高炉炼铁生产技术手册

1、高炉炼铁生产技术手册周传典主编2003年1炼铁原料11炼铁精料111高炉炼铁对精料的要求112高炉炉料结构合理化12天然块矿P13122天然矿石的冶炼性能分类氧化铁矿(赤铁矿)含水氧化铁矿(褐铁矿)磁铁矿磁赤铁矿假象赤铁矿镜铁矿云母状赤铁矿致密块状赤铁矿纤维状赤铁矿鲕状赤铁矿层状赤铁矿代赭石水赤铁矿针铁矿漆状褐铁矿鳞铁矿褐铁矿黄褐铁矿氢氧化铁黑铁矿豆状褐铁矿分子式Fe3O4Fe2O3Fe2O3Fe2O3Fe2O3Fe2O3Fe2O3Fe2O3Fe2O32Fe2O3.H2OFe2O3.H2OFe2O3.H2OFe2O3.H2O2Fe2O3.3H2OFe2O3.2H2OFe2O3.3H2OFe2O

2、3.4H2OFe2O3.nH2O全铁707070707070707066.2形状块粉,块八面体片状鳞片块鱼卵放射纤维层状土状纤维放射纤维散点状鳞片状块,土状细针状棒状豆状密度5.4.颜色铁黑黑铁黑,古铜钢灰钢灰赤褐赤褐赤褐钢灰,赤褐赤,赤褐赤黄赤黑褐黑褐黄赤黄赤黑褐金黄黑磁性强强弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱弱强度较易碎,软,易还原疏松,大部分属于软矿石,易还原沼铁矿菱铁矿Fe2O3.nH2OFeCO3多孔状黄褐弱弱赤铁矿：坚硬，致密，难还原。菱铁矿：焙烧后易碎，易还原。123天然矿的综合评判几种铁矿石要紧成份矿名TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2OZnPS澳块印度南非海

3、南0.14清路黄梅文竹0.06鄂城31几种铁矿石理化性能矿名热爆裂率还原度软化开始软化终了熔滴软化区间熔融区间澳块印度南非海南清路黄梅文竹鄂城91230119612051225106510021084115014281398140414261309132313201359149914821485150014281450143214681982021992012443212362097184817411912711210913烧结矿131烧结矿矿物组成与显微结构132烧结矿成份与冶金性能的关系133改善烧结矿冶金性能的技术方法1331烧结精料1332原料中和混匀1333配料自动化1334均匀烧结

4、1335烧结进程自动操纵1336厚料层烧结1337低温烧结法1338热风烧结1339小球烧结与球团烧结13310双层布料、双碱度料烧结与双球烧结13311改善入炉烧结矿粒度组成的方法13312降低烧结矿低温还原粉化率的方法134最近几年来要紧重点企业与典型地址骨干企业烧结矿质量及要紧技术经济指标135YB/T42192铁烧结矿行业中的技术要求14球团矿141球团矿矿物组成与显微结构142球团矿冶金性能及其阻碍因素143提高球团矿质量的技术方法144最近几年来我国要紧带式机、链箅机回转窑、竖炉球团质量及要紧技术经济指标145部份国外及入口球团矿理化性能146部份国内外球团矿质量标准15原料的理化

5、与冶金性能及检测方式151常规化学成份152其他元素153粒度组成154物理性能155特殊查验156冶金性能检测16熔剂161石灰石162白云石、菱镁石和蛇纹石各级白云石的化学成份级别MgO%SiO2%酸不溶物%特级1924级1947级17610级16712白云石、菱镁石和石灰石的物理性质名称白云石莫氏硬度密度g/cm3耐压强度MPa2菱镁石石灰石菱镁石和蛇纹石化学成份名称Fe2O3CaOMgOSiO2Al2O3SP烧损鞍钢菱镁石东海蛇纹石戈阳蛇纹石宝钢用蛇纹石6163硅石硅石一样成份范围及实例名称一般范围本钢用宝钢用Fe2O3CaOMgOSiO290/9897Al2O3S烧损164转炉钢渣部

6、份企业转炉钢渣的化学成份企业TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOMnOSP安阳临钢重钢攀钢鞍钢首钢莱钢17辅助原料171碎铁172轧钢皮与均热炉渣轧钢皮与均热炉渣的化学成份项目TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOMnOSP轧钢皮渣173天然锰矿锰矿石的化学成份产地柴家屯瓦房子遵义MnFeSiO210Al2O3MgOPS木圭马山174萤石175钛渣及含钛原料钛渣及含钛原料的化学成份项目TFeTiO2SiO2CaOAl2O3MgOFeO承德钒钛矿承德胎精矿钒钛精矿承德钛渣攀钢钛渣冷固钛球团承德钒钛球团2高炉燃料P7221焦炭211高炉焦炭的理化性质冶金焦炭工业分析名词符号对照项目水分灰

7、分硫分挥发分固定碳GB1996-80操作水分WQ分析试样水分Wf分析试样灰分Af干燥试样灰分Ag分析试样含硫量SfQ干燥试样含硫量SgQ分析试样挥发分Vf可燃基挥发分VT分析样固定碳Cf=100-Wf-Af-VfGB/T2001-91全水分Mt分析试样水分Mad分析试样灰分Aad干燥试样灰分Ad分析基全硫S干燥基全硫S分析试样挥发分Vad干燥无灰基挥发分Vdaf分析样固定碳FCad=100-Mad-Aad-Vad212高炉冶炼对焦炭质量的要求213提高焦炭质量的方法提高煤料的堆积密度捣固炼焦配型煤炼焦采纳炭化室高6m以上大容积焦炉风选调湿粉碎工艺入炉煤水分操纵工艺煤预热工艺选择性粉碎工艺提高焦

8、饼中心温度和进行焖炉操作改善焦炭的性能提高配煤质量气煤肥煤焦煤瘦煤1/3焦煤焦炭整粒干法熄焦掺加添加物炼焦采纳各类现代化的测温手腕和炉温运算机治理合理利用优质炼焦煤214教研质量与经济效益22煤粉221高炉喷吹用煤的工艺性能22110煤粉爆炸性煤粉爆炸的必要条件：要有氧气存在，含氧浓度14%要具有必然的煤粉浓度，并形成空气和煤粉的混合云。煤尘爆炸浓度的上下限，因煤种不同而异。下限：褐煤4555g/cm3，烟煤100335g/cm3，上限：褐煤110335g/cm3，烟煤15002000g/cm3。爆炸威力最强的含量是300400g/cm3。要具有火源。煤粉处于分散悬浮状态。除应具有上述前3个条

9、件外，空气和煤粉混合云必需处于密闭的或部份密闭的空间内，如此压力才会急剧增大，使包围体有被爆破的危险。高炉喷煤各类煤仓、仓式泵、布袋箱、喷吹罐组等，都属于可燃煤粉云存在的空间。煤粉爆炸性与煤挥发分相关，随挥发分含量增加，其爆炸性也增大。一样以为煤粉无灰基（可燃基）挥发分Vdaf10%，为大体不爆炸煤，Vdaf10%为有爆炸性煤，Vdaf25%为强烈爆炸性煤。测量煤粉爆炸方式：测量煤粉爆炸的方式很多，我国利用长管测示仪（北科大开发）实验用1g200目的煤粉喷入设在玻璃管内1050火源上，视其返回火焰长度来判定它的爆炸性。一样以为，仅在火源显现稀少的火星或无火星，属于无爆炸性煤；假设火焰返回喷入一

10、端，其火焰长度400mm为易燃而有爆炸性煤，假设返回火焰长度400mm的为强爆炸性煤。几种煤的火焰返回长度爆炸性晋华官马武山庞庄峻德神府阳泉,晋城,安子,大西无灰基挥发分Vdaf10返回火焰长度mm1156406828006470煤粉粒度对爆炸的阻碍；随着煤粉粒度增大爆炸返回火焰长度减少，粒度200目时爆炸火焰长度降至200300mm。抚顺煤粉爆炸返回长度与粒度的关系煤粉粒度返回火焰长度mm200700/750150/200650100/120570100200/300混合粒度500操纵适宜的含氧浓度：高炉喷煤工艺，操纵系统内部适宜的含氧浓度是避免煤粉爆炸着火的关键，假设系统含氧良低于必然的浓

11、度，就可幸免着火爆炸。222高炉对喷吹煤的性能要求煤的灰分：灰分越低越好，最高不大于15%；煤的硫分：越低越好，一样要求小于0.7%，最高不大于0.8%；煤的发烧量：喷入高炉的煤粉在风口前并非是完全燃烧，煤中碳的最终燃烧产物只能是CO，而煤中的H2不能燃烧；煤的燃烧性：煤的燃烧性能好，其着火温度低，反映性强；煤的胶质层厚度（Y值）：一样要求Y值10mm；煤的可磨性：要求哈氏可磨性30；煤的灰熔点温度：煤的灰熔点要求高些为佳。23气体燃料3高炉冶炼的大体理论P10131炉料还原进程高炉是一种竖炉型逆流式反映器。冶炼进程中炉内料柱大体上是整体下降的，称为层状下降或活塞流。而产生一系列炉料形态转变的

12、区域适应上分为5个区域。块状带或称干区：即炉料软熔前的区域。那个地址要紧进行氧化物的热分解和气体还原剂的间接还原反映。软熔带：炉料从软化到熔融进程的区域。随着冶炼操纵因素的转变，其纵剖面可形成倒V型、W型等散布。在软熔进程中，由于料块气孔和料块间间隙急骤减少，还原进程几乎停顿，同时煤气流经软熔带的阻力也增大。因此，软熔带在料柱中形成的位置高低、径向散布的相对高度、厚度及形状，对冶炼进程有极大阻碍。含滴落带：渣铁完全熔化后呈液滴状落下穿过焦炭层进入炉缸前的区域。铁炉料虽已熔化，但焦炭尚未燃烧，因此该区域料柱是由焦炭组成的塔状结构，并可分为下降较快的疏松区和更新很慢的中心死料柱两部份。渣铁液滴在焦

13、炭间隙间滴落的同时，继续进行还原、渗碳等高温物理化学反映，专门是非铁元素的还原反映。风口燃烧带：是燃料燃烧产生高温热能和气体还原剂的区域。渣铁贮存区：由滴落带落下的液体渣铁融体寄存的区域。按温度区间和还原的要紧反映划分：800为间接还原区；1100为直接还原区；8001100为两种还原共存区。311铁氧化物还原热力学当1100时由于碳素溶损反映（CO2+C=2CO-165686KJ）速度极快，使CO2不存在。H2的还原能力在800时大于CO的还原能力。312铁氧化物还原的动力学313直接还原度及其进展程度对还原剂消耗量的阻碍314非铁元素的还原3141硅硅是难还原元素，还原硅消耗的热量是还原相

14、同数量铁耗热的8倍，因此常常把还原出硅的多少作为判定高炉状态的标准。依照高炉解剖研究和高炉生产中取样测定，都说明硅在炉腰或炉腹上部才开始还原，抵达风口水平面时还原出的硅量达到最高，铁中含硅量是最终产品铁含硅量的2.343.87倍。随后在风口区和渣铁界面上又被氧化一部份，才形成终铁含硅量。上述证明了硅是在滴落带内被大量还原的。硅的还原也是逐级的。3142锰锰的还原也是依照氧化物的含氧量由高到低逐级还原的。用气体还原剂很容易把各级高价氧化锰还原成MnO。而MnO那么只能是直接还原；锰的还原与硅的还原相似，也是在滴落带大量被还原出来，在滴落带下部铁中含锰量是最终铁的含锰量的1.883.4倍。高炉冶炼

15、锰铁时，为增进锰的还原，要操纵较高的炉温水平，提供足够的热量；扩大滴落带的高度和高温区的范围以增加反映的接触时刻和润湿面积；提高炉渣碱度以增大MnO的活度等等。3143磷磷的存在形态主若是磷酸盐，如(CaO)3.P2O5,(FeO)3.P2O5.8H2O等。当有SiO2存在时磷酸根能够取代出磷的氧化物P2O5，从而使磷的还原变得容易。磷酸铁（(FeO)3.P2O5）比磷酸钙更易还原，由于还原出来的P能够生成Fe3S和Fe2S等化合物并溶于铁水，因此加倍有利于P的还原。P2O5很容易挥发，从而与C接触的条件超级好，还原专门快；同时还原出来的P也专门快挥发，P蒸气在上升进程中又极易被海绵铁吸收，最

16、后进入生铁。因此，在高炉中磷几乎100%被还原并进入生铁，冶炼中无法操纵。3144硫随着炉料的下降，硫化物还不到600就能够够分解成单质S或SO2进入煤气。CaSO4等盐类那么与SiO2作用生成SO3或与C作用生成SO2进入煤气。焦炭中有机硫在达到风口区前就几乎全数挥发了；而焦炭灰分中的硫和喷吹燃料中的硫那么在风口前燃烧成SO2进入煤气。煤气中的SO2在高温下与C接触可被还原成单体S或H2S、COS等化合物。随着煤气上升的硫大部份被炉料中CaO、FeO和还原出来的海绵铁所吸收，别离进入炉渣和生铁。只有一小部份被煤气带走。操纵生铁含S量主若是调整S在渣铁间的分派比。8095%的硫是靠炉渣脱除的。

17、3145其他元素碱金属碱金属还原进入生铁的数量并非多，但因其在炉内能够循环富集。给冶炼进程带来专门大阻碍而倍受重视。钒、钛、镍、铬钒的氧化物还原反映是在铁的氧化物还原以后才开始的，且钒的氧化物比锰的氧化物更难还原。含钒的铁滴穿越渣层时，也会被FeO再氧化。在高炉内最终能有7080%的钒转入生铁。提高炉温、生铁含硅较高、减少渣中FeO等有利于钒的还原。N钛的氧化物还原比硅还原困难。由C直接还原出来的Ti，能与C、结合生成TiC和TiN，促使还原加速。镍能够100%还原进入生铁。铬大约45%可被还原出来。铅、锌、砷这些是有害元素。铅被还原后沉积在炉底。锌在大于1000高温区还原成Zn，还原出来的锌

18、（锌的沸点为907）当即被气化进入煤气，上升进程中易在管道中凝集；锌蒸气沉积在炉子上部砖缝中或墙上，当其氧化后体积膨胀损坏炉衬或造成结瘤。砷在高炉内同磷一样很容易被还原和进入生铁。砷化铁对生铁质量造成专门大损害。315铁中渗碳进程及生铁的形成在1153200010-3tt铁水温度冶炼一般生铁体会式：C=10-3t-P-0.3Si-0.54s+0.04Mn+0.17Ti32炉料在高温下的性状转变及造渣进程P116321炉料的分解及挥发322炉料的高温性状转变及软熔滴落进程323造渣进程及炉渣性能33高炉内的煤气、炉料及渣铁的运动331料柱中煤气流的运动332炉料散布与下降运动3321炉料落点位置

19、及轨迹计算钟式炉顶无钟炉顶3322炉料的堆角3323炉料粒度的径向散布3324混合料区的形成与焦炭料层的崩塌现象3325炉料的下降与流化333高炉内的渣铁液体运动34高炉内的热量传递与平稳431风口前燃料燃烧及理论燃烧温度342高炉内的热互换进程343高炉内的热量平稳与利用35高炉冶炼进程运算机操纵与数学模型351高炉进程运算机操纵系统的功能与结构352高炉中长期操纵的模似模型353高炉短时间操纵的数学模型36高炉进程的人工智能操纵和专家系统361人工智能技术和专家系统在高炉上的应用362炉况诊断与评判ES系统363炉况顺行及异样预报与操纵ES系统364炉热监测和操纵ES系统365炉顶布料操纵

20、的AI系统366出铁操作指导ES系统367大型高炉（武钢）专家系统应用实例简介368在小型高炉（300m3级）上进程监控系统的应用实例介绍4高炉炉体结构及保护P217412无钟装料设备42高炉内型423合理的高炉内型不同容积的高炉内型各部位尺寸比例关系有效容积m3dmm3006204200/570080010506500/7300130020008400/98002500400010000/13400D/dd1/dH/D82/800481/80死铁层高度h0：h0.d2；h0=0.0004545V；大型高炉h0=1.5；中型高炉h0=0.8；小型高炉h0=0.5。炉缸直径d：VA)；d=6.6

21、+0.00175V；d=(20+0.04V)0.5炉缸高度h1：h1V-0。841；h1炉腰直径D：V；D=7.316+0.001842V；D2=24+0.048V；D2/d2炉腹高度h2：h2=（）/（VVV）；h2炉腰高度h3：h3V52V炉身高度h4：h4-47.7323）/（VVV）炉喉直径d1：d1V；d1=4.9+0.00125V适用于20004000m3高炉；d12/d2炉喉高度h5：h5VV554高径比H/D：HVV24V有效容积；V工作容积；H有效高度43高炉炉体内衬结构431高炉对耐火材料的大体要求4311高炉内衬的大体要求高炉各部位内衬应与各部位的热流强度相适应，以维持在

22、请热流的冲击下内衬整体性和稳固性。高炉各部位内衬应与各部位的侵蚀破损机理，即炉料的磨损、煤气的冲洗、碱金属的侵蚀、渣铁水的熔蚀等相适应。4312高炉经常使用耐火材料理化指标高铝砖和粘土砖：指标Al2O3Fe2O3耐火度粘土砖GB3417-88GN-424217501340高铝砖GB2989-87GL-656517901500GL-484817501450重烧线变化14003h显气孔率%常压耐压强度MPa161918透气性碳素材料必须实测,并在质量说明书中注明指标兰州碳砖贵阳碳砖吉林碳砖宝钢用碳砖石墨化碳砖抗压强度MPa体积密度g/cm3显气孔率%灰分%氧化速率%/hmg/cm3.h32.33抗

23、碱性强度降低%体积膨胀%透气率mD横向609151/185325/72023/35纵向1611孔径分布76/6m%m%100mm%100mm%热25/W/(m.)导300/W/(m.)率900/W/(m.)1200/W/(m.)1石墨化程度5055/636059国内厂家实际用碳砖厂家含碳量%灰分%耐压强度MPa气孔率%体积密度g/cm3鞍钢首钢武钢90/92928/10824244313特种耐火材料几种碳化硅砖理化指标指标氮化硅结合碳化硅氧氮结自结合氧化物美国中国合结合体积密度g/cm3显气孔率%耐压强度MPa常温抗折强度MPa高温抗折强度MPa163043913504316304391350

24、43171861400581916248140048201473414003816137501510330135014线膨胀系数10-6-1热导率W/(m.)16.4SiC%Si3N4%7523791570227520862/49489SiON2%110SiO2%1/237/8耐火材料组分在炉内反映的最低温度耐火材料组分碳和碳化硅碳化硅破坏反应溶于炉渣溶于碱性溶液最低温度11149871耐火材料组分碳所有组分破坏反应碱性崩溃CO崩溃最低温度593482溶于炉渣1182说明：碳砖在下述情形下被侵蚀和溶解：在700开始和CO作用，在1000作用迅速。在400以上那么被O2烧损。在500时和H2O作

25、用。碳砖的特殊性能名称侵碱侵碱后外导热系数W/(m.K)透气铁水渗透性铁水熔抗氧强度观20200600度ml融指数化性吉林碳砖兰州碳砖贵州碳砖日本BG5日本BC7日本C12自焙碳砖降低-55-70裂纹多,大裂纹多,大有裂纹无裂纹无裂纹无裂纹松散12522151168200MPa严重MPa严重MPa严重MPa不渗MPa轻度MPa轻度氮结合无裂纹100铝碳砖无裂纹MPa不渗432高炉耐火材料的技术要求和选择4321高炉对耐火材料的技术要求在长期高温下的热稳固性好；在常温和高温下的机械强度和耐压强度要高，耐磨性要好；抗热震稳固性要好；抗渣性、抗氧化性要好；组织要致密、微气孔（1mm）要多；导热性能要

26、好，线膨胀和体积膨胀率要低；在常温和高温下抗碱金属蒸气性能要好；抗渣性、抗铁水渗透和抗铁水熔蚀性能要好。4322高炉耐火材料选择原那么4323高炉各部耐火材料的选择炉身上部：该部位内衬破损的要紧缘故是：炉料的冲击和磨损；煤气流的冲洗；碱金属、锌蒸气和沉积碳的侵蚀。可选择高致密度的粘土砖或浸磷酸粘土砖或高铝砖。炉身中下部及炉腰：该部位内衬破损的要紧缘故是：碱金属、锌蒸气和沉积碳的侵蚀；初成渣的侵蚀；热震引发的剥落；高温煤气流的冲洗。可选用氮结合的碳化硅砖或烧成铝镁碳砖。炉腹；该部位内衬破损的要紧缘故是：渣铁水冲洗；高温煤气流的冲洗。建议采纳刚玉莫来石砖、铝碳砖或高铝砖。炉缸风口带：该部位内衬破损

27、的要紧缘故是：渣铁水的侵蚀；碱金属的侵蚀；高温煤气流冲洗。建议采纳刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，或用热压碳砖NMA或NMD砖。铁口以上炉缸：该部位内衬破损的要紧缘故是：碱金属的侵蚀；热应力的破坏；CO2、O2、HO的氧化；渣铁水的溶损和流动冲洗。在渣铁接触的热面建议采纳陶瓷耐火材料即刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，在冷面选用致密镁砖或石墨化、半石墨化碳砖。也可选用小块微孔碳砖。铁口以下的炉缸及炉底：该部位内衬破损的要紧缘故是铁水的冲洗、渗透侵蚀。建议在铁口以下的炉缸部位选用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖；炉底上层应该用铝碳砖爱惜；在炉底选用致密碳砖，接近炉底冷却层，铺一层石墨化碳砖。433高炉内衬耐火砖结构几种耐火

28、砖性能比较性能高铝砖粘土砖硅线石浸磷酸氮化硅铝镁砖半石墨砖粘土砖结合砖碳砖抗压强度MPa显气孔率%50194018551760131457018体积密度g/cm3荷重软化温度耐火度150017701430133015501790143017301650177017001790透气度氧化率%抗铁水溶蚀优79优202050抗渣性能很差很差很差很差优优优热震稳定性1100812121242100几种碳砖性能比较石墨化自焙碳砖块与国外几种碳砖性能比较耐火砖抗碱性能比较性能高铝砖粘土砖硅线石砖浸磷酸粘氮化硅结铝镁砖土砖合砖原耐压强度MPa抗碱耐压强度MPa145148强度变化%38体积膨胀率%增重%抗碱

29、后抗碱后外观评价呈疏松状,膨胀严重差断口变黑色差呈疏松状,掉边角差表面光洁,无裂纹良好表面光洁,无裂纹优表面光洁,无裂纹优碳素制品抗碱性能比较性能兰州碳砖吉林碳砖日本BC7碳砖日本BC5碳砖法国AM102碳美国NMA碳砖砖原耐压强度MPa抗碱耐压强度MPa强度变化%74体积膨胀率%增重%抗碱后抗碱后外观评价呈疏松状,严重开裂差呈疏松状,严重开裂差表面光洁,无裂纹优表面光洁,无裂纹优表面光洁,少有裂纹优表面光洁,无裂纹优耐火砖导热系数比较耐火材料铁水渗透性能比较耐火材料剥落临界温度波动速度耐火砖波动速度/min粘土砖4高铝砖5铬刚玉砖碳化硅砖半石墨化碳砖550250石墨化碳砖5004332砌砖厚

30、度炉身：690920mm。炉底：28003200mm。t0/tX炉底剩余厚度mm；d炉缸直径mm；t0炉底侵蚀面上的铁水温度，取1200；t炉底底面中心温度；K系数，t1000时，取0.0022t+0.2，t为10001100炉底侵蚀深度计算公式2：X=(1/N)(1350-t)N温度系数，242724/cm，炉役中期取上限2724/cm；炉底温度较高时取下限24/cm。t炉底底面中心温度；一样在10001100。433320世纪90年代以后高炉内衬结构假设干高炉内衬耐火砖结构炉容炉底炉缸炉腹炉腰炉身下部中部上部633高铝砖粘土粘土粘土高铝粘土砖粘土831自焙碳砖铝镁,棕铝镁砖氮化硅结氮化硅结

31、高铝砖高铝砖刚玉合合900碳砖,高铝碳砖,铝碳砖铝碳砖碳化硅,铝碳砖,粘土砖铝砖棕刚玉高铝砖高铝砖985碳砖铝碳砖,铝碳砖铝碳砖,铝碳砖,铝碳砖,高铝砖10001050碳砖碳砖棕刚玉铝碳砖,半石墨碳棕刚玉化硅砖硅线石,粘土砖高铝砖高铝砖高铝砖SIALON结合高铝砖高铝砖粘土砖氮结合碳化硅砖SIALON结合粘土砖粘土砖2580焙烧碳块刚玉莫来石半石墨碳化硅砖铝碳砖,高铝砖4350微孔碳砖刚玉莫来石碳化硅砖碳化硅砖高铝砖434高炉耐火砖砌筑P25826244高炉炉体冷却设备结构P26229245炉体保护P292451成立完善的监控设施452增强高炉操作，操纵边缘气流453炉体灌浆和压入泥料4531

32、灌浆及压入所用泥料加拿大阿果马厂7号高炉（d=），炉身下部灌浆用泥料80%和水20%。泥料成份：Al2O3SiO2Fe2O3碱烧损美国芝加哥普利布里科公司：泥浆料理化性能：Al2O378/81SiO211/13Fe2O3碱水分13/15使用密度Kg/m2150/2305柳钢2号高炉(318m3)：泥浆要紧成份：Al2O3SiO2Fe2O3CaOMgO烧损1000抗折强度MPa体积密度g/cm3ma3钢高炉(2500m3)：压入料性能：指标SiC10003h还原MPa导热系数W/(m.K)性能指标烧减量(1000)耐压强度MPa性能指标体积密度g/cm3最大粒径mm保存期性能3个月454炉料喷补

33、4541喷补料日本播磨耐火材料公司开发的喷补料：粘土质高铝质碳化硅质Al2O3358337SiO25174CaO755SiC55511mm404040404040附着率80%80%80%部位炉身炉身炉身效果良好良好良好新疆1号高炉(255m3)：喷补料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O烧损高铝骨料高铝粉料硅酸盐水泥水玻璃密度/cm3山东张家店高炉(100m3)：炉身喷补料XA1(河南巩义)成份：组成含量Al2O370/74SiO218/22CaOMgOFe2O3烧损耐压强度MPa110烘干19.8；800烧后28.5；1300烧后62455含钛矿护炉5高炉冶炼操作P3135

34、1高炉操作制度511送风制度5111正确选择风速或鼓风动能操纵适宜的回旋区深度不同炉缸直径的回旋区深度（长度）炉缸直径m回旋区深度A1/A燃料比Kg/t582680587611562632526513564利用系数炉缸直径m回旋区深度A1/A燃料比Kg/t545562505491495520562444431利用系数A1/A：回旋区面积与炉缸面积之比。宝钢体会：鼓风动能（E）和回旋区的长度（D）和高度（H）关系：E=1/2mV210410-3H=22.856(V2c)/dcOIL：喷油量；K系数，喷油时利用；n：风口个数；V：风速；dc：焦炭平均粒度。风速、鼓风动能与冶炼条件的关系炉缸直径与风

35、速和鼓风动能的关系高炉容积m31003006001000150020002500炉缸直径m11鼓风动能KJ/s15/3025/4035/5040/6050/7060/8070/100风速m/s90/120100/150100/180100/200120/200150/200160/250炉容接近，矮胖多风口的高炉风速或歌风动能要相应增加。风速、鼓风动能与冶炼强度关系：风口面积必然，增加风量提高冶炼强度，风速或鼓风动能相对加大，促使中心气流进展。风速和鼓风动能的计算入炉风量计算：用碳、氮平稳法算出碳在风口区域的燃烧率，然后计算风量：C=24(0.21+)/0.79(1-f)C焦N2(C焦+C料+

36、C石-C尘-C铁)/12(CO2+CO+CH4)-N焦/28f：鼓风湿分；N2、CO2、CO、CH4：炉顶综合煤气成份；C焦、N焦：焦炭的碳量和氮量；C焦、C料、C石、C尘、C铁：各类原料及生铁含碳量。依照2C+O2=2CO计算风口前燃烧所需风量：Vc=22.4/(2120.21)=3干风Vb=(w/0.324)ViCkCpw：干湿风换算系数；V：高炉有效容积；i冶炼强度；Ck：焦炭含碳量。风速计算：标准风速是指标准状态下的鼓风通过风口时达到的速度：V0=Vb0/A=(Vb0/60n)/(d02/4)高炉生产实际将风温和风压对鼓风体积的阻碍计入算式：V实=V0(273+tb)/(101.325

37、+Pb)(273+t冷风)Vb0：标态的鼓风量；d0：风口直径；tb、Pb热风温度和压力；n：风口个数。鼓风动能E：10-8)(273+t)2Vb3/n3S2(101.325+Pb)2T热风温度；n：风口个数；S工作风口平均面积；Pb：热风压力。5112操纵适宜的理论燃烧温度体会计算法：澳大利亚布罗希尔（B.H.P）的体会式：t理风氧湿油煤日本君津钢铁厂的体会式：t理风湿油氧t风：热风温度；W氧：富氧量；W湿：鼓风湿分；W油W煤：喷吹油煤的数量。包钢的体会式：t理Q2M：煤比；Q2：富氧率；W鼓风湿度；t：风温。5113日常操作调剂5114冶炼强度的选择512装料制度5121固定因素对布料的阻

38、碍5122原料装入顺序罐式高炉装料顺序：锰矿矿石石灰石废钢料车式高炉装料顺序：废钢石灰石矿石锰矿无料钟皮带上料的高炉装料顺序：锰矿烧结矿球团矿石灰石5123钟式高炉装料方式常规装料方式：综合装料方式：5124无料钟布料无料钟布料特点布料方式无钟顶的运用5125料线料线深度：钟式高炉大钟全开时。大钟下沿为料线的零位。无料钟高炉料线零位在炉喉钢砖上沿。零位到料面间距离为料线深度。一样高炉正常料线深度为1.5，特殊情形需要临时开大钟或转动旋转溜槽时，应依照批重查对料层厚度及料线高度，严禁装料过满而损坏大钟拉杆和旋转溜槽。料线对气流散布阻碍：大钟开启时炉料堆尖靠近炉墙的位置，称为碰点，此处边缘最重。在

39、碰点之上，提高料线、布料堆尖远离墙，那么进展边缘；降低料线，堆尖接近边缘，那么加重边缘。料面堆角：炉内实测堆角转变，因设备和炉料不同，不同专门大。5126批重批重对炉喉炉料散布的阻碍：批重小时布料不均匀，小到必然程度，将使边缘和中心无矿石。批重增大，那么矿石散布均匀，相对加重中心而疏松边缘；有利于改善透气性。阻碍批重的相关因素：炉容越大，炉喉直径也越大，批重也相应增大。铁分越高，粉末越少，那么炉料透气性越好，批重可适当扩大。冶炼强度提高，风量增大，中心气流加大，需适当扩大量重。当冶炼强度不变，高炉喷吹燃料时，需适当扩大量重。按体会公式选择批重：鞍钢（原料很差）体会：2喉3喉日本（原料好）体会：

40、焦炭批重Wc与炉喉直径d1和焦炭厚度Yc与炉容的关系V：Wc=(0.030.04)d12Yc=450+(0.088750.125)V前苏联体会：YcV5127操纵合理的气流散布和装料制度的调剂513造渣制度5131造渣制度的要求要求炉渣有良好的流动性和稳固性，熔化温度在13001400，在1400左右粘度小于10泊，可操作温度范围大于150。有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件下，硫负荷小于5Kg/t时，硫分派系数为案2530，硫负荷大于5Kg/t时，硫分派系数为3050。对高炉砖衬侵蚀能力较弱。5132对原燃料的大体要求原燃料含硫低，硫负荷小于5Kg/t。原料难熔和易熔组分低。如氟化钙、

41、氧化钛越低越好。易挥发的钾、钠成份越低越好。原料含有少量的氧化锰、氧化镁对造渣有利。5133一般炉渣在高温下有良好的流动性和稳固性及较强的脱硫能力，且侵蚀性能较弱的炉渣，称一般炉渣。5134特殊炉渣含钡炉渣：酒钢矿石含有BaSO4和BaSO3，以BaO形态进入炉渣。在炉渣中加入部份BaO时能使炉渣变得较为易熔和稳固；当CaO/SiO2=1.10.8，渣中BaO在小于15%范围变更时，炉渣粘度略有波动；CaO/SiO2的炉渣都较稳固，CaO/SiO21.1时炉渣稳固性较差；按重量以BaO代替CaO，随BaO的增加，使酸性渣的粘度慢慢增大；在渣中单纯加BaO，随BaO的增加CaO/SiO20.95

42、0.85的炉渣的粘度降低；CaO/SiO20.950.85的炉渣的粘度那么稍增高；在含有必然量MgO情形下，选用CaO/SiO2=1.10.8，BaO含量达到10%，乃至达到15%，可不能由于粘度大造成操作困难。含氟炉渣：包头矿含氟和稀土金属氧化物。含氟炉渣粘度很小。高钛炉渣：高钛炉渣是一种熔化温度高、流动性区间窄小的“短渣”对操作不利。低钛炉渣：低钛渣冶炼，含TiO4%的炉渣可不能变稠。炉渣碱度1.251.3比较适合。5135排碱一些高炉原料含有碱金属，其危害专门大，在炉内将引发炉缸堆积，炉料透气性恶化、结瘤及损坏炉墙等。5136洗炉炉缸严峻堆积、炉墙结厚或结瘤时，采纳洗炉。洗炉剂：经常使用

43、洗炉剂有均热炉渣、锰矿、萤石及复方洗炉剂等。加入方式：分散均匀加入料批内，数量约占矿批的5%，加入炉子边缘，持续时刻一样为7天；集中加入，即每510批料内加入一批洗炉剂，这种洗炉对处置下部结瘤有效。洗炉注意事项；514热制度5141热制度的选择5142变料有关计算石灰石有效熔剂性：2(CaO)有效矿石需要的石灰石量：SiO2+C=Si+COSiO2生成CaS消耗的石灰石量：C+FeS矿石需要的石灰石量：W矿=G矿(SiO2矿-e矿Si2.14)R-CaO矿+0.8矿1/(CaO)有效G矿：每批料的该种矿石量；0.8：设矿石含S的80%转入炉渣；e矿：单位矿石出铁率。焦炭需要的石灰石量：W焦=G

44、焦A(SiO2焦.R-CaO焦)+焦1/(CaO)有效W焦：每批焦炭所耗石灰石量；G焦：每批焦炭量；A、SiO2焦、CaO焦：别离为焦炭灰分及灰分中含SiO2、CaO量。5143炉渣碱度及成份的核算5144由炼钢铁改炼铸造铁的变料计算5145负荷调整高炉休、减风的负荷%调整高炉休风的负荷调整日1/32/312345678小时81624487296120144168192减轻负荷%经验数值5813202540501/258913161921232527H:：减负荷量%；t：休风天数。高炉减风的负荷调整减风率%减轻负荷%205/103010/154015/205020/256025/307030/

45、35说明：休风10天以上，按长期封炉调整焦炭负荷；休风低于8小时，相应减轻负荷35%；临时减风操作，假设减风率小于10%，持续时刻较短，不用调整焦炭负荷，如时刻较长仍需减轻负荷5%左右。低料线的负荷调整低料线时间h低料线深度m加焦量%5/1018/1213左右12/151315/25钟式布料器停转的负荷调整停转时间h减轻焦炭负荷%4/82/38/243/4245改倒装的负荷调整改倒装批数减轻焦炭负荷%20/4010/1540/15015/2015020/25降雨天的负荷调整降雨量（估计）大中小冷风温度下降2010/2010焦炭水分（估计）%105/105减轻焦炭负荷%4/63/41/2喷吹燃料

46、置换比和停喷吹时的负荷调整喷吹燃料置换比喷吹量Kg/t重油置换比煤粉置换比204060801001201401601800.78停吹时的负荷调整停吹时间h加焦率%1/450/704/670/906100原燃料理化性能转变时负荷调整变动因素矿石参数名称含铁量%变动量1影响焦比Kg干影响产量%备注烧结率%粒度5%富矿率%CaO/SiO2S%焦炭灰分%M40%S%煤粉灰分石灰石110111Kg干5干51.51.5干干干计算时需乘以喷吹率同上碎铁含铁量60%6080%80%100Kg干20Kg干30Kg干40Kg468生铁含硅量转变时的负荷调整生铁含硅量%变动量影响焦比Kg影响产量%4干6干8干干风温

47、转变的负荷调整热风温度变动量影响焦比Kg1100100干151100/1000100干201000/900100干25900/700100干30影响产量%2456515冶炼制度的调整各类冶炼制度彼此彼此阻碍，生产进程中因送风制度和装料知底不妥，而引发造渣制度波动；造渣制度和热制度不适合，也会阻碍煤气流散布，引发炉矿波动。因此，必需维持各冶炼制度相互适应，显现异样及时而准确地调整。正常时冶炼制度各参数，应选择在灵敏可调的范围，不得处于极限状态。调剂方式，一样先进行下部调剂，其后是上部调剂，再后是调剂风口面积。特殊情形可同时采纳上、下部调剂手腕。恢复炉况，第一恢复风量，操纵风量与风压对应关系，相应

48、恢复风温和喷吹物，最后再调束装料制度。长期不顺的高炉，风量与风压不对应，采纳上部调剂无效，应果断采取缩小风口面积，或临时堵部份风口。炉墙侵蚀严峻、冷却设备大量破损的高炉，不宜采取任何强化方法，应适当降低炉顶压力和冶炼强度。炉缸周边温度或水温差高的高炉，应及早采纳含TiO2炉料护炉，并适当缩小风口面积，或临时堵部份风口，必要时改炼铸造生铁。矮胖多风口的高炉，适于提高冶炼强度，维持较高的风速和鼓风动能和加重边缘的装料制度。原料条件好的高炉，适宜于强化冶炼，可维持较高的冶炼强度。52高压操作521高压操作简况一样以为使高炉处于0.03MPa以上的压力下工作，叫高压操作。522炉顶均压、放散工艺522

49、1钟式高炉炉顶均压、放散工艺钟式高炉小钟向大钟放料时、大小钟间处于常压状态，接近大气压力；大钟向炉内装料时，大小钟间处于高压状态，略低于炉顶压力0.0010.002MPa。均压方式只采纳一次均压，介质为高炉半净煤气，含灰量/m3，煤气温度50。均压设备一样为YK-1型压差监控器。5222无料钟高炉炉顶均压、放散工艺串罐式去料钟高炉炉顶均压、放散，上罐向下罐漏料时，下罐处于常压状态，接近大气压力；下罐向炉内卸料时，罐内处于高压状态，略高于炉顶压力0.0010.002MPa。为此无料钟高炉装料时必需进行两次均压。一次均压，介质为高炉半净煤气，含灰量/m3，煤气温度50。二次均压，介质为氮气，压力0

50、.3MPa，最大含灰量1015g/m3，最大含水量20g/m3523炉顶均压制度5231两钟一室炉顶均压制度正常均压制度：小钟均压阀在小钟开启之前打开，小钟开1/3后关闭；大钟均压阀在大钟开启之前打开，大钟开1/3后关闭。辅助均压制度：小钟均压阀在小钟开启之前打开，小钟全开后关闭；大钟均压阀在小钟关闭以后打开，并在小钟均压阀打开之前关闭。小钟均压阀在大钟开启之前关闭，在大钟关闭以后打开；大钟均压阀在开大钟之前小钟均压阀关闭以后打开，大钟开1/3后关闭。5232无料钟炉顶均压制度正常工作制度：除往下罐装料时外，下罐老是充压。操作程序如下：料线到位后，关一次均压阀，开二次均压阀；开下密封阀，开料流

51、调剂阀向炉内布料；料布完后关料流调剂阀，关下密封阀，同时关二次均压阀；开均压放散阀；开上密封阀，开上部料闸，向下罐漏料；料漏完后关上部料闸，关上密封阀及均压放散阀；开一次均压阀。辅助工作制度：除往炉内布料外，下罐总不充压。操作程序如下：料线到位后关均压放散阀，开一次均压阀，下罐充满压后，关一次均压阀，开二次均压阀；开下密封阀，开料流调剂阀，向炉内布料；布完料后关料流调剂阀，关下密封阀；关二次均压阀；开均压放散阀；料漏完后关上部料闸，关上密封阀。524高压、常压转换程序5241常压转高压操作程序通知燃气、鼓风机等单位，并发出转高压信号。依此关闭加压阀，使顶压慢慢达到指定水平。将压力定值器调到指定

52、位置，而后将调剂阀改成自动调剂。依照顺行情形，慢慢加风，维持略低于常压操作压差水平。5242高压转常压操作程序通知燃气、鼓风机等单位，并发出转常压信号。调剂阀改成自动调剂。适当减风，操纵压差略高于常压操作压差水平。依此打开加压阀。525高压操作冶炼特点压头损失降低；边缘气流进展；煤气停留时刻延长：有利稳固顺行：除尘器瓦斯灰量减少：526高压成效5261对产量的阻碍依照计算，炉顶压力每提高0.01MPa，大约可增加风量3%，即可提高冶炼强度3%，即在焦比不变的情形下增产3%。可是随炉顶压力的进一步提高，例如由0.12MPa提高到0.3MPa时每提高0.01MPa，冶炼强度只能提高1.7左右。52

53、62对焦比的阻碍炉顶压力每提高0.01MPa，降低焦比约1%左右。5263对生铁成份的阻碍炉顶压力每提高0.01MPa，生铁含硅量降低0.07%。527高压操作高压操作注意事项：提高炉顶压力，要避免边缘气流进展，注意维持足够的风速或夹风动能，要相应缩小风口面积，操纵压差略低于或接近常压操作压差水平。常压转高压操作必需在顺行的基础上进行。炉况不顺时不得提高炉顶压力。高炉发生崩料或悬料时，必需转常压处置。待风量和风压适应后，再慢慢转高压操作。高压操作悬料往往发生在炉子下部。因此，要专门注意改善软熔带透气性，如改善原燃料质量，减少粉末，提高焦炭强度等。操作采纳正分装，以扩大软熔带焦窗面积。设备显现故

54、障，需要大量减风乃至休风，第一必需转常压操作，严禁不改常压减风至零或休风。高压操作出铁速度加速，必需维持足够的铁口深度，适当缩小开口机钻头直径，提高炮泥质量，以保证铁口正常工作。煤高压操作设备漏风率和磨损率加大，专门是炉顶大小钟、料斗和托圈、大小钟拉杆、气切断阀拉杆及热风阀法兰和风、渣口大套法兰等部位，磨损加重，必需采取强有力的密封方法，并注意提高备品质量和增强设备的检查、保护工作。新建高压高炉、高炉本体、送风、煤气和煤气清洗系统结构强度要加大，鼓风机、供料、泥炮和开口性能力匹配和提高，以保证高压成效充分发挥。528故障处置均压系统失灵：在均压系统失灵的情形下，禁止强制启动大小钟。假设已查明缘

55、故（例如均压监控系统失灵），而均压阀和均压放散阀工作正常，事实上已均压，确有平安把握，能够强制工作，料钟间压差不准大于0.015MPa，且时刻不准太长。高压阀组失灵：假设调剂阀自动系统失灵，可由自动改手动工作。假设调剂阀失灵，亦须由电动改手动，但开关方向要有明确标记。假设调剂阀突然全数关闭，那么炉顶压力剧升，要当即放风到平安水平，并打开炉顶放散阀。洗涤塔水位升高：洗涤塔水位升高象征：炉顶压力慢慢升高，塔内压力降低，用调剂阀调剂失效；风压升高，风量减少；料钟之间均压不足，大小钟不能正常工作；洗涤塔内发出高水位报警。处置方式：通知燃气部门和鼓风机站，高炉转常压并当即放风到平安水平，同时打开炉顶放散

56、阀。排除故障。53富氧鼓风531富氧鼓风工艺和设备532高炉富氧鼓风冶炼特点理论燃烧温度升高；煤气量减少；间接还原大体不变；煤气发烧量提高。533富氧鼓风对产量、焦比的阻碍富氧鼓风对产量的阻碍：在焦比不变的情形下富氧1%的增产成效为：风中含氧2125%，增产3.3%，风中含氧2530%，增产3.%，冶炼铁合金时由于焦比下降增产57%。富氧鼓风对焦比的阻碍：富氧鼓风对焦比的阻碍，有利和不利共存。富氧鼓风由于鼓风量减少，带入炉内热量相对减少，无益于焦比降低。由于煤气CO浓度提高，煤气带走的热量减少，有利于焦比降低。富氧鼓风有利于冶炼特殊生铁：富氧鼓风有利于锰铁、硅铁、铬铁冶炼。534富氧鼓风冶炼操

57、作富氧鼓风煤气体积减少，要相应缩小风口面积，富氧1%，风口面积缩小11.4%，操纵炉腹煤气速度接近或略高于富氧前水平。富氧鼓风t理提高，要相应增加喷煤量。鞍钢体会，富氧1%，喷煤增加1220Kg/t。高炉操作。原那么固定氧量，调整风量，但炉温较高，加风困难时，可加氧5001000m3/h，正常后减回规定水平。炉况不顺，专门是持续崩料悬料时，要第一停氧停煤，并相应减轻焦炭负荷。高炉临时故障放风至80%以下，后鼓风机突然停风时，要迅速切断氧气来源。在氧气分派上，风温低或风性能力不足的高炉，可优先供氧。相反，喷煤量较少，风温较高的高炉，应减少氧量或停止富氧。富氧鼓风炉缸、炉腹部位冷却设备水温差稍有升

58、高，炉身降低，注意冷却量调整。535高炉送、停氧操作程序（鞍钢）536故障处置537氧气管道保护及平安规定54高炉喷煤541高炉喷煤工艺流程布置P370375542高炉喷煤设备P375377543高炉喷煤与停煤操作程序544输煤及倒罐操作程序545喷煤量调剂546喷煤故障及事故处置547高炉喷煤防火防爆技术平安要求排除系统内部积粉：排除水平管道：操纵系统含氧浓度：防爆膜设置：系统动火规定：消防设施：工业卫生：548高炉喷煤冶炼特点煤气量和鼓风动能增加：间接还原反映改善，直接还原反映降低：理论燃烧温度降低，中心温度升高：料柱阻碍增加，压差升高：热补偿；热滞后时刻：冶炼周期延长；549高炉富氧喷煤

59、P38939255铸造生铁冶炼P39239856低硅铁冶炼561低硅铁冶炼进展情形562冶炼低硅铁方法维持炉况稳固顺行：提高烧结矿铁分，改善炉料结构，增加熟料比：减少原料成份波动：提高焦炭强度：适当提高炉渣碱度：CaO/SiO2=1.051.2，(CaO+MgO)/SiO2操纵生铁含锰量：提高炉顶压力：操纵合理气流散布：563冶炼低硅铁的经济效益和适宜的含硅量564铁水预脱硅5641向炉内喷吹脱硅剂降硅5642炉外脱硅铁水沟脱硅：混铁车脱硅：铁水沟处置和混铁车喷粉两段脱硅57炉外脱硫571脱硫剂碳酸钠（Na2CO3）俗称苏打粉：氧化钙（CaO）碳化钙（CaC）俗称电石：镁焦：镁焦脱硫效率最高。

60、572复合脱硫剂增进剂分三类：提高铁水中硫的活度，且使反映界面维持还原气氛的元素，如C、Al等。一样复合脱硫剂利用焦粉和铝粉。发气剂如CaCO3，能在铁水中分解出CO2而起搅拌作用，以增进脱硫反映快速进行。助熔剂如萤石（CaF2），能降低脱硫渣的熔点和粘度，有利于S向渣中扩散，以提高脱硫率。几种复合脱硫剂成效；石灰萤石系脱硫剂：石灰萤石碳系列脱硫剂：石灰石灰石萤石碳系列脱硫剂：石灰铝系列脱硫剂：573脱硫工艺5731喷吹法5732搅拌法5733浸入法574宝钢铁水包镁脱硫工艺58高炉炉况判定和调剂581阻碍炉况波动的因素原、燃料物理性能和化学成份波动；原、燃料配料称量误差，超过许诺规定范围；设