高炉工艺及相关技术

1、2020/10/3,1,二）对高炉冶炼行为的研究,四）高炉工艺面临的问题及其挑战,三）派生技术的简要介绍,序言 金属铁获得的途径,（一）炼铁现状及发展方向,2020/10/3,2,高炉法 直接还原法 熔融还原法 等离子法,非高炉炼铁法,序言 金属铁获得途径,2020/10/3,3,钢的生产路线,温度/,C/%,Fe/%,O/%,Steel,LI,DRI,DRE,Hot Metal,DR,BF,EAF,BOF,HPSR,2020/10/3,4,钢铁生产流程简图,2020/10/3,5,一、炼铁现状及发展方向,2020/10/3,6,国际和国内钢铁工业的发展,2009年世界粗钢产量12.2亿吨，同

2、比下降8.0%，中国占47%，5.678亿吨，上升9%, 2008年全球粗钢产量13.297亿吨 （1.2%）（中国5.02亿吨） 2007年世界粗钢产量13.435亿吨，其中 中国大陆4.8966亿吨,2020/10/3,7,2020/10/3,8,2020/10/3,9,2009年全球高炉生铁产量统计 万吨,国家和地区 2009年 2008年 同比/% 中国 54374.8 47110.0 15.4 欧盟（27国） 7306.3 10844.0 -32.6 日本 6694.3 8617.1 -22.3 俄罗斯 4394.5 4829.5 -9.0 印度 2964.6 2890.0 2.6

3、韩国 2727.8 3121.0 -12.6 乌克兰 2567.6 3098.2 -17.1 巴西 2526.7 3496.9 -27.7 美国 1893.6 3299.2 -42.6 总计 89826.1 92712.3 -3,2020/10/3,10,三种钢铁工艺流程及现状,2020/10/3,11,高炉炼铁工艺的优势与弱点,优势： 1、高效率； 2、低消耗； 3、高质量： 4、工艺成熟完善； 弱点： 1、含铁料需造块； 2、需要焦炭。,2020/10/3,12,现代大型高炉生产技术指标,欧美、日本与发达国家在上世纪6070年代完成了高炉大型化，但现在似乎仍在进行。,2020/10/3,1

4、3,日本高炉炉容的变化 1989年日本共有37座高炉，最小的361m3（矢作制铁）、合同制铁大阪2# 618m3等，但到2003年3月日本共有28座高炉，总炉容106785m3，平均炉容3814m3，最大的是新日铁大分2# 5245m3，大型化在改造中仍在进行。,随之而来的是焦炉大型化和烧结机大型化。,2020/10/3,14,中国高炉正在完成大型化。 在高炉的整个演变过程中，高风温、高风压、高强度、大型化成为主题；优质、高效、低耗、长寿、稳定是其特征，高炉生铁占世界生铁产量的95。,2020/10/3,15,最重要的发现是高炉内存在着软熔带，从而把高炉分为两大区间、7个区域，从此，诸多理论逐

5、步体系化； 温度场分布的确定为高炉长寿打下了基础。在此基础上，布料规律的研究成果与同冷却壁的诞生、全碳炉底等综合技术使高炉长寿化得以实现；,（二） 对高炉冶炼行为的研究,2020/10/3,16,矿石,焦炭,块状带,焦炭天窗,软熔带,滴落带,风口带,渣铁贮存区,高炉内各区域分布示意图,焦炭疏松区,死料柱,2020/10/3,17,高炉内各种反应进行区域示意图,2020/10/3,18,高炉顺行与获取先进技术指标,设备的 保证,无料钟,焦炭是现代高炉顺行的限制性基础环节,散料区的 透气性,风口区的 燃烧状态,软熔带的 透气性,滴落区与渣铁区的渗透性,铜冷却壁,陶瓷杯与 全碳炉底,铁料与焦炭的冷态

6、 指标不再 构成威胁,铁料的冶金性能不再构成威胁，焦炭起主导作用,焦炭质量与风温、富氧、风速起作用,焦炭起核心作用,相关技术的结合,2020/10/3,19,对焦炭的研究 对炉料的研究 对高炉布料规律的研究 对高炉喷吹煤粉的研究 对高炉长寿的研究,（三） 派生技术的简要介绍,2020/10/3,20,对焦炭的研究,传统理论认为焦炭在高炉工艺中的三大功能 还原剂 发热剂 炉料骨架 需要补充的是,渣铁过滤器,2020/10/3,21,焦炭在高炉内的变化,自炉身中部开始，焦炭平均粒度变小。变化程度与炉内的气流分布和温度分布密切相关。,2020/10/3,22,焦炭强度变化机理 1 ) 高温热力作用

7、焦炭在高炉内温度上升到1000后，超过原生碳化温度，石墨化程度随之加深，焦炭体积收缩，焦炭基质强度提高。温度的升高使灰分中某些组分如TiO2、P2O5、SiO2、K2O、Na2O、ZnO等蒸发，引起焦炭体积收缩。但基质强度提高后阻碍体积收缩，因而气孔壁产生裂纹。,2020/10/3,23,在风口回旋区，燃烧的焦炭受气流冲击，发生磨损、剪切等破坏，粒度更急剧缩小。,2020/10/3,24,(2)化学作用 在炉腰下部，在碱金属催化作用下，碳的气化反应强烈进行，使焦炭趋于多孔化，使气孔壁破坏，在机械应力下断裂，产生大量碎焦。,2020/10/3,25,对焦碳质量的要求,化学成分：S低，灰分低，水分

8、稳定 机械强度：冷态和热态的抗磨、抗打 击和落下强度好 理化性质：合适的反应性 粒度： 均匀，大小合适,2020/10/3,26,焦炭冷热态指标,M40-破碎强度指标 M10-磨损强度指标 CRI-焦炭反应性 CSR-焦炭反应后强度,2020/10/3,27,焦碳在炉内性状发生很大变化，其中反应性的变化是最重要的，反应性提高，气化溶损增加，气孔率增加，强度降低，粒度细化。 焦碳在高炉内的气化溶损反应，既决定于其自身的显微结构和气孔结构，同时也决定于炉内温度的分布、煤气中CO2量和吸碱量。 炉内碱金属循环富集，可以催化碳的气化反应，应当要求焦碳具有较好的抗碱性。,2020/10/3,28,传统的

9、焦炭质量评价M40、M10、冷态转鼓 现代的焦炭质量评价 CSR（coke strength after rection） CRI（coke rection index） 热态冶金性能,2020/10/3,29,焦碳在上部散料区对顺行不构成威胁,焦碳在软熔带处起着透气的主导作用,焦碳在滴落带和炉缸中焦碳起着过虑渣铁的渗透作用,在风口区和炉芯区的焦碳粒度决定了喷煤的程度,焦碳质量是现代高炉操作的限制性环节,2020/10/3,30,焦炭平均粒度,焦炭平均粒度在4853mm范围内，每增加1mm,将使铁水产量增加1.4 %（意大利森斯姆公司波特肯贝拉厂5 号高炉 有效容积3000m3）。对意大利伊尔

10、瓦公司汤恩托钢厂 5 号高炉 工作容积 3309m3的研究表明 , + 75mm 粒级焦炭每减少1.0 %,高炉透气性指数相应减小 0.1 %。要保证高炉顺行、透气 ,尤其是在富氧喷煤的情况下 ,焦炭的粒度必须尽可能的均匀 ,即要求提高4060mm 块度的比例。以焦炭强度为基础 ,入炉焦炭强度高 ,平均粒度可适当小些;焦炭强度相对低 ,焦炭平均粒度应适当增大些。,2020/10/3,31,焦炭的冷态强度,M40 和 M10 与高炉利用系数、综合焦比及风口焦粒度组成有良好的相关关系。M40 每提高1 %,焦比降低 0.75 %,产量增加1.5 %。,2020/10/3,32,焦炭的热态冶金性能,

11、将焦炭破碎到规定的粒度 ,称取 200g,放入特制 的反应器中 , 加热到 1100 , 通入 CO , 反应 120min,试样失重的百分数为焦炭的反应性指数（CRI）, 将反应后的试样放入 转鼓 ,转一定的时间 ,取出试样 筛分,大于10mm的试样量占入鼓焦炭总量的百分数为焦炭的反应后强度指数(CSR).波特肯贝拉5 号高炉生产实践表明, 焦炭反应后强度每提高1 %,铁产量增加0.5 %。,2020/10/3,33,焦炭在不同容积高炉内的劣化过程,焦炭在大高炉和小高炉中 ,从炉顶到风口的劣化程度是不同的 ,尤其是焦炭热态性能在大高炉中劣化降级程度要远高于小高炉。所以大高炉用焦炭不仅要有足够

12、的冷态强度 ,还要有与高炉容积相配的热态强度。,2020/10/3,34,煤比高低对高炉内焦炭劣化过程的影响,随着煤比的提高 ,入炉焦比降低 ,焦炭在高炉内劣化时间和程度有所增加，导致风口焦与入炉焦平均粒度的差值呈增大的趋势。控制焦炭热态性能 就更为重要,宝钢根据不同煤比 ,相应控制焦炭的反应性及反应后强度 ,当煤比达到 200kg/t 时 ,控制 CRI 67 %左右。焦炭热态性能的改善 ,有利于进一步提高高炉煤比。,2020/10/3,35,大型高炉上焦炭质量,2020/10/3,36,M40与11高炉炉基温度关系图,2020/10/3,37,高炉下部炉料运动模式及流动特征区,A焦炭向风口

13、区 下降的主流区； B滑移区； C 风口带； D死料堆。,2020/10/3,38,提高焦炭质量的措施,配煤比的改变、加强操作、焦炉大型化； 煤捣固工艺、配型煤工艺、煤调湿工艺、煤预热工艺、添加剂工艺、负催化剂工艺、干熄焦工艺、选择性破碎。,2020/10/3,39,焦化生产流程示意图,2020/10/3,40,熄焦方法,湿法熄焦 高压水喷淋，熄焦时间约6090秒。为我国目前常用的熄焦方法。 干法熄焦 向红热的焦炭通入循环惰性气体(主要为N2)，延续24小时。焦炭质量好，由于焦炭干 燥，避免因水分波动引起高炉热制度变化大，同时可获得400，4MPa蒸汽。但基建投资较大，设备运行费用较高。,20

14、20/10/3,41,焦炭钝化技术,焦炭与二氧化碳的反应是影响焦炭热强度的重要因素之一。反应性的大小主要取决于焦炭与二氧化碳间的接触面积、反应温度、反应物的浓度以及矿物质的种类和存在形式。对于正常生产的高炉来说 ,炉内的温度和反应物浓度的分布是相对不变的 ,因此 ,要降低焦炭与二氧化碳之间的反应程度 ,只有从焦炭与二氧化碳间的接触面积和矿物催化方面去考虑。,2020/10/3,42,热解炭化学气相渗透沉积具有填充和修整焦炭气孔的功能，利用甲烷高温裂解生成的热解炭在焦炭内外表面渗透沉积可达到提高焦炭热性质的目的。试验结果显示，经过渗透沉积的焦炭抗CO2反应能力大幅提高，CRI和CSR明显改善，分

15、别从3104降低到2028和从6324提高到7769。,2020/10/3,43,CH4化学气相渗透沉积对焦碳质量的影响,(a),(b),(c),4h 6h,2020/10/3,44,兴隆庄煤在205不同气氛下预热改质测定结果,2020/10/3,45,负催化剂对焦炭热性质的改善效果,CRI(%),CSR(%),2020/10/3,46,矿物质对焦炭溶损反应的催化作用,焦炭中存在矿物质时 对溶损反应有正 负两种催化作用 正催化作用是指矿物质能加速焦炭溶损反应的进行 提高其反应性 对焦炭的溶损反应主要起正催化作用的矿物质有碱金属 碱土金属 过渡金属等 负催化作用是指矿物质使焦炭溶损反应受到抑制

16、导致焦炭反应性降低对焦炭溶损反应有负催化作用的矿物质有硼钼 钛等元素的氧化物 硼可降低碳的溶损速度 硼和钼形成硼酸根和钼酸根 它们在无水汽的情况下能与晶格周边的碳原子结合 并堵塞通道 因而产生负催化作用 也能抑制焦炭溶损反应,2020/10/3,47,改质剂中的物质能吸附和渗透到焦炭表层 一方面它们能与晶格周边的碳原子结合 填充焦炭晶格空隙 并堵塞通道 阻止二氧化碳向焦炭内层扩散 以此来降低焦炭反应性 另一方面 部分改质剂随焦炭进入炉内后 经过温度变化与其生成化合物 该化合物是氧化性气体的抑制剂主要是在碳结构中的活化点上吸附稳定的化合物 从而使活化点失活 以使其在焦炭表面形成屏蔽保护膜 来抑制

17、焦炭与二氧化碳的溶损反应,2020/10/3,48,1 将硼酸复合制剂喷洒至炽热的焦炭表面 ,硼酸复合制剂发生高温分解 ,并以 B O 的形式附着在焦炭的表面 ,降低焦炭与 CO 间的反应 ,其降低的程度随硼酸复合制剂浓度的增加而增大。 2 硼酸复合制剂既可以对焦炭中的碱起良好的屏蔽作用 ,又可以提高焦炭的抗碱性。 3 硼酸复合制剂的喷入和吸附没有改变焦炭中碳的结构。,2020/10/3,49,对炉料的研究,不同的炉料结构 更加重视综合料场的混匀 新的配矿理论的提出,2020/10/3,50,精料的目标,有利于提高企业的经济效益和市场竞争力的精料水平应该是科学、合理地控制炼铁工序成本！,1、生

18、铁成本中原料和燃料占85 %左右；可见精料对炼铁成本有很大的影响 2、精料和炼铁成本的关系相当复杂； 3、精料受钢铁产品市场需求制约； 4、精料由企业所处地方资源制约； 5、合理精料水平对高炉冶炼各参数关系影响十分复杂。,2020/10/3,51,炼铁用原、燃料,铁矿石 天然富矿，人造富矿 (烧结矿和球团矿)； 吨铁消耗量：15001900 ( kg/t铁）。 燃料 焦炭、煤粉、天然气、重油、废塑料。 吨铁消耗量：420700 ( kg/t铁）。 （注：折合为焦炭） 熔剂 石灰石、白云石、硅石(SiO2)等 现代高炉已很少直接使用。 辅料 钛矿、钛渣、锰矿、萤石等(特殊情况下使用),2020/

19、10/3,52,A. 储量相对较少，进口矿占有较大比重； B. 以贫矿为主，采矿、选矿成本较高； C. 多共生矿，选矿难度大； D. 复合矿储量较大，尤其是包头白云地区和攀西地 区，复合矿中其它金属的价值远高于铁的价值。,我国铁矿石特点,2020/10/3,53,1、提高含铁料品位 2、增加熟料比 3、改善冶金性能 4、加强原料稳定性 5、含铁炉料整粒 6、改善焦炭及喷吹煤粉质量 7、合理的炉料结构,高、熟、净、小、匀、稳、好！,含铁料精料内容,2020/10/3,54,2005年我国部分企业入炉含铁料品位,2020/10/3,55,2006年我国部分企业入炉含铁料品位,2020/10/3,5

20、6,2007年我国部分企业入炉含铁料品位,2020/10/3,57,2008年我国部分企业入炉含铁料品位,2020/10/3,58,矿石品位变化对生铁成本影响,矿石品位变化可引起多个技术经济指标的变化，因此对生铁成本的影响是多方面的。 1）原料成本变化 = 品位升高后的吨铁矿耗 品位升高后的铁矿石价格原吨铁矿耗 原铁矿石价格； 2）产量变化对生铁成本影响 = （制造费用 +工资福利）（1原产量/品位升高后的产量） ; 3）燃料成本变化 = 品位升高前后的焦比变化 焦炭价格品位升高前后的煤比变化 煤粉价格。,2020/10/3,59,国内外炼铁原料模式的发展,2020/10/3,60,日本的炉料

21、结构变化,注：川崎6#高炉入炉块矿比高达42.7（炉容5153m3）,2020/10/3,61,国外的高炉炉料结构举例,我国的高炉炉料结构举例,2020/10/3,62,为满足烧结矿Fe0.1%（先进指标0.05%）、 R0.05%（先进指标0.03%）的波动，世界 各国均注意从源头抓起，重视料场建设。,2020/10/3,63,2020/10/3,64,武钢 2013m2，10亿元固定资产。储料场1.7亿元，共两个混匀料场，每个两条，每条20万吨。输出标准Fe0.5、SiO20.05，占输出量的90% 马钢 1993年建成，10亿元。控制标准是最高的，SiO2=0.28、Fe =0.28，二

22、次料场两条，每条25万吨，现在有又新建一个料场，是原先料场的翻版。 宝钢标准：SiO2=0.3、Fe =0.4,2020/10/3,65,烧结优化配矿原理,铁矿粉的自身特性各不相同； 铁矿粉的烧结行为亦有差别； 铁矿粉的自身特性可以互补； 调整混合料的烧结特性有利于优化烧结过程。,2020/10/3,66,铁矿石的自身特性,化学成分,TFe SiO2 Al2O3 MgO TiO,粒度组成,空隙度,矿物组成,微观结构,同化性,液相流动性,粘结相强度,连晶能力,铁酸钙生成性,铁矿石的烧结基础特性,物理性能,高温特性,微观特性,2020/10/3,67,烧结矿矿物组成与结构对质量影响,1、强度 1）

23、矿化和粘结相发展程度：烧结过程高温持续时间短，相当部分不会熔化而做为残留原矿存在，但要求熔剂充分矿化； 2）矿物和粘结相自身强度：烧结矿强度对应其组成矿物和粘结相具有加和性； 3）烧结矿形成中产生应力：温度变化时正硅酸钙多晶转变伴随有10%左右的体积变化；烧结矿颗粒不同部位间温度梯度形成热应力； 2、还原性 1）矿物组成自身还原性影响； 2）矿物结构对还原性影响。,2020/10/3,68,烧结矿中主要矿物机械强度与还原性,2020/10/3,69,2020/10/3,70,2020/10/3,71,铁矿粉是一种特殊的商品，它不同于设备的备品备件，其购买和使用需要技术的支撑。掌握铁矿石使用技术

24、的关键是：明确各种铁矿石的自身特性，并从互补性出发考虑搭配问题。,2020/10/3,72,密封与布料的分离 无料钟布料,2020/10/3,73,对高炉布料规律的研究,溜槽布料器工作示意图,2020/10/3,74,红外习像仪、十字测温,布料方程的建立与计算机模型,2020/10/3,75,2020/10/3,76,高炉布料要达到的效果,理想的炉况 1）炉缸全面活跃，特别是中心； 2）料柱透气性好，压量关系正常，透气性指数适当； 3）煤气利用好； 4）在正常的炉渣碱度下，脱硫效率高； 5）接受风量； 6）炉壁无粘结，无过快侵蚀，风口破损少。,2020/10/3,77,高炉布料要达到的效果,理

25、想的煤气分布 1）炉喉5点CO2分析：喇叭花形曲线的核心是中心通畅，要求CO2曲线中心低于边缘3-5个百分点，尖峰在2-3点之间； 2）十字测温：中心温度500-600，边缘100 3）炉顶红外成像：中心明亮，有一定区域,2020/10/3,78,创造喇叭花形煤气曲线的方法,1）炉料。边缘重，要求原料条件好，焦炭反应后强度高； 2）较高的风速（动能）和较长的风口。 3）合理的装料制度。大角，大矿角。 中心不是多加焦，而是少加矿； 焦炭角位数多余矿石，各角位上的焦炭环数倾向于平均分配； 大角，大矿角意味着焦角和矿角同时加大，焦炭与矿石的分布同时向炉喉边缘外移； 大角，大矿角布料方法因矿焦角位同时

26、加大，不会造成边缘负荷过重。 矿石环带应有一定宽度，表现为最大和最小矿角的角差。,2020/10/3,79,鞍钢7高炉布料制度,10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 40.3 38.2 35.6 32.8 30.5 27.4 23.6 20.8 12.7 12.0 C 1 3 2 2 2 1.5 O 3 3 3 2 2,2020/10/3,80,对高炉喷吹煤粉的研究,高煤比的条件 入炉渣量减少 焦碳质量CSR、粒度的提高 适宜的富氧比例 高风温确保风口前理论燃烧温度 合适的煤种结构,2020/10/3,81,高 炉 喷 煤 意 义 及 现 状,以煤代焦 可以合理利用煤炭资源，降低生铁成本；

27、 高炉操作调剂手段 通过调节喷煤量可以对高炉炉况进行一定调节； 为相关技术的应用创造条件 高风温、富氧和喷煤相配合才能取得良好效益； 节省投资 以煤代焦可少用焦炭，能节省焦炉投资； 环境友好 减少苯、酚等有害物质排放量，社会效益明显；,2020/10/3,82,2006年我国部分企业高炉煤比,2020/10/3,83,2006年我国部分企业折综焦比,2020/10/3,84,2007年我国部分企业高炉煤比,2020/10/3,85,2007年我国部分企业折综焦比,2020/10/3,86,2008年我国部分企业高炉煤比,2020/10/3,87,2008年我国部分企业折综焦比,2020/10/

28、3,88,高炉喷吹合理用煤选择,喷吹煤种： 高炉喷吹常用煤种均为非炼焦用煤，有无烟煤、褐煤、及烟煤类的贫煤、不粘煤、长焰煤等； 对喷吹用煤要求： 1）灰分低，至少应低于高炉用焦炭灰分 2%； 2）含硫低，S1%； 3）煤可磨性适宜； 4）燃烧性能好，反应性强，着火温度低； 5）发热值高； 6）易于输送。,2020/10/3,89,安 全 喷 吹 措 施,1、惰性气体，惰性煤，控制系统O2（ 68%）； 2、消除设备、管道及厂房积粉，避免自燃； 3、控制温度，杜绝一切火源及静电火花； 4、设备管道有足够强度，足够安全保证； 5、针对正常生产及停机、启动、检修等危险工况制定严格操作制度。,2020

29、/10/3,90,高喷煤比时对入炉渣量的要求,煤比200kg/t时 渣比为240280kg/t,2020/10/3,91,不同喷煤比时炉内焦炭粒度的变化,2020/10/3,92,1#（中心）,3#,2#,4#,8#（边缘）,6#,7#,5#,7号高炉2005年4月8日风口取样图片,（1#8#为中心到边缘，每段为0.5米，取样杆插入炉内深度为4.0米，炉缸直径为11.5米）,2020/10/3,93,2#,1#（中心）,4#,3#,5#,6#,7#（边缘）,新1号高炉2005年4月1日风口取样图片,（1#7#为中心到边缘，每段为0.5米，取样杆插入炉内深度为3.3米，炉缸直径为12.4米）,2

30、020/10/3,94,原则上要求200kg/t以上喷吹量时,风温1200以上，风口前理论燃烧温度2050以上 富氧1.5以上 减少渣量在270kg/t以下 焦炭要求CSR66%、CRI26% 宝钢实际达到CSR达到69%、CRI达到24%,2020/10/3,95,新的喷吹技术,废塑料 城市生活垃圾 转炉煤气 修补喷吹,2020/10/3,96,德国从1993年11月开始，现共有5座高炉喷吹，年用量在20万吨。 日本从1994年研究，1995年京滨1#高炉开始喷吹。日本有一系列的法律体系来支撑这些技术措施，日本人控制在10kg/t。,2020/10/3,97,高炉熔融气化发电技术成功利用城市

31、垃圾，彻底解决垃圾焚烧过程中产生二恶英（Dioxins）和重金属等二次污染问题。 日本新日铁成功建有18套该项应用工程，总能力1710t/d，总发电率12350KW。 焦炉中的应用，新日铁开发普通塑料做焦炭原料的技术，君津和名古屋已建厂运行，年处理能力8万吨，2010年降达30万吨，加工后的废塑料可替代1的原煤，废塑料在焦炉中进行热分解生成40的焦油、40的高热值的可燃性气体。最新专利最高配比可达2。,2020/10/3,98,对高炉长寿的研究,鞍钢10BF单位炉容产铁量9600t/m3，世界标准是10000t/m3。 水岛2#BF单位炉容产铁量达到15215t/m3，是长寿记录，共生产20年

32、零9个月。 铜冷却壁的开发研究 全世界共46座高炉使用（中国22座，44段 1786块无一块有损坏记录。现国内铜冷却壁质量 优于国外。,2020/10/3,99,铜冷却壁,2020/10/3,100,在热温度场分布的基础上，开发了铜冷却壁。铜冷却壁究竟能承受多少热流负荷。,铸铁、铸钢冷却壁都是靠炉墙防侵蚀、自身防侵蚀来工作，采取被动的守势。 而铜冷却壁虽然自身很弱，但形成渣皮却有快速更新、再生的功能，靠形成的渣皮防侵蚀，它的实际工作界面温度只有几十度。,2020/10/3,101,2020/10/3,102,2020/10/3,103,2020/10/3,104,高炉高效顺行操作,2020/1

33、0/3,105,高炉基本操作制度的选择,炉缸热制度：风口燃烧焦点的温度不过分高，但炉缸半径方向温度梯度减少，炉缸整体活跃，热量充沛。 合理的煤气分布曲线：既保证高炉顺行，又能使煤气利用达到最佳。 送风制度：风量、风温、风速、均匀度 造渣制度：足够的脱硫能力；良好的流动性；较好的稳定性 装料制度：料线、批重、装料顺序,2020/10/3,106,高 风 温 技 术,风温提至1200-1300，解决的三个关键问题： 1）耐火材料：抗蠕变形变率0.5-0.8%（硅砖）； 2）热风炉结构稳定性（形式改善、及热风管道）； 3）高热值燃料-关键：可采用全高炉煤气配大型换热器，将热风炉用的助燃空气和煤气双预

34、热到 300-400。,2020/10/3,107,富 氧 喷 煤 技 术,氧在高炉喷煤中作用： 1）加速煤粉燃烧速率，补偿煤粉对循环区冷却作用，富氧 2% 能促进喷煤 40-50kg/thm； 2）增产，富氧 1%, 增产 2.5-3.5%； 3）富氧与喷煤在煤气量上相互补偿，有利顺行； 富氧的经济效益： 1）富氧提高喷煤量，以煤代焦，降低燃料成本； 2）增产可代来利润增加； 3）富氧将带来氧气费用；,2020/10/3,108,当炉顶压力由常压时的0.02 MPa 0.15 MPa 炉内煤气平均压力则由0.07 MPa 0.18 MPa,风量在常压基础上提高了60,高压操作有利于提高冶炼强

35、度强 化 高 炉 冶 炼,高 压 操 作,2020/10/3,109,强化冶炼时提高煤比关心的有关问题,1、上部透气性研究； 2、下部透气性研究； 3、软融带情况； 4、四大操作制度的合理性；,2020/10/3,110,两种粒径散料混合的孔隙率,2020/10/3,111,I适是随冶炼条件的改善不断增大的,适宜冶炼强度和焦比的关系变化,2020/10/3,112,资源问题 环保问题 新工艺的挑战,（四） 高炉工艺面临的问题及挑战,2020/10/3,113,资源面临的挑战,矿产资源 煤炭资源 水资源 土地资源 铁路运力的限制,2020/10/3,114,矿产资源,世界可开采总储量1500亿吨，其分布为：,世界总产量10亿吨左右，可供交易量4亿吨强。 中国占总交易额中的50，约2亿吨强。,2020/10/3,115,世界上铁矿输出被三巨头垄断，控制世界贸易75以上。,中国有52的铁是由进口矿冶炼的。2010年铁矿石涨价100。我国铁矿资源：可开采量180亿吨，可维持60年。鞍山地区100亿吨（鞍钢志），鞍钢产权