大焦炭块度，配入量过多，那么降低配煤粘结性，使焦炭耐磨性下降，质量不行。

• 1/3焦煤：是过渡性煤种，介于焦煤、肥煤、气煤之间，有较高的粘结性，是配煤炼焦的骨架煤之一。

• 气肥煤：是挥发分和粘结性都较高的专门煤种。 2）

配合煤概念、配合煤质量

• 配合煤概念：由于单种煤的结焦特性不同,为了得到符合质量要求的焦炭,同时降低炼焦成本,必须把不同牌号的煤配合使用。

• 配煤原那么：满足焦碳质量要求；扩大炼焦煤资源；有利于增产化学产品、降低配合煤成本等。

• 配煤比制定方法：通过对各单种特性参数进行加权运算，得到配煤比；再

通过小焦炉试验确认配比是否合乎要求。 配合煤质量

• 水分：配合煤水分多少和稳固与否，对焦炭产量、质量以及焦炉寿命有专门大阻碍。

• 灰分：焦炭的灰分来自配合煤，因此要严格操纵配合煤灰分。 • 硫分：煤中硫分约60%～70%转入焦炭。

• 挥发分：配合煤的挥发分高低，决定煤气和化学产品的产率，同时对焦炭强度也有阻碍。

• 粘结性：是配合煤在炼焦时能形成塑性物的性能

• 细度：是煤料通过粉碎后，小于3mm的煤料占全部煤料的质量百分数，一样要求操纵在80%左右。 3）

配合煤流程

先配后粉流程：将参与炼焦的单种煤按配煤比例先配合好，然后进行粉碎。 先粉后配流程：对参与炼焦的单种煤，按性质不同进行不同细度的粉碎，然后按配煤比混合平均。

选择性粉碎流程：将粉碎与筛分结合，煤料通过筛分装置，大颗粒的筛上物进入粉碎机在粉碎。

二、 焦炉及其设备 1、 1）

焦炉 焦炉结构：

炉顶区：位于炉体最上部，设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气的上升管孔。厚度按保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定。

燃烧室：燃烧室是煤气燃烧的地点，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室提供热量。 炭化室：装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。

蓄热室：为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。

斜道区：位于燃烧室和蓄热室之间的通道。 小烟道、烟道、烟囱：废气导出的通道。 2）

焦炉分类

A 按装煤方式：顶装和侧装。

B 按加热用煤气种类：复热式和单热式。

C 按空气和加热用煤气供入方式：侧入式和下喷式。 D 按气流调剂方式：上部调剂式和下部调剂式。

E 按拉长火焰方式：多段加热式、废气循环式和高低灯头式。 3）

焦炉炉型简介：我厂现有四座焦炉为两座2×42孔的JN43-58型焦炉，两座2×45孔JN43-80型焦炉，现有四座焦炉均为4.3m焦炉。设计总生产能力约110多万吨/年。 以JN43-80型焦炉为例：

设计生产能力：60万吨/年〔2×42孔〕。 炭化室有效容积：23.9m3

炭化室尺寸〔mm〕：全长14080；有效长13280；全高4300；有效高4000；平均宽450；锥度50；中心距1143。 立火道：个数28；中心距480。

加热水平〔从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表面之间距离〕：800mm。 设计结焦时刻：18h。

在建的5号焦炉为1×60孔的JN60-6型6m焦炉，设计生产能力60万吨/年。 4）

焦炉用耐火材料：硅砖、粘土砖、高铝砖

硅砖：要紧用于燃烧室、斜道和蓄热室等焦炉重要部位，占全炉总量的80%左右。

粘土砖：蓄热室封墙、小烟道衬砖、蓄热室格子砖及炉门衬砖、炉顶及上升管衬砖。

高铝砖：燃烧室炉头及炭化室铺底砖的炉头部位。 2、

护炉设备：包括炉柱、小炉柱、爱护板、纵横拉条、弹簧和机焦侧操作台。 作用是对砌体施加爱护性压力，使砌体在烘炉及生产过程保持整体性，幸免在温度及机械力冲击下产生破旧。 3、

煤气设备：我厂复热式焦炉配有两套加热系统。

煤气总管：设有开闭器，调剂和切断全炉煤气。焦炉煤气总管上有预热器。 主管：设有煤气压力自动调剂翻板，自动保持煤气压力的规定值。 分管：煤气分管上有调剂旋塞、交换旋塞和孔板盒、水封槽等。 4、

废气设备：

交换开闭器：操纵进入蓄热室的加热煤气、空气和排出燃烧室所生成的废气的设备。

总、分烟道翻板：是用来调剂和稳固烟道吸力的设备。 5、

交换设备：是用于切换焦炉加热系统气体流淌方向的动力设备和传动机构，包括交换机和交换传动装置。每隔20分钟交换一次，每次动作所需时刻46.6秒。

交换机操作步骤：关煤气→交换废气和空气→开煤气 6、 7、 1）

荒煤气导出设备：上升管和桥管、水封阀、集气管、吸气管、氨水喷洒管。 焦炉机械〔四大车〕

装煤车：是顶装焦炉顶上往炭化室装煤的焦炉机械。新车功能：打开装煤孔盖、清扫装煤孔、除尘 2） 3）

拦焦车：是把从炭化室推出的赤热焦炭导入熄焦车内的焦炉机械。 熄焦车：同意焦炭，送往熄焦塔熄焦，然后送回焦台。〔电机车和焦罐：送干熄焦〕 4）

推焦车：开启和清扫机侧炉门、推焦、平煤。 四车定位系统和三车连锁系统 三、焦炉生产 1、焦炉的三班操作

① 、装煤：煤塔贮煤，从贮煤塔取煤，装煤与平煤。 装煤本卷须知

a 设计贮煤塔容量一样尽量保证焦炉有16h用量

b 取煤时，必须按车间规定的顺序进行，同一排放煤嘴，不准连续放几次煤。 c 装煤车接煤前后进行称量，正确计量装入炭化室内实际煤量，保证炭化室煤量准确。

d 装平煤原那么：先两侧后中间，力求装满煤，平好煤，不缺角、少冒烟为原那么。 ② 、推焦

a 推焦打算的制定：

周转时刻：一个炭化室两次推焦相距的时刻，即包括煤的干馏时刻和推焦装煤的操作时刻。对全炉来说，周转的时刻也是全部炭化室进行一次推焦所需的时刻。

〔18h〕

操作时刻：指某一炭化室从推焦、平煤、关上小炉门再至下一炉号开始摘门所需时刻，即相邻两个特区炭化室推焦的间隔时刻。〔10~12min〕

检修时刻：全炉所有炭化室都不出炉的间歇时刻，周转时刻分为总操作时刻和检修时刻。

结焦时刻：煤在炭化室内高温干馏后的时刻，一样规定从平煤杆进入炭化室到推焦杆开始推焦的时刻间隔。

推焦顺序： 9—2顺序、5—2顺序、2—1顺序 9--2顺序：我国普遍采纳的顺序。

〔数字代表炭化室号，9—2顺序不编0号炭化室〕

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 3 13 23 33 43 53 63 73 83 93 5 15 25 35 45 55 65 75 85 7 17 27 37 47 57 67 77 87 9 19 29 39 49 59 69 79 2 12 22 32 42 52 62 72 82 92 4 14 24 34 44 54 74 84 6 16 26 36 46 56 66 76 86 8 18 28 38 48 58 68 78 88 b 推焦操作

 推焦一样本卷须知：

1、每次推焦打开炉门时刻按推焦打算不承诺提早 或落后5min，摘炉门后，应清扫炉门、炉门框等上的焦油和沉积炭。 2、推焦机与拦焦机之间应有信号装置。

3、推焦机司机要记录推焦时刻、装煤时刻和推焦最大电流。 4、关闭炉门后，严禁炉门及小炉门冒烟、冒火。 5、炭化室摘开炉门的放开时刻不应超过7分钟。 6、脚饼推出到装煤开始的空炉时刻不宜超过8分钟。 7、禁止推生焦和相邻炭化室空炉时推焦。 8、严禁用变形的推焦杆和变形杆头推焦。  推焦电流监视：

1、推焦电流因不同焦炉及炉体状况及不同推焦机而不同，应依照具体情形规定焦炉的最大推焦电流，防止造成炉墙损坏变形。

2、当推焦杆启动时，焦炭第一被压缩，推焦阻力达到最大，现在指示的电流为推焦最大电流。

3、炉墙石墨情形也阻碍推焦电流大小，推焦电流的变化对监视炉墙的石墨情形提供了一定的依据。  难推焦的处理。

焦炉推焦是推焦电流超过规定的最大电流时成为难推焦。

焦饼一次推不动，再推第二次时一样称为二次焦事故。缘故：加热制度不合理，炉墙石墨沉积过厚，炉墙变形，平煤不良，原料煤的收缩值过小以及推焦杆变形等。

遇到难推焦号时，应赶忙停止推焦，严禁不查明缘故连续推焦。查明缘故并采取相应措施后方可在此推焦。

 推焦操作的考核指标〔K1、K2、K3〕。

推焦打算系数K1：打算表中打算结焦时刻与循环图表中规定结交时刻的偏离。

推焦执行系数K2：用以评定班推焦打算实际执行的情形。

推焦总系数K3： K3=K1×K2，用以评定焦化厂和炼焦车间在遵守规定的结焦时刻方面的治理水平，代表焦炉操作的总情形。 ③、熄焦

由于煤干馏成焦的最终温度为950°~1050°C，因此从炭化室内推出的是赤热的焦炭，将它熄灭至300°C以下的过程，称熄焦。可分湿法熄焦和干法熄焦两种。 • 湿法熄焦：直截了当向红焦洒水将其熄灭至300℃以下，包括接焦、熄焦、晾焦及放焦等操作。

• 干法熄焦：干熄焦是利用冷的惰性气体〔氮气〕在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦，吸取了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉内冷却红焦。干熄焦锅炉产生的高压蒸汽用于发电。 2、焦炉加热系统

加热用煤气：焦炉煤气和高炉煤气

焦炉煤气要紧成分是H2和CH4，热值高有17600KJ/m3。焦炉煤气燃耗，可燃

成分高，热值高，加热系统阻力小，煤焦耗热量低，增减煤气流量时，焦炉然是温度变化比较灵敏。

高炉煤气要紧成分是CO和N2，热值较低4000 KJ/m3，剧毒无味。

高炉煤气不可燃成分高，热值低，燃烧速度慢，高向加热平均，耗热量高，加热系统阻力大，须经蓄热室加热，要求炉体严密，因毒性大，要求管道设备严密。

空气系数：为了保证燃料完全燃烧，实际供给的空气量必须多与理论所需空气量，两者之比较空气系数a 3、温度与压力制度的确定

焦炉加热制度包括：温度制度、压力制度与煤气流量和空气量的供给等。

①温度制度：标准温度、横排温度。

• 标准温度与直行温度：是指机、焦侧测温火道平均温度的操纵值，是在规定结焦时刻内保证焦饼成熟的要紧温度指标。

• 横排温度：同一燃烧室的各火道温度，称为横排温度。由于炭化室宽度由机侧往焦侧逐步增加，装煤量也逐步增加，为保证焦饼沿炭化室长向同时成熟，每个燃烧室各火道温度，应当由机侧向焦侧逐步增高。

• 边火道温度：焦炉机、焦侧两端火道的温度。一样要求边火道温度不低于1100℃。

• 蓄热室顶部温度：为防止因蓄热室高温而将格子砖烧熔，应严格操纵蓄热室温度。

• 小烟道温度：即废气排出温度，为保持烟囱应有的吸力，小烟道温度不低于250℃。

• 炉顶空间温度：是指炭化室顶部空间荒煤气温度，对化学产品的产率与质量以及炉顶石墨生长有直截了当阻碍。

• 焦饼中心温度：焦饼中心温度是焦炭成熟的指标。 压力制度：

焦炉压力制度确定的原那么：

1、炭化室底部在任何情形下均应大于相邻同标高的燃烧系统压力和大气压力。

2、在同一结焦时刻内，燃烧系统沿高度方向的压力分布应保持稳固。

• 集气管压力：是依照吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期不

低于5Pa来确定的。

• 看火孔压力：实际操作中，在操纵看火孔压力为基准来确定燃烧系统的各点压力，在各种周转时刻下，看火孔压力均应保持－5～5Pa。

• 蓄热室顶部吸力：与看火孔压力是相关的。

• 分烟道吸力：操纵分烟道吸力大小应尽量使蓄热室顶部吸力稳固。

烧结工艺流程简介

1、什么是烧结

烧结是将粉状物料〔如粉矿与精矿〕进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法。所获得的产品烧结矿为不规那么多孔状，所热能由配入的碳与通入的空气经燃烧提供，故叫氧化烧结，靠液相粘结，扩散粘结反起次要作用〔球团的靠此〕。 2、烧结的作用

⑴、 ⑵、 ⑶、 ⑷、

充分利用并扩大有用资源的利用，富矿粉与精矿粉。

综合作用：工厂的环境质量提高，尘泥、渣、油、氧化铁皮等。 改善燃料的物理性能与冶金性能，透气性、还原性。

去除有害杂质，操纵S、P等，能够降焦〔能够用无烟煤代替〕高产，

操纵有还成分。

3、烧结的原料

烧结的原料有以下几部分： ⑴、 ⑵、 ⑶、

熔剂〔＜3mm〕：包括蛇纹石、白云石、石灰石、消石灰、转炉渣。 燃料：焦粉、无烟煤、煤气、混合燃气、瓦斯灰。

含铁原料：①铁矿粉：赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿。

②含铁杂料：硫酸渣、除尘灰、铁皮等。

燃料的要求：

① 固定含碳量高；②挥发分低、③灰分少。 发热剂粒级要求：0.5～3mm 铁矿石的要求：

① 品位高；②杂质少；③粒级：＜8mm；④冶金性能〔烧结性能〕，Al2O3/SiO2

比 白灰的作用：

① 放热；②亲水性好；③湿容性好

4、工艺流程

熔剂 破裂 筛分

燃料 破裂 铁料：原料同意 储备 混匀中和 预配料 配料 翻车机 堆料机 匀堆机

汽运 取料机 匀取机 船运

5、烧结过程

破裂 冷却 整粒 成品 抽风烧结 点火 铺底料 布 料 加水 混合制粒 配料的目的：为了烧结矿的物理性能和化学性能更稳固，符合冶炼要求，同时烧结料具有良好的透气性，较好的烧结生产率。

混匀的目的：认真混匀、加水润湿与制粒

水分的作用：①传热；②制粒〔毛细水作用〕；③润滑剂〔减少空气通过的阻力〕。

水分的大小取决于烧结机和生产所需，而不是制粒〔6.8%左右〕 布料：宽度方向平均分布，料面平坦〔靠挡板两侧略厚〕。

点火目的：供给混合料表面以足够的热量，使其中的固体燃料着火燃烧，同时使表层混合料在高温下干燥，。 混合煤气、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气 成热值与压力

平均、负微压、点火器、煤气与氧气的比例、热值分析仪 ① 预热煤气与空气； ② 富氧点火；

③ 点火技术改进〔厚料层〕；

烧结：①风量、②负压；③稳固水碳，铺平、烧透；④精心预备原料〔白灰、混

匀料波动〕。

阻碍烧结产质量、环境

A、

返矿平稳

B、 料层厚度 C、 负压、经济运行

冷却：将炙热的烧结矿〔700～800℃〕冷却至100～150℃。 冷却的好处： ① 便于整粒； ② 便于运输； ③ 预热利用；

④ 改善劳动强度与厂区环境。 整粒：①分出铺底料；②分出返矿。 6、烧结矿质量的评判 成分及其稳固性：

① 品位高，脉石成分低，有害杂质少〔S、P、K、Na、As等〕； ② 粒度组成及筛分指数； ③ 转鼓强度、落下强度；

④ 还原性〔低温还原粉化性能、FeO含量〕； ⑤ 还原软化、熔融特性。

7、烧结新工艺

一、温烧结法〔1250～1300℃以下〕：

⑴粒级组成：

① 核粒子：+0.7mm，最适合为1～3mm作球核；

② 中间粒子：0.2～0.7mm，难做核也难做粘附粒子；-0.2mm：粘结粒子 ⑵碱度，铝硅比：Al2O3/SiO2 二、小球烧结法 配矿的作用：

① 成本〔利用废弃料〕； ② 烧结性能； ③ 冶炼性能； ④ 成分稳固；

⑤ 操纵有害成分。 阻碍混匀成效：

① 层数〔行走速度、流量、圆盘个数〕； ② 原料性能〔精矿成效较差〕； ③ 成分波动〔混料〕； ④ 端部阻碍； ⑤ 参数。